본 논문에서는 증폭특성이 우수한 달링톤-캐스코드(Darlington-Cascode) 증폭기 구조를 제안하였다. 전통적으로 고주파 증폭 특성이 우수하다고 알려진 기존의 캐스코드 증폭기 회로와의 비교를 위해 본 논문에서는 제안된 달링톤-캐스코드 구조와 기존의 캐스코드 구조의 증폭기를 동일 칩 상에 인접하도록 설계하였다. 이 회로들은 45 GHz의 $f_T$를 가진 $0.35-{mu}m$ SiGe 기반의 초고주파 단일 칩(MMIC; Monolithic Microwave Integrated Circuit)으로 제작되어 동일 조건 하에서 X-band 대역의 고주파 증폭특성들이 측정, 비교 및 분석되었다. 성능 측정결과 제안된 달링톤-캐스코드 증폭기는 11.5 dBm의 P1dB와 19.5 dB의 선형 증폭도를 보여주었으며, 기존 캐스코드 증폭기와 비교시 PldB는 5.2 dB, 이득면에서는 2.5 dB의 향상된 결과를 나타내었다.
This paper describes a monolithic Darlington-cascade amplifier (DCA) operating at X-band, realized with a 0.35-micron SiGe bipolar process, which provides 45 GHz $f_T$. A conventional cascade amplifier was also designed on the same process and tested to establish a reference. Compared to the reference cascade amplifier, the proposed monolithic amplifier circuit exhibits an improved gain of 2.5 dB and improved output power 1-dB compression point of 5.2 dB with 72% wider bandwidth. Measurement results show 19.5 dB gain, 11.2 dBm 1-dB compression power, and 3.1 GHz bandwidth. These results demonstrate that the Darlington-cascade cell is an advantageous substitute to the conventional cascade amplifier.
