A 0.18-um CMOS 920 MHz RF Front-End for the IEEE 802.15.4g SUN Systems

IEEE 802.15.4g SUN 표준을 지원하는 920 MHz 대역 0.18-um CMOS RF 송수신단 통합 회로단 설계

This paper has proposed a 920 MHz RF front-end for IEEE 802.15.4g SUN (Smart Utility Network) systems. The proposed 920 MHz RF front-end consists of a driver amplifier, a low noise amplifier, and a RF switch. In the TX mode, the driver amplifier has been designed as a single-ended topology to remove a transformer which causes a loss of the output power from the driver amplifier. In addition, a RF switch is located in the RX path not the TX path. In the RX mode, the proposed low noise amplifier can provide a differential output signal when a single-ended input signal has been applied to. A LC resonant circuit is used as both a load of the drive amplifier and a input matching circuit of the low noise amplifier, reducing the chip area. The proposed 920 MHz RF Front-end has been implemented in a 0.18-um CMOS technology. It consumes 3.6 mA in driver amplifier and 3.1 mA in low noise amplifier from a 1.8 V supply voltage.

본 논문은 IEEE 802.15.4g SUN (Smart utility network)을 지원하는 920 MHz 대역 RF 송수신단 통합회로 구조를 제안한다. 제안하는 통합회로는 920 MHz에서 동작하고 구동증폭기, RF 스위치, 그리고 저잡음 증폭기로 구성되어 있다. 송신모드에서는 구동 증폭기가 동작하는데 싱글 구조로 설계되어 트랜스퍼머에 의한 출력 신호 손실을 제거 하였고 또한 RF 스위치의 위치를 수신단에 적용하여 출력 신호 손실을 제거 하였다. 수신모드에서는 RF 스위치와 저잡음 증폭기가 동작되는데 싱글 입력 신호에 대해 차동 출력 신호를 제공할 수 있다. 구동증폭기의 부하와 저잡음 증폭기의 입력 정합회로는 한 개의 LC 공진회로를 공유하여 칩 면적을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 통합회로는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 1.8 V 공급 전압에서 구동증폭기는 3.6 mA, 저잡음 증폭기는 3.1 mA의 전류를 소모한다.