• 전자공학회논문지SC
• /
• 제42권6호
• /
• pp.23-36
• /
• 2005

PLL은 통신을 포함한 여러 분야에서 광범위 하게 사용된다. 본 논문에서는 향상된 부스큐 지연 방식을 이용한 고속 VCO와 이를 이용한 PLL을 제안하였다. 제안한 VCO와 PLL은 0.18um CMOS 공정을 기본으로 하여 1.8V의 전원전압에서 동작 하도록 설계되었다. 제안한 VCO는 서브 피드백 루프를 패스 트랜지스터로 설계 하였으며, 이 패스 트랜지스터는 NMOS PMOS가 사용되어서 주파수 이득이 반대인 2개의 주파수 제어전압이 필요하게 되며, 이로 인해 우수한 잡음 성능을 가지게 된다. 또한, 이 서브 피드백 루프와 부 스큐 지연방식은 보다 높은 주파수를 생성하게 된다. 실제 제안한 회로의 검증을 위하여 7단의 링 구성의 VCO를 설계하였으며, 설계된 VCO는 $3.2GHz\~6.3GHz$로 동작하며, 1MHz 오프셋 주파수에서 -128.8dBc/Hz의 위상잡음성능을 가짐을 검증 하였다. 이때의 전원 전압은 1.8V이며 VCO의 소비 전류는 3.8mA이다. 그리고 제안한 VCO를 이용하여 설계된 이중 루프 필터 구조의 PLL이 5GHz 대역에서 안정적으로 동작함을 검증하였다. 따라서, 제안한 VCO가 고주파 대역읜 통신기기에서 LC 공진회로를 대체 할 수 있음을 보였다. 본 논문에서 제안한 회로는 0.18um TSMC 라이브러리를 기본으로 하여 설계 하였다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제47권2호
• /
• pp.25-34
• /
• 2010

본 논문에서는 주파수 배가 방법을 사용한 초고속 전압 제어 링 발진기를 제안하였다. 제안한 전압 제어 발진기는 TSMC 0.18um 1.8V CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 제안한 주파수 배가 방법은 한 주기 안에서 $90^{\circ}$의 위상차를 가지는 4개의 신호를 AND-OR 연산하여 기본 신호의 두 배 주파수를 가지는 신호를 얻어내는 방법이다. 제안한 발진기는 차동 4단 링 발진기와 NAND 게이트를 사용하여 구성하였다. 전압 제어 링 발진기는 완전 차동 형태로 설계하여 정확하게 $90^{\circ}$의 위상차를 가지는 4개의 신호를 얻을 수 있었으며 공통 모드 잡음에 대해 우수한 잡음 성능을 가지게 되었다. 주파수 배가회로는 AND나 OR 게이트에 비해 집적도가 뛰어난 NAND 게이트를 사용하여 AND-OR 연산을 구현하였다. 설계된 전압 제어 링 발진기는 컨트롤 전압에 따라 3.72GHz에서 8GHz의 출력 주파수를 가지며 4GHz에서 4.7mW의 소비 전력과 1MHz 오프셋 주파수에서 -86.79dBc/Hz의 위상잡음 성능을 가짐을 검증하였다. 기존의 고속 전압 제어 링 발진기와의 비교에서도 모든 면에서 가장 뛰어난 성능을 보였고 저렴한 고속 주파수 합성기와 위상 고정 루프 등에 응용될 수 있음을 보였다.