KR101069407B1 - Voltage controlled oscillstor based transformer and multiband voltage controlled oscillstor including the same - Google Patents
Voltage controlled oscillstor based transformer and multiband voltage controlled oscillstor including the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101069407B1 KR101069407B1 KR1020090046456A KR20090046456A KR101069407B1 KR 101069407 B1 KR101069407 B1 KR 101069407B1 KR 1020090046456 A KR1020090046456 A KR 1020090046456A KR 20090046456 A KR20090046456 A KR 20090046456A KR 101069407 B1 KR101069407 B1 KR 101069407B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transistor
- inductor
- gate electrode
- voltage controlled
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1296—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the feedback circuit comprising a transformer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1206—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification
- H03B5/1212—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification the amplifier comprising a pair of transistors, wherein an output terminal of each being connected to an input terminal of the other, e.g. a cross coupled pair
- H03B5/1215—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification the amplifier comprising a pair of transistors, wherein an output terminal of each being connected to an input terminal of the other, e.g. a cross coupled pair the current source or degeneration circuit being in common to both transistors of the pair, e.g. a cross-coupled long-tailed pair
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1228—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising one or more field effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/006—Functional aspects of oscillators
- H03B2200/0088—Reduction of noise
- H03B2200/009—Reduction of phase noise
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2201/00—Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
- H03B2201/03—Varying beside the frequency also another parameter of the oscillator in dependence on the frequency
- H03B2201/036—Varying beside the frequency also another parameter of the oscillator in dependence on the frequency the parameter being the quality factor of a resonator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
다중대역 발진기는 제1 전압을 공급하는 전원에 연결되어 전류를 공급하는 전류원, 전류원으로부터 공급되는 전류를 통해 발진 모드를 선택하는 스위칭부, 스위칭부에서 선택된 발진 모드에 따라 서로 다른 대역의 발진 주파수를 출력하는 다중모드 공진부를 포함하며, 다중모드 공진부는 복수의 트랜지스터 및 복수의 트랜지스터에 순방향 또는 역방향으로 연결되는 복수의 인덕터를 포함하여 고주파를 출력하는 고주파 발진기로 동작하거나 또는 저주파를 출력하는 저주파 발진기로 동작한다.The multi-band oscillator is connected to a power supply for supplying a first voltage and supplies a current source for supplying current, a switching unit for selecting an oscillation mode through the current supplied from the current source, and an oscillation frequency of different bands according to the oscillation mode selected in the switching unit. A multi-mode resonator includes a plurality of resonators to output, a multi-mode resonator includes a plurality of transistors and a plurality of inductors connected in a forward or reverse direction to operate as a high frequency oscillator for outputting a high frequency or low frequency oscillator for outputting a low frequency It works.
트랜스포머, 전압제어 발진기, 다중대역 발진기 Transformers, Voltage Controlled Oscillators, Multiband Oscillators
Description
본 발명은 트랜스포머 기반의 전압제어 발진기 및 이를 포함하는 다중대역 발진기에 관한 것이다. The present invention relates to a transformer-based voltage controlled oscillator and a multiband oscillator including the same.
최근 튜너(Tuner), SDR(Software Defined Radio) 단말, 다중밴드 수신기(Multi-Band Receiver) 기술 개발이 증가하면서 광대역 밴드(Wide-Band)이면서 동시에 위상 잡음성능을 만족시키는 전압제어 발진기(Voltage controlled oscillator)의 연구도 급속히 발전하고 있다. With the recent development of tuner, software defined radio (SDR) terminal, and multi-band receiver technology, a voltage-controlled oscillator that satisfies the phase noise performance while being a broadband band. ) 'S research is also developing rapidly.
이러한, 전압제어 발진기는 다양한 종류 중 낮은 잡음 성능을 갖는 엘씨 탱크형(LC-Tank) 전압제어 발진기가 주로 사용되나, 탱크를 구성하고 있는 커패시터 또는 가변 커패시터의 양이 고정된 주파수에서 광범위하게 증가할 수 없어 광대역 주파수 출력을 발생시키기 어려웠다. The voltage-controlled oscillator is a LC-Tank voltage-controlled oscillator which has a low noise performance among various types, but the amount of capacitors or variable capacitors constituting the tank may increase widely at a fixed frequency. It was difficult to generate wideband frequency output.
이러한 문제를 해결하기 위해 스위치로 조절되는 인덕터 및 스위치 캐패시터를 이용한 전압제어 발진기를 이용하였다. 이처럼 스위치로 조절되는 인덕터의 기 술은 발진기의 광대역 출력을 얻기 위해 스위치를 인덕터에 연결하여 전체 인덕턴스를 스위치로 조절하므로 발진기의 공진 주파수의 출력 범위가 증가되는 장점이 있다.In order to solve this problem, a voltage controlled oscillator using a switch inductor and a switch capacitor is used. The technology of the inductor controlled by the switch has the advantage of increasing the output range of the resonant frequency of the oscillator by connecting the switch to the inductor to adjust the overall inductance to the switch to obtain the wideband output of the oscillator.
