• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권1호
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• pp.42-47
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• 2017

This paper proposes a new series-coupled voltage-controlled oscillator (VCO). The proposed VCO consists of four current-reuse Armstrong VCOs (CRA-VCOs) coupled by four transformers. The series-coupling, current-reuse, and Armstrong topologies improve the phase noise performance by increasing the negative-Gm of the VCO core with half the current consumption of a conventional differential VCO. The proposed VCO consumes 6.54 mW at 9.78 GHz from a 1-V supply voltage. The measured phase noise is -115.1 dBc/Hz at an offset frequency of 1 MHz, and the FoM is -186.5 dBc/Hz. The frequency tuning range is from 9.38-10.52 GHz. The core area is $0.49mm^2$ in a $0.13-{\mu}m$ CMOS process.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권3호
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• pp.313-321
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• 2014

A low-power low-cost polar transmitter for EDGE is designed in $0.18{\mu}m$ CMOS. A differential delta-sigma modulator (DSM) tunes a three-terminal voltage-controlled oscillator (VCO) to perform RF phase modulation, where the VCO tuning curve is digitally pre-compensated for high linearity and the carrier frequency is calibrated by a dual-mode low-power frequency-locked loop (FLL). A digital intermediate-frequency (IF) pulse-width5 modulator (PWM) drives a complementary power-switch followed by an LC filter to achieve envelope modulation with high efficiency. The proposed transmitter with 9mW power dissipation relaxes the time alignment between the phase and envelope modulations, and achieves an error vector magnitude (EVM) of 4% and phase noise of -123dBc/Hz at 400kHz offset frequency.

• 전자공학회논문지
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• 제51권11호
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• pp.94-100
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• 2014

본 논문에서는 전류-재사용 구조를 사용하여 1.95 GHz~3.15 GHz 의 광범위한 튜닝 범위를 갖는 저전력 전압 제어 발진기(VCO)를 설계하였다. 클래스-C 타입을 적용하여 위상 잡음 특성을 향상 시켰으며, 2 단계 자동 진폭 캘리브레이션 기법을 통해 전류-재사용 전압제어발진기 구조의 가장 큰 단점인 차동 출력 전압간의 불균형을 최소화 하였다. 차동 출력 전압간의 차이는 1.5mV ~ 4.5mV 가량으로 나타나며, 이는 출력 전압의 0.6% 이내 오차이다. 제안하는 전류-재사용 전압제어발진기는 CMOS $0.13{\mu}m$ 공정을 사용하여 설계 하였다. 공급 전압은 1.2 V를 사용하였고, 소모 전류는 2.3 GHz에서 2.6 mA이다. 출력주파수가 2.3 GHz에서 위상 잡음은 -116.267 dBc/Hz(@1MHz Offset)이며, 레이아웃 면적은 $720{\times}580{\mu}m^2$ 이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.83-89
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• 2014

본 논문에서는 상호 교차결합 차동(complementary cross-coupled differential)구조를 기반으로 조절 주파수 범위가 넓은 광대역 Ku-band 전압 제어 발진기를 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정 기술을 바탕으로 설계 후 제작하여 주파수 조절 범위와 출력 스펙트럼, 위상잡음 등을 측정하여 분석하였다. PMOS와 NMOS가 캐스코드의 push-pull 구조로 연결되어 상호 교차된 차동발진기 구조에 주파수 제어용으로 MOS varactor를 사용한 본 전압 제어 발진기는 발진주파수 14.5GHz의 20%인 2.24GHz 의 매우 넓은 광대역의 주파수 제어를 달성하였음을 측정으로 확인하였다. 3.3V 전원으로부터 18mA의 DC 전류를 공급하였을 때 발진 출력전력은 -1.66dBm으로 측정되었으며, 5V 전원으로부터 47mA의 DC 전류를 공급하였을 때 발진 출력전력은 0.84dBm으로 측정되었다. 위상잡음은 100kHz offset 주파수에서 -74.5dBc/Hz로 측정되었다. 본 논문의 칩은 패드를 포함하여 $1.02mm{\times}0.66mm$의 면적을 갖는다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권1호
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• pp.35-38
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• 2010

A fully integrated parallel-coupled 6-GHz quadrature voltage-controlled oscillator (QVCO) has been designed. The symmetrical parallel-coupled quadrature VCO is implemented using 0.13-${\mu}m$ CMOS process. The measured phase noise is -101.05 dBc/Hz at an offset frequency of 1 MHz. The tuning range of 710 MHz is achieved with a control voltage ranging from 0.3 to 1.4 V. The average output phase error is about $1.26^{\circ}$ including cables and connectors. The QVCO dissipates 10 mA including buffer from the 1.5 V supply voltage. The output characteristic of the differential injection-locked frequency divider (DILFD), which has similar topology to the QVCO, is presented.

