나선형 인덕터를 이용한 VCO 최적설계

김영석; 박종욱; 김치원; 배기성; 김남수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김영석 박종욱 김치원 배기성 김남수

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지-SD 전자공학회논문지 SD편 제39권 제5호

발행연도: 2002.5

수록면: 8 - 15 (8page)

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나선형 인덕터를 이용한 VCO를 MOSIS의 HP 0.5μm CMOS 공정으로 최적 설계하고 제작하였다. 나선형 인덕터의 SPICE 모델을 이용하여, Q지수(quality factor)를 동작 주파수에서 최대화하기 위하여 레이아웃 변수인 금속선 폭, 회전수, 내경, 간격 등을 최적화하였다. 만약 동작주파수가 2GHz, 인덕턴스가 약 3nH이고, 금속선 두께 0.8μm, 절연 산화막 두께 3μm를 사용하는 MOSIS HP 0.5μm CMOS 공정의 경우 금속선 폭은 20μm 정도로 하는 것이 Q지수를 최대로 함을 확인하였다. 이렇게 최적화된 나선형 인덕터를 LC 공진 탱크에 사용하여 VCO를 설계, 제작 및 측정을 하였다. 측정은 온웨이퍼(on-wafer)상에서 HP8593E 스펙트럼 에널라이저를 이용하였다. 발진신호의 주파수는 약 1.61GHz이고, 컨트롤전압이 0V - 2V변화할 때 발진주파수는 약 250MHz(15%) 변화하였으며, 출력 스펙트럼으로부터 중심주파수 1.61GHz에서 offset 주파수가 600KHz 때의 위상잡음이 -108.4dBc/Hz 였다.

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