• 제목/요약/키워드: CMOS RF

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TV White Space 송수신기의 스펙트럼 센싱을 위한 RF 에너지 검출 회로 설계 (Design of RF Energy Detector for Spectrum Sensing in TV White Space Transceiver)

  • 김종식;신현철
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.83-91
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    • 2012
  • TV 대역 White Space 송수신기에서 스펙트럼 센싱을 위한 RF 에너지 검출기 구조를 제안하였다. 제안된 에너지 검출기는 RF 능동 필터 구조에 기반하며, RF 저잡음 증폭기에 고역통과필터를 포함하는 피드포워드 루프를 추가함으로써 원하는 RF 주파수 성분만 통과시키고 그 외의 대역은 감쇄시키는 동작을 수행한다. 본 연구에서는 기존의 구조가 갖는 단점인 단측파 대역만 억압할 수 있는 문제를 해결하고자 양측파 대역을 동시에 억압할 수 있는 새로운 구조를 제안하였고, 간단한 시스템 모델링을 통해 구성요소의 Non-ideality에 의한 RF 에너지 검출기 성능에 대한 영향을 평가하였다. 또한, 시스템 시뮬레이션을 통해 양측파대역이 효과적으로 감쇄되어 RF 에너지 검출기로서 동작할 수 있음을 보였다.

능동형 인덕터 Shuut Peaking을 이용한 0.25 μm CMOS TIA 설계 및 제작 (Design and Fabrication of 0.25 μm CMOS TIA Using Active Inductor Shunt Peaking)

  • 조인호;임영석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.957-963
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    • 2005
  • 본 논문에서는 TSMC 0.25 ${\mu}m$ CMOS RF-Mixed mode 공정 기술을 이용하여 초고속 광통신 시스템의 수신부에 사용되는 광대역 transimpedance amplifier를 설계하였다. 특히 광대역을 구성하기 위해 cascode와 common-source 구조에 active inductor shunt peaking을 이용하여 설계 및 제작하였으며, 측정 결과 gain 변화 없이 -3 dB 대역폭 특성이 cascode는 0.8 GHz에서 $81\%$ 증가한 1.45 GHz, common-source는 0.61 GHz에서 $48\%$ 증가한 0.9 GHz 결과가 나왔으며, 전체 파워 소비는 바이어스 2.5 V를 기준으로 37 mW와 45 mW이며, transimpedance gain은 61 dB$\Omega$과 61.4 dB$\Omega$을 얻을 수 있었다. 그리고 input noise current density도 상용 TIA와 거의 비슷한 $5 pA/\sqrt{Hz}$$4.5 pA/\sqrt{Hz}$를 가지며, out put Return loss는 전 대역에서 -10 dB 이하의 정합 특성을 보였다. 그리고 전체 chip 사이즈는 $1150{\times}940{\mu}m^2$이다.

광대역 CMOS 저잡음 증폭기 설계 (Design of Ultra Wide-Band CMOS Low Noise Amplifier)

  • 문정호;정무일;김유신;이광두;박상규;한상민;김영환;이창석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.597-604
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    • 2006
  • [ $3.1{\sim}5.15$ ] GHz 대역의 광대역 저잡음 증폭기를 새로운 입력 매칭 방식과 귀환회로 방식으로 구현하였다. 제안된 광대역 증폭기는 $0.18{\mu}m$ RF CMOS 공정을 사용하여 제작하였다. 측정된 값은 잡음지수가 $3.4{\sim}3.9$ dB, 전력 이득은 $12.8{\sim}14$ dB, 입력 매칭은 -9.4이고 입럭 IP3는 -1 dBm이고, 소비 전력은 14.5 mW이다.

초 저전력 CMOS 2.4 GHz 저잡음 증폭기 설계 (Design of an Ultra Low Power CMOS 2.4 GHz LNA)

  • 장요한;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1045-1049
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    • 2010
  • 본 논문에서는 2.4 GHz 대역에 적용할 수 있는 초 저전력 저잡음 증폭기를 TSMC 0.18 ${\mu}m$ RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 높은 이득과 낮은 전력 소모를 만족하기 위해서 전류 재사용 기법을 사용하였으며, subthreshold 영역에서 문턱 전압보다 낮은 바어이스 전압을 인가함으로써 초 저전력 특성을 구현하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 2.4 GHz에서 13.8 dB의 전압 이득과 3.4 dB의 잡음 지수 특성을 나타냈으며, 0.9 V의 공급 전압으로 0.7 mA의 전류를 소모하여 0.63 mW의 초 저전력을 소모하는 결과를 얻었다. 칩 면적은 $1.1\;mm{\times}0.8\;mm$이다.

13 GHz CMOS 주파수 합성기와 체배기를 이용한 77 GHz 레이더 송신기 설계 (Design of 77 GHz Radar Transmitter Using 13 GHz CMOS Frequency Synthesizer and Multiplier)

  • 송의종;강현상;최규진;;김성균;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권11호
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    • pp.1297-1306
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    • 2012
  • 본 논문에서는 77 GHz 차량용 레이더 시스템에 필요한 레이더 송신기를 설계하였다. 130 nm RF CMOS 공정을 이용하여 설계한 13 GHz 주파수 합성기로 6 체배기를 내장한 상용의 화합물 전력 증폭기를 구동하여 77 GHz 송신 신호를 발생시켰다. 13 GHz 주파수 합성기는 6 체배용 전력 증폭기를 구동하기 위해 4 dBm 출력을 내는 주입 잠금 버퍼를 내장하고 있다. 제작한 77 GHz 레이더 송신기 모듈은 주파수 조정 범위 내에서 출력 전력이 최소 13.99 dBm이고, 중심 주파수 대비 기준 스퍼의 크기는 -36.45 dBc이다. 또한, 76.5 GHz 중심 주파수의 1 MHz 오프셋에서 -81 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보인다.

