KR100959385B1 - Ｂｃｂ 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 ｐｉｎ단극쌍투 진행파 스위치 - Google Patents

Ｂｃｂ 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 ｐｉｎ단극쌍투 진행파 스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치에 관한 것으로서, 입력포트로부터 RF신호를 인가받은 제 1 및 제 2 파장전송선과, 제 1 및 제 2 파장 전송선과 접속된 제 1 및 제 2 인덕티브 전송선과, 제 1 인덕티브 전송선과 제 1 출력포트사이에 구비된 제 1 PIN 다이오드, 및 제 2 인덕티브 전송선과 제 2 출력포트사이에 구비된 제 2 PIN 다이오드로 구성되되, 제 1 및 제 2 인덕티브 전송선은 기 설정된 주파수 대역에서 소정의 임피던스를 갖는 4㎛ 폭으로 구성되고, 16㎛ 폭 파장의 사분의 일 길이의 50Ω을 갖는 박막 마이크로스트립 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한바와 같은 본 발명에 따르면, 스위칭 소자로 PIN 다이오드를 사용함과 아울러 BCB 기반의 다층구조로 제작함으로써, 바이어스 라인과 제어 전압의 수를 최소화하고, 기생 인덕턴스 성분을 최소화함과 동시에 스위치 제작의 소형화를 도모하는 효과가 있다.
BCB, 파장, 단극쌍투, 진행파, PIN 다이오드, 스위치

Description

ＢＣＢ 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 ＰＩＮ 단극쌍투 진행파 스위치{HIGH-PERFORMANCE BROADBAND PIN SINGLE POLE DOUBLE THROW TRAVELING WAVE SWITCH USING MULTI-LAYERED OF BCB BASED}
본 발명은 BCB(Benzo Cyclo Butene) 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 특성이 우수한 PIN 다이오드를 스위칭 소자로 사용함과 아울러 기생 인덕턴스 성분을 최소화시키는 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치에 관한 것이다.
최근에 초고속 Wireless LAN(WLAN)과 자동 센서(automotive sensor)와 같은 무선 레이더와의 통신을 제공하는 시스템의 요구가 크게 증가하고 있다. 이러한 시스템에서 마이크로파 또는 밀리미터파 스위치는 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)사이의 RF 신호 통과 경로를 변경하는데 사용되는 중요한 회로이다.
기존의 GaAs(Gallium Arsenide) 기반 스위치들은 PIN diode 또는 FET(Field Effect Transistor)소자를 이용하여 직렬-병렬 구조(series-shunt type) 또는 병렬 구조(shunt type)의 형태를 가짐으로써, 작은 삽입 손실과 큰 격리도를 제공하기 위한 목적으로 제작되었다[1].
그러나, 이러한 스위치들은 수동소자 또는 회로 구조의 한계에 의해 동작 주파수대가 제한된다. 또한 기존의 스위치 회로에서는 사분의 일 파장의 전송선이 2개 이상 필요했기 때문에 면적이 큰 단점이 있었다.
그래서 고주파 대역에서 동작하면서 보다 넓은 대역에서 좋은 스위치 특성을 나타내기 위해 진행파 개념을 이용한 GaAs 기반의 FET스위치가 제안되고 제작되었다[2].
GaAs 기반의 FET를 이용한(대개는 HEMT 소자를 이용) 단극쌍투 스위치는 FET를 높은 임피던스를 갖는 전송선(transmission line)에 주기적으로 병렬로 연결하여 FET가 오프(off) 상태일 때 전체 특성 임피던스(characteristic impedance)를 50Ω에 맞추는 인공 전송선 (artificial transmission line)을 형성시켜 신호가 잘 통과하는 방법을 사용한다.
즉, 50Ω이상의 임피던스를 갖도록 전송선의 폭을 줄일 경우 전송선이 인덕턴스(inductance) 성분이 보다 크다고 생각할 수 있는데 병렬로 off 상태의 FET 소자를 붙이면 커패시턴스(capacitance) 성분이 커져 50Ω의 특성 임피던스를 맞추는 것이다. 이러한 방식을 통하여 밀리미터파와 같은 고주파 대역의 응용할 수 있으며 보다 넓은 주파수 대역에도 스위치 동작이 가능하다.