한편, 엘씨 탱크형(LC-Tank) 전압제어 발진기에 스위치로 조절되는 인덕터 및 스위치 캐패시터를 적용하여 광대역 발진기로 사용하기도 한다. 이러한 광대역 발진기의 경우, 가변 커패시터와 함께 복수의 바이너리(Binary) 컨트롤로 가변 되는 고정 커패시턴스가 광대역 주파수 출력을 만들어 낸다. 하지만, 스위치로 조절되는 인덕터나 커패시터 등은 그 컨트롤 소자의 기생성분이 존재하며 스위치 트랜지스터가 켜진 상태에서는 채널저항이 나타나게 되어 공진부의 공명을 표시하는 Q 팩터를 감소시켜 위상 잡음 특성을 저해하는 문제점이 발생한다.On the other hand, the LC-Tank voltage controlled oscillator is also used as a broadband oscillator by applying a switch inductor and a switch capacitor. In such a wideband oscillator, a fixed capacitance that is variable with a plurality of binary controls along with a variable capacitor produces a wideband frequency output. However, inductors and capacitors controlled by the switch have parasitic components of the control element, and when the switch transistor is turned on, channel resistance appears, thereby reducing the Q factor indicating resonance of the resonance part, thereby hampering phase noise characteristics. Occurs.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위상잡음 특성을 향상시킬 수 있으며, 광대역으로 동작할 수 있는 트랜스포머 기반의 전압제어 발진기 및 이를 포함하는 다중대역 발진기를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a transformer-based voltage-controlled oscillator and a multi-band oscillator including the same that can improve the phase noise characteristics, can operate in a wide band.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 트랜스포머 기반의 전압제어 발진기에 있어서,In the transformer-based voltage controlled oscillator according to a feature of the present invention for achieving the above object,
제1 전원을 공급하는 제1 전원에 소스 전극이 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 순방향으로 연결되는 제1 인덕터와 상기 제1 트랜지스 터에 순방향으로 연결되는 제2 인덕터를 이용하여 고주파를 출력하는 트랜스포머 기반의 공진부, 그리고 상기 트랜스포머 기반의 공진부의 상기 제1 인덕터에 드레인 전극이 연결되어 있으며, 상기 제2 인덕터에 게이트 전극이 연결되어 있는 제2 트랜지스터를 포함한다.By using a first transistor having a source electrode connected to a first power supply for supplying a first power source, a first inductor forward connected to the first transistor and a second inductor forward connected to the first transistor A transformer-based resonator for outputting a high frequency, and a drain electrode is connected to the first inductor of the transformer-based resonator, and a second transistor having a gate electrode connected to the second inductor.
본 발명의 다른 특징에 따른 트랜스포머 기반의 전압제어 발진기에 있어서,In the transformer-based voltage controlled oscillator according to another aspect of the present invention,
제1 전원을 공급하는 제1 전원에 소스 전극이 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 순방향으로 연결되는 제1 인덕터와 상기 제1 트랜지스터에 역방향으로 연결되는 제2 인덕터를 이용하여 저주파를 출력하는 트랜스포머 기반의 공진부, 그리고 상기 트랜스포머 기반의 공진부의 상기 제1 인덕터에 드레인 전극이 연결되어 있으며, 상기 제2 인덕터에 게이트 전극이 연결되어 있는 제2 트랜지스터를 포함한다.Low frequency is obtained by using a first transistor having a source electrode connected to a first power supply for supplying a first power source, a first inductor connected forward with the first transistor, and a second inductor connected backward with the first transistor. A transformer-based resonator and a drain electrode are connected to the first inductor of the transformer-based resonator and a second transistor having a gate electrode connected to the second inductor.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 다중대역 발진기에 있어서,In a multi-band oscillator according to another feature of the present invention,
제1 전압을 공급하는 전원에 연결되어 전류를 공급하는 전류원, 상기 전류원으로부터 공급되는 상기 전류를 통해 발진 모드를 선택하는 스위칭부, 상기 스위칭부에서 선택된 상기 발진 모드에 따라 서로 다른 대역의 발진 주파수를 출력하는 다중모드 공진부를 포함하며, 상기 다중모드 공진부는 복수의 트랜지스터 및 상기 복수의 트랜지스터에 순방향 또는 역방향으로 연결되는 복수의 인덕터를 포함한다.An oscillation frequency of a different band according to a current source connected to a power supply for supplying a first voltage to supply a current, a switching unit to select an oscillation mode through the current supplied from the current source, and the oscillation mode selected by the switching unit And a multimode resonator for outputting, wherein the multimode resonator includes a plurality of transistors and a plurality of inductors connected in a forward or reverse direction to the plurality of transistors.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 다중대역 발진기에 있어서,In a multi-band oscillator according to another feature of the present invention,
제1 전압을 공급하는 제1 전원에 연결된 전류원을 통해 발진 모드를 선택하며, 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 스위치, 상기 제1 스위치에 소스 전극이 연 결되어 있는 제1 트랜지스터, 상기 제2 스위치에 소스 전극이 연결되어 있는 제2 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극이 연결되는 제1 노드에 일단이 연결되어 있는 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터의 타단에 드레인 전극이 연결되어 있으며, 제2 전압을 공급하는 제2 전원에 소스 전극이 연결되어 있는 제3 트랜지스터, 상기 제1 인덕터의 타단과 상기 제3 트랜지스터의 드레인 전극이 연결되는 제 2 노드에 게이트 전극이 연결되어 있으며, 상기 제2 전원에 소스 전극이 연결되어 있는 제4 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 제3 트랜지스터의 게이트 전극이 연결되는 제3 노드에 일단이 연결되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제4 트랜지스터의 드레인 전극이 연결되는 제4 노드에 타단이 연결되어 있는 제2 인덕터를 포함한다.Selecting an oscillation mode through a current source connected to a first power supply for supplying a first voltage, the first and second switches connected in parallel, a first transistor having a source electrode connected to the first switch, and the first transistor A second transistor having a source electrode connected to a second switch, a first inductor having one end connected to a first node to which a drain electrode of the first transistor and a gate electrode of the second transistor are connected, and the other end of the first inductor A third transistor having a drain electrode connected to the second electrode and a source electrode connected to a second power supply for supplying a second voltage, and a gate at a second node connected with the other end of the first inductor and the drain electrode of the third transistor A fourth transistor having an electrode connected thereto, and a source electrode connected to the second power source; a drain electrode of the second transistor, and the third transistor; And a second inductor having one end connected to a third node to which the gate electrode of the gate is connected and the other end connected to a fourth node to which the gate electrode of the first transistor and the drain electrode of the fourth transistor are connected. .
