링 전압 제어 발진기의 트랜지스터 비율에 따른 소모 전력 변화

Abstract

본 논문에서는 <TEX>$0.18{\mu}m$</TEX> CMOS 공정을 사용하여 5.08 GHz에서 동작하는 링 전압 제어 발진기(Ring Voltage Controlled Oscillator, Ring VCO)를 제작하였다. Ring VCO는 3단 구조로 각 단의 트랜지스터 크기 비율을 다르게 하여 전류 변화에 따른 소모 전력이 달라짐을 확인하였다. Core의 양단 위, 아래에는 Current Mirror로 전류를 제어하도록 구성하였고, 주파수 조절을 위해 제어 전압을 추가하였다. Ring VCO 측정 결과, 주파수 범위는 65.5 %(1.88~5.45 GHz), 출력 전력 -0.30 dBm, 5.08 GHz 중심주파수에서 -87.50 dBc/Hz @1 MHz의 위상잡음을 갖는다. 또한, 2.4 V 전원에서 31.2 mW 소모 전력을 확인하였다. In this paper, a 5.08 GHz Ring Voltage Controlled Oscillator(Ring VCO) was implemented using <TEX>$0.18{\mu}m$</TEX> standard CMOS technology. The proposal Ring VCO is 3-stage structure. This research confirmed that the each stage's different transistor size ratio influence the current change and alter power consumption consequentially. This circuit is formed to control the current thereby adding the Current Mirror and to tune the frequency by supplying control voltage. It has an 65.5 %(1.88~5.45 GHz) tuning range. The measured output power is -0.30 dBm. The phase noise is -87.50 dBc/Hz @1 MHz offset with operating frequency of 5.08 GHz fundamental frequency. The total power consumption of Ring VCO is 31.2 mW with 2.4 V supply voltage.