그러나, 이러한 GaAs 기반의 단극쌍투 스위치는 일반적인 Foundry에서 제공되는 GaAs 기반의 공정을 이용할 경우 매우 큰 via-hole에 의한 큰 기생 인덕턴스(parasitic inductance)와 전송선과 병렬 FET 사이의 추가적인 연결선에서 오는 기생 인덕턴스 성분에 의해 RF 특성 및 동작 주파수 대역이 제한된다.
아울러 큰 via-hole에 의해 발생하는 두 FET 간의 전송선 길이의 제약 또한 동작 주파수 대역을 제한하는 요인이 된다.
선행 문헌 정보
[1]. (1)M. Hieda, K. Nakahara, K. Miyaguchi, H. Kurusu, Y. Iyama, T. Takagi, and S. Urasaki, "High-isolation series-shunt FET SPDT switch with capacitor canceling FET parasitic inductance," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 49, no. 12, pp. 2453-2458, Dec. 2001.
(2) K. Lin, Y. Wang, D. Niu, and H. Wang, "Millimeter-wave MMIC single-pole-double-throw passive HEMT switches using impedance-transformation networks" IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 51, no. 4, pp. 1076-1085, Apr. 2003.
(3) M. Madihian, L. Desclos, K. Maruhashi, K. Onda, and M. Kuzuhara, "A sub-nanosecond resonant-type monolithic T/R switch for millimeter-wave systems applications" IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 46, no. 7, pp. 1016-1019, July 1998.
[2]. (1) K. Lin, W. Tu, P. Chen, H. Chang, H. Wang, and R. Wu, "Millimeter-wave MMIC passive HEMT switches using traveling-wave concept," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, no. 8, pp. 1798-1808, Aug. 2004.
(2) S. Chang, W. Chen, J. Chen, H. Kuo, and H. Hsu, "New millimeter-wave MMIC switch design using the image-filter synthesis method," IEEE Microwave and Wireless Lett., vol. 14, no. 3, pp. 103-105, Mar. 2004.
(3) J. Kim, W. Ko, S. Kim, J. Jeong, and Y. Kwon, "A high-performance 40-85 GHz MMIC SPDT switch using FET-integrated transmission line structure," IEEE Microwave and Wireless Lett., vol. 13, no. 12, pp. 505-507, Dec. 20034.
(4) H. Mizutani, N. Iwata, Y. Takayama, and K. Honjo, "Design consideration for traveling-wave single-pole multithrow MMIC switch using fully distributed FET," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 55, no. 4, pp. 664-671, Apr. 2007.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 고주파 특성이 우수한 PIN 다이오드를 스위칭 소자로 사용함으로써, 바이어스 라인과 제어 전압의 수를 최소화하고, BCB 기반의 다층구조 제작에 따라 기생 인덕턴스 성분을 최소화함과 동시에 소형제작이 가능한 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치를 제공함에 특징적인 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치는, 입력포트로부터 RF신호를 인가받은 제 1 및 제 2 파장전송선과, 제 1 파장 전송선과 접속된 제 1 인덕티브 전송선, 제 2 인덕티브 전송선, 제 3 인덕티브 전송선과, 제 2 파장 전송선과 접속된 제 4 인덕티브 전송선, 제 5 인덕티브 전송선, 제 6 인덕티브 전송선, 및 제 1 파장 전송선과 제 1 인덕티브 전송선 사이에 구비되는 제 1 PIN 다이오드, 제 1 인덕티브 전송선과 제 2 인덕티브 전송선 사이에 구비되는 제 2 PIN 다이오드, 제 2 인덕티브 전송선과 제 3 인덕티브 전송선 사이에 구비되는 제 3 PIN 다이오드, 제 3 인덕티브 전송선과 제 1 출력포트 사이에 구비되는 제 4 PIN 다이오드, 제 2 파장 전송선과 제 4 인덕티브 전송선 사이에 구비되는 제 5 PIN 다이오드, 제 4 인덕티브 전송선과 제 5 인덕티브 전송선 사이에 구비되는 제 6 PIN 다이오드, 제 5 인덕티브 전송선과 제 6 인덕티브 전송선 사이에 구비되는 제 7 PIN 다이오드, 제 6 인덕티브 전송선과 제 2 출력포트 사이에 구비되는 제 8 PIN 다이오드를 포함하되, 제 1 내지 제 6 인덕티브 전송선은 기 설정된 주파수 대역에서 소정의 임피던스를 갖는 4㎛ 폭으로 구성되고, 16㎛ 폭 파장의 사분의 일 길이의 50Ω을 갖는 박막 마이크로스트립 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 소정의 임피던스는, 50Ω 내지 90Ω인 것을 특징으로 한다.