본 발명의 또 다른 특징에 따른 다중대역 발진기에 있어서,In a multi-band oscillator according to another feature of the present invention,
제1 전압을 공급하는 제1 전원에 연결된 전류원을 통해 발진 모드를 선택하며, 병렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 스위치, 상기 제1 및 제2 스위치에 각각 소스 전극이 연결되어 있으며, 게이트 전극이 서로 연결되어 있는 제1 및 제2 트랜지스터, 상기 제1 및 제2 스위치에 각각 소스 전극이 연결되어 있으며, 게이트 전극이 서로 연결되어 있는 제3 및 제4 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제3 트랜지스터의 게이트 전극이 연결되는 제1 노드에 일단이 연결되어 있으며, 상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제4 트랜지스터의 게이트 전극이 연결되는 제2 노드에 타단이 연결되어 있는 제1 인덕터, 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 드레인 전극이 연결되는 제3 노드에 일단이 연결되어 있으며, 상기 제3 및 제4 트랜지스터의 드레인 전극이 연결되는 제4 노드에 타단이 연결되어 있는 제2 인덕터를 포함한다.The oscillation mode is selected through a current source connected to a first power supply for supplying a first voltage, and source electrodes are connected to the first and second switches and the first and second switches that are connected in parallel, respectively, The first and second transistors connected to each other, the source electrodes are connected to the first and second switches, respectively, and the third and fourth transistors having gate electrodes connected to each other, and the gate electrodes of the first transistors. A first inductor having one end connected to a first node to which the gate electrode of the third transistor is connected, and another end connected to a second node to which the gate electrode of the second transistor and the gate electrode of the fourth transistor are connected; One end is connected to a third node to which the drain electrodes of the first and second transistors are connected, and the drain electrodes of the third and fourth transistors. And a second inductor that is connected to the other end of the fourth node is connected.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 트랜스포머를 기반으로 한 인버터 형식의 다중대역 발진기는 트랜스포머의 두 포트에 대한 피드백 방향을 선택함에 따라 두 가지의 서로 다른 주파수 대역을 출력하는 모드로 동작할 수 있다. 그에 따라 낮은 주파수와 높은 주파수를 동시에 생성할 수 있어 협대역 주파수 출력의 문제를 해결할 수 있으며, 광대역 성능과 저전력 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, a transformer-based inverter-type multi-band oscillator may operate in a mode of outputting two different frequency bands by selecting a feedback direction for two ports of a transformer. . This allows the generation of both low and high frequencies simultaneously, eliminating the problem of narrowband frequency output and improving broadband and low power performance.
또한, 본 발명에 따르면 하나의 트랜스포머 기반의 공진기를 사용하여 서로 다른 주파수 대역을 출력함에 따라 칩 사이즈를 현저하게 감소시킬 수 있으며, 구현 비용 등을 절감할 수 있다.In addition, according to the present invention, by outputting different frequency bands using one transformer-based resonator, chip size may be significantly reduced, and implementation costs may be reduced.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 " 전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 1은 일반적인 트랜스포머 기반 공진부를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a general transformer-based resonator.
도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 트랜스포머 기반 공진부(100)는 제1 포트의 인덕터(L1), 커패시터(C1) 및 저항(R1)과 제2 포트의 인덕터(L2), 커패시터(C2) 및 저항(R2)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the general transformer-based
트랜스포머 기반 공진부(100)에서 공진 주파수를 결정하는 인덕터(L1) 및 인덕터(L2)는 결합상수(k)로 서로 커플링 되어 상호인덕턴스(M)을 생성한다. 이때, 제1 포트의 인덕터(L1)와 커패시터(C1) 및 제2 포트의 인덕터(L2)와 커패시터(C2)가 각각 동일하다면, 트랜스포머 기반 공진부(100)의 제1 포트의 전압(V1)과 제2 포트의 전압(V2 )의 크기는 서로 같으며 두 가지의 안정 상태(Steady-State)에서 두 가지 모드의 위상 값을 가진다. The inductor L 1 and the inductor L 2 , which determine the resonance frequency in the transformer-based
즉, 트랜스포머 기반 공진부(100)는 제1 포트의 전압(V1)과 제2 포트의 전압(V2 )의 위상(V1/ V2= -1)이 반대인 오드 모드(Odd Mode) 동작하며, 발진주파수는 수학식1로 결정된다.That is, the transformer-based
는 오드 모드(Odd Mode)에서 동작하는 발진주파수이고, M은 상호인덕턴스이고, L은 인덕턴스이며, C는 커패시턴스이다. Is the oscillation frequency operating in odd mode, M is the mutual inductance, L is the inductance, and C is the capacitance.
또한, 트랜스포머 기반 공진부(100)는 제1 포트의 전압(V1)과 제2 포트의 전압(V2 )의 위상(V1/ V2= 1)이 같은 이븐 모드(Even Mode)로 동작하며, 발진주파수는 수학식2로 결정된다. In addition, the transformer-based
는 이븐 모드(Even Mode)에서 동작하는 발진주파수이고, M은 상호인덕턴스이고, L은 인덕턴스이며, C는 커패시턴스이다. Is the oscillation frequency operating in Even Mode, M is mutual inductance, L is inductance, and C is capacitance.
이처럼 트랜스포머 기반 공진부(100)는 두 위상 모드에서 상호 인덕턴스(M)의 크기만큼 인덕터의 값이 변화함에 따라 발진주파수 또한 두 위상 모드에서 서로 다른 주파수 대역을 갖게 된다. 즉, 트랜스포머 기반 공진부(100)는 오드 모드(Odd Mode)에서 높은 주파수 대역의 공진 주파수를 가지며, 이븐 모드(Even Mode)에서는 낮은 주파수 대역의 공진 주파수를 가진다. As described above, the transformer-based
이하, 도 2a 내지 도 5를 참조하여 이러한 두 가지 위상 모드를 가지는 트랜스포머 기반 공진부(100)를 이용하여 광대역으로 동작할 수 있으며, 위상잡음 특성 을 향상시킬 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 전압제어 발진기 및 이를 포함하는 다중대역 발진기에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 2A to 5, the transformer-based
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 고주파 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2b는 도 2a에 도시한 고주파 전압제어 발진기의 일례인 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기를 나타내는 도면이다.2A is a diagram schematically illustrating a transformer-based high frequency voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram illustrating an inverter type high frequency voltage controlled oscillator as an example of the high frequency voltage controlled oscillator shown in FIG. 2A. .
