Abstract
This paper describes implementation of the 5.0GHz RF frequency synthesizer with 0.18${\mu}m$ silicon CMOS technology being used as an application of the IEEE802.15.4 USN sensor node transceiver modules. To get good performance of speed and noise, design of the each module like VCO, prescaler, 1/N divider, fractional divider with ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator, and common circuits of the PLL has been optimized. Especially to get excellent performance of high speed and wide tuning range, N-P MOS core structure and 12 step cap banks have been used in design of the VCO. The chip area including pads for testing is $1.1{\times}0.7mm^2$, and the chip area only core for IP in SoC is $1.0{\times}0.4mm^2$. Through analysing of the fabricated frequency synthesizer, we can see that it has wide operation range and excellent frequency characteristics.
IEEE802.15.4 체계의 USN 센서노드 무선통신부에 내장하기 위한 5.0GHz 광대역 RF 주파수 합성기를 0.18${\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 제작하였다. 고속 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO, 프리스케일러, 1/N 분주기, ${\Sigma}-{\Delta}$ 모듈레이터 분수형 분주기, PLL 공통 회로 등의 설계 최적화에 중점을 두고 설계하였으며, 특히 VCO는 N-P MOS 코어 구조 및 12단 캡 뱅크를 적용하여 고속 및 광대역 튜닝 범위를 동시에 확보하였다. 설계된 칩의 크기는 $1.1{\times}0.7mm^2$이며, IP로 활용하기 위한 코어 부분의 크기는 $1.0{\times}0.4mm^2$이다. 주파수합성기를 제작한 다음 측을 통하여 분석해 본 결과 발진 범위 및 주파수 특성이 양호하게 나타났다.