또한, 입력포트와 RF신호의 온/오프를 제어하는 DC 바이어스 포트, 및 입력포트 및 DC 바이어스 포트 사이에 구비되어 RF신호의 누출을 방지하는 박막 레지스터를 더 포함한다.
또한, 박막 레지스터는, 30Ω의 sheet 레지스턴스를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드는, 8 Ⅹ 8 ㎛²의 크기를 가지며, 전류와 전압 측정에 따른 온 상태의 전류 10mA에 대해 0.5V의 전압을 갖고, RF신호 측정에 따른 온 상태의 레지스턴스 값은 2.8Ω이며, 오프 상태의 커패시턴스 값은 11fF인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드는, 4.17 THz 내지 6.17 THz의 차단 주파수(cut-off frequency)를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 내지 제 4 PIN 다이오드의 개수와, 제 5 PIN 다이오드 내지 제 8 PIN 다이오드의 개수는, 제 1 내지 제 3 인덕티브 전송선의 개수, 제 4 내지 제 6 인덕티브 전송선의 개수보다 각각 1개 더 많도록 복수개로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 입력포트와 접속되어 제 1 및 제 2 파장 전송선으로의 DC전압 공급을 격리시키는 제 1 MIM 커패시터를 더 포함한다.
또한, 제 1 및 제 2 출력포트와 접속되어, 입력포트와 제 1 및 제 2 출력포트간의 DC전압을 공급을 단속하는 제 2 MIM 커패시터, 및 제 3 MIM 커패시터를 더 포함한다.
그리고, BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치는 1.18 Ⅹ 0.80mm²의 레이아웃으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 스위칭 소자로 PIN 다이오드를 사용함으로써, 바이어스 라인과 제어 전압의 수를 최소화하는 효과가 있다.
또한, BCB 기반의 다층구조 제작함으로써, 기생 인덕턴스 성분을 최소화함과 동시에 스위치 제작의 소형화를 도모하는 효과가 있다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)를 나타내는 회로도이고, 도 2 는 본 발명의 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치 회로를 제작하기 위한 레이아웃(layout)을 나타낸 도면이다.
이하에서는 그 언급을 생략하겠으나 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)는 InGaAs 및 GaN의 성질을 가지며, 그 레이아웃(크기)은 1.18 Ⅹ 0.80mm²인 것으로 상정한다.
본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 입력포트(101), 제 1 파장 전송선(102), 제 1 인덕티브 전송선(103), 제 2 인덕티브 전송선(104), 제 3 인덕티브 전송선(105), 제 1 PIN 다이오드(106), 제 2 PIN 다이오드(107), 제 3 PIN 다이오드(108), 제 4 PIN 다이오드(109), 제 1 출력포트(110), 제 2 파장 전송선(111), 제 4 인덕티브 전송선(112), 제 5 인덕티브 전송선(113), 제 6 인덕티브 전송선(114), 제 5 PIN 다이오드(115), 제 6 PIN 다이오드(116), 제 7 PIN 다이오드(117), 제 8 PIN 다이오드(118), 제 2 출력포트(119)를 포함한다.
BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)는 입력포트(101)로부터 RF신호를 인가받는 제 1 파장 전송선(102)과 각각 접속된 제 1 인덕티브 전송선(103), 제 2 인덕티브 전송선(104), 제 3 인덕티브 전송선(105), 및 제 2 파장 전송선(111)과 각각 접속된 제 4 인덕티브 전송선(112), 제 5 인덕티브 전송선(113), 제 6 인덕티브 전송선(114)은, 기 설정된 주파수 대역의 RF신호에 큰 소정의 임피던스를 갖도록 4㎛ 폭으로 구성된다.
또한, 제 1 PIN 다이오드(106)는 제 1 파장 전송선(102)과 제 1 인덕티브 전송선(103) 사이, 제 2 PIN 다이오드(107)는 제 1 인덕티브 전송선(103)과 제 2 인덕티브 전송선(104) 사이, 제 3 PIN 다이오드(108)는 제 2 인덕티브 전송선(104)과 제 3 인덕티브 전송선(105) 사이, 제 4 PIN 다이오드(109)는 제 3 인덕티브 전송선(105)과 제 1 출력포트(110) 사이에 각각 순차적으로 구비되고, 제 5 PIN 다이오드(115)는 제 2 파장 전송선(111)과 제 4 인덕티브 전송선(112) 사이, 제 6 PIN 다이오드(116)는 제 4 인덕티브 전송선(112)과 제 5 인덕티브 전송선(113) 사이, 제 7 PIN 다이오드(117)는 제 5 인덕티브 전송선(113)과 제 6 인덕티브 전송선(114) 사이, 제 8 PIN 다이오드(118)는 제 6 인덕티브 전송선(114)과 제 2 출력포트(119) 사이에 각각 순차적으로 구비된다. 여기서, 상기 소정의 임피던스는 50Ω 내지 90Ω인 것으로 상정한다.
또한, RF신호의 누출을 방지하는 thin-film 레지스터(이하, '박막 레지스터')(120)가 입력포트(101)와 RF신호의 온/오프를 제어하는 DC 바이어스 포트(121)사이에 구비되어 30Ω의 sheet resistance를 갖는다.
구체적으로, 제 1 인덕티브 전송선(103), 제 2 인덕티브 전송선(104), 제 3 인덕티브 전송선(105), 제 4 인덕티브 전송선(112), 제 5 인덕티브 전송선(113) 및 제 6 인덕티브 전송선(114)은 16㎛ 폭 파장의 사분의 일 길이의 50Ω을 갖는 박막 마이크로스트립 라인으로서 임피던스 변환기(impedance transformer)역할을 수행한다.
제 1 내지 제 8 PIN 다이오드(106, 107, 108, 109, 115, 116, 117, 118)는 8 Ⅹ 8 ㎛²의 p metal 크기를 가지며, 전류와 전압 측정에 따른 온 상태의 전류 10mA에 대해 0.5V의 전압을 갖고, RF신호 측정에 따른 온 상태의 레지스턴스 값은 2.8Ω이며, 오프 상태의 커패시턴스 값은 11fF로 도출된다.
또한, 아래와 같은 [수학식 1]에 따라 InGaAs 소자 기반의 직류 RF신호 특성을 갖는 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드는 4.17 THz 내지 6.17 THz의 차단 주파수(cut-off frequency)를 갖는다.
[수학식 1]
Figure 112008043594816-pat00001
또한, 기 설정된 주파수 대역의 RF신호에 큰 소정의 임피던스를 갖는 4㎛ 폭의 제 1 내지 제 6 인덕티브 전송선(103, 104, 105, 112, 113, 114)은 RF신호의 파장 길이가 짧은 경우(ℓ ≪ λ), lumped model의 인덕터와 커패시터를 통해 아래의 [수학식 2]와 같이 등가화 시킬 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112008043594816-pat00002
Figure 112008043594816-pat00003
아울러, 상술한 [수학식 2]는 소정의 임피던스를 갖는 인덕티브 전송선을 전체 주파수대역에서 최적화된 RF 특성을 나타내기 위한 4㎛ 폭과 100㎛ 길이로 상정하여 도출된다.
제 1 내지 제 8 PIN 다이오드(106, 107, 108, 109, 115, 116, 117, 118)가 온 상태일 경우에는 전체 스위치 동작이 오프 상태로 전환되는데 이것은 오프 상태의 경로에 대한 입력 임피던스가 매우 크기 때문에 대부분의 입력 RF신호가 반사된다.