도 2a를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 고주파 전압제어 발진기(200)는 오드 모드(Odd Mode)로 동작하는 고주파 발진기이며, 트랜스포머 기반의 공진부(210) 및 능동소자(220)를 포함한다. Referring to FIG. 2A, the transformer-based high frequency voltage controlled
고주파 전압제어 발진기(200)는 능동소자(220)의 위상지연(180°)과 트랜스포머 기반의 공진부(210)의 위상지연(180°)이 더해져 정궤환 루프(Positive Feed-Back Loop)를 이룬다. 이러한, 고주파 전압제어 발진기(200)에서의 트랜스포머 기반의 공진부(210)는 위상반전이 있는 오드 모드(Odd Mode)로 동작하므로 트랜스포머 기반의 공진부(210)의 차동단과 능동소자(220)를 순방향으로 연결한다. 이때, 순방향은 능동소자(220)와 트랜스포머 기반의 공진부(210)의 연결 시 위상 변화가 발생하지 않는 연결 방향을 의미한다.The high frequency voltage controlled
예를 들어, 도 2b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전압제어 발진기(200)는 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기(200')로 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2B, the high frequency voltage controlled
인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기(200')는 트랜지스터(M11, M12) 및 트랜스포머 기반의 공진부(210')를 포함한다. 이러한, 고주파 전압제어 발진기(200') 는 트랜지스터(M11) 및 트랜지스터(M12)로 이루어진 인버터 형식의 각 게이트와 드레인이 트랜스포머 기반의 공진부(210')를 통하여 순방향으로 연결되어 있다. The inverter type high frequency voltage controlled oscillator 200 'includes transistors M11 and M12 and a transformer based resonator 210'. In the high frequency voltage controlled oscillator 200 ', the gate and the drain of the inverter type including the transistor M11 and the transistor M12 are connected in a forward direction through the transformer-based resonator 210'.
즉, 트랜지스터(M11)의 소스는 전원(VDD)에 연결되어 있으며, 드레인은 인덕터(L11)의 일단에 연결되어 있다. 인덕터(L11)의 타단은 트랜지스터(M12)의 드레인 전극에 연결되어 있으며, 트랜지스터(M12)의 소스 전극은 접지단(GND)에 연결되어 있다. 이때, 인덕터(L12)의 일단은 트랜지스터(M11)의 게이트 전극에 연결되어 있으며, 타단은 트랜지스터(M12)의 게이트 전극에 연결되어 있다.That is, the source of the transistor M11 is connected to the power supply VDD, and the drain thereof is connected to one end of the inductor L11. The other end of the inductor L11 is connected to the drain electrode of the transistor M12, and the source electrode of the transistor M12 is connected to the ground terminal GND. In this case, one end of the inductor L12 is connected to the gate electrode of the transistor M11, and the other end is connected to the gate electrode of the transistor M12.
이러한 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기(200')의 트랜지스터(M11) 및 트랜지스터(M12)의 각 게이트 전극과 드레인 전극의 위상은 서로 반전관계이므로, 루프의 위상 지연은 트랜스포머 기반의 공진부(210')의 두 포트의 위상차를 제외하면 180°만큼 발생하게 된다. 여기에 트랜스포머 기반의 공진부(210')의 위상차180°만큼이 발생하게 되면, 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기(200')는 오드 모드(Odd Mode)로 동작하는 고주파 발진기로 동작한다.Since the phases of the gate electrodes and the drain electrodes of the transistors M11 and M12 of the inverter-type high frequency voltage controlled oscillator 200 'are inversely related to each other, the phase delay of the loop is a transformer-based resonator 210'. Except for the phase difference between two ports of), it occurs by 180 °. When a phase difference of 180 ° of the transformer-based resonator 210 'is generated, the inverter-type high frequency voltage controlled oscillator 200' operates as a high frequency oscillator operating in an odd mode.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 저주파 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3b는 도 3a에 도시한 저주파 전압제어 발진기의 일례인 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기를 나타내는 도면이다.3A schematically illustrates a transformer-based low frequency voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention. 3B is a view showing an inverter type low frequency voltage controlled oscillator which is an example of the low frequency voltage controlled oscillator shown in FIG. 3A.
도 3a를 참고하면 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 저주파 전압제어 발진기(300)는 이븐 모드(Even Mode)로 동작하는 저주파 발진기이며, 트랜스포머 기반의 공진부(310) 및 능동소자(320)를 포함한다. Referring to FIG. 3A, the transformer-based low frequency voltage controlled
저주파 전압제어 발진기(300)는 능동소자(320)의 위상지연(180°) 및 트랜스 포머 기반의 공진부(310)의 차동단과 능동소자(320)와의 교차연결을 통한 위상지연(180°)이 더해져 정궤환 루프(Positive Feed-Back Loop)를 이룬다. 이때, 트랜스포머 기반의 공진부(210)는 이븐 모드(Even Mode)로 동작하므로 위상지연이 발생하지 않는다. 이러한, 저주파 전압제어 발진기(300)에서의 트랜스포머 기반의 공진부(310)는 위상반전이 없는 이븐 모드(Even Mode)로 동작하므로 트랜스포머 기반의 공진부(310)의 차동단과 능동소자(320)를 역방향으로 연결하여 위상반전 시킨다. 이때, 역방향은 능동소자(320)와 트랜스포머 기반의 공진부(310)의 연결 시 위상 변화가 발생하는 연결 방향을 의미한다. The low frequency voltage controlled
예를 들어, 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 전압제어 발진기(300)는 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기(300')로 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3B, the low frequency voltage controlled
인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기(300')는 트랜지스터(M21, M22) 및 트랜스포머 기반의 공진부(310')를 포함한다. 이러한, 저주파 전압제어 발진기(300')는 트랜지스터(M21) 및 트랜지스터(M22)로 이루어진 인버터 형식의 각 게이트 전극과 드레인 전극이 트랜스포머 기반의 공진부(310')를 통하여 역방향으로 연결되어 있다. The inverter type low frequency voltage controlled oscillator 300 'includes transistors M21 and M22 and a transformer based resonator 310'. In the low frequency voltage controlled oscillator 300 ', the gate electrode and the drain electrode of the inverter type including the transistor M21 and the transistor M22 are connected in the opposite direction through the transformer-based resonator 310'.
