KR101207960B1 - Variable active inductor, phase shifter and voltage controlled oscillator using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기에 대한 것으로서, 특히 집중 소자를 추가하여 사용 주파수 범위를 확장할 수 있는 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기에 관한 것이다. 본 발명은 집중 소자를 이용하여 사용 주파수가 확장된 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 캐스코드 구조를 사용하여 Q-팩터를 향상시키며 안정된 영역에서 동작되는 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기를 제공할 수 있다.The present invention relates to a variable active inductor, a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the same, and more particularly, to a variable active inductor and a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the same to extend a frequency range of use by adding a lumped element. . The present invention can provide a variable active inductor having an extended use frequency, a phase shifter, and a voltage controlled oscillator using the lumped element. In addition, the present invention can provide a variable active inductor, a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the cascode structure to improve the Q-factor and operate in a stable region.
Description
본 발명은 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기에 대한 것으로서, 특히 집중 소자를 추가하여 사용 주파수 범위를 확장할 수 있는 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기에 관한 것이다.The present invention relates to a variable active inductor, a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the same, and more particularly, to a variable active inductor and a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the same to extend a frequency range of use by adding a lumped element. .
인덕터는 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도하는 소자로서, 최근 다양한 응용 분야에서 인덕터의 값을 가변할 수 있는 기능을 요구하고 있다. 가장 보편화된 응용은 통신시스템에서 주파수 발생기(frequency synthesizer)로서, 송수신하고자 하는 대역폭을 조절하는 전압제어 발진기(voltage-controlled oscillator)에 사용된다. 일반적으로 전압제어 발진기의 동작주파수는 바렉터(varactor)를 이용하여 가변시키고 있으나, 가변 인덕터를 이용하여 그 동작 주파수 범위를 확장할 수 있다.An inductor is a device that induces a voltage in proportion to the change in current. Recently, an inductor has a demand for a function of changing an inductor's value in various applications. The most common application is a frequency synthesizer in a communication system, which is used in a voltage-controlled oscillator to adjust the bandwidth to be transmitted and received. In general, the operating frequency of the voltage controlled oscillator is changed by using a varactor, but the operating frequency range can be extended by using a variable inductor.
다른 중요한 응용 분야로는 고성능 레이다 시스템에서 널리 사용되는 위상배열안테나를 구성하는 위상변위기(phase shifter)이다. 위상변위기를 구성하는 다양한 방법이 기존에 제시되었으나, 최근 좌형성 매타재질(left-handed metamaterial)을 이용하여 위상변위기를 구현하는 방법이 제시되었다. 좌형성 매타재질을 이용함으로서 음의 유전율(permettivity)과 투자율(permeability)이 구현 가능하여 기존의 물리적 특성을 확장함으로서 다양한 새로운 기능을 구현하고 있다. 좌형성 매타재질은 기존에 이미 알려져 있는 우형성 전송선로의 특성과 결합되어 위상변위기로 사용될 수 있음이 기존에 발표된 문헌을 통해 입증되었다. 또한, 이들 위상변위기는 반도체 집적회로 공정을 사용함으로서 소형화와 정밀한 특성 제어가 가능하게 되었다. 그러나, 기존에 발표된 위상변위기의 구조에서는 위상변위를 얻기 위해 바렉터를 주로 사용하고 있으나, 이들 구조는 바렉터의 비교적 큰 손실과 제한된 커패시터 범위에 의해 특성이 제한되어 왔다. 또한, 바렉터를 이용하여 주파수를 튜닝하는 방법은 마이크로파 대역 이상에서는 튜닝 범위가 제한되고 손실이 큰 단점을 갖는다. 이런 단점을 해결하기 위해 RF 주파수 대역에 능동형 가변 인덕터를 좌형(left-handed) 전송 선로와 우형(right-handed) 전송 선로로 구성된 메타재질 위상변위기에 적용하는 새로운 시도가 발표되었으나, 능동형 가변 인덕터는 여전히 RF 주파수 대역이하 에서만 그 사용이 제한되어 왔다.Another important application is the phase shifter, which constitutes a phased array antenna widely used in high performance radar systems. Various methods of constructing a phase shifter have been proposed in the past, but a method of implementing a phase shifter using a left-handed metamaterial has recently been proposed. Negative permittivity and permeability can be realized by using the lefting material, and various new functions are realized by extending existing physical properties. Previously published literature has demonstrated that the lefting metamaterial can be used as a phase shifter in combination with the previously known characteristics of right-handed transmission lines. In addition, these phase shifters can be miniaturized and precisely controlled by using semiconductor integrated circuit processes. However, in the conventional structure of the phase shifter published, the varistor is mainly used to obtain the phase shift. However, these structures have been limited by the relatively large loss of the varactor and limited capacitor range. In addition, the method of tuning the frequency using the varactor has a disadvantage in that the tuning range is limited and the loss is large over the microwave band. To address these shortcomings, new attempts have been made to apply an active variable inductor to a meta-phase phase shifter consisting of a left-handed and right-handed transmission line in the RF frequency band. Is still limited to use below the RF frequency band.
