12 ghz 대역 도파관 전압 조정...

工學碩士學位請求論文

12 GHz 역 도파관 전압 조정 발진기

A 12-GHz Band Waveguide-Type Voltage Controlled

Oscillator

충 북 학 교 학 원

전파공학과 전파통신전공

리 준 문

2005 년 2 월

석 사 학 위 청 구 논 문

12 G H z

역

도 파 관

전 압 조 정 발 진 기

리 준 문

2 0 0 5 년 2 월




Oscillator

지 도 교 수 안 병 철


리 준 문

이 논문을 공학 석사학위논문으로 제출함

2005 년 2 월

본 논문을 리준문의 공학 석사학위 논문으로 인정함

審査委員長 안 재 형 印

審査委員 박 동 희 印

審査委員 안 병 철 印


2005 년 2 월

i

목 차

목차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot i

국문 요약 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot vi

Summary middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot vii

I 서 론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

II 발진기 이론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

1 발진기 원리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

(1) 공진기의 기초 이론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

(2) 부성 저항의 기초 이론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5

2 임피던스를 이용한 발진 조건 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7

(1) 발진기의 임피던스 발진 조건 방정식 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

(2) 안정도 (Stability) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14

(3) 잡음 (Noise) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

(4) 발진기의 전기적 특성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19

3 반도체 소자 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 20

(1) 바랙터 다이오드 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 20

(2) 건 다이오드 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

III 전압조정발진기 이론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

IV 전압 조정 발진기의 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

1 도파관 전압조정발진기 구조middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

2 임피던스 정합 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39

3 공진 주파수 예측 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

ii

(1) Eigenmode 해석기법middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

(2) 포스트 사이의 간격변화에 의한 공진주파수 해석 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 44

(3) 건 다이오드가 back short 에 가까이 위치하였을 때의 공진

주파수

해석 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46

4 전압조정에 의한 주파수 변화 예측middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

V 제작 및 측정 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 55

1 전압 조정 발진기의 제작 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 55

2 측정 및 분석 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 56

VI 결 론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63

참 고 문 헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65

iii

그 림 목 차

그림 21 건 다이오드 부성 저항의 전압 전류 관계 곡선 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

그림 22 X-Band 도파관 발진기의 바이어스 출력 곡선 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7

그림 23 부성 저항 발진기의 근사 회로 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9

그림 24 발진 소자 기준면에서의 발진기 근사 회로 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9

그림 25 발진기의 스펙트럼 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17

그림 26 바랙터 다이오드의 반도체 구성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21

그림 27 바랙터 다이오드의 도핑 형태 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

그림 28 바랙터 다이오드의 등가 회로 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25

그림 29 건 다이오드의 내부 구조 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

그림 210 혼합 반도체의 에너지 영역 구조 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

그림 211 건 다이오드의 부성 저항 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

그림 31 공진기의 도파관 형태 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

그림 41 논문에서 사용된 전압조정 발진기 구조(1) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

그림 42 전압조정 발진기 구조(2) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

그림 43 시뮬레이션 드로잉 모습 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

그림 44 3 차원 시뮬레이션 툴의 해석 결과 검증(포스트 구조) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

그림 45 건 다이오드에서 보여진 임피던스 해석 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

그림 46 Eigenmode 해석 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 44

그림 47 포스트사이 간격 변화에 따른 발진 주파수 변화 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

그림 48 단락면의 길이변화에 따른 주파수 변화 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46

iv

그림 49 전압조정 발진기의 등가회로 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

그림 410 MDT 사에서 제공한 Γ 곡선 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49

그림 411 샘플링 한 Γ 값을 이용한 그래프 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 50

그림 412 바랙터 다이오드 바이어스에 따른 공진기 등가길이 변화

middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 51

그림 413 Mathcad 를 이용한 계산 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 53

그림 414 계산된 전압조정에 의한 주파수 튜닝곡선 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54

그림 51 제작된 포스트 사진 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54

그림 52 제작된 전압조정 발진기 내부 구조 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 56

그림 53 제작된 전압조정 발진기 전체 모습 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 56

그림 54 포스트 사이 간격의 변화에 의한 주파수 측정 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57

그림 55 포스트 사이 간격에 의한 주파수 변화의 이론 측정치 비교


그림 56 back short 길이에 의한 주파수 측정 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 59

그림 57 back short 변화에 의한 주파수 변화의 이론 측정치의 비교 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60

그림 58 바이어스 변화에 따른 주파수 출력 변화 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 61

그림 59 바이어스 변화에 의한 주파수 변화의 이론 측정값 비교 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62

그림 510 위상잡음 측정 스펙트럼 사진 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62

v

표 목 차

표 21 공진기의 종류와 특성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

vi

12-GHz 대역 도파관 전압 조정 발진기

리 준 문

충북대학교 대학원 전파공학과 전파통신공학전공

(지도교수 안 병 철)