즉, 트랜지스터(M21)의 소스는 전원(VDD)에 연결되어 있으며, 드레인은 인덕터(L21)의 일단에 연결되어 있다. 인덕터(L21)의 타단은 트랜지스터(M22)의 드레인 전극에 연결되어 있으며, 트랜지스터(M22)의 소스 전극은 접지단(GND)에 연결되어 있다. 이때, 인덕터(L22)의 일단은 트랜지스터(M22)의 게이트 전극에 연결되어 있 으며, 타단은 트랜지스터(M21)의 게이트 전극에 연결되어 있다. That is, the source of the transistor M21 is connected to the power supply VDD, and the drain thereof is connected to one end of the inductor L21. The other end of the inductor L21 is connected to the drain electrode of the transistor M22, and the source electrode of the transistor M22 is connected to the ground terminal GND. At this time, one end of the inductor L22 is connected to the gate electrode of the transistor M22, and the other end is connected to the gate electrode of the transistor M21.
이러한 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기(300')의 트랜지스터(M21) 및 트랜지스터(M22)의 각 게이트 전극과 드레인 전극의 위상은 서로 반전관계로 180°만큼의 위상차가 발생하며, 인덕터(L22)의 일단이 트랜지스터(M22)의 게이트 전극에 연결되고, 타단이 트랜지스터(M21)의 게이트 전극에 교차연결 되어 180°만큼의 위상차가 발생되어 전체 위상 지연은 360°만큼 발생하게 된다. 따라서, 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기(300')는 이븐 모드(Even Mode)로 동작하는 저주파 발진기로 동작한다.Phases of the gate and drain electrodes of the transistors M21 and M22 of the inverter-type low frequency voltage controlled
도 4는 도 2a 및 도 3a에 도시한 트랜스포머 기반의 고주파 전압제어 발진기 및 트랜스포머 기반의 저주파 전압제어 발진기를 결합한 다중모드 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a multi-mode voltage controlled oscillator combining a transformer based high frequency voltage controlled oscillator and a transformer based low frequency voltage controlled oscillator shown in FIGS. 2A and 3A.
도 4에서는 다중모드 전압제어 발진기(400)의 트랜지스터(M41, M43)를 PMOS(p-channel metal oxide semiconductor) 트랜지스터로 도시하였으며, 트랜지스터(M42, M44)를 NMOS(n-channel metal oxide semiconductor) 트랜지스터로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, PMOS 트랜지스터 대신에 유사한 기능을 하는 다른 트랜지스터가 트랜지스터(M41, M43)로 사용될 수도 있으며, NMOS 트랜지스터 대신에 유사한 기능을 하는 다른 트랜지스터가 트랜지스터(M42, M44)로 사용될 수도 있다. In FIG. 4, transistors M 41 and M 43 of the multi-mode voltage controlled
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중모드 전압제어 발진 기(400)는 전원부(410), 스위칭부(420) 및 다중모드 공진부(430)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the multi-mode voltage controlled
전원부(410)는 전원(VDD)에 각각 일단이 연결되는 전류원(I41) 및 전류원(I42)을 포함한다.The
스위칭부(420)는 전원부(410)의 전류원(I41)에 일단이 연결된 스위치(SW11) 및 전류원(I42)에 일단이 연결된 스위치(SW12)를 포함하며, 고주파를 출력하기 위한 고주파 발진 또는 저주파를 출력하기 위한 저주파 발진과 같은 발진 모드를 선택한다. 이때, 스위치(SW11)는 인가되는 바이어스 전압(VB1)에 의해 턴온 및 턴오프되며, 스위치(SW12)는 인가되는 바이어스 전압(VB2)에 의해 턴온 및 턴오프된다. The
다중모드 공진부(430)는 트랜지스터(M41, M42, M43, M44), 인덕터(L41, L42) 및 커패시터(C43, C44)를 포함한다.The
트랜지스터(M41)의 소스는 스위칭부(420)의 스위치(SW11)의 타단에 연결되어 있으며, 드레인 전극은 인덕터(L41)의 일단에 연결되어 있다. 인덕터(L41)의 타단은 트랜지스터(M42)의 드레인 전극에 연결되어 있으며, 소스 전극은 접지단(GND)에 연결되어 있다. 여기서, 인덕터(L41)의 일단과 타단에는 직렬로 연결된 가변 커패시터(CV1) 및 가변 커패시터(CV2)가 병렬로 연결되어 있으며 인가되는 전압(VC1)에 따라 발진기의 출력 주파수가 조절된다. The source of the transistor M 41 is connected to the other end of the switch SW 11 of the
트랜지스터(M43)의 소스는 스위칭부(420)의 스위치(SW12)의 타단에 연결되어 있으며, 드레인 전극은 인덕터(L42)의 일단에 연결되어 있다. 인덕터(L42)의 타단은 트랜지스터(M44)의 드레인 전극에 연결되어 있으며, 소스 전극은 접지단(GND)에 연결되어 있다. 여기서, 인덕터(L42)의 일단과 타단에는 직렬로 연결된 가변 커패시터(CV3) 및 가변 커패시터(CV4)가 병렬로 연결되어 있으며 인가되는 전압(VC2)에 따라 발진기의 출력 주파수가 조절된다.The source of the transistor M 43 is connected to the other end of the switch SW 12 of the
이때, 트랜지스터(M41)의 게이트 전극은 인덕터(L42)의 타단과 트랜지스터(M44)의 드레인 전극이 연결되는 노드(N4)에 연결되어 있으며, 트랜지스터(M43)의 게이트 전극은 인덕터(L41)의 일단과 트랜지스터(M41)의 드레인 전극이 연결되는 노드(N1)에 연결되어 있다. 그리고, 트랜지스터(M42)의 게이트 전극은 커패시터(C43)의 일단에 연결되어 있으며, 커패시터(C43)의 타단은 트랜지스터(M43)의 드레인 전극과 인덕터(L42)의 일단이 연결되는 노드(N3)에 연결되어 있다. 트랜지스터(M44)의 게이트 전극은 커패시터(C44)의 일단에 연결되어 있으며, 커패시터(C44)의 타단은 인덕터(L41)의 타단과 트랜지스터(M42)의 드레인 전극이 연결되는 노드(N2)에 연결되어 있다. In this case, the gate electrode of the transistor M 41 is connected to a node N4 to which the other end of the inductor L 42 and the drain electrode of the transistor M 44 are connected, and the gate electrode of the transistor M 43 is an inductor ( One end of L 41 and the drain electrode of transistor M 41 are connected to node N1. Then, the transistor gate electrode (M 42) is connected to one end of the capacitor (C 43), the other end of the capacitor (C 43) is that one end of the drain electrode and the inductor (L 42) of the transistor (M 43) connected It is connected to node N3. Node that is the gate electrode of the transistor (M 44) is connected to one end of the capacitor (C 44), the drain electrode of the other end transistor (M 42) of the capacitor (C 44) the other end of the inductor (L 41) of the connection ( N2).
