A New Switchable Dual Mode Voltage Controlled Oscillator

새로운 구조의 스위치형 이중 모드 전압 제어 발진기

This paper presents a new switchable dual mode VCO(Voltage-Controlled Oscillator). The VCO is efficient in dual mode operation and has self-bias adjustment based on the operation frequencies of 2.4 GHz and 5 GHz. The switching is done using MOS transistors and tuning is done using MOS varactors. It is implemented using TSMC 0.18${\mu}$m CMOS technology. It is powered by 1.8V supply. The measured results showed that the overall tuning range is approximately 13% at 5 GHz and 8% at 2.4 GHz. The measured phase noise is approximately -102 dBc/Hz at 1 MHz offset for 5 GHz and -89 dBc/Hz at 600kHz offset for 2.4 GHz. The VCO showed tail currents of 2mA in 5GHz mode and 2.5mA in 2.4GHz mode from a 1.8 V supply, respectively.

본 논문에서는 새로운 구조의 스위치형 이중 모드 전압 제어 발진기 (VCO, Voltage Controlled Oscillator)를 제안한다. 이러한 회로는 이중 모드 동작, 즉 2.4GHz 및 5GHz에서 아주 효율적이며, 자체 바이어스 조정 회로를 포함한다. 스위칭 동작은 MOS 트랜지스터를 이용하며, 튜닝은 MOS 바랙터를 이용한다. 이는 TSMC 0.18${\mu}$m CMOS 공정을 이용하여 설계되어 있고, 1.8V 전원전압에서 동작한다. 전체적인 튜닝 범위는 5GHz에서 13%, 2.4GHz에서 8%의 결과를 보였다. 또한 5 GHz에 대해 1MHz 오프셋에서 약 -102dBc/Hz의 위상 잡음을, 2.4 GHz에 대해서는 약- 89dBc/Hz의 위상 잡음을 보였다. 제작된 전압제어 발진기는 5GHz 모두에서는 2mA, 2.4 GHz 모드에서는 2.5mA의 꼬리 전류 특성을 보였다.