• ETRI Journal
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• 제34권4호
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• pp.518-526
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• 2012

This paper proposes LC voltage-controlled oscillator (VCO) phase-locked loop (PLL) and ring-VCO PLL topologies with low-phase noise. Differential control loops are used for the PLL locking through a symmetrical transformer-resonator or bilaterally controlled varactor pair. A differential compensation mechanism suppresses out-band spurious tones. The prototypes of the proposed PLL are implemented in a CMOS 65-nm or 45-nm process. The measured results of the LC-VCO PLL show operation frequencies of 3.5 GHz to 5.6 GHz, a phase noise of -118 dBc/Hz at a 1 MHz offset, and a spur rejection of 66 dBc, while dissipating 3.2 mA at a 1 V supply. The ring-VCO PLL shows a phase noise of -95 dBc/Hz at a 1 MHz offset, operation frequencies of 1.2 GHz to 2.04 GHz, and a spur rejection of 59 dBc, while dissipating 5.4 mA at a 1.1 V supply.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권2호
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• pp.194-201
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• 2015

A frequency modulated ultra-wideband (FM-UWB) transmitter with a high-robust relaxation oscillator for subcarrier generation and a dual-path Ring VCO for RF FM is proposed, featuring low power and low complexity. A prototype 3.65-4.25 GHz FM-UWB transceiver employing the presented transmitter is fabricated in $0.18{\mu}m$ CMOS for short-range wireless data transmission. Experimental results show a bit error rate (BER) of $10^{-6}$ at a data rate of 12.5 kb/s with a communication distance of 60 cm is achieved and the power dissipation of 4.3 mW for the proposed transmitter is observed from a 1.8 V supply.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권4호
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• pp.773-779
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• 2013

We propose an efficient method to measure a pulse width using multiphase clock signals generated from a ring oscillator. These clocks, which have the same frequency and are evenly spaced, give multiple rising edges within a clock cycle. Thus, it is possible to measure a pulse width more accurately than with existing single clock-based methods. The proposed method is applied to a capacitive touch switch. Experimental results show that the capacitive touch switch with the proposed method gives a 118 fF resolution, which is 6.4 times higher than that of the touch switch with a single clock-based pulse width measurement method.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.30-37
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• 2014

본 논문에서는 실제 공정을 반영한 FinFET의 게이트 저항 압축모델을 개발하였다. 삼차원 소자 시뮬레이터 Sentaurus를 사용하여, Y-parameter 해석 방법을 적용하여 게이트 저항을 추출하여 제안하는 모델을 검증하였다. FinFET 게이트의 전기장이 수평 수직 방향으로 형성됨을 고려하여 모델링함으로써, FinFET 게이트 저항의 비선형성을 반영하였다. 현재 제작되고 있는 FinFET에서 게이트가 두 물질(Tungsten, TiN)로 적층된 구조일 수 있음을 고려하여, 비저항이 서로 다른 물질을 적층 시킨 구조에 대한 압축 모델을 개발하였다. 제안하는 모델을 사용하여, 게이트의 기하학적 구조 변수 변화에 따른 게이트 저항이 최소가 되는 fin의 수를 제안하였다. BSIM-CMG에 제안하는 모델을 구현한 후, ring-oscillator를 설계하고, 게이트 저항이 고려되지 않았을 때와 고려되었을 때의 각단의 신호지연을 회로 시뮬레이터를 통해 비교하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.453-458
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• 2010

본 논문에서는 18 GHz 대역에서 동작하는 링 발진기를 이용한 4분주 주입 동기 주파수 분주기(Injection-Locked Frequency Divider: ILFD)를 $0.13-{\mu}m$ Si RFCMOS 공정을 이용하여 설계, 제작한 결과를 보인다. 1.5 V의 공급 전압에 대하여 33.4 mW의 전력을 소비하며, 입력 신호가 없을 때 약 -30 dBm의 전력으로 4.98~5.22 GHz에서 자유발진하였다. 0 dBm의 입력 전력에 대하여 3.5 GHz(17.75~21.25 GHz)의 동기 범위를 가지며, 동작 범위는 바랙터 조절에 의해 5.25 GHz(16.0~21.25 GHz)까지 증가하였다. 제작된 칩의 크기는 DC와 RF 패드를 포함하여 $0.76\;mm{\times}0.57\;mm$이다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.180-184
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• 2013

