This thesis describes the design and fabrication of MMIC low noise amplifiers for 5.X GHz wireless LAN applications, using 0.25 $\mum$ gate length AlGaAs/InGaAs/ GaAs pseudomorphic high electron mobility transistors. The two-stage LNA is designed to meet the noise requirements for high data rate wireless LAN, DSRC, and multi-purpose ISM band applications. The first stage of the LNA is designed to provide a simultaneous noise and impedance match by careful adjusting both gate width and series feedback inductance at the source, and the inter-stage and the output stage are matched to $50\Omega$.
The on-chip matched LNA has a small signal gain of 16 dB from 5.5 GHz to 8.0 GHz range with a deviation less than $\pm0.4$ dB in its peak to peak values, which shows wide-band gain flatness. Both input and output return losses are less than -10 dB between 5.5 GHz and 8.0 GHz. It reveals noise figure less than 0.88 dB and associated gain over 16 dB at the frequency range between 5.2 GHz and 6.4 GHz. We believe that the noise figure of 0.79 dB at 5.8 GHz is the best result ever reported to date from MMIC LNAs in this frequency range.
본 논문에서는 0.25$\mum$ 의 게이트 선폭을 가지는 AlGaAs/InGaAs/ GaAs PHEMT를 이용하여 5 GHz 대역의 무선 LAN에 적용할 수 있는 MMIC 저잡음증폭기를 설계 및 제작하였다. 두 단으로 구성된 저잡음증폭기는 높은 정보율(data rate)을 가지는 무선 LAN, DSRC, 기타 ISM-대역의 시스템 등에 적용할 수 있도록, 낮은 잡음 특성을 만족시킬 수 있게 설계되었다. 저잡음증폭기의 첫번째 단은 게이트 길이와 직렬 부궤환 인덕턴스를 조정하여 임피던스와 잡음을 동시에 정합할 수 있도록 설계하였으며, 출력단과 각 단 사이는 $50\Omega$으로 정합하였다.
칩 내에서 정합된 저잡음증폭기의 소신호이득은 16 dB이며, 5.5 GHz 에서 8.0 GHz의 영역에서 $\pm0.4$ dB 이하의 편차를 가지는 광대역의 평탄함을 보여준다. 입력 신호와 출력 신호의 반사손실은 5.5 GHz와 8.0 GHz의 주파수 영역에서 -10 dB 이하를 나타내었으며, 잡음지수는 5.2 GHz와 6.4 GHz의 주파수 영역에서 0.88 dB 이하를 나타내었다. 그리고, 5.8 GHz에서 측정된 0.79 dB의 잡음지수는 이 주파수 대역에서 현재까지 보고되어진 MMIC 저잡음증폭기 중 가장 우수한 결과라 생각된다.