여기서, 커패시터(C43) 및 커패시터(C44)는 각각 트랜지스터(M42) 및 트랜지스 터(M44)의 독립적인 바이어싱을 위한 DC 블락킹 커패시터로 동작하며, 각각에 인가되는 바이어스 전압(VB3) 및 바이어스 전압(VB4)에 따라 트랜지스터(M42) 및 트랜지스터(M44)의 게이트 전압이 각각 조절된다. 그리고, 커패시터(C41) 및 커패시터(C42)는 스위칭부(420)와 다중모드 공진부(430) 사이에 위치하며, 커패시터(C41)의 일단은 스위칭부(420)의 스위치(SW11)의 타단과 다중모드 공진부(430)의 트랜지스터(M41)의 소스 전극이 연결되는 접점에 연결되어 있으며, 타단은 커패시터(C42)의 일단에 연결되어 있고, 커패시터(C42)의 타단은 스위칭부(420)의 스위치(SW12)의 타단과 트랜지스터(M43)의 소스 전극이 연결되는 접점에 연결되어 AC 그라운드로 동작한다.Here, capacitor C 43 and capacitor C 44 operate as DC blocking capacitors for independent biasing of transistor M 42 and transistor M 44 , respectively. The gate voltages of the transistors M 42 and M 44 are respectively adjusted according to VB3 and the bias voltage VB4. The capacitor C 41 and the capacitor C 42 are positioned between the switching
이러한 다중모드 전압제어 발진기(400)의 동작을 살펴보면, 전원부(410)의 전류원(I41) 또는 전류원(I42)을 통해 전류가 인가되면, 스위치(SW11) 및 스위치(SW12) 중 바이어스 전압에 의해 턴온된 스위치에만 전류가 인가된다. Referring to the operation of the multi-mode voltage controlled
만약 스위치(SW11)가 턴온된 경우, 다중모드 공진부(430)에서 트랜지스터(M41) 및 트랜지스터(M42)는 턴온되어 인덕터(L41)의 일단에 트랜지스터(M41)의 드레인 전극이 연결되며, 타단에 트랜지스터(M42)의 드레인 전극이 연결된다. 그리고, 트랜지스터(M41)의 게이트 전극은 노드(N4)에 연결되며, 트랜지스터(M42)의 게이트 전극은 커패시터(C43)를 통해 노드(N3)에 연결된다. 즉, 다중모드 공진부(430)는 도 3b에 도시한 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기(300')와 같이 트랜지스터(M41)의 게이트 전극에 인덕터(L42)의 타단이 역방향으로 연결되고, 트랜지스터(M42)의 게이트 전극에 인덕터(L42)의 일단이 역방향으로 연결되어 이븐 모드(Even Mode)로 동작하는 저주파 발진기로 동작한다.If the switch SW 11 is turned on, in the
한편, 스위치(SW12)가 턴온된 경우, 다중모드 공진부(430)에서 트랜지스터(M43) 및 트랜지스터(M44)는 턴온되어 인덕터(L42)의 일단에 트랜지스터(M43)의 드레인 전극이 연결되며, 타단에 트랜지스터(M44)의 드레인 전극이 연결된다. 그리고, 트랜지스터(M43)의 게이트 전극은 노드(N1)에 연결되며, 트랜지스터(M44)의 게이트 전극은 커패시터(C44)를 통해 노드(N2)에 연결된다. 즉, 다중모드 공진부(430)는 도 2b에 도시한 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기(200')와 같이 트랜지스터(M43)의 게이트 전극에 인덕터(L41)의 일단이 순방향으로 연결되고, 트랜지스터(M44)의 게이트 전극에 인덕터(L41)의 타단이 순방향으로 연결되어 오드 모드(Odd Mode)로 동작하는 고주파 발진기로 동작한다.On the other hand, when the switch SW 12 is turned on, in the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중모드 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a multi-mode voltage controlled oscillator according to another embodiment of the present invention.