또한, 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드(106, 107, 108, 109, 115, 116, 117, 118)와 제 1 내지 제 6 인덕티브 전송선(103, 104, 105, 112, 113, 114)의 개수 증가에 따른 삽입손실을 최소화하고, 격리도 상충에 따른 최적의 특성을 위해 제 1 내지 제 4 PIN 다이오드와, 제 5 내지 8 PIN 다이오드의 개수는 각각 4개로, 제 1 내지 제 3 인덕티브 전송선과, 제 4 내지 제 6 인덕티브 전송선의 개수는 3개로 설정하였으며, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 인덕티브 전송선의 개수와 제 4 내지 제 6 인덕티브 전송선의 개수 대비, 제 1 내지 제 4 PIN 다이오드의 개수와 제 5 내지 제 8 PIN 다이오드의 개수가 각각 1개 더 많도록 복수개로 구비될 수 있다.
아울러, 도 4 에 나타난 바와 같이, 입력포트(101)와 접속되어 제 1 및 제 2 파장 전송선(102, 111)으로의 DC전압 공급을 격리시키는 제 1 MIM(Metal Insulator Metal) 커패시터(122) 를 더 포함한다.
또한, 제 1 출력포트(110)와 접속되는 제 2 MIM 커패시터(123), 및 제 2 출력포트(119)와 접속되는 제 3 MIM 커패시터(124)를 더 포함하여 입력포트(101)와 제 1 및 제 2 출력포트(110, 119)간의 DC전압을 공급을 단속한다.
한편, 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)의 작동양태는, 먼저 + 또는 - 전압을 인가받는 제 1 내지 제 6 인덕티브 전송선(103, 104, 105, 112, 113, 114)과 병렬로 접속된 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드(106, 107, 108, 109, 115, 116, 117, 118)들이 오프 상태일 때, 입력되는 RF신호는 기 설정된 출력 경로를 통하여 진행하는 온 상태가 되고, 반대로 격리된 경로에서의 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드들은 온 상태가 되어 RF신호의 진행은 차단된다.
아울러 앞서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)는 BCB 기반의 다층구조로 제작됨에 따라 GaAs 기반의 스위치에서 발생하는 큰 via-hole 및 전송선과 각기 소자들 간의 거리 제약이 없다.
또한, 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)의 RF신호의 측정결과로 얻어진 삽입손실과 격리도 결과의 시뮬레이션에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 20 내지 40GHz의 광대역에서의 삽입손실은 2.5 dB 이하의 값이 얻어졌으며, 격리도는 43dB 이상으로 나타났다. 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치(100)는 RF신호의 작은 삽입손실과 매우 우수한 격리도를 보장한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치를 나타낸 회로도.
도 2 는 본 발명의 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치 회로를 제작하기 위한 레이아웃을 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치의 제 1 및 제 2 PIN 다이오드가 복수개로 구비되는 것을 나타낸 회로도.
도 4 는 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치가 제 1 내지 제 3 MIM 커패시터를 더 포함하는 것을 나타낸 회로도.
