한국전자통신연구원(ETRI)은 실리콘 반도체를 채용해 2.3GHz의 고주파대역에서 사용할 수 있는 전압제어발진기(VCO)를 국내 최초로 개발했다.
ETRI 고속소자연구실(실장 염병렬)은 HIC(혼성집적회로)업체인 단암산업과 공동으로 1년반 동안의 연구 끝에 SiGe 이종접합 트랜지스터(HBT)를 능동소자로 사용해 무선가입자망(WLL)에 사용할 수 있는 칩온보드(COB) 타입의 2.3GHz용 VCO를 개발했다고 23일 밝혔다.
전압제어발진기는 송신주파수와 수신 국부발진 주파수를 제어회로의 특정전압으로 안정되게 발진시키는 역할을 하는 이동통신기기 주파수 합성부를 구성하는 핵심부품으로 저가화, 저전력화, 소형화 하는 것이 핵심기술이다.
이번에 개발된 VCO는 제작비용이 싼 실리콘 트랜지스터의 장점과 화합물반도체가 갖는 초고속 특성을 모두 갖는 SiGe HBT를 자체 개발, 채용해 원가를 획기적으로 낮출 수 있게 됐으며 공급전압 5V에서 주파수 튜닝범위가 2.31∼2.4GHz이고 소모전류가 5.6㎃로 이미 상용되고 있는 제품들보다 적다.
ETRI는 『그동안 9백MHz 이하 대역에서 사용하는 RF부품은 실리콘반도체를 사용해 구현하는 것이 가능했으나 기가 대역에서는 대부분 고가의 갈륨비소 화합물반도체를 사용해 왔다』고 설명하고 『실리콘 계열의 재료를 기반으로 2.3GHz용 VCO를 구현한 것은 세계적으로도 처음』이라고 주장했다.
이 VCO는 또한 같은 공급전압에서 위상잡음은 중심에서 1MHz 떨어진 곳에서는 헤르츠당 -1백10㏈c 이하, 1백kHz 떨어진 곳에서는 -95㏈c 이하이며 발진주파수 변화에 따른 출력변화가 ±0.5㏈m으로 매우 안정된 특성을 가지고 있다.
한편 이 VCO는 2.3GHz용으로 개발됐지만 낮은 주파수 대역에서도 사용할 수 있도록 보완하는 것은 어렵지 않다는 점에서 각종 이동통신기기에 사용되는 VCO의 국산대체에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
<이창호 기자>