작은 Kvco 게인를 위한 직렬 바랙터와 병렬 캐패시터 뱅크를 이용한 CMOS 5GHz VCO 설계 (A Design of CMOS 5GHz VCO using Series Varactor and Parallel Capacitor Banks for Small Kvco Gain)

서지정보

· 발행기관 : 한국인터넷방송통신학회
· 수록지 정보 : 한국인터넷방송통신학회 논문지 / 24권 / 2호 / 139 ~ 145페이지
· 저자명 : 이미영

초록

본 논문에서는 VCO 이득(Kvco) 변화가 작은 현대 무선 통신 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나인 전압 제어 발진기(VCO)의 설계를 제시하였다. 기존의 큰 Kvco 변화를 보상하기 위해 병렬 커패시터 뱅크 어레이가 있는 기존 LC-탱크에 직렬 배랙터 뱅크가 추가되었다. 또한 넓은 튜닝 범위를 유지하면서 우수한 위상 잡음 성능을 달성하기 위해 혼합 거친/미세 튜닝 방식(직렬 배랙터 어레이 및 병렬 커패시터 어레이)이 선택되었다. 스위치드 배랙터 어레이 뱅크는 추가 디지털 회로 없이 스위치드 커패시터 어레이에 대해 동일한 디지털 코드에 의해 제어됩니다. 1.2V의 낮은 전압에서 사용하기 위해 본 논문에서 제안된 전류 참조 회로는 공통 게이트를 보다 안전하게 제거한 안전성을 위해 전류 참조 회로를 사용하였다. TSMC 0.13 ㎛ CMOS RF 기술로 구현된 제안된 VCO는 9.6% 미만의 Kvco(VCO 이득) 변화로 4.4GHz에서 5.3GHz로 조정할 수 있다. 1.2V 공급에서 3.1mA를 소비하는 동안 VCO는 5.3GHz의 반송파에서 오프셋 1MHz에서 -120dBc/Hz 위상 잡음을 갖을 수 있었다.

영어초록

This paper presents the design of a voltage controlled oscillator (VCO) which is one of the key building blocks in modern wireless communication systems with small VCO gain (Kvco) variation. To compensate conventional large Kvco variation, a series varactor bank has been added to the conventional LC-tank with parallel capacitor bank array. And also, in order to achieve excellent phase noise performance while maintaining wide tuning range, a mixed coarse/fine tuning scheme(series varactor array and parallel capacitor array) is chosen. The switched varactor array bank is controlled by the same digital code for switched capacitor array without additional digital circuits. For use at a low voltage of 1.2V, the proposed current reference circuit in this paper used a current reference circuit for safety with the common gate removed more safely. Implemented in a TSMC 0.13㎛ CMOS RF technology, the proposed VCO can be tuned from 4.4GH to 5.3GHz with the Kvco (VCO gain ) variation of less than 9.6%. While consuming 3.1mA from a 1.2V supply, the VCO has -120dBc/Hz phase noise at 1MHz offset from the carrier of the 5.3 GHz.

참고자료

· 없음