본 발명의 목적은 사용 주파수를 확장할 수 있는 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a variable active inductor capable of extending the use frequency, a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the same.
본 발명의 다른 목적은 Q-팩터를 향상시킬 수 있으며 안정된 영역에서 동작되는 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a variable active inductor capable of improving the Q-factor and operating in a stable region, a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the same.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 드레인과 게이트가 구동 전원과 접속된 제 2 트랜지스터와, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인과 게이트 사이에 접속된 집중 소자와, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속되고, 소스가 상기 제 2 트랜지스터의 소스와 접속된 제 1 트랜지스터와, 상기 제 2 트랜지스터의 소스와 상기 제 1 트랜지스터의 소스 사이에 접속된 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 능동 인덕터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a second transistor having a drain and a gate connected to a driving power supply, a concentrating element connected between the drain and the gate of the second transistor, and a drain connected to the gate of the second transistor. And a first transistor having a source connected to the source of the second transistor, and a current source connected between the source of the second transistor and the source of the first transistor.
또한, 본 발명은 상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드 형태로 접속된 제 3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 3 트랜지스터는 소스가 상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 접속되고, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속된다. 여기서, 상기 집중 소자는 수동형 인덕터를 포함한다.The present invention may further include a third transistor connected to the first transistor in a cascode form. In this case, the source of the third transistor is connected to the drain of the first transistor, and the drain of the third transistor is connected to the gate of the second transistor. Here, the concentrator includes a passive inductor.
또한, 본 발명은 커패시턴스 및 제 1 인덕터를 포함하는 좌형 전송 선로와, 상기 좌형 전송 선로와 결합되며 버렉터 및 제 2 인덕터를 포함하는 우형 전송 선로를 포함하며, 상기 버렉터와 제 1 인덕터를 가변하여 위상 변위를 얻는 것을 특징으로 하는 위상 변위기를 제공한다.The present invention also includes a left transmission line including a capacitance and a first inductor, and a right transmission line coupled to the left transmission line and including a varactor and a second inductor. It provides a phase shifter characterized in that to obtain a phase shift.
또한, 본 발명은 드레인과 게이트가 구동 전원과 접속된 제 2 트랜지스터와, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인과 게이트 사이에 접속된 집중 소자와, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속되고, 소스가 상기 제 2 트랜지스터의 소스와 접속된 제 1 트랜지스터와, 상기 제 2 트랜지스터의 소스와 상기 제 1 트랜지스터의 소스 사이에 접속된 전류원을 가지는 가변 능동 인덕터를 포함하여 동작주파수를 가변시키는 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기를 제공한다. 상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드 형태로 접속된 제 3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 3 트랜지스터는 소스가 상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 접속되고, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속된다.The present invention also provides a second transistor having a drain and a gate connected to a driving power supply, a lumped element connected between the drain and the gate of the second transistor, a drain connected to a gate of the second transistor, and a source of the second transistor. And a variable active inductor having a first transistor connected to the source of the second transistor and a current source connected between the source of the second transistor and the source of the first transistor to vary the operating frequency. Provide an oscillator. The display device may further include a third transistor connected to the first transistor in a cascode form. In this case, the source of the third transistor is connected to the drain of the first transistor, and the drain of the third transistor is connected to the gate of the second transistor.