이 논문에서는 (SOI) CMOS 공정을 이용한 저전력 안테나 스위치 컨트롤러 IC가 설계되었다. 제안 된 컨트롤러는 전력 수용능력과 고조파 왜곡 성능을 향상시키기 위하여 입력 신호에 따라 안테나 스위치를 구성하는 FET소자의 게이트 단자와 바디 단자에 +VDD, GND 그리고 -VDD에 해당하는 3 가지 상태의 로직 레벨을 제공한다. 또한, 입력-결합 전류제한 링 발진기와 하드웨어 효율적인 레벨 시프터를 적용함으로서 전력소모와 하드웨어 복잡도를 크게 감소시켰다. 제안 된 회로는 +2.5 V 전원을 공급받으며 송신 모드에서 135 ${\mu}A$를 소모하며 10 ${\mu}s$의 빠른 start-up 시간을 달성하였고, 전체 면적은 $1.3mm{\times}0.5mm$로 설계되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.543-549
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• 2020

산업의 발전과 인터넷의 발전으로 보안의 중요성이 증가하면서 암호화에 필수적인 요소인 암호화 키의 생성에 사용되는 난수 발생기의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 외부 공격으로부터 안전한 고성능의 암호화 키를 생성하기 위해서는 예측하기 어려운 품질 좋은 난수 발생기가 필수적이다. 일반적으로 사용되는 의사 난수 발생기는 충분한 성능의 난수를 발생하기 위해서 많은 양의 하드웨어 리소스가 요구됨에도 외부에서 암호화 키를 외부에서 알아낼 가능성이 존재한다. 그러므로, 다양한 잡음을 통해 난수를 발생시켜 외부에서 예측 불가능하며 품질 좋은 진 난수 발생기에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 논문은 진 난수 생성기술로 대표적인 준안정성 및 발진기를 통한 진 난수 발생기의 최신구조가 랜덤소스를 생성하는 방식을 조사 및 비교한다. 또한, NIST에서 제공하는 난수 검증용 도구인 SP 800-22 테스트를 통해 발진기 기반 진 난수 발생기 성능을 검증한 자료를 분석한다.

• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.461-465
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• 2008

적층 박막 내에서의 상변화는 주변 층에 영향을 준다. 결정화가 게이트 절연층에 주는 영향이 제거된 선결정화법(precrystallization)이 금속 유도 일측면 결정화(metal-induced unilateral crystallization)에 의해 제작된 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 소자 및 회로의 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 이 방법으로 만들어진 소자는 일반적인 후 결정화(postcrystallization) 소자에 비하여 높은 전류 구동력을 보였다. 여기에 본 연구는 DC bias에 의한 ring oscillator의 특성 변화를 연구하였다. 선결정화된 실리콘 박막을 이용하여 제작한 PMOS inverter는 후결정화된 실리콘 박막을 이용하여 제작한 inverter에 비하여 매우 동적(dynamic)이고도 안정적인 특성을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권2호
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• pp.7-13
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• 2011

본 논문에서는 디지털 위상고정루프(All-digital PLL)를 구성하는 핵심 블록인 시간-디지털 변환기(Time-to-Digital Converter)를 제안하고 구현하였다. 본 연구에서는 게이티드 링 오실레이터 시간-디지털 변환기(GRO-TDC)의 기본 구조에 버니어 지연단(VDL)을 이용하여 다중 위상을 얻음으로써 보다 높은 해상도를 얻을 수 있는 구조를 제안하였다. 게이티드 링 오실레이터(GRO)는 총 7개의 지연셀을 사용하였고, 버니어 지연단(VDL) 3단을 이용하여 총 21개의 다중 위상을 사용하여 시간-디지털 변환기(TDC)를 설계하였다. 제안한 회로는 $0.13{\mu}m$ 1P-6M CMOS 공정을 사용하여 설계 및 구현하였다. 측정결과, 제안한 시간-디지털 변환기(TDC)의 최대 입력 주파수는 100MHz이고, 해상도는 26ps로 측정되었으며, 출력은 8-비트이며, 검출이 가능한 최대 위상 차이는 5ns의 위상 차이까지 검출이 가능하였다. 전력 소비는 측정된 Enable 신호의 크기에 따라 최소 8.4mW에서 최대 12.7mW로 측정되었다.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제5권2호
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• pp.139-142
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• 2018

This work presents a novel architecture of phase locked loop (PLL) with the current compensating scheme to improve phase noise characteristic. The proposed PLL has two charge pumps (CP), main-CP (MCP) and sub-CP (SCP). The smaller SCP current with same time duration but opposite direction of UP/DN MCP current is injected to the loop filter (LF). It suppresses the voltage fluctuation of LF. The PLL has a novel voltage controlled oscillator (VCO) consisting of a voltage controlled resistor (VCR) and the three-stage ring oscillator with latch type delay cells. The VCR linearly converts voltage into current, and the latch type delay cell has short active on-time of transistors. As a result, it improves phase noise characteristic. The proposed PLL has been fabricated with $0.35{\mu}m$ 3.3 V CMOS process. Measured phase noise at 1 MHz offset is -103 dBc/Hz resulting in 3 dBc/Hz phase noise improvement compared to the conventional PLL.