[논문]An On-Chip Differential Inductor and Its Use to RF VCO for 2 GHz Applications

Cho, Je-Kwang; Nah, Kyung-Suc; Park, Byeong-Ha

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[국내논문] An On-Chip Differential Inductor and Its Use to RF VCO for 2 GHz Applications 원문보기

Journal of semiconductor technology and science, v.4 no.2, 2004년, pp.83 - 87

Cho, Je-Kwang (RF PT, System-LSI Division, Device Solution Network, Samsung Electronics) , Nah, Kyung-Suc (RF PT, System-LSI Division, Device Solution Network, Samsung Electronics) , Park, Byeong-Ha (RF PT, System-LSI Division, Device Solution Network, Samsung Electronics)

Abstract ▼ AI-Helper

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.

주제어

참고문헌 (11)

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Joonho Gil, Ickjin Kwon and Hyungchel Shin, J. Korean Phys. Soc. 42, 241 (2003)
A. Hajimiri, and T. H. Lee, 'Design Issues in CMOS Differential LC Oscillator,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 34, pp. 717-724, May. 1999

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Joachim N. Burghartz, D. C. Edelstein, Mehmet Soyuer, H. A. Ainspan, and Keith A. Jenkins, 'RF Circuit Design Aspects of Spiral Inductors on Silicon,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 33, pp. 2028-2034, Dec. 1998

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Chia-Hsin Wu, Chih-Chun Tang, and Shen-Iuan Liu, 'Analysis of On-Chip Spiral Inductors Using the Distributed Capacitance Model,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 38, pp. 1040-1044, Jun. 2003

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