• 전기학회논문지
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• 제57권5호
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• pp.889-895
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• 2008

In this paper a Fractional-N frequency synthesizer is designed for UHF RFID readers. It satisfies the ISO/IEC frequency band($860{\sim}960MHz$) and is also applicable to mobile RFID readers. A VCO is designed to operate at 1.8GHz band such that the LO pulling effect is minimized. The 900MHz differential I/Q LO signals are obtained by dividing the differential signal from an integrated 1.8GHz VCO. It is designed using a $0.18{\mu}m$ RF CMOS process. The measured results show that the designed circuit has a phase noise of -103dBc/Hz at 100KHz offset and consumes 9mA from a 1.8V supply. The channel switching time of $10{\mu}s$ over 5MHz transition have been achieved, and the chip size including PADs is $1.8{\times}0.99mm^2$.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.1184-1189
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• 2004

본 논문에서는 직교신호를 발생할 수 있는 새로운 구조의 전압제어 발진기를 설계 제작하였다. 정확한 직교 신호 특성과 낮은 위상잡음 특성을 동시에 얻기 위하여 결합 증폭기의 source단자에 저항 궤환을 이용하여 차동 발진기를 결합시켰다. 발진기는 0.18 um 표준 CMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 제작한 발질기의 위상잡음 특성은 -120 dBc/Hz @ 1 MHz 0$\~$1.8 V 전압을 가변하였을 때, 2.34 GHz$\~$2.55 GHz의 210 MHz 주파수 가변을 얻었다. 또한 낮은 IF 주파수 혼합기와 결합하여 측정한 결과 직교신호의 위상 오차는 0.5도, 진폭 오차는 0.2 dB 이하를 보였다. 바이어스 전류는 1.8 V 공급전압에 대해 전압제어발진기의 Core 부분 5 mA를 포함하여 전체적으로는 19 mA를 요구한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.470-475
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• 2015

This paper presents a wideband Current-Reused Voltage Controlled Oscillator (VCO) with 2-Step Automatic Amplitude Calibration (AAC). Tuning range of the proposed VCO is from 1.95 GHz to 3.15 GHz. The mismatch of differential voltage is within 0.6 %. At 2.423 GHz, the phase noise is -116.3 dBc/Hz at the 1 MHz offset frequency with the current consumption of 2.6 mA. The VCO is implemented $0.13{\mu}m$ CMOS technology. The layout size is $720{\times}580{\mu}m^2$.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.714-721
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• 2022

다중 주파수 클럭 신호를 사용하는 시스템 온 칩(SoC: system on a chip)를 위해 위상 고정 루프(PLL: phase-locked loop) 기반 주파수 합성기가 제안된다. 제안하는 PLL 기반 주파수 합성기는 위상 주파수 검출기(PFD: phase frequency detector), 전하 펌프(CP: charge pump), 루프 필터, 전압 제어 발진기(VCO: voltage-controlled oscillator), 그리고 주파수 분주기로 구현되는 전하 펌프 위상 고정 루프와 에지 컴바이너로 구성된다. PLL은 6개의 차동 지연 셀을 사용하여 VCO에 의해 12 위상 클록을 출력하며, 에지 컴바이너는 PLL의 12상 출력 클럭의 에지 컴바이닝과 주파수 분주를 통해 출력 클럭의 주파수를 합성한다. 제안된 PLL 기반 주파수 합성기는 1.2V 공급전압을 사용하는 55nm CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 PLL 기반 주파수 합성기는 주파수가 20.75MHz인 기준 클록에 대해 166MHz, 83MHz 및 124.5MHz의 세 클록 신호를 출력한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.340-343
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• 1999

In this paper, we propose a wide range PLL(Phase Locked Loop) for 64X CD-ROMs & l0X DVD-ROMs. The frequency locking range of the Proposed PLL is 75MHz~370MHz. To reduce jitters caused by large VCO gain and supply voltage noise, a new V-I converter and a differential delay cell are used in 3-stage ring VCO, respectively. The new V-I converter has a 0.6V ~ 2.5V wide input range. In addition, we propose a new charge pump which has perfect current matching characteristics for the sourcing/sinking current. This new charge pump improves the locking time and the locking range of the PLL. This Chip is implemented in 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS process. It consumes 55㎽ in worst case with a single 2.5V power supply.