KR20010050652A - 개선된 오실레이터 회로 - Google Patents

개선된 오실레이터 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR20010050652A
KR20010050652A KR1020000056598A KR20000056598A KR20010050652A KR 20010050652 A KR20010050652 A KR 20010050652A KR 1020000056598 A KR1020000056598 A KR 1020000056598A KR 20000056598 A KR20000056598 A KR 20000056598A KR 20010050652 A KR20010050652 A KR 20010050652A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transistor
terminal
signal
source terminal
inductor
Prior art date
Application number
KR1020000056598A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100723117B1 (ko
Inventor
왕홍모
Original Assignee
루센트 테크놀러지스 인크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루센트 테크놀러지스 인크 filed Critical 루센트 테크놀러지스 인크
Publication of KR20010050652A publication Critical patent/KR20010050652A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100723117B1 publication Critical patent/KR100723117B1/ko

Links

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
    • 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
    • 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
    • H03B5/1203—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 being a single transistor
    • 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
    • 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
    • H03B5/1237—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 comprising means for varying the frequency of the generator
    • H03B5/124—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 comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

발생된 오실레이팅 신호의 신호 전력을 증가 시키면서 위상 노이즈를 감소 시키는 개선된 오실레이터 회로가 개시되어 있다. 상기 회로는 주기적인 오실레이팅 신호 및 제 1 제어 신호를 발생시키기 위해 하나의 인덕터와 커패시터들을 가진 오실레이팅 단계를 포함한다. 활성 단계(an active stage)는 게이트 터미널, 소스 터미널, 드레인 터미널을 가진 트랜지스터를 갖고 있으며 제 1 제어 신호가 트랜지스터의 소스 터미널에 공급되도록 탱크 단계에 연결되어 있다. 제 2 제어 신호는, 제 1 제어 신호가 소스 터미널에 공급되는 전압을 감소 시킬 때 게이트 터미널에 공급되는 전압을 증가시켜 탱크 단계로의 신호 부스팅 전력을 공급하기 위한 트랜지스터 활성화를 제어하도록 트랜지스터 게이트 터미널에 공급된다.

Description

개선된 오실레이터 회로{IMPROVED OSCILLATOR CIRCUIT}
본 발명은 증가된 신호 전력을 갖는 개선된 오실레이터 회로에 관한 것이다.
오실레이터 회로는 신호 오실레이션을 일으키는 한 개 혹은 그 이상의 인덕턴스 및 커패시턴스 요소를 갖는 탱크 부분(a tank section)을 포함한다. 모든 탱크 회로는 원래 손실을 갖는데 인덕턴스 요소에서의 저항이 그 예이다. 그러한 손실은 결과적으로 오실레이트된 출력 신호의 시간 경과에 따른 감쇄를 초래한다. 각각의 오실레이터 신호 주기에서 손실의 최대치는 오실레이트된 출력 신호의 최대치, 즉 오실레이트된 신호의 최대 진폭과 일치한다. 이런 문제를 극복하기 위해 오실레이터 회로는 탱크에 에너지를 가산(add)하여 신호 감쇄를 보상하는 활성 단계(an active stage)를 포함한다. 그러나 이 접근이 갖는 문제는 회로가 소모하는 직류 전력이 대개 회로가 발생시키는 신호 전력 보다 훨씬 크다는 것이다. 그리고 최근에 본 발명자가 발견한 바와 같이 주어진 직류 전력의 양으로 부터 더 많은 신호 전력을 발생시키기 위해서는 가능한 한 좁은 펄스로서 탱크에 에너지를 보충해 주는 것이 필요하다.
상기에서 논의한 결점을 갖는 잘 알려지고 널리 사용되는 오실레이터 회로는 탱크에서의 손실이 크거나 혹은 첨예도(a quality factor)가 작을 때 특히 싱글 엔드형(single-ended) 오실레이션을 발생시키는 도 1의 콜피츠(Colpitts) 오실레이터(10)이다. 이런 오실레이터는 하나의 인덕터(L)와 한 쌍의 커패시터(C1, C2)를 갖는 탱크 단계를 포함하며, 탱크 단계는 일정 전류(I)를 발생시키는 하나의 직류 전류 전원 및 하나의 트랜지스터(Q)를 갖는 전력 보충 단계에 의해 구동된다. 도시된 대로 커패시터들(C1, C2)은 트랜지스터(Q)의 소스 터미널에 위치하고 전압(V1)을 갖는 노드(N1)에 연결되어 있다. 커패시터(C1)는 전압(V2)인 노드(N2)에서 인덕터(L)와 연결되어 있다. 전압(VB)으로 바어어스된 공급 전력(V)과 직류 전류 전원(12)은 트랜지스터(Q)에 적당한 바이어스 조건을 제공한다. 전압(V2)은 회로(10)의 오실레이트된 출력 신호를 나타낸다.
