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전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.59 no.12, 2010년, pp.2273 - 2277
김종범 , 유정호 (전주대 메카트로닉스공학과) , 최혁산 (전주대 메카트로닉스공학과) , 황인갑 (전주대 전기전자공학)
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In this paper a 2.4GHz CMOS colpitts type microwave oscillator was designed and fabricated using H-spice and Cadence Spetre. There are 140MHz difference between the oscillation frequency and the resonance frequency of a tank circuit of the designed oscillator. The difference is seemed to be due to t...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 초고주파 발진기 설계에 콜피츠, 하트리 구조의 발진기보다는 어떤 것을 많이 이용하는가? | 초고주파 발진기 설계는 트랜지스터의 기생성분으로 인하여 발진주파수를 예측하기 힘들어 설계가 쉬운 콜피츠나 하트리 구조의 발진기보다는 부성저항 발진이론을 이용하여 많이 설계한다. 본 논문에서는 0. | |
| 발진기는 어디에 사용되는가? | 발진기는 RF 시스템에 꼭 필요한 소자로 높은 입력신호의 주파수를 낮추어 주거나 베이스밴드 신호의 낮은 대역 주파수를 높은 대역의 주파수로 변환하여 주는데 사용된다. 발진기의 특성은 LC 공진회로를 포함하는 것과 포함하지 않는 것에 따라 페이즈 노이즈의 특성이 많이 다르며 발진기의 설계방법 또한 다르다. | |
| 0.18μm CMOS공정을 이용하여 콜피츠 구조의 전압제어발진기를 설계 및 제작한 결과는? | 콜피츠 구조의 발진기를 바이어스 회로인 캐스코드 전류원 회로의 출력트랜지스터에 구현하여 회로구조를 간단히 하였다. 회로 설계 시 콜피츠 발진기의 탱크회로 주변 소자를 이상적인 값 근처의 큰 값으로 하였을 때 발진주파수는 2.4GHz의 탱크회로 공진주파수보다 140MHz 낮은 주파수로 트랜지스터의 용량성 기생성분이 발진주파수에 영향을 미침을 알 수 있었다. 이는 탱크 회로의 공진주파수 대비 약 6.67%의 변화가 있음을 보여주고 이정도의 변화는 콜피츠 구조의 발진기를 2.4GHz 대역의 발진기로 충분히 사용할 수 있음을 보여준다. 제작 후 측정된 발진기의 특성은 2.173GHz에서 -5.53dBm의 발진 출력을 보였다. 설계 값보다 소모전류가 증가하고 발진출력이 줄어들었으나 콜피츠 발진기가 기본적으로 동작함을 보여주었다. 따라서 2.4GHz대역에서는 0.18μm CMOS공정을 이용할 경우 트랜지스터의 기생성분 효과가 크지 않아 저주파에서와 같이 간단하면서도 발진을 보장하는 콜피츠 구조의 발진기가 충분히 사용될 수 있음을 보였다. |
C. C. Wei, H. C. Chiu and Y. T. Tang "A Novel Compact Complenentary Colpitts Differential CMOS VCO with Low Phase-Noise Performance," IEEE Raido Frequency Integrated Cirduits Symposium, pp. 541-544, 2008.
P. Andreani, X. Wang, L. Vandi and A. Fard, "A study of Phase Noise in Colpitts and LC-Tank CMOS Oscillators, " IEEE J. of Solid-State Circuits., Vol. 40, no. 5, pp. 1107-1118, May 2005.
M. D. Tsaii, Y. H. Cho, H. Wang, "A 5GHz Low Phase Noise Differential Colpitts CMOS VCO, " IEEE Microwave and Wireless Component Letters., Vol. 15, no. 5, pp. 327-329, May 2005.
Q. Huang "Power Consumption vs Amplitude for CMOS Colpitts Oscillators," IEEE Custom Integrated Circuits Conference, pp. 255-258, 1997.
B. A. Minch "A Low-Voltage MOS Cascode Current Mirror for All Current Levels ," IEEE Circuits and Systems MWSCAS-2002, The 2002 45th Midwest Symposium, pp. II53-II56, Aug. 2002.
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