본 발명은 집중 소자를 이용하여 사용 주파수가 확장된 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기를 제공할 수 있다.The present invention can provide a variable active inductor having an extended use frequency, a phase shifter, and a voltage controlled oscillator using the lumped element.
또한, 본 발명은 캐스코드 구조를 사용하여 Q-팩터를 향상시키며 안정된 영역에서 동작되는 가변 능동 인덕터와 이를 이용한 위상 변위기 및 전압제어 발진기를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a variable active inductor, a phase shifter and a voltage controlled oscillator using the cascode structure to improve the Q-factor and operate in a stable region.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 회로도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 소신호 등가모델.
도 3은 도 2의 간략화된 등가 회로도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 회로도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 소신호 등가모델.
도 6은 도 5의 간략화된 등가 회로도.
도 7은 본 발명에 따른 가변 능동 인덕터를 이용한 메타재질 위상 변위기의 회로도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 가변 능동 인덕터를 이용한 전압제어 발진기의 회로도.1 is a circuit diagram of a variable active inductor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a small signal equivalent model of a variable active inductor according to a first embodiment of the present invention.
3 is a simplified equivalent circuit diagram of FIG.
4 is a circuit diagram of a variable active inductor according to a second embodiment of the present invention.
5 is a small signal equivalent model of a variable active inductor according to a second exemplary embodiment of the present invention.
6 is a simplified equivalent circuit diagram of FIG.
7 is a circuit diagram of a meta-material phase shifter using a variable active inductor according to the present invention.
8 and 9 are circuit diagrams of a voltage controlled oscillator using a variable active inductor according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a variable active inductor according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터는 도 1에 도시된 바와 같이, 드레인과 게이트가 구동 전원()과 접속된 제 2 트랜지스터()와, 제 2 트랜지스터()의 드레인과 게이트 사이에 접속된 집중 소자()와, 드레인이 제 2 트랜지스터()의 게이트와 접속되고, 소스가 제 2 트랜지스터()의 소스와 접속된 제 1 트랜지스터()와, 제 2 트랜지스터()의 소스와 제 1 트랜지스터()의 소스 사이에 접속된 전류원을 포함한다.In the variable active inductor according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. And a second transistor connected to ) And the second transistor ( A concentrated element connected between the drain and the gate of ) And the drain has a second transistor ( Is connected to the gate of the source, and the source is the second transistor ( A first transistor connected with a source of ) And the second transistor ( Source and the first transistor ( A current source connected between the sources.
