• 한국전자파학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.202-207
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• 2010

본 논문에서는 개방 루프 형태를 지닌 다중 분할 링 공진기를 이용하여 0.13 um CMOS 공정에서 전압 제어 발진기의 설계 및 제작을 통해 위상 잡음 특성을 개선하였다. CMOS LC 공진기를 이용한 기존의 전압 제어 발진기와 비교했을 때, 본 논문에서 제안한 CMOS 전압 제어 발진기의 보다 큰 결합 계수를 통하여 Q-factor의 향상을 얻을 수 있었고, 이로 인해 전압 제어 발진기의 위상 잡음의 특성을 개선할 수 있었다. 개방 루프 다중 분할 링 공진기를 이용하여 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음은 1 MHz 오프셋에서 -99.67 dBc/Hz의 특성을 나타내었다. 기존의 CMOS LC 전압 제어 발진기에 비해 약 7 dB의 위상 잡음 개선 특성을 얻을 수 있었고, 발진 주파수는 24 GHz이며, 0.13 um CMOS 공정을 통해 $0.7\;mm{\times}0.9\;mm$의 크기를 가지고 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.975-981
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• 2020

위상 잡음을 개선하기 위한 출력 신호의 진폭을 제어하는 회로를 가진 10 GHz LC 전압 제어 발진기(VCO : voltage-controlled oscillator)가 제안된다. 제안된 LC VCO를 위한 진폭 제어 회로는 피크 검출 회로, 증폭기, 그리고 전류원 회로로 구성된다. 피크 검출 회로는 2 개의 diode-connected NMOSFET과 하나의 커패시터로 구성되어 출력 신호의 최젓값을 감지함으로 수행된다. 제안하는 진폭 제어 회로를 가진 LC VCO는 1.2 V 공급 전압을 사용하는 55 nm CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 LC VCO의 면적은 0.0785 ㎟이다. 제안된 LC VCO에 사용된 진폭 제어 회로는 기존 LC VCO의 출력 신호에서 발생되는 242 mV의 진폭 변화를 47 mV로 줄인다. 또한, 출력 신호의 peak-to-peak 시간 지터를 8.71 ps에서 931 fs로 개선한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.539-546
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• 2007

본 논문에서는 온-칩 스파이럴 인덕터 해석에 대한 3차원 전자장 시뮬레이션 방법을 제시하였으며, 이 방법은 정확히 예측 가능한 CMOS VCO를 설계하는데 적용될 수 있음을 보였다. VCO는 CMOS 0.25 um 표준 공정을 이용하여 LC-공진형으로 구현하였으며, 공진기의 스파이럴 인덕터는 실리콘 기판과의 사이에 그라운드 패턴을 삽입한 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 각각 VCO를 구현하여 인덕터의 Q값 개선에 의해 VCO의 위상 잡음이 어느 정도 개선되는지를 검증하였다. 제작된 VCO는 2.5 V 제어 전압에서 3.094 GHz, -12.15 dBm 출력을 가지며, LC 공진에 사용된 단일 인덕터의 Q는 그라운드 패턴을 삽입한 경우 3 GHz에서 8% 정도 개선됨을 시뮬레이션을 통해 검증하였으며, 이로 인한 위상 잡음은 3 MHz 오프셋 주파수에서 9 dB 개선되어짐을 실험을 통해 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권4호
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• pp.281-285
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• 2006

In order to widen the tuning range, capacitive degeneration is applied to fully CMOS LC VCOs. Small signal analysis shows that the fixed MOSFET capacitance seen by the LC tank is smaller than that of the traditional LC VCO, resulting in significant extension in the tuning range. This improvement in the tuning range has been verified through measurement of a 10-GHz LC VCO fabricated by $0.18{\mu}m$ CMOS process. The measured tuning range is from 9.8-GHz to 12-GHz, which is better than those of the reported CMOS LC VCOs in 10-GHz band. The measured phase noise is - 103dBc/Hz at 1MHz offset.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권3호
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• pp.207-212
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• 2013

A new CMOS voltage-bias differential LC voltage-controlled oscillator (LC-VCO) with active source degeneration is proposed. The proposed degeneration technique preserves the quality factor of the LC-tank which leads to improvement in phase noise of VCO oscillators. The proposed VCO shows the high figure of merit (FOM) with large tuning range, low power, and small chip size compared to those of conventional voltage-bias differential LC-VCO. The proposed VCO implemented in 0.18-${\mu}m$ CMOS shows the phase noise of -118 dBc/Hz at 1 MHz offset oscillating at 5.03 GHz, tuning range of 12%, occupies 0.15 $mm^2$ of chip area while dissipating 1.44 mW from 0.8 V supply.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권9호
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• pp.74-80
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• 2009

본 논문은 싱글의 LC-탱크 전압제어발진기(VCO)를 사용한 $2{\sim}6GHz$의 CMOS 주파수 합성기에 관하여 기술하였다. 광대역에서 동작하는 주파수 합성기 설계를 위해 최적화된 로컬발진기(LO) 신호 발생기를 사용하였다. LO 신호 발생기는 LC-탱크 VCO와 이 신호를 분주하고 혼합하는 방법으로 광대역의 주파수에서 동작하도륵 구현하였다. 주파수 합성기는 3차 1-1-1 MASH 타입의 시그마-델타 모듈레이터(SDM)를 사용한 소수 분주 위상잠금루프(PLL)에 기초로 설계되었다. 제안한 주파수 합성기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정기술을 사용하여 설계하였고, off-chip 루프 필터를 가지고 $0.92mm^2$의 칩 면적을 차지하며, 1.8V 전원에서 36mW 이하의 전력을 소모한다. PLL은 $8{\mu}s$보다 적은 시간에서 록킹을 완료한다. 위상 잡음은 중심 주파수 신호로부터 1MHz 오프셋에서 -110dBc/Hz보다 작다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권6호
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• pp.59-66
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• 2005

삼중 대역 무선 랜 응용을 위한 CMOS LC VCO를 1.8V 0.18$\mu$m CMOS 공정으로 설계하였다. 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO 코어는 PMOS 트랜지스터로 구성하였으며 인덕터와 캐패시터를 선택적으로 스위칭하는 기법을 적용하여 5.8GHz 대역 (5.725$\~$5.825GHz), 5.2GHz 대역 (5.150$\~$5.325GHz), 그리고 2.4GHz 대역 (2.412$\~$2.484GHz)에서 동작 가능한 것을 확인하였다. 또한 MOS 버랙터(varactor)에 다중 바이어스를 적용하고 최적화하여 캐패시턴스의 선형 특성을 개선함으로써 VCO의 이득을 선형화하고 PLL의 안정도를 크게 개선하였다. VCO 코어의 소모 전류는 2mA, 면적은 $570{\mu}m{\times}600{\mu}m$이며, 3가지 주파수 대역 모두 1MHz 옵셋에서 -110dBc/Hz 이하의 잡음 특성이 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.217-218
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• 2008

Since the digital TV signal band is very wide ($54{\sim}806MHz$), the VCO used in the frequency synthesizer must also have a wide frequency tuning range. Multiple LC VCOs have been used to cover such wide frequency band. However, the chip area increases due to the increased number of integrated inductors. A general method for achieving both reduced VCO gain(Kvco) and wide frequency band is to use the switched-capacitor bank LC VCO. In this paper, a scheme is proposed to cover the full band using only one VCO. The RF VCO block designed using a 0.18um CMOS process consists of a wideband LC VCO with reduced variation of VCO gain and frequency steps. Buffers, divide-by-2 circuits and control logics the simulation results show that the designed circuit has a phase noise at 100kHz better than -106dBc/Hz throughout the signal band and consumes $9.5{\sim}13mA$ from a 1.8V supply.

• ETRI Journal
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• 제31권6호
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• pp.755-764
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• 2009

This paper presents a switched self-biasing and a tail current-shaping technique to suppress the 1/f noise from a tail current source in differential cross-coupled inductance-capacitance (LC) voltage-controlled oscillators (VCOs). The proposed LC VCO has an amplitude control characteristic due to the creation of negative feedback for the oscillation waveform amplitude. It is fabricated using a 0.13 ${\mu}m$ CMOS process. The measured phase noise is -117 dBc/Hz at a 1 MHz offset from a 4.85 GHz carrier frequency, while it draws 6.5 mA from a 0.6 V supply voltage. For frequency tuning, process variation, and temperature change, the amplitude change rate of the oscillation waveform in the proposed VCO is 2.1 to 3.2 times smaller than that of an existing VCO with a fixed bias. The measured amplitude change rate of the oscillation waveform for frequency tuning from 4.55 GHz to 5.04 GHz is 131 pV/Hz.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권9호
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• pp.17-22
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• 2006

본 논문에서는 IEEE 802.11a/b/g 무선 랜을 위하여 고속 AFC 기법이 적용된 CMOS LC VCO의 설계를 다룬다. 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였으며, 현재 국제적으로 표준화가 진행된 모든 무선 랜 응용에 적합하도록 인덕터 및 캐패시터를 스위칭하는 방법으로 5.8GHz 대역, 5.2GHz 대역 및 2.4GHz 대역에서 동작하도록 설계하였다. 또한 주파수-전압 특성을 선형화하기 위하여 최적화된 버랙터 바이어싱 기법을 사용하였으며, 필요로 하는 모든 대역에서 저잡음 특성을 유지하기 위하여 4비트 캐패시터 뱅크를 사용하고, 광대역 디지털 주파수 검출기를 이용한 고속 AFC 기법을 구현하여 그 동작을 확인하였다.