성태호 UNIST 4학년생(전기전자컴퓨터공학부)이 기가헤르츠(㎓) 대역의 고주파 신호를 잡음 없이 안정적으로 생성하는 ‘인젝션 로킹(Injection-locking) 기반 고주파 신호 생성기’를 개발했다. 고주파 신호 생성기는 스마트폰 등 최신 IT기기의 고속 동작에 필수적인 반도체 부품이다.
성 씨가 개발한 고주파 신호 생성기는 기존 제품 대비 생산 단가와 전력 소모량이 절반 이하다. IT기기뿐만 아니라, 군사, 기상, 의료 등 다양한 분야의 통신장비에 활용할 수 있을 것으로 전망된다.
성 씨는 반도체 내부에서 형성되는 불안정한 고주파 신호를 외부에서 주입된 안정적인 고주파 신호로 동기화해 정확한 주파수를 생성하는 ‘인젝션 로킹’ 현상을 제품 개발에 활용했다.
인젝션 로킹 현상을 활용하려면 두 신호의 주파수가 매우 가까운 범위 내에 존재해야 한다. 하지만 공정 변화, 전압, 온도 등 다양한 환경 요인에 의해 두 주파수의 범위는 불규칙적으로 변하기 때문에 인젝션 로킹 현상을 제대로 활용하기 어려웠다.
성 씨는 다양한 환경 조건에서도 두 신호를 일정한 주파수 범위 내에 고정시킬 수 있는 ‘주파수 교정기’를 개발 적용해 이 문제를 해결했다.
최재혁 지도교수(전기전자컴퓨터공학부)는 “반도체 회로에 대한 이해와 소자 및 시스템에 대한 지식이 함께 필요한 아날로그 반도체 설계 분야에서 학부생이 직접 연구해 제품을 개발하고 SCI 저널에 논문을 게재한 것은 대단한 성과”라고 평가했다.
한편, 이번 연구는 미래창조과학부 ‘신진연구지원사업’의 지원으로 수행됐고 연구 성과는 IEEE(국제전기전자기술자협회) 학술지 ‘T-CAS II’ 9월호에 실렸다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