도 5 는 본 발명에 따른 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치의 삽입손실과 격리도 결과를 시뮬레이션으로 나타낸 도면.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치
101: 입력포트
102: 제 1 파장 전송선
103: 제 1 인덕티브 전송선
104: 제 2 인덕티브 전송선
105: 제 3 인덕티브 전송선
삭제
106: 제 1 PIN 다이오드
107: 제 2 PIN 다이오드
108: 제 3 PIN 다이오드
109: 제 4 PIN 다이오드
110: 제 1 출력포트
111: 제 2 파장 전송선
112: 제 4 인덕티브 전송선
113: 제 5 인덕티브 전송선
114: 제 6 인덕티브 전송선
115: 제 5 PIN 다이오드
116: 제 6 PIN 다이오드
117: 제 7 PIN 다이오드
118: 제 8 PIN 다이오드
119: 제 2 출력포트
120: 박막 레지스터
121: DC 바이어스 포트
122: 제 1 MIM 커패시터
123: 제 2 MIM 커패시터
124: 제 3 MIM 커패시터

Claims (10)

  1. BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치에 있어서,
    입력포트(101)로부터 RF신호를 인가받은 제 1 및 제 2 파장 전송선(102, 111);
    상기 제 1 파장 전송선(102)과 접속된 제 1 인덕티브 전송선(103), 제 2 인덕티브 전송선(104), 제 3 인덕티브 전송선(105)과, 제 2 파장 전송선(111)과 접속된 제 4 인덕티브 전송선(112), 제 5 인덕티브 전송선(113), 제 6 인덕티브 전송선(114); 및
    상기 제 1 파장 전송선(102)과 제 1 인덕티브 전송선(103) 사이에 구비되는 제 1 PIN 다이오드(106), 제 1 인덕티브 전송선(103)과 제 2 인덕티브 전송선(104) 사이에 구비되는 제 2 PIN 다이오드(107), 제 2 인덕티브 전송선(104)과 제 3 인덕티브 전송선(105) 사이에 구비되는 제 3 PIN 다이오드(108), 제 3 인덕티브 전송선(105)과 제 1 출력포트(110) 사이에 구비되는 제 4 PIN 다이오드(109), 제 2 파장 전송선(111)과 제 4 인덕티브 전송선(112) 사이에 구비되는 제 5 PIN 다이오드(115), 제 4 인덕티브 전송선(112)과 제 5 인덕티브 전송선(113) 사이에 구비되는 제 6 PIN 다이오드(116), 제 5 인덕티브 전송선(113)과 제 6 인덕티브 전송선(114) 사이에 구비되는 제 7 PIN 다이오드(117), 제 6 인덕티브 전송선(114)과 제 2 출력포트(119) 사이에 구비되는 제 8 PIN 다이오드(118); 로 구성되되,
    상기 제 1 인덕티브 전송선(103), 제 2 인덕티브 전송선(104), 제 3 인덕티브 전송선(105), 제 4 인덕티브 전송선(112), 제 5 인덕티브 전송선(113) 및 제 6 인덕티브 전송선(114)은 기 설정된 주파수 대역에서 50Ω 내지 90Ω의 임피던스를 갖도록 4㎛ 폭으로 구성되고, 16㎛ 폭 파장의 λ/4 길이로 50Ω을 갖는 박막 마이크로스트립 라인으로 구성되며, 상기 제 1 PIN 다이오드(106), 제 2 PIN 다이오드(107), 제 3 PIN 다이오드(108), 제 4 PIN 다이오드(109), 제 5 PIN 다이오드(115), 제 6 PIN 다이오드(116) 제 7 PIN 다이오드(117), 제 8 PIN 다이오드(118)는 8 X 8 ㎛² 의 크기를 가지며, 전류와 전압 측정에 따른 온 상태의 전류 10㎃에 대해 0.5V의 전압을 갖고, 상기 RF신호 측정에 따른 온 상태의 레지스턴스 값은 2.8Ω이며, 오프 상태의 커패시턴스 값은 11fF인 것을 특징으로 하는 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 레지스터는,
    30Ω의 sheet resistance를 갖는 것을 특징으로 하는 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 8 PIN 다이오드는,
    4.17 THz 내지 6.17 THz의 차단 주파수(cut-off frequency)를 갖는 것을 특징으로 하는 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력포트와 접속되어 상기 제 1 및 제 2 파장 전송선으로의 DC전압 공급을 격리시키는 제 1 MIM 커패시터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 출력포트와 접속되어, 상기 입력포트와 상기 제 1 및 제 2 출력포트간의 DC전압을 공급을 단속하는 제 2 MIM 커패시터; 및
    제 3 MIM 커패시터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치는, 1.18 Ⅹ 0.80mm²의 레이아웃으로 제작되는 것을 특징으로 하는 상기 BCB 기반의 다층구조를 이용한 고성능 광대역 PIN 단극쌍투 진행파 스위치.
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KR100205374B1 (ko) 1996-07-12 1999-07-01 구자홍 에스피디티 스위치
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