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[표지] 1

제출문 2

기술개발사업 최종보고서 초록 3

기술개발사업 주요 연구성과 8

국문 요약문 12

목차 14

제1장 서론 21

제1절 개발기술의 중요성 및 필요성 21

1. 개요 21

2. 기술의 중요성과 파급효과 22

제2절 국내·외 관련 기술 및 시장의 현황 25

1. 국내·외 기술 현황 25

2. 국내·외 시장 현황 30

3. 국내·외 경쟁기관 현황 30

4. 국내·외 지식재산권 현황 31

제3절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급효과 34

1. 기술적 측면 34

2. 경제적·산업적 측면 34

3. 사회적 측면 34

제2장 기술개발 내용 및 결과 36

제1절 최종 목표 및 평가 방법 36

1. 최종 목표 36

2. 정량적 목표 항목의 평가방법 및 평가환경 40

제2절 연차별 개발 내용 및 결과 42

1. Si IPD 공정을 이용한 수동소자 library 구축 42

2. C-band 전력 증폭기 설계 및 특성 평가 44

3. Si trench capacitor 제작 및 특성 평가 49

4. Doherty Power Amplifier용 수동 소자 구현 53

5. Doherty Power Amplifier 설계 및 특성 평가 57

6. Quasi-MMIC GaN 전력 증폭기 성능 분석 및 제품화 기술 개발 63

7. 포락선 변조 시스템 개발 64

제3장 성과 및 향후계획 68

제1절 연구개발 결과 68

1. 연구개발 추진 일정 68

2. 연구개발 추진 실적 69

3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 71

제2절 연구개발 추진 체계 73

제3절 시장현황 및 사업화 전망 75

1. 시장 현황 75

2. 사업화 전망 75

제4절 사업비 사용현황 78

1. 비목별 총괄표 78

2. 참여연구원 79

2. 위탁 및 용역과제 79

제5절 연구개발결과의 활용계획 80

별첨[내용누락;p.80-83] 81

[별첨 1] 자체평가서[내용누락;p.80-83] 81

[별첨 2] 자체보안관리진단표 82

[뒷표지] 84

표목차 16

(표 1-1) 주관기관 대표 기술 25

(표 1-2) 참여기관 대표 기술 26

(표 1-3) 위탁기관 대표 기술 27

(표 1-4) 시장 규모 30

(표 1-5) 국내외 주요 수요처 30

(표 1-6) 해외 경쟁기관 30

(표 2-1) 정량적 목표 항목 39

(표 2-2) 정량적 목표 항목의 평가방법 40

(표 2-3) 정량적 목표 항목의 평가환경 41

(표 2-4) 각 layer별 마스크 및 공정표 42

(표 2-5) 제작된 capacitor의 hole크기에 따른 용량 값의 비교 50

그림목차 17

(그림 1-1) 본 과제의 Quasi-MMIC Doherty 전력 증폭기 개요 22

(그림 1-2) Global availability and planning of the 5G frequency ranges 23

(그림 1-3) 5G trial and commercial spectrum plan 24

(그림 1-4) UMS사의 quasi-MMIC 개념도 28

(그림 1-5) UMS사의 quasi-MMIC GaN HEMT Doherty 전력 증폭기 28

(그림 1-6) Qorvo사의 quasi-MMIC GaN HEMT Doherty 전력 증폭기 28

(그림 1-7) Qorvo사의 3W GaN PA module 29

(그림 1-8) MEC srl의 Quasi-MMIC PA 29

(그림 1-9) GaN MMIC Doherty 전력 증폭기 29

(그림 2-1) 박막 R, L, C library design structure 42

(그림 2-2) 설계 및 제작된 Library 및 IPD 샘플 43

(그림 2-3) R, L, C library 측정 DB 그래프 43

(그림 2-4) 측정된 spiral inductor의 inductance와 Q-factor 44

(그림 2-5) C-band power amplifier 회로도 44

(그림 2-6) OMN impedance 45

(그림 2-7) 설계된 IMN 및 OMN layout 45

(그림 2-8) IPD 기반의 power amplifier 단면도 45

(그림 2-9) 설계된 IPD 기반의 8W power amplifier의 small-signal response 46

(그림 2-10) 설계된 IPD 기반의 8W power amplifier의 large-signal response 46