본 발명은 집중 소자로 수동형 인덕터()를 추가하여 사용 가능한 주파수를 마이크로파 대역 이상으로 확장할 수 있다.The present invention is a passive element inductor ( ), You can extend the available frequencies beyond the microwave band.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 소신호 등가회로이고, 도 3은 도 2를 간략화한 등가 회로도이다.FIG. 2 is a small signal equivalent circuit of the variable active inductor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 트랜지스터()의 등가회로는 트랜스컨덕턴스(), 게이트-소스 커패시턴스(), 그리고 출력 임피던스()로 표현되고, 제 2 트랜지스터()의 표현도 이와 유사하다. 이 회로에 대한 소신호 등가회로 분석을 통해서 도 3에 나타낸 간략화된 등가회로를 얻을 수 있으며, 이를 통해 튜닝 인덕터 값에 대한 해석적인 수식을 얻는다. 출력 임피던스()가 인 조건을 이용하면, 도 2에 나타낸 회로의 입력 임피던스 을 다음의 수학식1과 같이 얻는다.As shown in FIG. 2, the first transistor ( The equivalent circuit of) is the transconductance ( ), Gate-source capacitance ( ), And the output impedance ( ) And the second transistor ( ) Is similar. By analyzing the small-signal equivalent circuit for this circuit, the simplified equivalent circuit shown in FIG. Output impedance ( )end When the phosphorus condition is used, the input impedance of the circuit shown in FIG. Is obtained as in
여기서, 수학식1의 각 파라미터는 아래의 수학식2 내지 수학식5와 같다.Here, each parameter of
여기서, 은 인 범위에서는 인덕턴스 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 인 조건을 선택하고, 인 주파수 영역에서 동작한다면 수학식5는 로 근사화되어, 기존의 gyrator-C 구조의 능동형 인덕터로 간소화됨을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명에서 제시하는 가변 능동 인덕터는 집중 소자()를 기존의 gyrator-C 구조에 추가함으로서 인 주파수 영역에서 동작 가능한 능동형 인덕터 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
here, silver It can be seen that the phosphorus range shows inductance characteristics. Also, Select the condition Equation 5 in the frequency domain It is approximated by, which simplifies the conventional gyrator-C structure active inductor. Therefore, the variable active inductor proposed in the present invention is a lumped element ( ) To the existing gyrator-C structure It can be seen that it has an active inductor characteristic that can operate in the in-frequency region.
다음은 캐스코드 형태로 구현된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변 능동 인덕터에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술될 내용에서는 전술된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.Next, a variable active inductor according to a second embodiment of the present invention implemented in the form of a cascode will be described with reference to the drawings. In the following description, the overlapping description of the variable active inductor according to the first embodiment of the present invention described above will be omitted or briefly described.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a variable active inductor according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변 능동 인덕터는 도 2에 도시된 바와 같이, 드레인과 게이트가 구동 전원과 접속된 제 2 트랜지스터와, 제 2 트랜지스터의 드레인과 게이트 사이에 접속된 집중 소자와, 드레인이 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속되고 소스가 제 2 트랜지스터의 소스와 접속된 제 1 트랜지스터와, 제 2 트랜지스터의 소스와 제 1 트랜지스터의 소스 사이에 접속된 전류원, 및 드레인이 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속되고 소스가 제 1 트랜지스터의 드레인과 접속된 제 3 트랜지스터를 포함한다.As shown in FIG. 2, the variable active inductor according to the second embodiment of the present invention includes a second transistor having a drain and a gate connected to a driving power supply, a concentrating element connected between the drain and the gate of the second transistor, A first transistor having a drain connected to the gate of the second transistor and a source connected to the source of the second transistor, a current source connected between the source of the second transistor and the source of the first transistor, and the drain of the gate of the second transistor And a third transistor connected to the source and connected to the drain of the first transistor.
본 실시예는 가변 능동 인덕터의 Q-팩터(quality factor, Q-factor)를 향상시키기 위해 캐스코드(cascode)를 사용한 구조를 나타내고 있다. 이 구조는 캐스코드 구조의 높은 출력 임피던스(output impedance) 특성에 의해 Q-팩터가 향상될 뿐만 아니라 제 3 트랜지스터()의 게이트에 입력되는 전압()을 가변함으로서 능동형 인덕터가 안정되게 동작하도록 한다. 즉, 본 실시예에 따른 가변 능동 인덕터는 캐스코드 구조의 높은 출력 임피던스 특성에 의해 Q-팩터가 향상되는 장점이 있고, 능동형 인덕터가 안정된 영역에서 동작되도록 튜닝할 수 있다.This embodiment shows a structure using a cascode to improve the quality factor (Q-factor) of the variable active inductor. This structure not only improves the Q-factor due to the high output impedance characteristic of the cascode structure, but also the third transistor ( Voltage at the gate of ) To make the active inductor operate stably. That is, the variable active inductor according to the present embodiment has the advantage that the Q-factor is improved by the high output impedance characteristic of the cascode structure, and the active inductor can be tuned to operate in a stable region.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변 능동 인덕터의 소신호 등가모델이고, 도 6은 도 5의 간략화된 등가 회로도이다.5 is a small signal equivalent model of a variable active inductor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a simplified equivalent circuit diagram of FIG.