도 5에서는 다중모드 전압제어 발진기(500)의 트랜지스터(M51, M52 , M53, M54)를 PMOS(p-channel metal oxide semiconductor) 트랜지스터로 도시하였으나, 본 발 명은 이에 한정되지 않으며, PMOS 트랜지스터 대신에 유사한 기능을 하는 다른 트랜지스터가 트랜지스터(M51, M52 , M53, M54)로 사용될 수도 있다. In FIG. 5, transistors M 51 , M 52 , M 53 , and M 54 of the multi-mode voltage controlled
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중모드 전압제어 발진기(500)는 전원부(510), 스위칭부(520) 및 다중모드 공진부(530)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the multi-mode voltage controlled
전원부(510)는 전원(VDD)에 각각 일단이 연결되는 전류원(I51) 및 전류원(I52)을 포함한다.The
스위칭부(520)는 전원부(510)의 전류원(I51)에 일단이 연결된 스위치(SW21) 및 전류원(I52)에 일단이 연결된 스위치(SW22)를 포함하며, 고주파를 출력하기 위한 고주파 발진 또는 저주파를 출력하기 위한 저주파 발진과 같은 발진 모드를 선택한다. 이때, 스위치(SW21)는 인가되는 바이어스 전압(VB1)에 의해 턴온 및 턴오프되며, 스위치(SW22)는 인가되는 바이어스 전압(VB2)에 의해 턴온 및 턴오프된다.The
다중모드 공진부(530)는 드레인 전극이 서로 연결되어 있는 두 쌍의 트랜지스터(M51, M52)와 트랜지스터(M53, M54), 인덕터(L51, L52) 및 커패시터(C51, C52)를 포함한다.The
두 쌍의 트랜지스터(M51, M52) 및 트랜지스터(M53, M54)는 각각 드레인 전극이 서로 노드(N5) 및 노드(N6)에 연결되어 있으며, 트랜지스터(M51)와 트랜지스터(M54)의 소스전극이 서로 연결되는 노드(N1)에는 스위칭부(520)의 스위치(SW21)의 타단이 연결되어 있으며, 트랜지스터(M52)와 트랜지스터(M53)의 소스전극은 서로 연결되는 노드(N2)에는 스위칭부(520)의 스위치(SW22)의 타단이 연결되어 있다. 이때, 트랜지스터(M51)의 게이트 전극과 트랜지스터(M53)의 게이트 전극은 서로 연결되어 있으며, 트랜지스터(M52)의 게이트 전극과 트랜지스터(M54)의 게이트 전극은 서로 연결되어 있다. Transistor, two pairs of (M 51, M 52) and a transistor (M 53, M 54), respectively, and the drain electrode are each connected to a node (N5) and a node (N6), a transistor (M 51) and a transistor (M 54 The other end of the switch SW 21 of the
인덕터(L51)의 일단은 트랜지스터(M51)의 게이트 전극과 트랜지스터(M53)의 게이트 전극은 서로 연결되는 노드(N3)에 연결되어 있으며, 타단은 트랜지스터(M52)의 게이트 전극과 트랜지스터(M54)의 게이트 전극은 서로 연결되는 노드(N4)에 연결되어 있다. 이때, 인덕터(L51)의 일단에는 바이어스 전압(VB3)이 공급되며, 타단에는 바이어스 전압(VB4)이 공급된다. 인덕터(L52)의 일단은 노드(N5)에 연결되어 있으며, 타단은 노드(N6)에 연결되어 있다. 여기서, 인덕터(L52)의 일단과 타단에는 직렬로 연결된 커패시터(C51) 및 커패시터(C52)가 병렬로 연결되어 있다. One end of the inductor L 51 is connected to a node N3, which is connected to the gate electrode of the transistor M 51 and the gate electrode of the transistor M 53 , and the other end thereof is a gate electrode and a transistor of the transistor M 52 . The gate electrode of M 54 is connected to a node N4 connected to each other. At this time, the bias voltage VB3 is supplied to one end of the inductor L 51 , and the bias voltage VB4 is supplied to the other end. One end of the inductor L 52 is connected to the node N5, and the other end is connected to the node N6. Here, one end of the inductor L 52 and the other end of the capacitor C 51 and the capacitor C 52 connected in series are connected in parallel.
이러한 다중모드 전압제어 발진기(500)의 동작을 살펴보면, 전원부(510)의 전류원(I51) 또는 전류원(I52)을 통해 전류가 인가되면, 스위치(SW11) 및 스위치(SW12) 중 바이어스 전압이 인가되어 턴온된 스위치에만 전류가 인가된다.Referring to the operation of the multi-mode voltage controlled
만약 스위치(SW21)가 턴온된 경우, 다중모드 공진부(530)에서 트랜지스 터(M51) 및 트랜지스터(M54)는 턴온되어 인덕터(L51)의 일단에 트랜지스터(M51)의 게이트 전극이 연결되며, 타단에 트랜지스터(M54)의 게이트 전극이 연결된다. 이때, 인덕터(L52)의 일단은 턴온된 트랜지스터(M51)의 드레인 전극과 연결되는 노드(N5)에 연결되며, 타단은 턴온된 트랜지스터(M54)의 드레인 전극과 연결되는 노드(N6)에 연결된다. 따라서, 다중모드 공진부(530)는 도 2b에 도시한 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기(200')와 같이 트랜지스터(M51)의 게이트 전극에 인덕터(L51)의 일단에 순방향으로 연결되고, 트랜지스터(M54)의 게이트 전극에 인덕터(L51)의 타단이 순방향으로 연결되어 오드 모드(Odd Mode)로 동작하는 고주파 발진기로 동작한다.If the switch SW 21 is turned on, in the
한편, 스위치(SW21)가 턴온된 경우, 다중모드 공진부(530)에서 트랜지스터(M52) 및 트랜지스터(M53)는 턴온되어 인덕터(L51)의 일단에 트랜지스터(M53)의 게이트 전극이 연결되며, 타단에 트랜지스터(M52)의 게이트 전극이 연결된다. 이때, 인덕터(L52)의 일단은 턴온된 트랜지스터(M52)의 드레인 전극과 연결되는 노드(N5)에 연결되며, 타단은 턴온된 트랜지스터(M53)의 드레인 전극과 연결되는 노드(N6)에 연결된다. 따라서, 다중모드 공진부(530)는 도 3b에 도시한 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기(300')와 같이 트랜지스터(M53)의 게이트 전극이 인덕터(L51)의 일단에 역방향으로 연결되고, 트랜지스터(M52)의 게이트 전극이 인덕터(L51)의 타단에 역방 향으로 연결되어 이븐 모드(Even Mode)로 동작하는 저주파 발진기로 동작한다.On the other hand, when the switch SW 21 is turned on, in the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 형식의 다중모드 전압제어 발진기(400) 및 출력 위상이 다른 트랜지스터를 이용하는 다중모드 전압제어 발진기(500)는 전류의 소모량이 작아 저전력 구조를 가지며, 하나의 다중모드 공진부(430, 530)를 이용하여 고주파 발진 및 저주파 발진이 가능하므로 칩 사이즈를 줄일 수 있다. 그리고, 단일 구조(Single Ended)로서 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터의 상호작용에 의해 위상잡음 성능을 향상시킬 수 있으며, 다중모드 공진부(430, 530)의 공명을 표시하는 Q 팩터를 향상시킬 수 있다. As described above, the inverter-type multimode voltage controlled
본 발명의 실시예에서는 인버터 형식의 다중모드 전압제어 발진기(400) 및 출력 위상이 다른 트랜지스터를 이용하는 다중모드 전압제어 발진기(500)의 회로구조를 일례로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다중모드 공진부(430, 530)의 트랜스포머의 각 포트를 연결하는 구조를 변환하여 고주파 발진기 및 저주파 발진기로 동작할 수 있는 다른 구조도 본 발명의 다중모드 전압제어 발진기에 포함될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the circuit structure of the multi-mode voltage controlled
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 일반적인 트랜스포머 기반 공진부를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a general transformer-based resonator.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 고주파 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다.2A schematically illustrates a transformer-based high frequency voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a에 도시한 고주파 전압제어 발진기의 일례인 인버터 형식의 고주파 전압제어 발진기를 나타내는 도면이다.FIG. 2B is a diagram showing an inverter type high frequency voltage controlled oscillator which is an example of the high frequency voltage controlled oscillator shown in FIG. 2A.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머 기반의 저주파 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다.3A schematically illustrates a transformer-based low frequency voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a에 도시한 저주파 전압제어 발진기의 일례인 인버터 형식의 저주파 전압제어 발진기를 나타내는 도면이다.3B is a view showing an inverter type low frequency voltage controlled oscillator which is an example of the low frequency voltage controlled oscillator shown in FIG. 3A.
