본 논문에서는 130 ㎚ RF CMOS 공정을 이용하여 77 ㎓ 자동차용 레이더 센서에 응용 가능한 Q-band LC 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator: VCO)와 주입 잠금(injection locking) 버퍼를 설계한 결과를 보인다. LC 탱크의 위상 잡음 특성 개선을 위해 전송선을 이용하였고, 버퍼는 능동 소자 교차 결합쌍(cross-coupled pair)의 부성 저항(negative resistance)단을 이용해 발진 유무에 관계없이 높은 출력 전력을 가지도록 설계하였다. 측정된 위상 잡음은 1 ㎒ 오프셋 주파수에서 ?102 ㏈c/㎐이며, 주파수 조정 범위는 34.53~35.07 ㎓이다. 또한, 모든 주파수 조정 범위에서 출력 전력은 4.1 ㏈m 이상의 값을 가진다. 제작된 칩의 사이즈는 510×130 ㎛²이며, 1.2 V 바이어스 전압에서 LC 전압 제어 발진기가 10.8 ㎽, 주입 잠금 버퍼가 50.4 ㎽의 전력 소모를 가진다.
In this paper, we present the design of Q-band LC VCO and injection locking buffer for 77 ㎓ automotive radar sensor using 130 ㎚ RF CMOS process. To improve the phase noise characteristic of LC tank, the transmission line is used. The negative resistance by the active device cross-coupled pair of buffer is used for high output power, with or without oscillation of buffer. The measured phase noise is ?102 ㏈c/㎐ at 1 ㎒ offset frequency and tuning range is 34.53~35.07 ㎓. The output power is higher than 4.1 ㏈m over entire tuning range. The fabricated chip size is 510×130 ㎛². The power consumption of LC VCO is 10.8 ㎽ and injection locking buffer is 50.4 ㎽ from 1.2 V supply.