(그림 2-11) 제작된 8W power amplifier 47

(그림 2-12) 측정된 8W power amplifier의 small-signal response 47

(그림 2-13) 측정된 8W power amplifier의 large-signal response (pulse mode) 48

(그림 2-14) 측정된 8W power amplifier의 large-signal response (CW mode) 48

(그림 2-15) 3차원 Trench Cap. 제작 공정도 49

(그림 2-16) Capacitor의 상부 hole 구조 및 전극 형성 사진 49

(그림 2-17) 제작된 커패시터의 SEM 및 FIB 단면 사진 50

(그림 2-18) PA 적용을 위한 trench capacitor 구조 및 layout design 51

(그림 2-19) 다양하게 설계 및 제작된 trench capacitor 제작 사진 51

(그림 2-20) 제작된 8W power amplifier with trench cap. 51

(그림 2-21) 측정된 8W power amplifier (w trench cap.)의 small-signal response 52

(그림 2-22) 측정된 8W power amplifier (w trench cap.)의 large-signal response 52

(그림 2-23) T-type Wilkinson power divider 53

(그림 2-24) Lumped LC Wilkinson power divider 크기 비교 (a) PI type, (b) T Type 53

(그림 2-25) 설계된 PI-type Wilkinson power divider 특성 54

(그림 2-26) 설계된 T-type Wilkinson power divider 특성 54

(그림 2-27) T-type Wilkinson power divider + phase shifter 55

(그림 2-28) 제작된 Wilkinson power divider와 phase shifter 55

(그림 2-29) 측정된 T-type Wilkinson power divider + phase shifter 특성 55

(그림 2-30) Distributed-type과 lumped-type Doherty combiner 56

(그림 2-31) Doherty power amplifier 회로도 57

(그림 2-32) Offset line을 통한 peaking amplifier의 open-circuit 57

(그림 2-33) Load impedance 58

(그림 2-34) Carrier & peaking amplifier의 전류 크기 58

(그림 2-35) 제작된 Doherty power amplifier ver#1 59

(그림 2-36) 측정된 Doherty power amplifier ver#1의 small-signal response 59

(그림 2-37) 측정된 Doherty power amplifier ver#1의 large-signal response 60

(그림 2-38) 측정된 ACLR 특성 (LTE 20MHz signal) 60

(그림 2-39) 제작된 Doherty power amplifier ver#2 61

(그림 2-40) 측정된 Doherty power amplifier ver#2의 small-signal response 61

(그림 2-41) 측정된 Doherty power amplifier ver#2의 large-signal response 62

(그림 2-42) 측정된 ACLR 특성 (LTE 20MHz signal) 62

(그림 2-43) 측정된 output power at fundamental & 2nd harmonic frequencies[이미지참조] 63

(그림 2-44) 장비 구성도 63

(그림 2-45) 측정된 ACLR data의 예시 64

(그림 2-46) Plastic over mold package 64

(그림 2-47) 전력증폭기의 포락선 변조 시스템 블록 다이어그램 65

(그림 2-48) RF 신호와 포락선 신호 생성을 위한 SDR 하드웨어 장치 (X310) 65

(그림 2-49) 제작된 10Watt 급 diplexer 및 포락선 증폭기 통합 test board 66

(그림 2-50) 주 증폭기의 이중 톤 포락선 변조 시스템 효율 성능 67

(그림 2-51) 도허티 증폭기의 이중 톤 포락선 변조 시스템 효율 성능 67

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