도 4는 도 2a 및 도 3a에 도시한 트랜스포머 기반의 고주파 전압제어 발진기 및 트랜스포머 기반의 저주파 전압제어 발진기를 결합한 다중모드 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a multi-mode voltage controlled oscillator combining a transformer based high frequency voltage controlled oscillator and a transformer based low frequency voltage controlled oscillator shown in FIGS. 2A and 3A.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중모드 전압제어 발진기를 개략적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a multi-mode voltage controlled oscillator according to another embodiment of the present invention.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090046456A KR101069407B1 (en) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | Voltage controlled oscillstor based transformer and multiband voltage controlled oscillstor including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090046456A KR101069407B1 (en) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | Voltage controlled oscillstor based transformer and multiband voltage controlled oscillstor including the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100128036A KR20100128036A (en) | 2010-12-07 |
KR101069407B1 true KR101069407B1 (en) | 2011-09-30 |
Family
ID=43505042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090046456A KR101069407B1 (en) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | Voltage controlled oscillstor based transformer and multiband voltage controlled oscillstor including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101069407B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006229266A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Renesas Technology Corp | Voltage-controlled oscillator and rf-ic |
KR20060117618A (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-17 | 삼성전기주식회사 | Dual band type voltage controlled oscillator |
KR20080029680A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | 한국전자통신연구원 | Dual band oscillator using frequency synthesizer |
-
2009
- 2009-05-27 KR KR1020090046456A patent/KR101069407B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006229266A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Renesas Technology Corp | Voltage-controlled oscillator and rf-ic |
KR20060117618A (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-17 | 삼성전기주식회사 | Dual band type voltage controlled oscillator |
KR20080029680A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | 한국전자통신연구원 | Dual band oscillator using frequency synthesizer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100128036A (en) | 2010-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100757856B1 (en) | Source coupled differential complementary colpitts oscillator | |
US7375596B2 (en) | Quadrature voltage controlled oscillator | |
US8125282B2 (en) | Dual-band coupled VCO | |
US8264293B2 (en) | Oscillator | |
KR101043418B1 (en) | Differential colpitts voltage controlled oscillstor for improving negative resistance | |
CN111293981B (en) | Four-mode oscillator based on electromagnetic hybrid coupling | |
CN1983798A (en) | Voltage-controlled oscillator, transmitter and receiver | |
KR101330657B1 (en) | Voltage control oscillator | |
JP2009284329A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
KR100523802B1 (en) | Source-Injection Parallel Coupled LC-Quadrature Voltage Controlled Oscillator | |
US20040080374A1 (en) | Voltage controlled oscillator | |
KR20030042058A (en) | Voltage controlled oscillator using an LC resonator and a differential amplifier | |
US7679465B2 (en) | Oscillator circuit | |
US20090072919A1 (en) | Voltage-controlled oscillator with wide oscillation frequency range and linear characteristics | |
US8217728B2 (en) | LC voltage-controlled oscillator | |
US20080315964A1 (en) | Voltage controlled oscillator using tunable active inductor | |
US20080238561A1 (en) | Piezoelectric oscillator | |
US7755440B2 (en) | Voltage controlled oscillator for controlling phase noise and method using the same | |
CN111342775A (en) | Dual-core oscillator based on current multiplexing and transformer coupling buffer amplifier | |
US7227425B2 (en) | Dual-band voltage controlled oscillator utilizing switched feedback technology | |
KR101069407B1 (en) | Voltage controlled oscillstor based transformer and multiband voltage controlled oscillstor including the same | |
US6812798B1 (en) | LC quadrature oscillator having coupling circuits | |
KR20100012337A (en) | Voltage controled oscillator | |
KR100422505B1 (en) | LC tank Voltage Controlled Push-Push Oscillator with Differential Configuration | |
KR20130032501A (en) | Frequency mixer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140827 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |