• 제목/요약/키워드: RF CMOS IC

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Monolithically Integrable RF MEMS Passives

  • Park, Eun-Chul;Park, Yun-Seok;Yoon, Jun-Bo;Euisik Yoon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제2권1호
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    • pp.49-55
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    • 2002
  • This paper presents high performance MEMS passives using fully CMOS compatible, monolithically integrable 3-D RF MEMS processes for RF and microwave applications. The 3-D RF MEMS technology has been developed and investigated as a viable technological option, which can break the limit of the conventional IC technology. We have demonstrated the versatility of the technology by fabricating various 3-D thick-metal microstructures for RF and microwave applications, such as spiral/solenoid inductors, transformers, and transmission lines, with a vertical dimension of up to $100{\;}\mu\textrm{m}$. To the best of our knowledge, we report that we are the first to construct a fully integrated VCO with MEMS inductors, which has achieved a low phase noise of -124 dBc/Hz at 300 kHz offset from a center frequency of 1 GHz.

RFIC 설계에 응용 가능한 90nm 공정 기반 인덕터의 Quality factor 및 Effective inductance 분석 (Analysis of Quality factor and Effective inductance of Inductor for RF Integrated Circuits in 90nm CMOS Technology)

  • 장성용;신종관;권혁민;권성규;성승용;황선만;장재형;이가원;이희덕
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권5호
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    • pp.128-133
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    • 2013
  • 본 논문에서는 RFIC 설계에 응용 가능한 인덕터의 Quality factor 및 Effective inductance를 비교 분석하기 위해 Octagonal 인덕터를 90nm CMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 내부반경을 설계변수로 갖는 인덕터의 경우 내부반경이 증가함에 따라 Quality factor가 감소하고 Effective inductance의 값이 증가하였다. 회전수를 설계변수로 갖는 인덕터의 경우 금속의 회전수가 증가함에 따라 Quality factor의 값이 감소하고 Effective inductance의 값이 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 RFIC 회로 설계에 있어서 인덕터의 구조는 Q-factor 및 inductance 각각의 상대적 중요도에 따라 선택 되어져야 된다고 할 수 있다.

Zero-Crossing 복조기를 위한 $0.5{\mu}m$ CMOS FM 라디오 수신기 (A $0.5{\mu}m$ CMOS FM Radio Receiver For Zero-Crossing Demodulator)

  • 김성웅;김영식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권2호
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    • pp.100-105
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    • 2010
  • 본 논문에서는 Zero-Crossing 복조기에 적합한 88MHz에서 108MHz 대역 FM 라디오 수신기를 $0.5{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계 및 제작하였다. 본 수신기는 Low-IF 구조를 기초로 설계되었으며, Low-Noise Amplifier (LNA), Down-Conversion Mixer, Phase locked loop (PLL), Low-pass filter (LPF), 비교기를 포함하는 RF/Analog 집적회로로 개발되었다. 측정결과 LNA와 Mixer를 포함하는 RF Block은 23.2dB의 변환 이득과 입력 PldB는 -14dBm였고 전체 잡음지수는 15 dB로 나타났다. IF단 LPF와 비교기를 포함하는 Analog Block은 89dB 이상의 전압 이득을 가지고, IC내부의 레지스터를 제어하여 600KHz에서 1.3MHz까지 100KHz 단위로 Passband 대역를 조절할 수 있도록 설계되었다. 설계된 수신기는 4.5V에서 동작하며, 전체 전류 소모는 15.3 mA로 68.85mW의 전력을 소모한다. 실험결과 성공적으로 FM 라디오 신호를 수신할 수 있었다.

실리콘 기판 위의 나선형 인덕터에 대한 SPICE 모델 (SPICE Model of the Spiral Inductor on Silicon Substrate)

  • 김영석;박종욱;김남수;유현규
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권10호
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    • pp.11-16
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    • 2000
  • 회로설계 엔지니어들이 쉽게 RF IC 설계에 사용할 수 있는 나선형 인덕터의 SPICE 모델을 개발하였다. 이 모델은 나선형 인덕터의 등가회로 소자 값들을 SPICE의 user-defined function 및 subcircuit 기능을 이용하여, 레이아웃 변수, 공정 변수, 실리콘 기판 변수로부터 정의하였다. 특히 인덕턴스는 임의의 회전에 대한 인덕턴스 Li 및 임의의 두 회전에 대한 상호 인덕턴스 Mij를 subcircuit으로 정의하여 전체 인덕턴스 값을 계산하였다. 모델의 정확성을 검증하기 위하여 CMOS 0.8${\mu}m$ 공정으로 제작된 나선형 인덕터의 측정 s-파라미터, 총 인덕턴스 및 quality-factor 결과를 시뮬레이션 데이터와 비교한 결과 일치함을 확인하였다. 본 논문에서 제시된 SPICE를 이용한 나선형 인덕턴스 모델은 scalable하며, 실리콘 기판의 영향등을 포함하기 때문에 레이아웃 최적화에 쉽게 사용할 수 있는 장점을 가진다.

