• 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 $720{\times}580{\mu}m^2$.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권2호
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• pp.83-87
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• 2004

Phase noise performance and current consumption of Radio Frequency (RF) Voltage-Controlled Oscillator (VCO) are largely dependent on the Quality (Q) factor of inductor-capacitor (LC) tank. Because the Q-factor of LC tank is determined by on-chip spiral inductor, we designed, analyzed, and modeled on-chip differential inductor to enhance differential Q-factor, reduce current consumption and save silicon area. The simulated inductance is 3.3 nH and Q-factor is 15 at 2 GHz. Self-resonance frequency is as high as 13 GHz. To verify its use to RF applications, we designed 2 GHz differential LC VCO. The measurement result of phase noise is -112 dBc/Hz at an offset frequency of 100 kHz from a 2GHz carrier frequency. Tuning range is about 500 MHz (25%), and current consumption varies from 5mA to 8.4 mA using bias control technique. Implemented in $0.35-{\mu}m$ SiGe BiCMOS technology, the VCO occupies $400\;um{\times}800\;um$ of silicon area.

• 전기학회논문지
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• 제60권2호
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• pp.451-454
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• 2011

In this paper, a wideband clock generator using novel Automatic frequency calibration(AFC) scheme is proposed. Wideband clock generator using AFC has the advantage of small VCO gain and wide frequency band. The conventional AFC compares whether the feedback frequency is faster or slower then the reference frequency. However, the proposed AFC can detect frequency difference between reference frequency with feedback frequency. So it can be reduced an operation time than conventional methods AFC. Conventional AFC goes to the initial code if the frequency step changed. This AFC, on the other hand, can a prior state code so it can approach a fast operation. In simulation results, the proposed clock generator is designed for DisplayPort using the CMOS ring-VCO. The VCO tuning range is 350MHz, and a VCO frequency is 270MHz. The lock time of clock generator is less then 3us at input reference frequency, 67.5MHz. The phase noise is -109dBC/Hz at 1MHz offset from the center frequency. and power consumption is 10.1mW at 1.8V supply and layout area is $0.384mm^2$.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.99-105
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• 2014

위상 잡음과 위상고정 시간을 최소화하기 위해 최적화 된 대역폭을 변화 시키지 않고 기준 주파수 신호 스퍼를 줄일 수 있는 두 개의 대칭 루프를 가진 위상고정루프(PLL)를 설계 하였다. 기준 주파수 신호 스퍼를 감쇄시키는 원리는 PLL에 사용되는 전압제어발진기(VCO)의 입력전압을 안정화시키는 것이다. 이것을 위해 설계된 PLL은 종래 PLL과 다르게 2개의 출력을 갖는 위상주파수검출기(PFD), 2개의 루프필터, 2개의 입력전압을 갖는 VCO, 그리고 분주기로 구성되었다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정파라미터를 사용하여 동작원리를 시뮬레이션 한 결과 종래의 단일 루프 PLL과 비교할 때 스퍼 크기가 약 1/2로 감소된 것을 확인하였다. 또한 루프필터에 사용된 R과 C가 5% 오차를 갖고 있을 경우에도 스퍼 크기가 약 1/2로 감소된 것을 확인하였다. 사용된 공급전압은 1.8V이고 소비전력은 6.3mW이였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권4호
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• pp.32-38
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• 2011

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.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.57-63
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• 2016

본 논문은 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용한 IEEE802.15.4g SUN 체계의 센서노드 무선통신부에 적용할 수 있는 RF 주파수 합성기의 구현에 대하여 기술하였다. 제안한 주파수 합성기는 고속 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO, 프리스케일러, 1/N 분주기, ${\Delta}-{\Sigma}$ 모듈레이터 그리고 PLL 공통 회로 등의 설계 최적화가 이루어졌으며, 특히 VCO는 NP 코어 구조와 13단 캡 뱅크를 각각 적용하여 고속, 저잡음 및 광대역 튜닝 범위를 확보하였다. 제안된 주파수 합성기를 칩으로 제작하여 측정한 결과 출력 주파수 범위는 1483MHz~2017MHz, 위상잡음은 100KHz 오프셋에서는 -98.63dBc/Hz, 1MHz 오프셋에서는 -122.05dBc/Hz로 양호한 특성을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권5호
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• pp.49-54
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• 2009