탱크 단계가 오실레이트하기 시작할 때 신호(V2)의 값은 증가하고 휴지 포인트(a quiescent point : V ) 근처에서 주기적으로 감소한다. 신호(V1)는 기본적으로 커패시터(C1과 C2)사이의 신호(V2)의 분배된 전압이며 따라서 휴지 포인트 근처에서 변한다. 신호(V2와 V1)가 증가함에 따라 턴온(turn-on) 혹은 임계 전압(VTH)을 갖는 트랜지스터(Q)는 게이트와 소스 터미널 사이의 전압(Vgs)이 임계값(VTH)이하로 감소하기 때문에 턴 오프(turn-off) 될 것이다. 결과적으로 커패시터(C1)가 직류 전류에서 개방되기 때문에 전류 소스(12)가 필요로 하는 전류(I)는 커패시터(C2)의 방전을 통해 공급된다. 오실레이션이 지속함에 따라 이것은 전압(Vgs)이 전압(VTH)을 초과할 때까지 전압(V1)과 전압(V2)의 감소를 야기한다. 이런 점에서 트랜지스터(Q)는 전류 소스(12)에 전류를 공급하고 커패시터(C2)를 재충전하기 위해 턴온 된다. 결과적으로 신호(V1)와 신호(V2)는 다시 증가한다.
도 1의 종래 기술 회로(10)의 결점은 트랜지스터의 도전 주기(a conduction duration)가 하나의 제어 신호 즉 커패시터들(C1과 C2)의 비율을 통해 출력 신호(V2)에 관련된 신호(V1)의 지시를 받는다는 점이다. 따라서 C2의 선택은 이중의 정반대 역활을 한다. 보다 구체적으로는 C2는 가능한 한 짧은 주기 동안에 트랜지스터를 온과 오프로 전환하도록 신호(V1)에서의 큰 변화를 발생시키기 위해 작아지는 것이 필요하다. 반면 C2는 가능한 한 긴 주기 동안에 전류 소스(12)가 발생 시킨 전류를 공급하도록 커지는 것이 필요하다. 이러한 딜레마에서 기인한 트랜지스터 도전 주기에 대한 한계는 결과적으로 증가된 신호 전력 및 증가된 주파수 안정도를 달성하기 위한 종래 기술 회로의 능력을 제한한다.
오실레이터 회로는 증가된 오실레이터 신호 전력과 증가된 주파수 안정도를 달성하기 위해 제공된다. 본 발명의 회로는 오실레이트된 신호를 발생하기 위해 하나의 인덕터와 최소 한쌍의 커패시터를 갖는 탱크 단계를 포함한다. 활성 단계는 탱크 단계에 전기적으로 연결되어 전력을 주입함으로써 탱크에서 발생한 손실을 보상한다. 활성 단계는 게이트 터미널, 소스 터미널, 드레인 터미널을 가진 트랜지스터를 포함한다. 공급 전압(V), 바이어스 전압(VB) 및 직류 전류 전원은 적당한 바이어스 조건을 제공하기 위해 활성 단계에 연결되어 있다. 커패시터들은 또한 소스 터미널에 연결되어 있어 게이트와 소스 터미널 사이의 전압이 트랜지스터의 임계 전압을 초과할 때 선택적으로 트랜지스터를 활성화하기 위해 소스 터미널에 제 1 제어 신호를 공급한다. 제 2 제어 신호를 발생 시키고 그 신호를 게이트 터미널에 공급하는 수단이 제공되어 가능한 한 짧은 주기에 트랜지스터가 온 과 오프를 전환할 수 있다는 것을 보장한다.
바람직한 실시예에서 제어 수단은 전류가 제 1 인덕터를 통해 흐를 때 제 2 제어 신호를 발생시키도록 제 1 인덕터에 전자기적으로 결합된 제 2 인덕터를 포함한다.
다른 바람직한 실시예에서는, 차동 오실레이터 회로가 개선된 오실레이팅 신호 전력을 발생시킨다. 차동 회로는 두 개의 회로 가지(branch)를 포함하며, 각 가지는 교차 결합하여 구성된 탱크 단계와 활성 단계를 포함한다. 여기서 각 탱크 단계는 오실레이팅 신호를 발생시키고 나머지 활성 단계의 트랜지스터 게이트 터미널 각각에 오실레이팅 신호를 공급한다. 이런 방식으로 각 탱크 단계로부터 발생한 오실레이팅 신호 각각은 다른 단계에서 트랜지스터를 위한 제 2 제어 신호로서 동작한다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부된 도면들과 결합하여 이하의 발명의 구성을 참조하면 명확하게 될 것이다. 그러나 도면들은 본 발명의 한계를 규정한 것이 아닌 오직 예시용이며, 본 발명은 오직 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 종래 오실레이터 회로의 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 오실레이터 회로의 개략도,
도 3a-3d는 도 2의 회로에서 발생된 전압 파형의 그래프들,
도 4는 본 발명의 오실레이터 회로의 다른 실시예의 개략도.
오실레이터 회로의 디자인 목적은 가능한 한 높은 주파수 안정도를 달성하는 것이다. 주파수 안정도는 종종 특정 오실레이터 회로에서 측정된 위상 노이즈로 표현된다. 감소한 위상 노이즈는 증가된 주파수 안정도를 갖게 한다. 위상 노이즈는 신호 전력에 대한 노이즈 전력의 비로 규정되며, 오실레이팅 신호의 신호 전력을 증가함으로써 감소될 수 있다. 본 발명자는 상기에서 논의된 종래 기술 회로(10)와 같은 주어진 오실레이터 회로에서 트랜지스터(Q)가 활성화되는 시간 혹은 주기의 길이가 신호 전력에 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 특히 본 발명자는 트랜지스터 도전 주기를 최소화 함으로써 오실레이팅 신호의 신호 전력을 최대화 할 수 있으며 결과적으로 위상 노이즈가 감소하고 주파수 안정도가 개선된다는 것을 발견하였다.
이 원리를 이용한, 본 발명의 현재의 바람직한 실시예에 따른 싱글 엔드형 오실레이터 회로(100)의 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 도 1의 종래 기술의 회로(10)와 같이, 회로(100)는 하나의 인덕터(L)와 한 쌍의 커패시터(C1, C2)를 갖는 탱크 단계를 포함한다. 게이트, 드레인, 소스 터미널을 가진 트랜지스터(Q)를 포함하는 활성 단계가 탱크에서의 손실을 보상하기 위해 사용된다. 트랜지스터의 적정 바이어스 조건을 제공하기 위해 직류 공급 전압(V), 직류 바이어스 전압(VB)및직류 전류 전원(120)이 제공된다. 회로(100)는 트랜지스터의 드레인 터미널, 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)사이에 형성된 노드(N2)에서 오실레이팅 출력 신호(V2)를 발생시킨다. 커패시터들(C1과 C2)은 도시된대로 서로 연결되어 있으며 신호(V1)가 걸리는 노드(N1)에서 트랜지스터(Q)의 소스 터미널에 연결되어 있다. 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 트랜지스터(Q)를 제어하는 수단이 또한 제공된다. 바람직한 실시예에서 제어 수단은 제 2 인턱터(L2)를 포함하며, 제 2 인덕터(L2)는 전자기적으로 인덕터(L1)와 결합되어 있으며 트랜지스터 게이트 터미널과 바이어스 전압(VB)사이에 연결되어 있다.
도시된 회로(100)에서, 트랜지스터(Q)는 임계 전압(VTH)을 갖는 n채널 FET가 바람직하다. 알려진대로 그러한 장치는 게이트와 소스 터미널 사이 전압(Vgs)이 임계전압(VTH)을 초과할 때는 "온(on)"으로 전환되거나 도전(conduct)된다. 종래 기술 회로(10)와 관련하여 상기에서 설명하였듯이, 오실레이션 동안에 노드(N2)에서 도 3a에 도시한 형태의 오실레이트된 출력 신호(V2)가 발생하며, 이 출력 신호(V2)는 직류 전압(V)을 중심으로 한 진폭을 가진 위상 주기를 갖는다. 전압(V2)이 감소함에 따라 트랜지스터(Q)를 제어하기 위한 신호(V1)또한 감소한다. 도 3b에서 신호(V1)는 신호(V2)를 뒤따르나 휴지 전압(V1b)을 중심으로 하여 감소된 진폭을 갖는다.
