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제안 방법
- M5T 층에 스파。'럴 형태로 구현하였다. 가변 커패시터는 MOSFET H렉터 형태로 구성하여 가변 전압에 대하여 원하는 가변 커패시터 값을 갖도록 설계하였다. 그림 4의 회로에서 입력 전압 V_tune에 의해 MOSFET의 기생 日패시터 성분 값의 변화가 생기고 이로 인해 LC 공진 회로의 공진 주파수는 4lc 에 비례하여 가변되므로 이로 인해 출력 주파수가 가변되어지게 된다.
- 대해 인덕턴스와。값 등의 측정 값을 HFSS를 이용하여보다 정확히 모델링 할 수 있고, 이에 대한 연구를 통해 VCO의 성능을 개선할 수 있는 방법론을 제시하였으며, 개선된 위상 잡음은 측정을 통해 상대적으로 비교하였다. 설계한 VC0는 최신의 설계된 VC0들의 위상 잡음에 비해 좋게 나오지 않았지만, 위상 잡음을 개선 斗기 위한 VCO의 회로 구성(topology) 과 병행하여 F동 소자 특성 값의 최적도 필요하다는 것을 보였斗.
- 그림 4의 회로에서 입력 전압 V_tune에 의해 MOSFET의 기생 日패시터 성분 값의 변화가 생기고 이로 인해 LC 공진 회로의 공진 주파수는 4lc 에 비례하여 가변되므로 이로 인해 출력 주파수가 가변되어지게 된다. 공진 LC 회로의 공진。는 비교적 큰 Q를 갖는 커패시터에 비해 낮은 Q값을 갖는 인덕터에 의해 크게 영향을 받으므로 인덕터의。값을 높이는 방향으로 설계하였으며, 이를 위하여 인덕터와 실리콘 기판 사이에 패턴 그라운드 면을 삽입하는 방법을 적용하였다包
- 본 논문에서는 Hynix사의 표준 0.25 um CMOS 공정을 이용하여 LC 공진형 VCO를 설계 하였으며, LC 공진기의 인덕터는 온-칩 나선형 인덕터 형태로 구현하였고, 입력 전압 V_tune에 의한 MOSFET의 기생 커패시터 값의 변화로 LC 공진 회로의 공진 주파수가 가변되어 출력 주파수가 가변되는 회로로 구성하였다. LC 공진 회로에서 공진。는 커패시터에 비해 낮은。값을, 는 인덕터에 크게 영향을 받는다.
- 위상 잡음의 측정은 스펙트럼 분석기를 이용하여 측정하였으며, 이 경우 발진 주파수가 고정되지 않아 측정이 부정확한 경향을 보이므로 본 논문에서는 두레이아웃의 경우에 대해 가장 좋은 위상 잡음 특성을 보이는 순간의 결과를 얻은 후 이를 상대적으로 비교하였다. 레아아웃 된 인덕터의 경우, 인덕터 하나의 Q값은 8 % 높게 개선됨을 살펴 보았고, Q가 개선된 인덕터를 포함하는 레이아웃 그림 15(b)의 경우 3 MHz 오프셋 주파수에서 108.
대상 데이터
- 설계된 VCO 는 Hynix 사의 표준 0.25 urn J -poly, 5-metal CMOS 공정으로 제작되었다. 그림 12(a), (b) 는 VCO 칩 레이아웃과 실제 제작된 VCO이고, 칩 크기는 가로 1 mm, 세로 1 nun이다.
데이터처리
- 설계하였다. VCO 회로 설계는 Ansoft사의 Nexxim을 사용하였고, 인덕터의 해석은 3-D 전자계해석 프로그램인 HFSS를 사용하였다. 전체 회로 스케메틱은 그림 4와 같다.
- 그림 14는 제작된 VCO의 가변 전압에 따른 출력 주파수의 변화와 출력 전력의 변화를 플롯한 그림이며, 정확한 HFSS 인덕터 모델을 적용한 회로 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 이를 통해 시뮬레이션을 통해 출력 주파수 및 가변 범위와 전력 레벨을 예측할 수 있음을 확인해 볼 수 있다.
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