[우선권주장]상보형금속반도체(CMOS) 기술으로 테라헤르츠 방사체 및 이를 구성하는 테라헤르츠 증폭기 구현방법

Abstract

CMOS 기술은 대량생산에 용이한 반면에, 능동 소자의 RF성능 (fT/fmax) 이 떨어지고 수동소자의 손실이 크기 때문에 기존에는 테라헤르츠 대역 (0.1THz~10THz) 에서 적절한 전력을 송신하는 송신기의 구현이 불가능하였다. 본 발명은 MOS소자의 외부에 임베디드 네트워크 (embedded network) 를 적절히 형성하여 안정도 확보 및 소자의 RF 성능 향상을 성취하는 새로운 설계 방안을 제안하고, 이렇게 구현된 sub-THz 대역의 증폭기 N개를 연결하여 링오실레이터 형태로 구현함으로써 발진을 야기하고, 이렇게 구성된 각 부(sub) 발진기 (THz 대역 증폭기)는 링오실레이터와 같이 2*pi/N 의 위상 차이를 가지는 신호를 발생하는데, N개의 부발진기 출력을 N개의 개별 공진형 안테나 (본 발명에서는 온칩 패치안테나)에 연결하여 개별 안테나에서 방사되는 N개의 2*pi/N 의 위상차를 갖는 신호를 공간에서 결합하여 높은 출력 전력을 발생시킬수 있음. 뿐만아니라, 평면구조의 방세체는 렌즈 안테나와 통합하기에 매우 수월하고, 이를 적용함으로써 수십 dBm 급의 EIRP를 획득 할 수 있다.