An Integrated High Linearity CMOS Receiver Frontend for 24-GHz Applications

  • Rastegar, Habib;Ryu, Jee-Youl
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권5호
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    • pp.595-604
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    • 2016
  • Utilizing a standard 130-nm CMOS process, a RF frontend is designed at 24 GHz for automotive collision avoidance radar application. Single IF direct conversion receiver (DCR) architecture is adopted to achieve high integration level and to alleviate the DCR problem. The proposed frontend is composed of a two-stage LNA and downconversion mixers. To save power consumption, and to enhance gain and linearity, stacked NMOS-PMOS $g_m$-boosting technique is employed in the design of LNA as the first stage. The switch transistors in the mixing stage are biased in subthreshold region to achieve low power consumption. The single balanced mixer is designed in PMOS transistors and is also realized based on the well-known folded architecture to increase voltage headroom. This frontend circuit features enhancement in gain, linearity, and power dissipation. The proposed circuit showed a maximum conversion gain of 19.6 dB and noise figure of 3 dB at the operation frequency. It also showed input and output return losses of less than -10 dB within bandwidth. Furthermore, the port-to-port isolation illustrated excellent characteristic between two ports. This frontend showed the third-order input intercept point (IIP3) of 3 dBm for the whole circuit with power dissipation of 6.5 mW from a 1.5 V supply.

주파수 3체배기를 이용한 W 밴드 주파수 합성기 설계 (Design of W Band Frequency Synthesizer Using Frequency Tripler)

  • 조형준;;김성균;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권10호
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    • pp.971-978
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    • 2013
  • 본 논문에서는 65 nm RF CMOS 공정을 이용하여 26 GHz 위상 고정 루프(PLL)를 설계하고, 주파수 3체배기(tripler)를 이용하여 W 밴드 주파수 합성기를 설계하였다. 26 GHz VCO는 22.8~26.8 GHz, 3체배기의 출력은 74~75.6 GHz의 주파수 조정 범위를 갖는다. 제작한 주파수 합성기는 총 75.6 mW의 전력을 소모하며, 3체배기의 최종 출력은 1 MHz 오프셋에서 -75 dBc/Hz, 10 MHz 오프셋에서 -101 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 갖는다.

SiGe HBT의 Current Gain특성 향상 (Current Gain Enhancement in SiGe HBTs)

  • 송오성;이상돈;김득중
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.367-370
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    • 2004
  • 초고속 RF IC의 핵심소자인 SiGe 에피텍시층을 가진 이종양극트란지스터(hetero junction bipolar transistor: HBT)를 0.35㎛급 Si-Ge BiCMOS공정으로 제작하였다. 낮은 VBE영역에서의 current gain의 선형성을 향상시키기 위하여 SiGe에피텍시층의 결함밀도를 감소시킬 수 있는 캐핑실리콘의 두께와 EDR온도의 최적화 공정조건을 알아보았다. 캐핑 실리콘의 두께를 200Å과 300Å으로 나누고 초고속 무선통신에서 요구되는 낮은 노이즈를 위한 EDR(Emitter Drive-in RTA)의 온도와 시간을 900-1000℃, 0-30 sec로 각각 변화시키면서 최적조건을 확인하였다. 실험범위 내에서의 최적공정조건은 300Å의 capping 실리콘과 975℃-30sec의 EDR 조건을 확인하였다.

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CMOS Linear Power Amplifier with Envelope Tracking Operation (Invited Paper)

  • Park, Byungjoon;Kim, Jooseung;Cho, Yunsung;Jin, Sangsu;Kang, Daehyun;Kim, Bumman
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제14권1호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • A differential-cascode CMOS power amplifier (PA) with a supply modulator for envelope tracking (ET) has been implemented by 0.18 ${\mu}m$ RF CMOS technology. The loss at the output is minimized by implementing the output transformer on a FR-4 printed circuit board (PCB). The CMOS PA utilizes the $2^{nd}$ harmonic short at the input to enhance the linearity. The measurement was done by the 10MHz bandwidth 16QAM 6.88 dB peak-to-average power ratio long-term evolution (LTE) signal at 1.85 GHz. The ET operation of the CMOS PA with the supply modulator enhances the power-added efficiency (PAE) by 2.5, to 10% over the stand-alone CMOS PA for the LTE signal. The ET PA achieves a PAE of 36.5% and an $ACLR_{E-UTRA}$ of -32.7 dBc at an average output power of 27 dBm.

다중 안테나 시스템을 위한 CMOS Class-E 전력증폭기의 효율 개선에 관한 연구 (Research on PAE of CMOS Class-E Power Amplifier For Multiple Antenna System)

  • 김형준;주진희;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권12호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 논문에서는 전력증폭기의 입력신호의 크기에 따라 CMOS class-E 전력증폭기의 게이트와 드레인의 바이어스 전압을 조절함으로써 낮은 출력전력에서도 80% 이상의 고효율 특성을 갖는 CMOS class-E 전력증폭기를 설계하였다. 입력신호의 포락선을 검파하여 전력증폭기의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 이용하였고, 동작주파수는 2.14GHz, 출력전력은 22dBm에서 25dBm, 전력부가효율은 모든 입력전력레벨에서 80.15%에서 82.96%의 특성을 얻을 수 있었다.