• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.325-328
• /
• 2020

This paper demonstrated a voltage-controlled oscillator (VCO) using cost-effective (1-poly 6-metal) mixed signal standard CMOS process. To have the high-quality factor inductor in LC resonator with thin metal thickness, patterned-ground shields (PGS) was adopted under the spiral to effectively reduce the ac current of low resistive Si substrate. And, because of thin top-metal compared with that of RF option (2 ㎛), we make electrically connect between the top metal (M6) and the next metal (M5) by great number of via array along the metal traces. The circuit operated from 2.48 GHz to 2.62 GHz tuned by accumulation-mode varactor device. And the measured phase noise of LC VCO has -123.7 dBc/Hz at 1MHz offset at 2.62 GHz and the dc-power consumption shows 2.07 mW with 1.8V supply voltage, respectively.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.81-88
• /
• 2021

본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판을 적용하여 24 GHz 대역 회로에서 활용될 수 있는 수동소자 라이브러리를 구현하였다. 회로에서 사용 목적에 따라 큰 용량 값의 수동소자가 필요하며, 기본 구조인 전극 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있지만, SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 24 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 활용이 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 해결하기 위해, DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 제안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 1~2 GHz 미만의 낮은 주파수 사용에 적합하다. 24 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조를 제안하였고, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub 고유의 임피던스 값을 가진다. 여기서 임피던스 계산식을 통해 수동소자 용량 값을 얻을 수 있다. 본 논문에서 고안한 수동소자는 유전율 7.5인 LTCC 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 2.35~30.44 pF, 0.75~5.45 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.44~2.89 pF, 0.71~1.56 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구현할 수 있으며, 사용 주파수 24 GHz 대역의 레이더 모듈에서 다층 기판동작 회로와 집적화할 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.1069-1077
• /
• 2011

본 논문에서는 선택적 산화 알루미늄(SAAO: Selectively Anodized Aluminum Oxide) 기판을 이용하여 2.5 GHz 8 W급 소형 GaN HEMT 전력 증폭기 모듈을 설계, 제작하였다. SAAO 기판 공정은 최근 Wavenics사에서 제안한 특허 기술로서, 알루미늄을 웨이퍼로 이용한다. 본 연구에 사용된 능동 소자는 최근 발표된 TriQuint사의 칩 형태 의 GaN HEMT이다. 최적의 임피던스는 수동 조정 소자가 내장된 지그를 사용하여 실험적으로 결정하였다. 결정된 임피던스를 이용하여, 입 출력 임피던스 정합 회로를 EM co-시뮬레이션을 이용하여 F급으로 설계를 수행하였으며, SAAO 기판에 구현하였다. 이때, 소형의 패키지(모듈)에 집적하기 위하여 인덕터와 커패시터는 각각 spiral inductor, single layer capacitor를 사용하였다. 소형으로($4.4{\times}4.4\;mm^2$) 패키지된 전력 증폭기 모듈의 경우, 출력은 8 W, 효율은 40 % 그리고 2차 및 3차 고조파에 대한 고조파 억제는 30 dBc 이상의 특성을 보였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권3호
• /
• pp.55-60
• /
• 2014

고속 통신을 위해서 0.11um CMOS 공정을 사용하여 40GHz 전압 제어 발진기 (VCO : Voltage Controlled Oscillatior)를 제작했다. 밀리미터 웨이브 대역에서 동작하는 VCO는 높은 성능을 얻기 위하여 스마트 바이어스 테크닉을 사용하였고 스파이럴 형태의 인덕터와 출력버퍼를 추가하여 LC형 구조로 설계했다. 제안하는 VCO의 동작범위는 34~40GHz이며, 이 주파수 대역은 밀리미터 웨이브 통신 시스템에 적합하다. VCO의 측정결과 -16dBm의 출력파워와 16%의 동작범위, 38GHz 중심주파수에서 -100.33dBc/Hz(@1MHz)의 위상잡음을 갖는다. 또한 1.2V 전원에서 PAD를 포함한 전체 소모전력은 16.8mW이다. VCO의 성능을 비교할 수 있는 FOMT의 값은 -183.3dBc/Hz로 이전의 VCO에 비해 우수한 성능을 확인했다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.114-124
• /
• 2011

본 논문에서는 2 GHz 선형 위상 천이 특성을 갖는 위상천이기를 설계 및 제작하여 보였다. 소형의 위상 천이기 구현을 위해 집중소자로 구성된 전통과 회로망(all pass network)을 기반으로 위상천이기를 구성하고, 박막세라믹 공정을 이용하여 제작하였다. 또한, 선형의 위상 천이 특성을 얻기 위해 버랙터(varactor) 다이오드에 직렬 커패시터를 연결하여, 전압에 대한 커패시턴스를 선형화함으로써 비선형성을 개선하였다. 전통과 회로망에 나타나는 인덕터는 스파이럴 인덕터로 구현하고, 이를 다이오드 바이어스 회로에 활용하여 $4\;mm{\times}4\;mm$ 면적을 가지는 소형 위상천이기를 구성할 수 있었다. 또한, 온-웨이퍼(on wafer)로 측정을 위해 입출력은 CPW(Coplanar Waveguide) 형상으로 구현하였으며, 제작된 위상천이기는 버랙터 조정 전압 0~5 V에 대하여, 2 GHz에서 삽입 손실은 약 4.2~4.7 dB, 위상 변화량은 약 $79^{\circ}$였으며, 예상한대로 선형 위상 천이 특성을 보였다.