본 실시예에 따른 가변 능동 인덕터에 대한 소신호 등가회로 분석을 통해 도 6과 같이 간략화된 등가회로를 얻을 수 있으며, 이를 통해 튜닝 인덕터 값에 대한 해석적인 수식을 얻는다. 출력 임피던스가 인 조건을 이용하면, 도 5에 나타낸 회로의 입력 임피던스 을 다음의 수학식6과 같이 얻는다.By analyzing the small signal equivalent circuit for the variable active inductor according to the present embodiment, a simplified equivalent circuit as shown in FIG. 6 can be obtained, and through this, an analytical formula for the tuning inductor value is obtained. Output impedance If the phosphorus condition is used, the input impedance of the circuit shown in FIG. Is obtained as in Equation 6 below.
여기서, 수학식6의 각 파라미터는 아래의 수학식7 내지 수학식10과 같다.Here, each parameter of Equation 6 is equal to Equation 7 to Equation 10 below.
여기서, 은 인 범위에서는 인덕턴스 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 인 조건을 선택하고, 인 주파수 영역에서 동작한다면 전술된 수학식10은 로 근사화되어, 기존의 gyrator-C 구조의 능동형 인덕터로 간소화됨을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명에서 제시하는 가변 능동 인덕터는 집중 소자()를 기존의 gyrator-C 구조에 추가함으로서 인 주파수 영역에서 동자가하는 능동형 인덕터 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 이 구조에서는 도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터 구조에서 얻은 의 값보다 도 5에 도시된 본 실시예에 따른 가변 능동 인덕터 구조에서 얻은 의 값이 캐스코드 구조에 의해서 감소되는 것을 확인할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 캐스코드 구조를 사용함으로서 Q-팩터를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
here, silver It can be seen that the phosphorus range shows inductance characteristics. Also, Select the condition If it operates in the in frequency domain described above Equation 10 It is approximated by, which simplifies the conventional gyrator-C structure active inductor. Therefore, the variable active inductor proposed in the present invention is a lumped element ( ) To the existing gyrator-C structure It can be seen that the active inductor has a characteristic of a pupil in the in-frequency region. In addition, in this structure, the variable active inductor structure according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Obtained from the variable active inductor structure according to the present embodiment shown in FIG. It can be seen that the value of is reduced by the cascode structure. Therefore, it can be seen that the present invention can improve the Q-factor by using a cascode structure.
다음은 전술된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터를 이용하여 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 사용할 수 있는 본 발명에 따른 메타재질 위상 변위기에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다.Next, a meta-material phase shifter according to the present invention which can be used in microwave and millimeter wave bands using the variable active inductor according to the first embodiment of the present invention described above will be described with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 따른 가변 능동 인덕터를 이용한 메타재질 위상 변위기의 회로도이다.7 is a circuit diagram of a meta-material phase shifter using a variable active inductor according to the present invention.
본 발명에 따른 메타재질 위상 변위기는 도 7에 도시된 바와 같이, 우형 전송 선로와, 우형 전송 선로와 결합된 좌형 전송 선로가 결합된 메타재질 구조이다. 본 실시예에서, 이 전술된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터로 구현된다. 또한, 집중 소자 커패시턴스 은 과 함께 좌형 전송 선로를 구성하며, 집중 소자 인덕턴스 은 버렉터 와 함께 우형 전송 선로를 구성한다. 여기서, 위상 가변은 과 버렉터 를 가변하여 위상 변위를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 7, the meta-material phase shifter according to the present invention is a meta-material structure in which a right transmission line and a left transmission line coupled with the right transmission line are combined. In this embodiment, This is implemented with the variable active inductor according to the first embodiment of the present invention described above. In addition, lumped element capacitance silver Together with the left transmission line, lumped element inductance Silver collector Together with this, it constructs a right transmission line. Where the phase variable is And collector The phase shift can be obtained by varying.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 전술된 본 발명에 따른 메타재질 위상 변위기는 본 발명에 따른 가변 능동 인덕터 중 전술된 제 1 실시예에 따른 가변 능동 인덕터를 이용한 하나의 예시일뿐이며, 본 발명에 따른 가변 능동 인덕터는 RF, 마이크로파 및 밀리미터파 대역 전압제어 발진기의 주파수 가변기능에 적용되어 주파수 가변 범위를 확장시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 가변 능동 인덕터는 RF, 마이크로파 및 밀리미터파 대역 주파수 변위기의 위상 가변 기능에 적용되어 주파수 가변 범위를 확장시킬 수도 있다. 이는 예를 들어, 기존에 사용되는 전압제어발진기의 경우 인덕터는 고정된 값을 가지므로 동작주파수를 바렉터를 이용하여 가변시키고 있으나, 본 발명은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전술된 본 발명에 따른 능동 인덕터로 주파수 가변 범위를 확장할 수 있다. 물론, 도 8에서 제 3 트랜지스터(M13)은 생략될 수도 있다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit of the invention described in the claims below. I can understand. That is, the meta-material phase shifter according to the present invention described above is just one example of the variable active inductor according to the first embodiment of the variable active inductor according to the present invention. It can be applied to the frequency variable function of microwave and millimeter wave band voltage controlled oscillator to extend the frequency variable range. In addition, the variable active inductor according to the present invention may be applied to the phase variable function of the RF, microwave, and millimeter wave band frequency shifters to extend the frequency variable range. For example, in the case of a conventionally used voltage controlled oscillator, since the inductor has a fixed value, the operating frequency is changed using the varactor, but the present invention is illustrated in FIGS. 8 and 9. The active inductor according to the present invention can extend the frequency variable range. Of course, in FIG. 8, the third transistor M13 may be omitted.
M1: 제 1 트랜지스터 M2: 제 2 트랜지스터
M3: 제 3 트랜지스터 L1: 인덕터M1: first transistor M2: second transistor
M3: third transistor L1: inductor
Claims (8)
상기 제 2 트랜지스터의 드레인과 게이트 사이에 접속된 수동형 인덕터와,
드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속되고, 소스가 상기 제 2 트랜지스터의 소스와 접속된 제 1 트랜지스터와,
상기 제 2 트랜지스터의 소스와 상기 제 1 트랜지스터의 소스 사이에 접속된 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 능동 인덕터.A second transistor having a drain and a gate connected to a driving power supply;
A passive inductor connected between the drain and the gate of the second transistor;
A first transistor having a drain connected to the gate of the second transistor and a source connected to the source of the second transistor;
And a current source connected between the source of the second transistor and the source of the first transistor.
상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드 형태로 접속된 제 3 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 능동 인덕터.The method according to claim 1,
And a third transistor connected in cascode form with the first transistor.
상기 제 3 트랜지스터는 소스가 상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 접속되고, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속된 것을 특징으로 하는 가변 능동 인덕터.The method according to claim 2,
And wherein the third transistor has a source connected to a drain of the first transistor and a drain connected to a gate of the second transistor.
상기 좌형 전송 선로와 결합되며 버렉터 및 제 2 인덕터를 포함하는 우형 전송 선로를 포함하며,
상기 버렉터와 제 1 인덕터를 가변하여 위상 변위를 얻는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.A left transmission line comprising a capacitance and a first inductor,
A right transmission line coupled to the left transmission line and including a varactor and a second inductor,
Phase shifter, characterized in that for obtaining a phase shift by varying the collector and the first inductor.
상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드 형태로 접속된 제 3 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기.The method of claim 6,
And a third transistor connected to the first transistor in the form of a cascode.
상기 제 3 트랜지스터는 소스가 상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 접속되고, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 접속된 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기.The method of claim 7,
And the third transistor has a source connected to a drain of the first transistor and a drain connected to a gate of the second transistor.
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