요 약

본 논문에서는 건 다이오드와 바랙터 다이오드를 사용한 12-GHz 역

도파관 전압조정발진기 (VCO)의 설계기법을 연구하였다 발진기의

공진회로는 반파장 간격으로 바랙터와 건 다이오드를 지지하기 위한 2개의

금속봉이 설치된 사각형 도파관으로 구성된다 공진기의 바랙터 다이오드

방향 에는 도파관 단락회로가 연결되고 건 다이오드 방향에는 출력

도파관이 연결되며 출력 도파관 으로부터 발진된 신호가 뽑아진다 발진

주파수는 다이오드를 지지하는 두 금속봉 사이의 간격에 의해 결정된다

건 다이오드 지지용 금속봉(마운트)은 부하가 연결된 공진기의 임피던스를

변환하여 발진조건이 충족되도록 한다 상용 소프트웨어인 Ansoft사의

HFSSTM을 사용하여 건 다이오드 단자 에서 바라 본 입력 임피던스의

실수부가 넓은 주파수 범위에서 약 10Ω의 값을 가지도록 건 다이오드

마운트를 설계하였다 CST사의 MWSTM에서 제공되는 eigenmode 해석

모듈을 사용하여 공진기의 공진 주파수를 해석하였다 바랙터 다이오드의

캐패시턴스 변화에 따른 주파수 변화는 등가 공진기 길이 개념을 적용하여

계산하였다 설계된 발진기를 제작하여 단락회로의 위치와 금속봉 사이

간격에 따른 발진 주파수를 측정하여 이론치와 비교하였다 바랙터

다이오드에 의한 주파수 변화를 측정한 후 이론치와 비교하여 이론모델의

타당성을 검증하였다 제작된 전압조정 발진기는 14 GHz의 발진주파수 16

dBm의 출력전력 450 MHz의 주파수 조정범위 -100 dBcHz의 위상잡음

특성을 가진다

vii

A 12-GHz Waveguide-Type Voltage Controlled

Oscillator

Li Jun-Wen

Department of Radio Engineering

Graduate School Chungbuk National University

Cheongju Korea

Supervised by Professor Ahn Bierng-Chearl

Summary

In this thesis design methods are investigated for a 12-GHz

waveguide-type voltage controlled oscillator consisted of Gunn and varacter

diodes The resonant circuit in the oscillator is constructed with a half-

wavelength waveguide section spanned by two metallic posts for mounting

Gunn and varacter diodes A waveguide short circuit is connected to one side

of the resonator while the other side is terminated with the output waveguide

from which the oscillation signal is extracted The resonant frequency is

determined by the distance between two posts The metallic post for

mounting the Gunn diode transforms the impedance of the loaded resonator

so that oscillation condions are met The commercial software Ansoft

HFSSTM is employed in the design of the Gunn diode mount so that the real

part of the input impedance seen from the Gunn diode terminal is about 10

ohms over a wide frequency range The resonant frequency of the resonator

is analyzed using the eigenmode analysis module in the commercial software

CST MWSTM The frequency tuning by changing varacter diode capacitance

is analyzed using the concept of the equivalent resonator length The

viii

designed oscillator is fabricated and the oscillator frequency is measured

versus the short circuit position and the post distance and compared with

the theoretical analysis Frequency tuning by the varacter diode is measured

and compared with the theory confirming the validity of the theoretical

model The fabricated oscillator shows 14-GHz oscillation frequency 450

MHz tuning range 16 dBm output power and -100 dBcHz phase noise

1

I 서론

최근 자동차 충돌 방지용 레이더 영상레이더 기상 및 우주

관측용 라디오미터 물체감지 센서 등의 용도로 밀리미터파

송수신기가 많이 응용되고 있다 이런 송수신기에 사용되는

전압조정발진기는 높은 출력과 높은 Q 값을 가지면서 넓은

변조 역을 요구하고 있다 그리고 도파관을 사용하는 시스템의

경우 도파관형 전압조정발진기가 시스템 구성측면에서 많은 이점을

가지고 있다 특히 높은 출력(15dBm 이상)을 요구하는 발진소자로는

잡음특성이 비교적 우수하고 가격이 저렴한 GaAs 재질의 건

다이오드를 도파관 발진기에 많이 사용하고 있다 국내에서는

국부발진기 용도로 건 다이오드를 사용한 발진기와

전압조정발진기에 관한 연구가 이루어졌으며[10][11][12] 설계방법에

있어서 반사계수 사용법 이론 계산으로 예측하는 방법 등이

사용되었으나 정확한 발진 주파수 예측이 되지 않았다 국외에서는

건 다이오드 발진조건에 한 이론적 연구 zero 리액턴스 이론과

섭동법을 이용하여 발진주파수에 한 예측과 주파수 조정에 한

예측을 한 연구가 활발히 진행되었다[1]-[9] 도파관

전압조정발진기에 하여 국내에서 설계는 일반적으로

시뮬레이션을 통한 반사계수를 확인하는 방법이 많이 사용되고

있으나 이 방법은 정확도가 떨어진다[11] 건 다이오드 등가회로와

소자 특성을 제조사에서 제공하지 않으며 등가회로 소자 값을

구하는 것도 매우 복잡한 문제 이므로 해석에 있어서 완벽한

2

해법을 찾아내기가 어렵다 따라서 본 논문에서는 WR-

75 표준도파관을 사용하여 3 차원 시뮬레이션 툴과 이론적

접근방법에 의해 임피던스 매칭 발진주파수 및 주파수 조정범위를

결정하는 설계방법을 제시하였으며 이러한 방법으로 제작한

시제품을 실험을 통해 그 특성을 확인하였다 임피던스 매칭에는

다이오드에서 바라보는 임피던스를 해석하였고 상용소프트웨어인

HFSS90 에서 Lumpud port 로 다이오드위치에서 급전하는 방법을

사용하였다 발진 주파수 해석에 있어서는 Eigenmode 해석기법을

사용하였으며 넓은 주파수 범위에서의 발진이 가능한 구조로

설계하여 이러한 해석방법을 검증하였다 주파수 조정범위

예측에는 등가공진기 이론을 근거로 공진기 길이의 변화를

계산하는 방법으로 주파수 조정을 예측하였다 본 논문에서 제시한

설계방법은 높은 주파수 역에서도 충분히 이용할 수 있을 것이며

건 다이오드를 이용한 전압조정발진기의 설계에 아주 유용하게

사용될 것 이다 논문구성에 있어서 2 장에서는 발진기의 이론에

하여 서술하였고 3 장에서는 전압조정발진기의 이론에 하여

서술하였다 4 장에는 전압조정발진기의 설계에 하여 서술하였고

5 장에는 제작 및 측정에 하여 서술하였으며 6 장에는 결론을

서술 하였다

3

II 발진기 이론

1 발진기의 원리

(1) 공진기의 기초 이론

발진기는 발진 회로에 DC 바이어스를 인가하였을 때 초고주파

동작점의 발진 주파수를 선정함으로써 발진 주파수와 출력 전력

등의 설계를 완성 할 수 있다 RF 출력 전력은 발진이 시작되는

시점으로부터 ldquo0rdquo 에서 정상 상태까지 즉 발진이 시작되는

동작점으로부터 정상 상태의 출력 전력인 Psteady-state(이후 Pss)에 까지

접근하게 된다 이 출력 전력은 반도체 소자의 최 출력 전력에

제한을 받게 된다 이상적인 발진기라면 발진 주파수는 정상

상태의 동작점이 시간에 따라 변화하지 않지만 실제로 제작된

발진기는 발진 출력 전력이 Pss 에 접근하면서 발진 주파수는

불연속적이며 비선형적인 상태로 변하게 된다 여기서 발진기의

주파수는 공진이라는 초고주파 회로의 특성으로 발진 주파수가

선택되어 동작하게 된다 전기적 회로에 있어서 공진은 유도성과

용량성의 에너지 저장 요소의 결합에 의해 완성된다 낮은 주파수

역에서 유도성과 용량성은 코일형 인덕터와 평행판 콘덴서형

캐패시터로 구현된다 일반적으로 전기적 에너지는 마이크로파

주파수에서 전자계 에너지로 저장된다 그리고 유도성과 용량성의

에너지 저장은 전자계가 두 개의 도체 사이에 저장되면서 정상

상태에 도달하게 된다 이러한 에너지 저장 장치 중 하나가 도체로

둘러 쌓여진 구조를 갖고 있는 공진기이다 임의의 특정 공진

4

주파수의 에너지를 저장 할 수 있도록 즉 임의의 공진 주파수를

선택할 수 있도록 공진기의 크기를 임의로 선택할 수도 있다

공진기는 발진기 회로에서 중 한 역할을 한다 발진기에 주어지는

이름은 보통 발진기의 모양을 따라 부르게 된다 표 21 은

표적인 공진기의 종류와 특성을 나타낸 것이다

특히 밀리미터파와 같은 주파수 역에서 높은 출력 전력을

요구하는 경우에는 도파관 공진기가 주로 적용되는데 이것을

3 차원 공진기라 부르기도 한다 이러한 3 차원 공진기는 여러

공진기 중에서 가장 안정적인 동작을 나타낸다

표 21 공진기의 종류와 특성

장 점 단 점

평면형

마이크로스트립

공진기

광 역의 동작 범위

소형 집적화 가능

회로 구현이 쉽다

손실이 크다

Q 100~1000

Isolation 이 어렵다

유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000

손실이 상 적으로

적다

온도 안정성

저가형 구조 간단

집적화가 어렵다

도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000

Isolation 이 쉽다

출력 전력이 좋다

손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000

발진 주파수 조정이

쉬움

제작이 어렵다

(2) 부성 저항의 기초 이론

일반적인 반도체 소자는 전자기 에너지를 공급받게 되면 부하

회로에 의해서 발생되는 출력 전력의 손실을 공진기 내부에서

보상받게 된다 따라서 전자기 에너지는 특정 주파수와 일정한

출력 전력을 갖는 발진을 지속적으로 유지하기 위해서

주기적이면서 적절한 양의 에너지 공급을 받아야 한다 식 (21)은

정상 상태의 발진을 위한 기본적인 방정식을 나타낸 것이다

( ) ( ) 0device out dc dc circuitZ f P V I T Z f Geometry+ = (21)

여기서 각각의 임피던스는 Z R jX= + 이다 따라서 발진을 하기

위해서는 부하 회로의 저항 cR 는 양의 값을 가질 때 그와 반 로

반도체 소자의 저항은 음의 저항 값을 가져야만 한다 이것을 부성

저항이라고 한다 이 부성 저항은 일반적으로 RF 전압 크기가

증가하면 RF 전류 크기가 감소하는 원인이 된다 그림 21 에 건

다이오드 부성 저항의 전류 전압 특성 곡선을 나타내었다

6

그림 21 건 다이오드 부성 저항의 전류 전압 곡선

그림 21 에서 보는 바와 같이 반도체 소자에 Vdc 의 전압을

인가하게 되면 정상적인 상태로 동작하다가 임계 전압 Vth 에

도달하게 된다 이 때 인가되는 Vdc 를 Vth 이상까지 인가하게 되면

건 다이오드 내의 저항 성분은 부성 저항으로 동작하게 된다

그러나 부성 저항으로 동작 할 수 있는 범위는 상당히 제한되게

된다 그림 22 는 부성 저항으로 동작하고 있는 상태에서의 출력

전력의 특성을 나타낸 그림이다

7

그림 22 X-Band 도파관 발진기의 바이어스 출력 전력 곡선

그림 22 에서 보는 바와 같이 최초 전압을 인가하였을 경우 건

다이오드 내부의 저항 성분은 정상적인 상태로 동작하다가 임계

전압 이상에서 부성 저항 성분으로 동작하는 것을 볼 수 있다

부성 저항 성분으로 동작한 후 전압을 조금씩 더 높게 인가하게

되면 출력 전력이 급격히 증가하면서 최 출력 전력이 나타나는

전압이 나타나게 된다 그리고 그 이상 전압을 인가하게 되면

출력은 점점 작아지면서 결국에는 출력 전력이 사라지게 된다

2 임피던스를 이용한 발진 조건

반도체 소자와 발진 회로로 이루어진 발진기는 반도체 소자가

정상 상태에서 동작 할 수 있도록 발진 회로가 몇 가지 조건을

만족 할 수 있어야 한다 따라서 이러한 몇 가지 조건을

언급하였다

8

(1)발진기의 임피던스 발진 조건 공식

발진기의 발진 조건 공식 식 21 은 발진기 설계에 있어서 가장

기본적인 공식이다 그림 23 은 부성 저항 발진기의 등가 회로를

나타낸 것이다 ( )cZ ω 는 반도체 소자의 연결 단자를 나타낸 회로의

임피던스이다 반도체 소자와 부하 회로 사이의 연결 회로는 여러

종류의 공진 주파수를 포함 할 수도 있다 그러나 여기서

파악하고자 하는 것은 반도체 소자에 기본 주파수 하나만을

발진시킨다고 가정하고 그에 한 조건을 유도하는 것이다 따라서

등가 회로를 파악하기 쉬운 구조로 재구성 할 수가 있다 그림

24 와 같이 발진기의 부분들 중 반도체 소자와 부하 회로를

분리시킨다 자유 운동 발진기 내의 발진은 임의의 소스원인

( )e t 부터 발진이 시작되며 DC 바이어스의 과도 현상 또는 잡음에

의해서 유도되기 때문에 이를 회로에 감안하게 된다

식 22 와 23 은 발진 상태를 설명하는 공식이다 식 22 는

발진기에 의해 나타나는 RF 전류에 흐름을 표현한 것이다

[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9

그림 23 부성 저항 발진기의 근사 회로

그림 24 발진 소자 기준면에서의 발진기 근사 회로

( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)

여기서 Re 는 실수부를 나타낸 것이다 A 와 φ 는 알려지지 않은

출력 전력과 위상 변수이다 A 는 발진기에 직접적으로 관련된 RF

10

출력 전력의 크기이다 A 와 φ 는 천천히 변화하는 시간에 전류

( )i t 를 비교하여 예측하게 된다 반도체 소자에 임피던스는 오직

A 의 함수로만 예측하게 되며 회로 임피던스는 오직 발진기 기본

주파수인 ω 의 함수로 예측하게 된다 발진기의 발진 공식은 여러

주파수 중 발진이 지속되고 있는 하나의 주파수 ω 의 수식이다

만약 식 22 가 보다 높은 고조파를 포함하게 된다면 이 수식은

더욱 완벽해질 수 있다 그러나 기본 주파수에 한 발진 조건만

얻으면 충분하기 때문에 고조파 성분에 한 수식은 무시한다

만약 보다 높은 고조파 부분을 포함하게 된다면 그 수식을 유도한

후에 적분을 할 때 고조파 성분들은 모두 소거되게 될 것이다

식 24 는 그림 35 의 발진기 근사 회로에서 전압이 회로의

루프를 도는 관계를 나타낸 공식이다

( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)

식 23 과 24 를 풀면 부하 회로와 반도체 소자의 임피던스

부분인 A 와 φ 에 한 표현으로 나타낼 수 있다 그 표현식에 몇

가지 이미 알려진 공식을 적용하면 발진기 공식을 유도할 수 있다

즉 식 24 의 각 항목의 값을 구함으로써 공식 유도를 시작할 수

있다 옴의 법칙에서 반도체 소자의 임피던스에 관한 식으로

전압을 나타내면 다음과 같이 나타낼 수 있다

( ) ( )( ) cos( ) sin( )v t i t R jX R A t X A td d d d dω φ ω φ= + = + minus + (25)

11

여기서 0dR lt 이다 dX 부분의 크기는 A 의 함수이며 dR 에

비해 작다고 가정한다 반도체 소자에 리액턴스의 상수는 ( )cZ ω 를

포함한다 전압과 ( )cZ ω 의 관계를 해석하기 위해 식 24 에 섭동법

이론(perturbation theory)을 적용함으로써 회로에 의해 좌우되는

주파수에 한 첫 번째 근사식을 얻을 수 있다 즉 최초 발진

주파수 ω 에서 주파수 섭동을 이용하여 주파수의 변화부인 δω 를

얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)

여기서 전류의 도 함수를 실험적으로 δω 에 한 수식을 얻어낸

것을 표현하면 다음과 같다

( ) 1 ( ) ( )dI t d dAj I t j I tdt dt A dt

φω ω = = + + (27)

만약 식 26 에서 모든 두 번째 항을 무시하고 t 에 한 A 와

φ 의 고차 도 함수를 무시한다면 m-번째 도 함수에 한 1 차

함수의 근사값은 다음과 같이 나타낼 수 있다

( ) ( )md I mj I tmdt

ωasymp (28)

이러한 결과는 교류 회로의 라플라스 변환과 일치하는 것이다

그러므로 다음과 같이 다시 나타낼 수 있다

12

1 d dAjdt A dtφω ω δω ω= + = + minus (29)

만약 δω ω= 라 가정하고 ω ω= 라 한다면 테일러 급수에서

확장된 ( )cZ ω 은 다음과 같이 나타낼 수 있다

( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +

( ) ( ) ( ) ( ) 1 d dAR jX R jX jc c dt A dtc cφω ω ω ω = + + + minus

(210)

여기서 소수는 ω 에 한 도 함수로 다시 나타낼 수 있게

된다 이로부터 전압이 cZ 와 만나게 됨으로써 섭동이 되는

현상을 표현 할 수 있게 된다

( ) ( ) ( ) ( )1 Re coscd dAZ I R R X A tc c cdt A dtφω ω ω ω φ = + + +

( ) ( ) ( ) 1 sin( )cd dAX X R A tc cdt A dtφω ω ω ω φ minus + minus +

(211)

만약 식 24 에 식 25 와 211 을 입하면 다음과 같이 다시

나타낼 수 있다

( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 cosd dAR R A R X A tc d c cdt A dtφω ω ω ω φ + + + +

13

( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 sin( )d dAX X A X R A t e tc d c cdt A dtφω ω ω ω φ minus + + minus + =

(212)

이 방정식은 ( )cos tω φ+ 취하고 나서 ( )sin tω φ+ 를 취함으로써

각각의 경우에 따라 1 차 항의 수가 늘어나게 된다 여기에 발진

상태의 주기 0T 로 적분하면 다음과 같이 나타낼 수 있다

( ) ( ) ( ) 1 1 ( )d dAR R A R X e tc d c c cdt A dt Aφω ω+ + + =

(213a)

( ) ( ) ( ) 1 1 ( )c d c c sd dAX X A X R e tdt A dt Aφω ωminus minus minus + =

(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)

이들 방정식은 dA dt 와 d dtφ 만으로 이루어진 다음의 두

방정식으로부터 유도 할 수 있다

[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c

dAR R A X X X A R ZA dt

ω ω ω ω ω+ minus + +

14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c

dR R A R X X A X Zdtφω ω ω ω ω+ minus + +

1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)

식 216 과 217 은 기본적인 하모닉 발진인 전류의 진폭과 위상을

정의한 일반적인 발진 조건 방정식이다 발진 공식은 이들

방정식의 특별한 경우인 정상 상태와 자유 운동 조건에서 얻어지게

된다 따라서 ( ) 0e t = 0dA dt = 0d dtφ = 이라는 조건을 적용하면

다음과 같이 다시 나타낼 수 있다

( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)

식 218 로부터 발진기의 정상 상태 발진에서 진폭 0A 와 주파수

0ω 를 정의 할 수 있다 즉 발진기 내의 반도체 발진 소자가

발진을 하기 위해서는 발진 회로인 부하 회로와 발진 소자의

임피던스의 합이 ldquo0rdquo이 되는 점에서 발진이 시작된다는 것을 알 수

있다

(2) 안정도 (Stability)

발진은 반도체 소자와 부하 회로에 임피던스가 식 218 을

만족한다면 가능하게 된다 그러나 발진기에서 DC 바이어스가

변하거나 하는 가벼운 전기적 문제가 발생한다면 발진 상태는 잠시

15

후 멈춰버리거나 반도체 소자가 손상 될 때까지 에너지 출력이

증가하게 될 수도 있다 그러나 안정된 발진 상태의 발진기라면

전기적으로 아주 약간의 섭동 상태가 만들어 졌을 경우 서서히

정상 상태 동작점으로 되돌아가게 된다 여기서 정상 상태 안정도

조건 0A 에서 미세한 크기의 변화인 0Aδ 에 의해서 발진 출력에

의한 섭동으로 나타나는 안정도 조건을 유도 할 수 있다 안정화된

발진은 0 A dtδ 의 경우에 한해서 섭동된 발진기는 정상 상태

동작점으로 되돌아감으로써 발진이 가능하게 된다 발진기 공식

실수부와 허수부에 미적분을 적용하면 다음과 같이 나타낼 수가

있다

0 00

( ) ( ) dc d

RAR R A AA Aδω part

+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d

XAX X A AA Aδω part

+ =part

(220)

위의 식에 식 216 을 입하고 ( ) 0e t = 라 가정 하였을 때 다음

식을 유도 할 수 있다

2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c

XR d AA X A R ZA A A dt

δδ ω δ ω ωpartpartminus + =

part part

(221)

만약 안정도가 0Aδ 에서 시간의 함수가 감소한다면 결과는

다음과 같이 나타낼 수 있다

16

( 0) ( 0) 0c cRd XdX RA A

ω ωpart part= minus gt

part partS (222)

이와 같이 0gtS 라면 섭동 Aδ 는 0 이 될 때까지 감소할 것이다

그리고 정상 상태 발진은 안정화 될 것이다 위의 식에

0( )( )c dR R Aω part part 로 인수 분해하면 다음을 얻을 수 있다

0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω

part part part= minus

part part part S (223)

만약 다음과 같이 정의한다면

0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A

θ part part=part part

(225)

안정도 S 는 다음과 같이 나타낼 수 있다

[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)

안정도 조건은 발진기의 안정도가 발진 회로와 발진 소자 모두의

전기적 특성에 좌우된다는 것을 보여준다 이 안정도 조건은 발진

소자 임피던스가 오직 RF 전류 크기의 함수라고 가정한 근사적인

값이다 따라서 식 226 은 가장 단순한 경우를 근거로 하여 가장

일반적인 안정도 조건을 나타낸 것이다

17

(3) 잡음 (Noise)

그림 25 는 스펙트럼 분석기에서 볼 수 있는 발진기의 스펙트럼

결과를 나타낸 것이다 주파수 1opf 은 잡음을 가지고 있지 않은

신호이며 2opf 는 잡음을 포함하고 있는 신호를 나타낸 것이다

잡음의 측정 단위는 dBcHz 로 나타낸다 이것은 케리어

주파수로부터 Hz 거리 만큼 떨어진 부분에서 케리어 주파수와의

dB 의 차이 값을 나타내는 것이다 일반적으로 발진기 내에서

생성되는 잡음은 AM 잡음 FM 잡음 위상 잡음의 세 가지로 크게

나눌 수 있다

그림 25 발진기의 스펙트럼

AM 잡음은 발진기의 출력 전력의 크기 편차에 의해 나타나는

잡음이다 AM 잡음은 완벽하게 무작위적이라고 할 수 있으나

임의의 외부 소스원을 이용한다면 예측이 가능할 수도 있다 FM

18

잡음은 짧은 시간 동안에 발진기의 발진 주파수가 변화하는 정도를

나타낸 것이다 이러한 일반적인 FM 잡음은 외부의 소스원 때문에

나타나는 케리어 주파수를 변하게 한다 위상 잡음은 발진기에

전자기장의 위상 변조를 말한다 위상 잡음은 보통 반도체 발진

소자 내부의 잡음에 의해 나타난다

일반적으로 이상적이지 못한 발진기는 위에서 언급한 내용의

잡음은 동반하게 된다 즉 불규칙한 위상과 출력 전력이 발진

신호의 산란을 유발하게 된다 다음은 이러한 잡음 특성 중 AM

잡음과 위상 잡음에 한 수식을 나타낸 것이다

2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω

part part + + part part =

+ S

(228)

식 227 과 228 은 진폭 변조(Amplitude Modulation AM) 잡음과

발진기에서 전자기적으로 나타나는 위상 잡음을 한 신호의 출력

전력 주파수의 측정치인 출력 전력 스펙트럼으로 환산하여

나타낸 것이다 스펙트럼 분석기는 한 신호의 출력 전력 스펙트럼

밀도를 나타내준다 0=S 일 때 안정 영역에서 2( )A fδ 와

2( )fφ 는 최 값이 된다 그리고 ( )A f 가 더 이상 무시할 만큼

19

작다고 가정할 수 없기 때문에 출력 전력 스펙트럼 밀도 방정식 식

227 과 228 은 더 이상 정확한 수식이 될 수 없다 따라서 AM

잡음과 위상 잡음은 안정도 S 에 상당히 큰 영향을 받는 다는 것을

식 227 과 228 을 통해 알 수 있다

발진기를 설계하기 위해서는 RF 출력 전력과 발진 주파수에

다음으로 잡음 특성은 중요한 설계 변수가 된다 이러한 설계에

영향을 주는 잡음 특성은 특별한 설계 상의 기준을 정하여 설계에

적용하여야 한다

(4) 발진기의 전기적 특성

발진기를 설계하기 위해서는 AM 잡음과 FM 잡음 그리고 위상

잡음 외에도 여러 가지 전기적인 이상 현상들이 나타나게 된다

이러한 특성들도 함께 파악할 수 있어야 한다

1) 주파수 점핑 (Frequency Jumping)

주파수 점핑은 발진 소자 임피던스의 불연속적인 변화의 결과로

인하여 발진기의 발진 주파수가 불연속적으로 나타나는 현상을

말한다 주파수 점핑 현상은 발진 소자의 DC 바이어스 동작점

발진 소자의 온도 발진 회로의 임피던스 변화와 같은 것이 가장

큰 원인이 된다

2)주파수 풀링 (Frequency Pulling)

주파수 풀링은 발진 회로 임피던스의 섭동에 의해 나타난 발진

주파수에 변화가 영향을 주어 부하 임피던스가 변화하는 현상이다

20

풀링 지수(pulling figure Hzdeg)는 360deg가 넘게 변화된 위상에 의해

특성화된 부정합 부하 회로로부터 측정된 전체 주파수 변화이다

풀링은 발진기와 부하 회로에 아이솔레이터를 사용하거나 또는

발진기 회로에 높은 Q 값을 갖는 공진기를 적용함으로써 최소화

시킬 수가 있다

3) 주파수 푸싱 (Frequency Pushing)

주파수 푸싱은 DC 바이어스 동작점이 변함으로써 나타나는 발진

주파수에 변화하는 현상이다 푸싱 지수(Pushing Figure HzV)는 DC

바이어스 전압 변화로부터 나타나는 발진 주파수의 감도에

관계된다 DC 바이어스 공급기에 레귤레이터를 사용하여 푸싱

현상을 최소화 할 수 있다

3 반도체 소자

2-단자 마이크로파 반도체 소자는 상태 특성이 p-n 접합과

유사하기 때문에 일반적으로 다이오드라고 부른다 그러나

마이크로파 주파수에서 2-단자 마이크로파 반도체 소자는 복잡한

전기적 발진 현상을 유발 할 수 있는 부성 저항 특성을 나타낼 수

있다 또한 리액턴스를 조정 할 수 있는 소자로써 사용하기도 한다

마이크로파 발진기에서 가장 유용하게 쓰이는 발진 소자와

리액턴스 소정 소자에 해서 알아보았다

(1) 바랙터 다이오드

바랙터 다이오드는 다양한 리액턴스 조정 소자로 사용되는 p-n

21

접합 다이오드라 할 수 있다 바랙터 다이오드는 양쪽 단자에

적용되는 전압의 함수로 나타나기 때문에 전압 조정 발진기에

있어서 리액턴스를 조정하여 발진 주파수를 제어 할 수 있는 능동

회로 소자로 사용되기도 한다

그림 26 은 mesa 구조 형태의 바랙터 다이오드를 나타낸 것이다

바랙터 다이오드는 양쪽 단자에 걸리는 바이어스를 조정함으로써

소모 영역의 넓이를 조절할 수 있게 된다 따라서 내부의 용량값을

조정하게 되어 발진 회로의 리액턴스 값을 조정하는 결과를

나타내게 된다

그림 26 바랙터 다이오드의 반도체 구성

n+ 물질은 n 영역의 성장을 도와주는 물리적인 역할을 하게 되고

외부 회로에 반도체 소자와 연결을 하기 위해서 저항성(ohmic) 접합

성분을 갖는 도체 성분과 연결하게 된다 일반적으로 바랙터

다이오드는 역-바이어스에서 동작하게 된다 그림 27 은 두 가지

22

종류의 반도체 도핑 상태 특성을 략적으로 나타낸 것이다

(a)

(b)

그림 27 바랙터 다이오드의 도핑 형태 (a) abrup 접합 (b) hyper-

abrup 접합

그림 27 (a) 의 abrup 접합 도핑에서 소모 영역은 n-영역으로

거의 완벽하게 넓어진다 이러한 상태의 접합 케패시턴스는 다음과

같이 나타낼 수 있다

( )2

qN NA D DC A Kj W VV bi Abi A

γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)

여기서 ε 은 반도체의 유전율이며 A 는 접합 단면의 면적이며

23

W 는 p-n 영역의 전체 소모 영역을 나타낸 것이다 DN 는 n-type

반도체의 불순물의 농도를 나타낸 것이며 biφ 는 p-n 영역사이에

나타나는 전위차이다 그리고 AV 는 바랙터 다이오드에 인가되는

바이어스 전압을 나타낸 것이다 또한 ( 2)K A q γε= 가 된다

일반적으로 abrup 접합 다이오드에서 05γ = 로 정해진다 따라서

접합 케패시턴스는 05AV minus 로 응답 전에 관련된 함수가 된다

바랙터 다이오드의 역-바이어스가 0V 일 때를 기준으로 각

전압의 변화에 따라서 달라지는 비율을 계산하여 표현하는 방식을

사용 할 수도 있다 식 230 은 이러한 방법을 나타낸 것이다

(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)

여기서 (0 )C Vj 은 0V 에서 접합 캐패시턴스이며 Γ 는 전압에

따라 다르게 나타나는 조정 기울기 함수이다 식 229 와 230 에

의한 전압에 관련된 리액턴스는 다음과 같이 나타낼 수 있다

jj

jXCω

= minus (231)

바랙터 다이오드는 역-파괴 전압에 도달할 때까지 여러 가지

리액턴스 값을 갖게 된다 그러나 역-파괴 전압에 도달하는 순간 큰

전류가 바랙터 소자를 통해 흐르게 되어 다이오드를 파괴시키게

24

된다 따라서 역-파괴 전압의 응답 전압과 감소 영역의 최소값과

최소값을 확인 할 수 있어야 한다 식 229 와 230 그리고 231 을

통해서 접합 케패시턴스의 최소값과 최 값을 확인 할 수 있다

발진 회로 내에서 바랙터 다이오드가 보다 넓은 역의 주파수

조정 소자로 동작하기 위해서는 가능한한 넓은 역의 케패시턴스

영역을 갖고 있어야 한다 바랙터 다이오드의 케패시턴스 영역을

증가시키기 위한 방법은 그림 412 (b) 에서 볼 수 있는 n-영역을

변화시키는 방법이다 그림 412 (b) 의 도핑 그래프에서 γ 는 05 ~

20 사이의 값을 갖게 된다 이렇게 γ 가 05 보다 큰 도핑 상태를

hyper-abrupt 라 부른다 일반적으로 같은 응답 전압 범위에서 hyper-

abrupt 바랙터 다이오드는 abrupt 바랙터 다이오드 보다 훨씬 넓은

케패시턴스 영역을 갖는다

바랙터 다이오드는 내부의 반도체 칩을 외부의 회로에 연결하기

위해 저항성 접합을 실시하는 것을 언급하였다 여기에 추가적으로

외부의 충격과 회로 구성의 용이함을 더하기 위해 반도체 칩과

저항성 접합 구조를 페키지화 시킨다 페키지된 바랙터 다이오드는

내부의 반도체 칩의 특성과 페키지화된 외부의 회로를 등가적으로

파악할 수 있어야만 한다 그림 28 은 이러한 특성을 고려한

바랙터 다이오드의 등가 회로를 나타낸 것이다 jR 는 재결합 발생

전류 확산 전류 누설 전류에 의해 나타나는 병렬 등가 저항이다

일반적으로 회로를 설계함에 있어서 jR 를 무시하는 경우가 많다

그러나 실제로 제작된 상태에서 실험을 하게 되면 그 값을 무시할

25

수 없을 정도가 된다는 것을 알 수 있다

그림 28 바랙터 다이오드의 등가 회로

다이오드 칩에 한 등가 회로는 직렬 회로로 구성된 jC 와 sR 로

나타낼 수 있다 여기서 sR 는 저항성 접합을 나타낸 것이다

기본적으로 등가 회로는 다음과 같은 바랙터 다이오드의 Q 값으로

정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)

여기서 0f 는 동작 주파수이다 바랙터 다이오드의 케패시턴스와

저항 값은 동작 주파수의 주파수 범위를 제한한다 차단 주파수는

유일하게 주어진느 바랙터 다이오드의 Q 에 의한 주파수로 나타낼

수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26

바랙터 다이오드는 Si 으로 주로 만들어져 왔으나 최근에는 GaAs

로 만들어지는 경우가 많다 그 이유는 Si 에 비해 GaAs 가 네 배

이상의 이동도를 가지고 있으며 도핑 레벨에서 보다 작은 고유

저항을 갖기 때문이다 따라서 GaAs 로 만들어진 바랙터

다이오드는 보다 작은 직렬 저항을 갖게 되며 밀리미터파 주파수

역에서 아주 좋은 특성을 갖는다 그러나 GaAs 다이오드는 Si

다이오드에 비해 온도 저항과 표면 상태 밀도가 더 높기 때문에

결과적으로 Si 다이오드보다 좁은 리액턴스 영역을 갖게 된다

(2) 건 다이오드

건(Gunn) 또는 TED(transfered electron device) 소자는 일반적인

다이오드나 바랙터 다이오드와 같은 형식의 다이오드와는 다르다

오히려 GaAs 와 InP 와 같은 혼합 반도체에 의해 나타나는 양자

이론의 이동성 전자 효과를 통한 부성 저항을 나타내는 소자를

말한다 그림 29 는 건 다이오드의 구조를 간단하게 나타낸 것이다

전계가 임계 전압을 넘어서기 전까지는 DC 바이어스에서 건

다이오드는 일반 저항처럼 동작한다 그러나 임계 전압을 넘어서게

되면 건 다이오드는 부성 저항을 나타내면서 외부 회로와 n-영역에

접근하는 전자의 전송 시간에서 독립적인 주파수의 발진을

시작하게 된다

27

그림 29 건 다이오드의 내부 구조

반도체의 에너지 영역 구조는 건 다이오드 효과를 나타낼 수

있는 건 다이오드의 특성을 결정짓는 주된 요소가 된다 그림

210 은 GaAs 의 에너지 영역 구조를 나타낸 것이다 그림 210 은

전자 이동도의 운동량 K 에 한 원자 영역(valence band)과 전도성

영역(conduction band)을 나타낸 것이다 여기서 전도성 영역 내의 두

개의 전기적 계곡을 나타내었다 0K = 일 때 낮은 전기적

계곡(Lower Valley)은 날카로운 계곡 형태를 갖게 되며 원자

영역에서 일정한 에너지 간격을 갖고 독립적으로 형성된다

그림 210 혼합 반도체의 에너지 영역 구조

28

그리고 이 보다 높은 전기적 계곡(Upper Valley)은 낮은 전기적

계곡에 비해 평평한 계곡 형태를 나타내며 낮은 전기적 계곡과

마찬가지로 독립적인 에너지 간격을 유지하면서 낮은 전기적

계곡과는 또 다른 운동량을 갖고 있게 된다 이러한 두 종류의

전기적 계곡으로 표현된 이론적인 모델링을 통해서 건 다이오드의

효과를 설명 할 수 있다 가장 이동성이 좋은 전자의 집합체인

em 는 에너지 영역의 내부에 존재하는 두 계곡의 굴곡율에

역비례한다 다음은 GaAs 에서 em 의 값을 나타낸 것이다

0068 ( )0

12 ( )0e

m in thelower valleym

m intheupper valley

여기서 0m 은 움직이지 않는 전자의 집합체이다 여기서 높은

전기적 계곡 내의 전자는 낮은 전기적 계곡 내의 전자보다 훨씬 더

큰 효력을 갖는 집합체를 가지고 있다 낮은 전기적 계곡의

이동도는 28000cm V-slmicro = 가 되지만 높은 전기적 계곡은

2150cm V-sumicro = 정도만을 유지하게 된다 전자의 이동 속도는

dv Emicro= 로 주어진다 그러므로 높은 전기적 계곡 내에 전자는 낮은

전기적 계곡 내의 전자보다 이동 속도가 상당히 느리다는 것을 알

수 있다 여기서 전기장은 ldquo0rdquo에서부터 증가하기 시작한다고

가정하고 정전기장 효과를 고려하여 적용해 본다 전도성 전자가

적용되지 않은 정전기장은 아래쪽에 있는 낮은 전기적 계곡에

존재하게 된다 따라서 전류에 흐름은 멈춘 상태이다 여기서

29

전기장은 아주 약하기 때문에 다수의 전도성 전자는 낮은 전기적

계곡 내에 남아있게 된다 이러한 전도성 전자에 흐름을 다음과


l l d l lI qn v A qn EAmicro= =

여기서 A 는 발진 소자와 맞닿아 있는 단멱적이다 그리고 ln 은

낮은 전기적 계곡 내의 전자의 밀집도이다 높은 전기적 계곡 내에

전자는 없다고 가정한다 전기장이 임계 전계 thE 을 통과하여

증가할 때 전자의 부분은 높은 전기적 계곡 내에 전자가

쌓여가게 된다 이러한 전자 축적의 가장 큰 이유는 전자가 높은

전기적 계곡에 도착하기 위해서 격자 형태의 증가된 전자의 충돌로

인해 전자 자체의 외부 에너지와 운동량이 추가되기 때문이다 또

다른 이유는 높은 전기적 계곡에 남아있으려고만 하는 경향을 갖는

전자는 이용하기 쉬운 상태의 낮은 전기적 계곡의 전자보다 밀도

수치가 60 에서 70 배가 더 크다는 것이다 이러한 현상은 알 수

없는 전계를 전기장에 적용시키게 된다 이 때의 전도성 전류는

다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)

여기서 un 는 높은 전기적 계곡 내의 전자의 밀집도이다 만약

낮은 전기적 계곡 내에 남아있는 전자가 없다고 가정한다면

30

u lmicro microltlt 이기 때문에 적용된 전기장이 증가할지라도 uI 는 lI 보다

많지 않게 된다 이렇듯 건(Gunn)은 높은 이동도를 갖는 낮은

전기적 계곡의 낮은 효율성 집합체 내에서 낮은 이동도를 갖는

높은 전기적 계곡의 높은 효율성 집합체로 전자가 전송되는 역-

방향의 이동성을 갖기 때문에 ( )minus 값을 갖는 저항처럼 동작한다

그림 211 은 건 다이오드 발진 소자의 전류-전압 특성 곡선을

나타낸 것이다

그림 211 건 다이오드에 부성 저항

이러한 비이상적인 전계의 동작으로 인하여 건 다이오드는 부성

저항 특성을 나타내게 되는 것이다 이러한 건 다이오드가 발진기

내에서 기준 이상으로 따뜻해지게 되면 열 에너지에 의해 높은

전기적 계곡에서 자극받은 전자에 의해 나타나는 전기장의

31

영향으로 임계 전기장 강도가 약해지게 된다 따라서 출력이나

발진 주파수의 특성에 안좋은 영향을 미치게 된다 이러한 전기적

특성을 갖는 건 다이오드는 GaAs(Gallium Arsenide) 계열과

InP(Indium Phosphide) 계열을 가장 많이 사용하고 있다

32

III 도파관 전압조정발진기 이론

단일 소자 도파관 발진기는 SDO(Single Device Oscillator)라고도

하며 높은 Q 값을 제공하는 것이 가장 큰 장점이다 흔히

밀리미터파 역의 주파수에서 가장 많이 쓰이는 발진 회로 중에

하나이다[4] 이러한 도파관 발진기는 일반적으로 부성 저항 성분을

갖는 IMPATT 다이오드와 건 다이오드를 주로 사용하게 된다

이러한 부성 저항 발진 소자는 특별한 궤환 회로를 가지고 있지

않고도 발진을 시작할 수 있게 된다 이러한 도파관 발진기의

공진기를 통해서 RF 동작점을 조정하는데 이용 할 수 있다 2-단자

발진 소자인 IMPATT 다이오드와 건 다이오드는 발진 회로가 잘못

설계되었다 하여도 DC 바이어스가 공급되면 발진을 시작하게 된다

도파관 발진기의 발진 회로가 여러 실험적인 방법 또는 이론적인

방법으로 정확하게 구성된 것이라면 여기서 발진 소자의

임피던스는 발진 상태의 동작점에서 발진 회로의 임피던스에

정확하게 정반 인 값이 될 것이다 이러한 가정이 정확하다면

다음의 수식이 성립 할 수 있다

( ) ( )d dc dc oR V I T R f geometry= minus (234)

( ) ( )d o dc dc oX f V I T X f geometry= minus (235)

이러한 가정은 실제로 많은 발진 소자를 특성화하여

모델링하는데 직접적으로 사용 할 수 있다 따라서 공진기의

임피던스를 파악하는 것만으로도 건 다이오드의 모델링을 접근할

33

수 있다

공진기는 도파관의 형태와 건 다이오드의 바이어스 포스트의

형태에 따라서 구분된다 도파관의 형태는 표적으로 원형

도파관과 직사각형 도파관의 두 가지 형태로 나뉘어 진다 원형

도파관 구조의 공진기는 일반적으로 동축선 타입이라고도 부른다

직사각형 도파관 형태의 공진기는 가장 일반적으로 사용하는

형태이다 그림 31 는 두 종류의 공진기를 나타낸 것이다

(a) (b)

34

(c) (d)

그림 31 공진기의 도파관 형태 (a) 원형 도파관 발진기 모식도 (b)

원형 도파관 발진기 내부 (c) 직사각형 도파관 발진기 모식도 (d)

직사각형 도파관 발진기 상측도

그림 31 (a)는 동축선 형태의 공진기를 나타낸 것이다 동축선 형

태의 공진기는 그림 31 (a)에 나타난 l 의 길이에 의해서 발진 주파

수가 결정된다 즉 l 의 길이가 2gλ 의 파장이 되는 주파수가 발진

주파수로 결정되게 된다 그림 31 (b)는 직사각형 도파관 형태의 공

진기를 나타낸 것이다 직사각형 도파관 형태의 공진기는 건 다이

오드 뒤쪽에 위치하는 단락 회로(back-short)의 거리에 의해 발진 주

파수가 결정된다 여기서도 동축선 형태의 공진기와 마찬가지로 단

35

락 회로의 길이가 2gλ 의 파장이 되는 주파수가 발진 주파수로 결

정되게 된다 공진기의 형태가 결정되면 발진 주파수와 출력을 결

정하기 위해서 건 다이오드 바이어스 포스트의 형태를 결정짓게 된

다 바랙터 다이오드를 사용한 전압조정발진기의 경우 바이어스 전

압에 의한 바랙터 다이오드의 리액턴스의 변화를 이용하여 설계하

게 된다 따라서 이와 같은 설계는 바랙터 다이오드와 건 다이오드

의 공간상의 위치에 의하여 여러가지 형태가 존재할 수 있다 본

설계에서는 건 다이오드와 바랙터 다이오드가 2gλ 간격을 가지도

록 설계를 하였다 이때 바랙터 다이오드와 건 다이오드의 전계의

결합이 최 로 되게 된다

36

IV 전압조정발진기의 설계

1 도파관 전압조정발진기 구조

도파관 전압조정 발진기의 설계에 있어서 여러가지 구조가

사용될 수 있다 크게 원형 도파관 구조 직각도파관 구조로 나뉠

수 있다 본 논문에서는 WR-75 표준 도파관을 사용하는 구조를

선택하였다 직각도파관을 사용한 구조에서도 바랙터 다이오드와

건 다이오드의 위치에 의하여 여러 가지 구조로 나뉘게 된다

바랙터 다이오드와 건 다이오드가 반파장 간격을 가지고 있는

구조와 두 다이오드가 한 평면에 위치하는 구조 다이오드가

장축의 중심위치에 있지 않는 구조 등등이 있겠으나 본 논문에서는

건 다이오드와 바랙터 다이오드가 장축의 중심에 위치하는 가장

단순한 구조를 선택하였다 그림은 본 논문에 사용된

전압조정발진기의 구조의 횡단면을 나타내고 있다 그림에서

도파관은 WR-75 표준 도파관으로 되어 있으며 출력포트 역시 WR-

75 표준 도파관이다 건 다이오드와 바랙터 다이오드의 바이어스를

포스트를 통하여 인가하도록 설계하였으며 포스트에는 LPF 가

일체로 설계되었다 Septum 은 두 다이오드 사이의 거리를

기계적으로 튜닝할 수 있도록 되어 있다 Septum 은 각각 124mm

의 두께를 가지도록 설계하였다 이렇게 함으로써 다이오드 사이의

간격을 1mm 단위로 조절할 수 있도록 설계 하였다 Back short 는

가변 구조를 갖도록 설계 하였다 Backshort 는 발진 주파수 출력

주파수 튜닝범위 등에 영향을 주게 된다 그림 과 그림 은

37

논문에서 사용된 전압조정 발진기의 구조를 나타낸다 포스트와

포스트사이에 septum 을 넣을수 있도록 설계를 하여 발진주파수에

주는 영향을 분석할 수 있는 구조를 가지도록 설계하였다

논문에서 사용된 전압조정 발진기의 구조는 그림 41 과 42 에

보여주고 있다

그림 41 논문에서 사용된 전압조정 발진기 구조(1)

그림 42 전압조정 발진기 구조(2)

38

이와 같은 구조를 가지므로 다이오드 사이의 간격과 back short 의

길이를 기계적으로 쉽게 조절할 수 있게 됨으로 발진 주파수를

넓은 범위에서 조절할 수 있게 된다 설계에 사용된 건 다이오드와

바랙터 다이오드는 같은 패키지를 가지므로 다이오드의 위치를

서로 바꿀수 있는 장점도 가질수 있다 참고문헌에 의하면 건

다이오드가 출력포트에 가까운 부분에 위치하였을 때는 광 역

전압조정 발진기의 설계가 가능하며 건 다이오드가 back short 에

가까이 위치 했을 경우에는 협 역 전압조정 발진기의 설계가

가능하며 발진 주파수의 광 역화가 가능하다 건 다이오드가

출력포트에 가까이 위치 하였을 경우에 공진 cavity 는 두 다이오드

포스트사이에 형성되게 되며 이와 같은 발진기의 경우 발진

주파수는 포스트 사이의 간격에 의하여 결정되게 된다 이렇게

되면 발진 주파수의 광 역화가 가능하려면 포스트사이의 간격을

기계적으로 변화할 수 있는 구조를 가져야 한다 본 설계에서는

구조적으로 septum 을 넣으므로써 발진 주파수의 광 역화를

가능하도록 하였다 또 바랙터 다이오드의 바이어스에 의한

임피던스의 변화는 공진 cavity 의 길이의 변화로 반영되므로

전압조정에 의한 주파수 튜닝이 원활하게 이루어 질 수 있다 건

다이오드가 back short 에 가까이 위치하였을 경우에는 공진 cavity 는

포스트와 back short 사이에 형성된다 이러한 공진기에서 back

short 길이의 변화는 직접적으로 공진 cavity 길이의 변화로

39

나타나므로 공진 주파수의 변화로 나타난다 바랙터 다이오드의

바이어스 변화에 의한 임피던스 변화는 간접적으로 공진 cavity 에

영향을 주겠지만 직접적인 영향은 줄수 없으므로 주파수의 변화는

제한된 범위에서 변화하게 될 것이다 특정된 주파수에서의

설계이면 바이어스포스트의 최적화가 필요하며 그 주파수에서

임피던스 특성을 분석하여 설계하여야 하나 본 논문에서는 넓은

주파수에 거쳐서 분석을 하였고 또 발진 출력보다 발진주파수와

주파수 튜닝에 연구 중점을 두었으므로 바이어스 포스트는 건

다이오드와 바랙터 다이오드의 지름과 같게 하여 3mm 로 하였다

포스트에는 바이어스를 공급하고 발진된 신호는 차단하는

동축형태의 LPF 가 일체로 설계되었다 LPF 설계는

참고문헌[김현주]에 잘 나와 있다 건 다이오드는 MDT 사의

MG1007-15 를 선택하였다 바랙터 다이오드는 MDT 사의 MV31012-

15 를 선택하였다 두 다이오드의 패캐지가 같으므로 위치를 서로

바꿀 수 있다

2임피던스 정합

전압조정발진기의 구조가 결정되면 건 다이오드와 바랙터

다이오드의 포스트의 설계가 이루어져야 한다 포스트는

출력포트의 높은 임피던스를 건 다이오드의 낮은 임피던스에 정합

시키는 역할을 한다 본 논문에서 구조상 광 역 발진이 가능하게

설계되었으므로 건 다이오드 포스트 역시 광 역 발진에 맞게

40

설계되어야 한다 건 다이오드 위치에서 보여지는 임피던스의

해석에는 상용 전자장해서 소프트인 HFSS 를 사용하여 해석하였다

건 다이오드의 포스트의 지름을 바꿔가면서 임피던스 특성을

해석하고 광 역 발진에 가능한 지름을 선택하였다 높은

주파수 역에서는 디스크가 들어가는 구조가 많이 사용되지만 낮은

주파수 역에서는 포스트만 있는 구조가 많이 사용된다 임피던스

해석하는 방법에 있어서 건 다이오드 위치에 Lumpud port 로

급전하였다 출력 포트부분은 임피던스 정합을 시키고 해석하였다

이와 같은 해석방법의 정확성을 확인하기 위하여 Bates[10]가

제시한 도파관 포스트구조의 임피던스 해석결과와 비교해 보았다

그림 43 에는 위에서 설명한 방법 로 HFSS90 에서 드로잉한

모습이다 그림 44 에서 알 수 있듯이 이와 같은 해석방법은

모드정합법에 의하여 해석한 결과와 거의 같은 값을 나타냄을 알

수 있었다 이러한 결과로부터 이와 같은 임피던스 해석방법은

전압조정발진기의 설계에도 응용될 수 있음을 알 수 있다

41

그림 43 시뮬레이션 드로잉 모습

(b)

그림 44 3 차원 시뮬레이션 툴의 해석 결과 검증(포스트 구조)

(a) 기존 연구 (b) 시뮬레이션 툴

본 논문에서는 포스트 사이의 간격을 바꿔가면서 발진 주파수를

확인하는 구조를 가지므로 건 다이오드에서 바라다 보는

임피던스는 광 역 발진에 알맞도록 설계가 되어야 한다 포스트의

지름을 바꿔가면서 임피던스를 확인하였다 X-band 건 다이오드의

부성저항에 한 확실한 값은 알려지지 않고 있으나 기존의

42

논문들을 분석해 보아도 여러가지 값이 응용되고 있었다 본

논문에서는 실수 임피던스의 값이 넓은 주파수범위에

거쳐서 10Ω좌우에 있도록 설계하였다 이와 같은 실수 임피던스는

광 역 발진이 가능한 구조로 사용될 수 있다[12] 그림 45 는

포스트의 지름이 3mm 일 때의 임피던스 변화곡선을 보여준다

그림에서 알 수 있듯이 12GHz 부터 145GHz 에 이르기 까지 실수

임피던스의 값은 10 Ω 미만의 값을 가짐을 알 수 있다 포스트의

지름을 바꿔가면서 확인을 해 보면 리액턴스 값은 바뀌지만 실수

임피던스는 거의 같은 값을 유지하느것을 알 수 있었다 본

설계에서는 이와 같은 임피던스 해석 결과로부터 건 다이오드의

지름을 3mm 로 정하였다

그림 45 건 다이오드에서 보여진 임피던스 해석 결과

3 공진 주파수 예측

43

(1)Eigenmode 해석기법

설계에서 공진 주파수의 예측은 3 차원 전자장 해석툴인

MWS 를 이용하여 해석하였다 MWS 에서 제공하는 Eigenmode

해석은 밀페된 구조체의 공진가능한 모드를 해석해주는

해석방법이다 공진모드의 공진 주파수 최 전계의 세기

최 전계의 위치등을 해석한다 이와 같은 해석을 통하여 공진이

예측되는 모드의 공진 주파수를 해석 할 수있다 본 설계에서는

TE101 모드를 기본 공진 모드로 하였다 이럴 경우 공진 주파수는

공진 cavity 의 길이에 의하여 결정되게 된다 해석시 다이오드의

정확한 모델링이 불가능하므로 일정한 오차를 가지게 된다 즉

해석된 주파수는 실제 측정된 주파수와는 일정한 차이를 가지게

된다 건 다이오드와 바랙터 다이오드의 임피던스를 정확하게

계산하여 공진 cavity 의 길이에 주는 영향을 고려하여 보상을 하여

준다면 보다 정확한 공진 주파수의 예측이 가능할 것이다 앞에서

설명하였듯이 건 다이오드의 위치에 따라 두가지 경우에 나누어서

공진 주파수를 해석 하였다 그림 46 은 MWS 에서 해석된

Eigenmode 해석의 결과를 보여 준다

44

그림 46 Eigenmode 해석

해석할 때 구조체의 정확한 모델링을 하고 건 다이오드와 바랙터

다이오드를 GaAs 재질로 모델링 하였다 그리고 출력포트는 PEC 로

막혀 있는 것으로 모델링 하였다 해석된 여러 공진모드에서

설계에 사용될 모드 선택하여 그 주파수를 예측하였다 이와 같은

해석방법으로 건 다이오드가 출력포트에 가까이 위치 했을 경우와

건 다이오드가 back short 에 가까이 위치했을 경우에 하여 각각

포스트 사이의 간격변화에 의한 주파수 변화와 back short 길이의

변화에 의한 주파수의 변화를 예측하였다

(2) 포스트 사이의 간격변화에 의한 공진주파수 해석

건 다이오드가 출력포트에 가까이 위치 했을 시 공진 cavity 는

두 포스트 사이에 형성되게 되며 TE101 공진모드가 형성된다고

하면 이때 공진주파수는 주로 포스트 사이의 간격에 의하여

45

결정되게 된다 즉 간격이 크면 클수록 공진 주파수는 낮아 지게

되며 간격이 작아 질수록 공진 주파수는 높아지게 된다 포스트와

다이오드의 합성 리액턴스가 0 이면 공진주파수는 쉽게 계산 될 수

있다 실제 포스트와 다이오드의 합성 리액턴스는 0 에 가까운 값을

가지게 되며 이런 리액턴스에 의하여 공진 주파수는 포스트 사이의

간격을 반파장으로 하는 공진주파수와는 조금의 차이가 있게 된다

그림 47 은 eigenmode 해석기법으로 해석한 포스트 사이 간격에

의한 공진주파수를 나타내고 있다 그림에서 알 수 있듯이

공진주파수는 포스트 사이의 간격에 의하여 바뀌고 있다

그림 47 포스트사이 간격 변화에 따른 발진 주파수 변화


주파수 해석

46

건 다이오드가 back short 에 가까이 위치하였을 때 공진 모드는

건 다이오드 포스트와 back short 사이에 형성되게 되므로 공진

주파수는 포스트와 back short 사이의 길이에 의하여 결정되게 된다

Eigen mode 해석기법으로 공진 주파수를 예측 할 수 있지만 건

다이오드와 포스트의 리액턴스의 영향으로 실제 발진 주파수와는

일정한 오차를 가지게 된다 그림 48 은 포스트와 back short 사이의

길이에 따른 주파수의 변화를 나타내는 그림이다 그림에서 알 수

있듯이 back short 길이가 증가함에 따라 주파수는 낮아지고

감소함에 따라 주파수는 높아 지는 것을 알 수 있다

그림 48 단락면의 길이변화에 따른 주파수 변화

4 전압조정에 의한 주파수 변화 예측

그림 49 는 전압조정발진기의 등가회로를 보여주고 있다

47

그림 49 전압조정 발진기의 등가회로

여기서 L1 은 두 포스트간의 길이이며 L2 는 단락회로와 바랙터

다이오드 포스트 사이의 길이이다 건 다이오드와 바랙터 다이오드

포스트는 Xa Xb Xc Xd 를 이용한 T-회로로 등가 표현하였다 Rs Lp

Cp와 Lp1 Cp1 은 바랙터 다이오드와 건 다이오드의 패키지에서

발생하는 기생소자 성분이다 Cj(V)는 인가전압에 따라 변하는

바랙터 다이오드의 접합 커패시턴스이다 RD 와 CD 는 건

다이오드의 부성저항과 접점 사이의 커패시턴스이다 Cg 와 Xg 는

갭 등가 리액턴스이고 Zg 는 2 차 하모닉 주파수 출력단의 부하

임피던스이다 도파관 전압조정발진기에서 사용할 수 있는 전압

조정에 의한 주파수 조정범위를 예측하는 방법에는 두 가지 방법을

적용할 수 있다 첫째로 리액턴스 값이 0 이 되게 하는 이론과 또

다른 하나는 섭동법 이론이다[1] 본 설계에서 발진주파수는 건

다이오드 바이어스 포스트와 바랙터 다이오드 바이어스 포스트

사이의 거리 즉 도파관 공진기의 길이에 의해 결정된다 바랙터

48

다이오드의 캐패시턴스 값이 바뀌면서 공진기의 공진 길이도

따라서 바뀌게 되므로 발진 주파수가 바뀌게 된다 이러한 공진기

길이의 변화를 계산하여 바랙터 다이오드 바이어스 변화에 따른

발진주파수 변화를 예측하였다 바랙터 다이오드의 전압 조정에

의한 캐패시턴스 값을 계산하여 바랙터 다이오드와 포스트의 등가

임피던스 변화를 계산하였다 변화된 임피던스가 실제 도파관

공진기의 길이에 한 변화를 계산하여 주파수 조정 역폭을

예측하였다 여기서 단락회로의 등가임피던스 에 따라서 변화하며

바랙터 다이오드 마운트 부분에 병렬로 연결된 것으로 볼 수 있다

L2 가 λg4 일 때 단락회로에 의한 임피던스 변화는 무시할 수 있다

바랙터 다이오드에 의한 발진주파수 튜닝 범위가 크지 않으므로

계산시 각주파수 ω 는 실제 예측된 공진주파수로 계산하였다

그림 2 의 전압조정발진기 등가회로로부터 A-A양단 임피던스는 Rs

= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)

로 주어진다 바랙터 다이오드의 바이어스에 의한 캐패시턴스

변화는 (2)식으로 나타낼 수 있다

49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)

여기서 CJ(0)는 바이어스 전압이 0V 일 때의 용량 값을 나타내며

V 는 바랙터 다이오드에 인가되는 역방향 전압 Γ 는 용량-전압

곡선의 기울기 지수이다 Γ 는 일반적으로 제작사의 data-sheet 에서

제공되며 Φ 는 바랙터 다이오드의 built-in 전압을 나타낸다 GaAs

다이오드의 경우는 12V 이다 그림 410 은 MDT 사에서 제공한

바랙터 다이오드의 Γ 값이다

그림 410 MDT 사에서 제공한 Γ 곡선

보다 정확한 계산을 위하여 Γ 값의 함수를 도출하였다 그림

410 에서 샘플링 하여 제일 유사한 값을 산출하여 그림 411 과

같은 Γ 곡선을 얻을 수 있었다

50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

그림 411 샘플링 한 Γ 값을 이용한 그래프

Γ 값을 이용하여 AISN 사의 2TMTABLE CURVE D 소프트를

사용하여 식(3)의 공식을 도출 하였다

(3)

그림 412 는 바랙터 다이오드의 리액턴스의 변화에 의한 공진기

등가 길이의 변화를 보여 준다 그림에서 알 수 있듯이 바랙터

다이오드의 리액턴스가 증가하면 등가 공진기의 길이는 길어지며

공진주파수는 낮아지게 된다 반 로 리액턴스 값이 작아지면 등가

공진기의 길이는 작아지면 공진주파수는 높아지게 된다 따라서

바랙터 다이오드의 바이어스 전압이 커질수록 바랙터 다이오드의

리액턴스 값은 작아지므로 공진주파수는 높아진다

51


공진조건을 만족하여야 하므로 아래와 같은 계산을 통하여

공진기 길이의 변화를 식 (5)로 나타낼 수 있다

00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β

minus minusminus∆ = (5)

직각도파관 공진기에서 TE101 모드의 공진 주파수는 다음과 같이


52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)

여기서 a 는 직각 도파관 장축의 길이 L 은 공진기 길이이며 c 는

공기 중에서의 빛의 속도이다 따라서 바랙터 다이오드 바이어스

전압 조정에 따른 발진 주파수는 다음 식으로 다시 표현할 수 있다

22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)

즉 처음 도파관 공진기의 길이 L0 에서 바랙터 다이오드의 전압

조정에 따라 캐패시턴스 값이 바뀜에 따라 변화하는 도파관

공진기의 길이 을 적용함으로써 전체 발진 주파수의 전압 변화에

따른 발진 주파수 변화를 예측하였다

건 다이오드가 출력 포트에 가까이 위치하고 포스트 사이 간격을

12mm 로 한 상태에서 back short 의 영향이 없다는 가정하에 계산을

통하여 발진주파수의 바이어스 변화에 따른 주파수의 변화 곡선을

얻을 수 있었다

계산은 Mathcad 를 이용하여 계산 하였다 그림 413 은 Mathcad 의

계산을 보여 준다

53

그림 413 Mathcad 를 이용한 계산

그림 411 에 계산을 통하여 얻은 바이어스 변화에 의한 주파수

변화 곡선을 보여주고 있다 바이어스가 증가할수록 발진 주파수는

높아지며 역폭은 500MHz 정도를 가짐을 알 수있다 선형성은 전

체 구간에 거쳐서는 좋지 않게 나타나지만 특정된 구간을 사용하게

되면 만족할 만한 성능을 얻을 수 있을것이다

54

그림 414 계산된 전압조정에 의한 주파수 튜닝곡선

55

V 제작 및 측정

1전압조정발진기 제작

제작에 사용된 재질은 알루미늄이다 바디포스트back

shortseptum 으로 나뉘어 제작되었다 Back short 에는 정확한 길이를

나타내기 위하여 눈금을 새겨 넣었다 그림 51 52 53 은 제작된

전압 조정 발진기의 포스트 내부구조 전체구조를 사진으로 보여

준 것 이다

그림 51 제작된 포스트 사진

56

그림 52 제작된 전압조정 발진기 내부 구조

그림 53 제작된 전압조정 발진기 전체 모습

2 측정 및 분석

측정에는 WR-75 Cal kit 스펙트럼 분석기 파워메타 직류전원이

사용되었다 포스트에는 직류단락을 막기위하여 테플론 테이프를

사용하였다 그림 54 는 포스트 사이 간격 변화에 따른 주파수의

측정결과를 보여준다 공진 주파수 예측에서 알 수 있듯이 포스트

사이 길이가 커짐에 따라 발진 주파수는 낮아짐을 알 수 있었다

57

그림 54 포스트 사이 간격의 변화에 의한 주파수 측정

그림 55 는 eingenmode 해석을 통하여 포스트 사이간격에 의한 예

측한 공진 주파수와 측정된 발진 주파수를 비교한 것이다 비교를

통하여 이론과 측정값이 일정한 차이를 나타내고 있는데 이는 앞부

분에서 언급하였듯이 건 다이오드와 바랙터 다이오드의 임피던스를

고려하지 않고 해석된 값이므로 일정한 오차가 있게 된다 건 다이

오드와 바랙터 다이오드의 임피던스를 보상해 주면 보다 정확한 주

파수의 예측이 가능하리라고 생각된다

58


그림 56 은 back short 길이의 변화에 의한 주파수 측정결과를

보여준다 예측했던 로 back short 길이가 길어짐에 따라서 발진

주파수는 낮아짐을 알 수 있었다

59

그림 56 back short 길이에 의한 주파수 측정

그림 57 은 eigenmode 해석 결과와 측정된 주파수의 비교를

나타내고 있다 거의 유사한 결과임을 알 수 있으며 차이가 나는

것은 건 다이오드의 임피던스에 의한 것 이다 포스트와 포스트

사이에 공진모드가 형성될 때의 예측결과보다 더 정확함을 알 수

있는데 이는 포스트와 포스트 사이 공진일 경우 주파수에 건

다이오드와 바랙터 다이오드의 임피던스가 공진 주파수에 영향을

미치므로 더 큰 차이를 나타내고 있다고 할 수 있다

60

그림 57 back short 변화에 의한 주파수 변화의 이론 측정치의 비교

그림 58 은 포스트 사이 간격이 12mm 이고 back short 길이가

126mm 일 때의 측정결과이다 이때 건 다이오드 바이어스 전압은

8V 이다 그림에 보여준 구간은 선형성이 상 적으로 좋은

바이어스가 4V 부터 20V 까지 이다 출력 평탄도는 1dBm 미만이다

61

그림 58 바이어스 변화에 따른 주파수 출력 변화

그림 59 에서는 바랙터 다이오드 바이어스 변화에 의한 주파수

튜닝을 계산값과 측정값을 비교 하였다 그림에서 알 수 있듯이

계산은 측정결과와 아주 근접함을 보여 준다 Back short 길이에

따라서 주파수 튜닝범위도 영향을 받는다 따라서 이와 같은 계산

방법은 특정된 조건하에서만 가능하다

62

그림 59 바이어스 변화에 의한 주파수 변화의 이론 측정값 비교

그림 510 에서는 위상잡음을 측정한 스펙트럼 사진을 보여준다

1MHz offset 일 때 위상잡음은 10033BcHz 였다

그림 510 위상잡음 측정 스펙트럼 사진

63

VI 결론

본 논문에서는 직각도파관을 이용한 건 다이오드 전압조정 발진

기의 설계에 하여 연구하였으며 공진 주파수 전압조정에 의한 주

파수의 변화를 예측하였으며 제작 및 측정을 통하여 설계의 타당성

을 검증하였다

직각도파관을 사용한 전압조정발진기의 설계에 있어서 구조적으

로 건 다이오드와 바랙터 다이오드의 위치에 의하여 전압조정발진

기의 특성에 차이가 있게 된다 건 다이오드가 back short 에 가까이

위치할 경우 back short 길이에 의하여 광 역 발진주파수를 얻을 수

있으나 전압조정에 의한 주파수의 튜닝은 협 역 특성을 가지게 되

므로 전압조정 발진기에 쓰이기에는 적당하지 않은 것을 알 수 있

었다

건 다이오드가 출력포트에 가까이 위치할 경우에는 전압조정에

의한 주파수의 튜닝은 원활하게 이루어질 수 있다 이러한 구조에

있어서 정확한 주파수 예측이 요구되게 되며 광 역 특성을 가지려

면 포스트 사이의 간격을 조절할 수 있는 구조로 설계되어야 한다

설계에 있어서 주파수 예측은 Eigenmode 해석기법을 이용하였으며

측정결과와 비교하여 해석기법의 타당성을 검증하였다

전압조정에 의한 주파수튜닝은 공진 Cavity 길이의 변화를 계산함

으로써 예측할 수 있었으며 측정결과와의 비교를 통하여 이와 같은

계산방법의 타당성을 검증할 수 있었다

이렇게 제작된 전압조정 발진기는 14 GHz 의 발진주파수 16 dBm 의 출

64

력전력 450 MHz 의 주파수 조정범위 -100 dBcHz 의 위상잡음 특성을 얻었

으며 발진주파수와 주파수 조정은 이론치와 잘 일치함을 확인할 수 있었다

이와 같은 방법을 응용하여 다른 주파수 역의 도파관형 건 다

이오드 전압조정 발진기의 설계에 적용할 수 있을 것이다 출력에

한 정확한 해석은 매우 어려운 과제에 속한다 향후 건 다이오드

전압조정 발진기의 출력에 한 연구와 바이어스 변화에 의한 출력

의 평탄도에 한 연구가 계속 되어야 한다고 본다

65

참 고 문 헌

[1] Guillermo Gonzalez Microwave Transistor Amplifiers Analysis and

Design Prentice Hall pp 388-397 1996

[2] David M Pozar Microwave Engineering John Wiley pp 104-176

1998

[3] AS Templin RL Gunshor Analytic model for varactor-tuned

waveguide Gunn oscillators IEEE MTT-S DIGEST vol 22 pp 554-

556 May 1974

[4] CPJETHWA ROBERT L GUNSHOR An analytical equivalent

circuit representation for waveguide-mounted Gunn oscillators

Electron Lett vol 20 no 9 pp 565-572 September 1972

[5] Eric L Holzman and Ralston S Robertson Solid-State Microwave

Power Oscillator Design Artech House INC 1992

[6] K Kurokawa The single-cavity multiple-device oscillator IEEE

Trans vol MTT-19 no 10 Oct 1971

[7] William H HAYDL Fundamental and harmonic operation of

millimeter-wave Gunn diodes IEEE Trans vol 31 no 11 pp 879-

889 November 1983

[8] K-H Doring and E Seebald High transformation ratio for impedance

matching with a radial line Electron Lett vol 16 no 2 pp 50-51

Jan 1980

[9] John E Carlstrom and Richard L Plambeck D D Thornton A

continuously tunable 65-115 GHz Gunn oscillator IEEE Trans vol

MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985

[10] Bevan D Bates and Andrew Ko Modal analysis of radial-resonator

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August 1990

[11] 박병우 바랙터 동조 건 발진기에 관한 연구 한양 학교

66

학원 전자통신공학과 박사학위논문 1991 년 6 월

[12] 강성민 주행 차량 감지용 K-Band 전압 제어 건 다이오드

발진기 설계 인천 학교 학원 전자공학과 석사학위논문

2000 년 12 월

[13] 김현주 61-115GHz 의 광 역 특성을 갖는 도파관형 Gunn

발진기 개발 충북 학교 학원 천문우주학과

석사학위논문2001 년 8 월

석 사 학 위 청 구 논 문

12 G H z

역

도 파 관

전 압 조 정 발 진 기

리 준 문

2 0 0 5 년 2 월




Oscillator



리 준 문


2005 년 2 월






2005 년 2 월

i

목 차






















ii




주파수








iii

그 림 목 차





















iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월







Oscillator



리 준 문


2005 년 2 월






2005 년 2 월

i

목 차






















ii




주파수








iii

그 림 목 차





















iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월









2005 년 2 월

i

목 차






















ii




주파수








iii

그 림 목 차





















iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

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X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




i

목 차






















ii




주파수








iii

그 림 목 차





















iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




ii




주파수








iii

그 림 목 차





















iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




iii

그 림 목 차





















iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




iv



















v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

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1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

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V

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X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




v

표 목 차


vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

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X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




vi


리 준 문



요 약




















특성을 가진다

vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




vii


Oscillator

Li Jun-Wen



Cheongju Korea


Summary

















viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




viii







1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




1

I 서론






















2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




2



















서술 하였다

3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




3

II 발진기 이론






















4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




4











장 점 단 점

평면형


공진기




손실이 크다

Q 100~1000


유전체 공진기

Q 5000 ~ 30000


적다

온도 안정성



도파관 공진기

Q 2000 ~ 10000



손실이 적다

부피가 크다


역폭 좁다

5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




5

YIG 공진기

Q 약 1000


쉬움

제작이 어렵다















6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




6









7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




7













언급하였다

8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




8
















[ ]( ) Re ( )cos ( )i t I A t t tω φ= = + (22)

9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

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( ) ( )( )

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




9



( )( ) ( )j t t

I t A t eω φ+ = (23)



10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



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(221)



16



part partS (222)




0

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0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




10













( ) ( )( ) Re ( )v t A Z I t e td c ω + = (24)








11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




11







얻을 수 있다

ω ω δω= + (26)




φω ω = = + + (27)





ωasymp (28)



12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




12




( )( ) ( )

dZcZ Zc c dω

ω ω δωω

= +


(210)






(211)




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




13


(212)





(213a)


(213b)

여기서

00

2( ) ( )cos( )t

ct T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(214)

00

2( ) ( )sin( )t

st T

e t e t t dtT

ω φminus

= +int

(215)



[ ] [ ]2 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c



14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




14

1 ( ) ( ) ( )c c c sX e t R e tA

ω = + (216)

[ ] [ ]2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )c d c c d c c


1 ( ) ( ) ( )c c c sR e t X e tA

ω = + (217)






( ) ( ) ( ) ( ) 0R R A j X X Ac d c dω ω + + + = (218)





있다





15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

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( ) ( )( )

d c dc

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

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Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

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X L ZZ jX jX jZ L

ββ

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1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

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β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




15










있다

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(219)

0 00

( ) ( ) dc d


+ =part

(220)



2 0 0 0

0

1 ( )( ) ( ) ( ) 0dc c c



part part

(221)



16



part partS (222)




0

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d c dc

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R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




16



part partS (222)




0

0 0

( ) ( )( )

d c dc

dc

R X X ARA R AR

ωωω




0

0

( )tan( )

cc

c

XR

ωθω

= (224)

tan

dd

d

X AR A


(225)


[ ]0( ) tan tand

c c dRRA

ω θ θpart= minus

partS (226)






17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




17

(3) 잡음 (Noise)








나눌 수 있다





18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

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1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

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Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

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+= =

+ (4)

0

0

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V

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X L ZZ jX jX jZ L

ββ

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1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

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β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




18










2 22 ( )02( ) 42 2 2( )0 0

Z ecA f

Z Ac

ωδ

ω ω=

+ S (227)

2 22 2( ) 20 0222( ) 2 2 42 2 20 ( )0 0

R Xd dZ Ac A Aef

A Z Ac

ω ω

φω ω ω


+ S

(228)







19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

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1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

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V

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0

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V

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ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

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β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




19




식 227 과 228 을 통해 알 수 있다


















20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

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1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

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V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

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V

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ββ

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1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

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β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




20












3 반도체 소자










21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

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JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

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1

12

14

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(3)








51




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V

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0

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V

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1 1 0

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52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

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1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




21









나타내게 된다






22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

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(229)


23










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1

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A

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(230)




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24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

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(1)



49

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JJ

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50

gamma

0

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12

14

16

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(3)








51




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V

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+ (4)

0

0

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1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

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β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




22


(a)

(b)


abrup 접합




( )2


γε ε

φε φ

= = = minusminus

(229)


23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

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1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

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Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

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+= =

+ (4)

0

0

tan( )tan( ) 0

V

in in V

X L ZZ jX jX jZ L

ββ

ltlt= + =

1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




23










(0 )( )

1

jj

A

bi

C VC V

Vφ

Γ= +

(230)




jj

jXCω

= minus (231)




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

08

1

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








51




00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

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V

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1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

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52

221 1

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+ = (6)




22

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( )2

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f V

+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




24























25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

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Z V jX jXj C C

R j Lj C V

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= ++ +

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(1)



49

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JJ

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50

gamma

0

02

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14

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




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+ + ∆ = (7)











53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




25






정의된다

0

1( )2 ( ) ( )A

S A j A

Q Vf R V C Vπ

= (232)




수 있다

1( )2 ( ) ( )c A

s A j Af V

R V C Vπ= (233)

26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







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31





32






















33

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(a) (b)

34

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35











36























37





보여주고 있다



38






















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바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

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22

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53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




26



















시작하게 된다

27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

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(a) (b)

34

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35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














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50

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22

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53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




27











28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

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49

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50

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53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







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VI 결론




을 검증하였다







었다











64








65

참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




28









0068 ( )0

12 ( )0e


m intheupper valley












29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







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31





32






















33

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(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

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a V

p g

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50

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53







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V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







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VI 결론




을 검증하였다







었다











64








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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




29
















다음과 같다

u u uI qn EAmicro=

(234)



30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

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35











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37





보여주고 있다



38






















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바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













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48














= 0 이므로

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53







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V 제작 및 측정






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56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




30







나타낸 것이다






31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

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35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

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p g

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49

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53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





63

VI 결론




을 검증하였다







었다











64








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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




31





32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














45












주파수 해석

46













47
















48














= 0 이므로

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a V

p g

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Z V jX jXj C C

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49

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50

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22

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53







54


55

V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






57









58





59









60






61







62





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VI 결론




을 검증하였다







었다











64








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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




32






















33

수 있다







(a) (b)

34

(c) (d)











35











36























37





보여주고 있다



38






















39















바꿀 수 있다







40
















41


(b)








42














43


















44














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주파수 해석

46













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= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



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(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











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gamma

0

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1

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




(3)








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00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

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ββ

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+ (4)

0

0

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V

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1 1 0

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52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




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0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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수 있다







(a) (b)

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(c) (d)











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보여주고 있다



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바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

46













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= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

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= ++ +

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(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

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50

gamma

0

02

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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(c) (d)











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보여주고 있다



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바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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보여주고 있다



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바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

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= 0 이므로

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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보여주고 있다



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바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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보여주고 있다



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바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

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= 0 이므로

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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39















바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

46













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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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바꿀 수 있다







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(b)








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주파수 해석

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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주파수 해석

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s pj

Z V jX jXj C C

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







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1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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(b)








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주파수 해석

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VI 결론




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556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



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August 1990


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2000 년 12 월




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주파수 해석

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556 May 1974










889 November 1983



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주파수 해석

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= 0 이므로

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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


66




2000 년 12 월




44














45












주파수 해석

46













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= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

ωω

ω

= ++ +

+ +

(1)



49

(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











50

gamma

0

02

04

06

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1

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




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00

0

tan( )tan( )

Vin in

V

jX jZ LZ jX ZZ jX L

ββ

+= =

+ (4)

0

0

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V

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X L ZZ jX jX jZ L

ββ

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1 1 0

0 0tan ( ) tan ( )

( )

VX XZ ZL V

β




52

221 1

2cavity

ca L

f

+ = (6)




22

0

1 1( )

( )2

ca L L V

f V

+ + ∆ = (7)











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V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






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58





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VI 결론




을 검증하였다







었다











64








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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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주파수 해석

46













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48














= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

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(1)



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JJ

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+Φ (2)











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0

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21




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V

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V

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f

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+ + ∆ = (7)











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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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= 0 이므로

1( ) 1( ) 1( )

a V

p g

s pj

Z V jX jXj C C

R j Lj C V

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+ + ∆ = (7)











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V 제작 및 측정






준 것 이다


56



2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







었다











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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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= 0 이므로

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V 제작 및 측정






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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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= 0 이므로

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VI 결론




을 검증하였다







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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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(0)( )(1 )

JJ

CC V V Γ=

+Φ (2)











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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







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참 고 문 헌




1998



556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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2000 년 12 월




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gamma

0

02

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VI 결론




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1998



556 May 1974










889 November 1983



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MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



August 1990


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VI 결론




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참 고 문 헌




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556 May 1974










889 November 1983



Jan 1980



MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



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V 제작 및 측정






준 것 이다


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2 측정 및 분석






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VI 결론




을 검증하였다







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556 May 1974










889 November 1983



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MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



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VI 결론




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556 May 1974










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MTT-33 No 7 pp 610-619 July 1985



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889 November 1983



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