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Substrate 효과를 고려한 De-embedding Model (De-embedding Model including Substrate Effects)

  • 황의순;이동익;정웅
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.895-898
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    • 1999
  • Recently, small signal modeling of CMOS device becomes more difficult because the design rule goes into deep submicron. De-embedding of substrate parameters is important in order to use CMOS devices at RF frequencies. In this paper, we suggest a new de-embedding model with refined physical meaning and accuracy. In GaAs IC’s, the substrate is almost an insulator but Si substrate has the semiconducting characteristics. It offers some troubles if it is treated like GaAs substrate. The conducting substrate is modeled with five resistances, which leads to very accurate modeling so long as the pad layout is symmetrical. Frequency range is up to 39㎓ and fitting accuracy is as small as 0.00037 on least square errors.

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5 GHz 무선랜용 수신기의 설계 (CMOS Front-End for a 5 GHz Wireless LAN Receiver)

  • 이혜영;유상대;이주상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.894-897
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    • 2003
  • Recently, the rapid growth of mobile radio system has led to an increasing demand of low-cost high performance communication IC's. In this paper, we have designed RF front end for wireless LAN receiver employ zero-IF architecture. A low-noise amplifier (LNA) and double-balanced mixer is included in a front end. The zero-IF architecture is easy to integrate and good for low power consumption, so that is coincided to requirement of wireless LAN. But the zero-IF architecture has a serious problem of large offset. Image-reject mixer is a good structure to solve offset problem. Using offset compensation circuit is good structure, too. The front end is implemented in 0.25 ${\mu}m$ CMOS technology. The front end has a noise figure of 5.6 dB, a power consumption of 16 mW and total gain of 22 dB.

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$0.13{\mu}m$ CMOSFET의 차단주파수 및 최대진동주파수 특성 분석 (Analysis of Cuoff Frequency and Maximum Oscillation Frequency Characteristics for $0.13{\mu}m$ CMOSFET)

  • 김종혁;이성현;김영욱
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.539-540
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    • 2006
  • The dependence of cutoff frequency and maximum oscillation frequency of $0.13{\mu}m$ CMOS transistors on layout parameters such as the unit gate width and gate finger number is measured and analyzed in this paper. This information will be very useful for high performance RF IC design.

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

  • 송오성;이상돈;김득중
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.62-64
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    • 2004
  • 초고속 RF IC의 핵심소자인 SiGe에피텍시층을 가진 이종양극트란지스터 (hetero junction bipolar transistor: HBT)를 0.35um급 CMOS공정으로 제작하였다. 이때 IOW $V_{BE}$영역에서의 Current Gain의 선형성을 향상시키기 위하여 Capping 실리콘의 두께를 200과 300${\AA}$으로 나누고 EDR (Emitter Drive-in RTA)의 온도와 시간을 900$\~$1000C, 0$\~$30sec로 각각 변화시키면서 최적조건을 알아보았다. 실험범위 내에서의 최적공정조건은 300${\AA}$의 capping 실리콘과 975C-30sec의 EDR조건이었다.

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LTCC 기판위에 MEMS 인덕터 특성 연구 (Study of parameters of MEMS inductor on the LTCC substrate)

  • 박제영;차두열;김성태;강민석;여동훈;김종희;장성필
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.258-258
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    • 2007
  • 일반적인 CMOS공정으로는 높은 주파수 대역에서 높은 Q factor를 갖는 인덕터를 구현하는데 어렵고 이에 반해 RF ICs는 갈수록 high Q를 가지는 인덕터가 요구되고 있다. 이를 LTCC 기판 위에 인덕터를 구현했을 때 놓은 주파수 대역에서 성능을 알아보기 위해 모의 실험하였고, 실제로 구현을 하여 측정결과를 비교해 보았다. LTCC 기판위에 인덕터를 구현 하였을 때 실리콘, 유리 기판위에 인덕터를 구현하였을 때보다 더 높은 Q 값을 측정할 수 있었다. 5GHz 대역에서 실리콘, 유리, LTCC 기판에서 각각 12, 33, 51에 값을 확인할 수 있었다.

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A Triple-Band Transceiver Module for 2.3/2.5/3.5 GHz Mobile WiMAX Applications

  • Jang, Yeon-Su;Kang, Sung-Chan;Kim, Young-Eil;Lee, Jong-Ryul;Yi, Jae-Hoon;Chun, Kuk-Jin
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제11권4호
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    • pp.295-301
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    • 2011
  • A triple-band transceiver module for 2.3/2.5/3.5 GHz mobile WiMAX, IEEE 802.16e, applications is introduced. The suggested transceiver module consists of RFIC, reconfigurable/multi-resonance MIMO antenna, embedded PCB, mobile WiMAX base band, memory and channel selection front-end module. The RFIC is fabricated in $0.13{\mu}m$ RF CMOS process and has 3.5 dB noise figure(NF) of receiver and 1 dBm maximum power of transmitter with 68-pin QFN package, $8{\times}8\;mm^2$ area. The area reduction of transceiver module is achieved by using embedded PCB which decreases area by 9% of the area of transceiver module with normal PCB. The developed triple-band mobile WiMAX transceiver module is tested by performing radio conformance test(RCT) and measuring carrier to interference plus noise ratio (CINR) and received signal strength indication (RSSI) in each 2.3/2.5/3.5 GHz frequency.