A 125 MHz CMOS Phase-Locked Loop with 51-phase Output Clock

51-위상 출력 클럭을 가지는 125 MHz CMOS 위상 고정 루프

This paper describes a phase-locked loop (PLL) that generates a 51-phase clock with the operating frequency of 125MHz. To generate 51-phase clock with a frequency of 125 MHz, the proposed PLL uses three voltage controlled oscillators (VCOs) which are connected by resistors. Each VCO consists of 17 delay-cells. An resistor averaging scheme, which makes three VCOs to connect with each other, makes it possible to generates 51-phase clock of the same phase difference. The proposed PLL is designed by using 65 nm CMOS process with a 1.0 V supply. At the operating frequency of 125 MHz, the simulated DNL and peak-to-peak jitter are +0.0016/-0.0020 LSB and 1.07 ps, respectively. The area and power consumption of the implemented PLL are $290{\times}260{\mu}m^2$ and 2.5 mW, respectively.

본 논문에서는 125 MHz 동작 주파수에서 51개 위상의 클록을 출력하는 위상 고정 루프(phase-locked loop: PLL)을 제안한다. 제안된 위상 고정 루프는 125 MHz 주파수의 51-위상 클록을 출력하기 위해서 저항으로 연결된 3개의 전압제어발진기 (voltage controlled oscillator: VCO)를 이용한다. 각 전압제어발진기는 17단의 delay-cell로 구성되며, 3 개의 전압제어발진기를 연결하는 저항을 통해 동일한 위상차를 가지는 51개 위상 클록을 구현한다. 제안된 위상 고정 루프는 1.0 V의 공급전압을 이용하는 65 nm CMOS 공정에서 설계되었으며, 125 MHz 동작 주파수에서 시뮬레이션된 DNL과 peak-to-peak jitter는 각각 +0.0016/-0.0020 LSB와 1.07 ps이다. 제작된 위상 고정 루프의 면적과 전력 소모는 각각 $290{\times}260{\mu}m^2$과 2.5 mW이다.