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[국내논문] 나선형 인덕터를 이용한 VCO 최적설계
Optimal Design of VCO Using Spiral Inductor 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.39 no.5 = no.299, 2002년, pp.8 - 15  

김영석 (충북대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ,  박종욱 (충북대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ,  김치원 (충북대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ,  배기성 (충북대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ,  김남수 (충북대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부)

초록
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나선형 인덕터를 이용한 VCO를 MOSIS의 HP 0.5㎛ CMOS 공정으로 최적 설계하고 제작하였다. 나선형 인덕터의 SPICE 모델을 이용하여, Q지수(qualify factor)를 동작 주파수에서 최대화하기 위하여 레이아웃 변수인 금속선 폭, 회전수, 내경, 간격 등을 최적화하였다. 만약 동작주파수가 2㎓, 인덕턴스가 약 3nH이고, 금속선 두께 0.8㎛, 절연 산화막 두께 3㎛를 사용하는 MOSIS HP 0.5㎛ CMOS 공정의 경우 금속선 폭은 20 정도로 하는 것이 Q지수를 최대로 함을 확인하였다. 이렇게 최적화된 나선형 인덕터를 LC 공진 탱크에 사용하여 VCO를 설계, 제작 및 측정을 하였다. 측정은 온웨이퍼(on-wafer)상에서 HP8593E 스펙트럼 에널라이저를 이용하였다. 발진신호의 주파수는 약 1.61㎓이고, 컨트롤전압이 0V -2V변화할 때 발진주파수는 약 250㎒(15%) 변화하였으며, 출력 스펙트럼으로부터 중심주파수 1.61㎓에서 offset 주파수가 600㎑ 때의 위상잡음이 -108.4㏈c/㎐ 였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We optimally designed the VCO(voltage-controlled oscillator) with spiral inductor using the MOSIS HP 0.5${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS process. With the developed SPICE model of spiral inductor, the quality factor of spiral inductor was maximized at the operating frequency by varying the layout...

Keyword

#나선형 인덕터   #Q지수   #위상잡음  

참고문헌 (7)

  1. A Abidi, 'CMOS-only RF and baseband circuits for a monolithic 900MHz wireless transceiver,' in Bipolar Circuits and Tech. Mtg., pp. 35-42, 1996 

    crossref

  2. J. Craninckx and M S. J. Steyaert, 'A 1.8GHz low-phase-noise CMOS VCO using optimized hollow spiral inductors,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 32, pp. 736-744, May 1997 

    상세보기 crossref

  3. 김영석, 박종욱, 유현규, '실리콘 기판위의 나선형 인덕터에 대한 SPICE 모델', 전자공학회 논문지, 제37권 SD편, 제10호, 2000년 10월 

  4. F. E. Terman, Radio Engineering Handbook, McGraw-Hill, New York, pp. 48-60, 1943 

  5. F. W. Grover, Inductance Calculations, Van Nostrand, Princeton, N.J., 1946 

  6. http://rle-vlsi.mit.edu/ 

  7. C. P. Yue, C. Ryu, J. Lau, T. H Lee, and S. S. Wong, 'A physical model for planar spiral inductors on silicon,' in IEDM Tech. Dig., pp. 155-158, 1996 

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