USN 센서노드 무선통신부에 내장하기 위한 1.9GHz RF 주파수 합성기를 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 구현하였다. 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 캡 뱅크를 적용하여 고속 저전력 및 넓은 튜닝 범위를 확보하였다. 설계된 칩의 크기는 $1.2{\times}0.7mm^2$이며, IP로 활용하기 위한 코어 부분의 크기는 $1.1{\times}0.4mm^2$이다. 측정 결과 PLL 회로의 잡음 면에서도 문제가 될 만한 특정 스퍼는 발생하지 않았으며, 6MHz 기본 스퍼에 해당하는 잡음은 -63.06dB로 나타났다. 위상잡음 특성은 1MHz 오프셋에서 -116.17dBc/Hz로서 양호한 특성을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권2호
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• pp.130-134
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• 2008

본 논문에서는 1/4-레이트 기법을 사용한 클록 데이터 복원회로를 제안하였다. 제안한 클록 데이터 복원회로를 사용함에 따라 VCO의 발진 주파수를 낮추므로 고속 동작에 유리하다. 제안된 클록 데이터 복원회로는 기존 클록 데이터 복원회로 보다 낮은 지터 특성과 넓은 풀인(pull-in) 범위를 갖는다. 제안된 클록 데이터 복원회로는 1/4-레이트 뱅-뱅 형태의 오버샘플링 위상 검출기, 1/4-레이트 주파수 검출기, 2개의 전하펌프 회로와 저역 통과 필터 그리고 링 VCO회로로 구성되어 있다. 제안된 클록 데이터 복원회로는 $0.18{\mu}m$ 1P6M CMOS 공정으로 설계되었고, 칩 면적과 전력 소모는 $1{\times}1mm^2$, 98 mW 이다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권6호
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• pp.87-93
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• 2008

IEEE802.15.4 체계의 USN 센서노드 무선통신부에 내장하기 위한 5.0GHz 광대역 RF 주파수 합성기를 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 설계하였다. 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 저전력 및 광대역 튜닝 범위를 확보하였다. 설계된 칩의 크기는 $1.1*0.7mm^2$이며, IP로 활용하기 위한 코어 부분의 크기는 $1.0*0.4mm^2$이다. 2가지 종류의 주파수합성기를 설계한 다음 모의실험을 통하여 비교 분석해 본 결과 일부 특성만 개선한다면 IP로써 사용하는데 문제가 없을 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.869-872
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• 2005

본 논문에서는 새로운 구조의 스위치형 이중 모드 전압 제어 발진기 (VCO, Voltage Controlled Oscillator)를 제안한다. 이러한 회로는 이중 모드 동작, 즉 2.4GHz 및 5GHz에서 아주 효율적이며, 자체 바이어스 조정 회로를 포함한다. 스위칭 동작은 MOS 트랜지스터를 이용하며, 튜닝은 MOS 바랙터를 이용한다. 이는 TSMC 0.18${\mu}$m CMOS 공정을 이용하여 설계되어 있고, 1.8V 전원전압에서 동작한다. 전체적인 튜닝 범위는 5GHz에서 13%, 2.4GHz에서 8%의 결과를 보였다. 또한 5 GHz에 대해 1MHz 오프셋에서 약 -102dBc/Hz의 위상 잡음을, 2.4 GHz에 대해서는 약- 89dBc/Hz의 위상 잡음을 보였다. 제작된 전압제어 발진기는 5GHz 모두에서는 2mA, 2.4 GHz 모드에서는 2.5mA의 꼬리 전류 특성을 보였다.