V1값이 전압(Vgs)이 임계 전압(VTH)을 초과하게 하여 트랜지스터를 활성화 시킬 때와 같이 트랜지스터(Q)가 오직 신호(V1)에 의해 제어되는 종래 기술 회로(10)와 달리 회로(100)에서 트랜지스터(Q)는 트랜지스터의 게이트 터미널에 인가되는 제 2 제어 신호(V3)에 의해 추가로 제어된다. 신호(V3)는 인덕터(L1)와 전자기적으로 결합된 인덕터(L2)에서 바람직하게 발생되며, 따라서 인덕터(L1)의 도전성에 의존한다. 그런 경우 오실레이션 주기동안 신호(V2)가 감소할 때 신호(V3)는 증가한다. 도 3c는 신호(V2)와는 반대 극성을 가지나 공통의 주기를 공유하는 신호(V3)를 나타내며, 도시된대로 신호(V3)는 직류 전압(VB)을 중심으로 한다.
상기 이유로 신호(V2)가 상기 이유로 감소할 때 제어 신호(V1)는 감소하기 때문에 신호(V3)에서의 동시 증가는 결과적으로 제 2 인덕터(L2)와 같은 트랜지스터 제어 수단이 없는 상태의 전압(Vgs)을 초과하는 증가한 전압(Vgs)을 갖게 한다. 즉 트랜지스터(Q)는 게이트 터미널(V3) 및 소스 터미널(V1)에 적용된 신호에 의해 제어되며 종래 기술 회로(10)와 같이 소스 터미널에 적용된 제어 신호(V1)만에 의해 제어되는 것과는 반대이다. 신호(V2)가 증가할때, 제 2 제어 신호(V3)는 감소하고 제 1 제어 신호 (V1)는 증가한다. 따라서 전압(Vgs: V3와 V1의 전압차)은 임계 전압(VTH) 아래로 더욱 급속히 떨어지고 트랜지스터(Q)는 턴 오프 된다. 이러한 방식으로 전압(Vgs)은 트랜지스터(Q)의 신속한 턴 온 및 턴 오프를 하기 위해 갑자기 임계 전압(VTH)을 초과하고 임계 전압(VTH)아래로 떨어질 수 있다. VB의 적당한 세팅을 통해 전압(Vgs)은 신호 전력을 최대화하기 위한 것과 같이 최소 주기 동안에 오실레이팅 출력 신호를 최대화 하기 위해 탱크 단계에 주기적인 전력 공급을 할 수 있게 한다. 즉 도 3d에서 도시된대로 Vgs의 전압 피크를 각 주기의 오직 한 순간에 오실레이팅 신호의 최대 피크와 일치하는 임계 전압(VTH)을 초과하게 단독으로 조절할 수 있다.
회로(100)가 기초한 본 발명의 개념은 도 4에서 개시된 것과 같은 차동 오실레이터 회로를 형성하는데 또한 사용될 수 있으며 다른 바람직한 실시예에 따른 일반 참조 번호(200)에 구체화되어 있다. 차동 오실레이터 회로(200)는 본질적으로 두개의 분리되고 구별되는 단일 밴드(band) 오실레이터 회로 부분(220과 240)으로 형성되며 이들 각각은 상기에서 논의한 회로(100)의 동작과 유사하다. 이하의 설명을 용이하게 하기 위하여 회로 부분(240)의 구성 요소 및 파라미터는 첨자 "A"를 포함한다. 차동 출력 신호들은 신호(V2및 V2A)로 명칭되고 이들은 트랜지스터(Q 및 QA)를 활성화하는데 사용되는 두 개의 제어 신호 중 하나를 각각 발생시킨다. 특히 트랜지스터(Q)는 신호(V1및 V3)에 의해 제어되고, 트랜지스터(QA)는 신호(V1A및 V3A)에 의해 제어된다. 각 트랜지스터는 각각 저항(R1, R1A)을 통하여 공급되는 직류 전압에 의해 바이어스된다. 제각기의 회로 부분으로부터 출력 신호의 교차 결합된 연결이 제어 신호(V3및 V3A)의 값을 제어하는 수단을 제공한다. 예를 들어 신호(V3)는 커패시터(C3A)를 통해 트랜지스터(Q)의 게이트 터미널에 인가되는 부분(240)의 출력 신호(V2A)에 결합되어 있으며, 신호(V3A)는 커패시터(C3)를 통해 트랜지스터(QA)의 게이트 터미널에 인가되는 부분(220)의 출력 신호(V2)에 결합되어 있다. 본 기술 분야에서 알려진 바와 같이 커패시터(C3및 C3A)는 신호(V2및 V2A)를 위한 교류 조건을 위한 단락(short) 회로를 나타낸다. 따라서 출력 교류 신호는 본질적으로 트랜지스터의 게이트 터미널에 직접 제공된다.
회로(200)의 차동 디자인 때문에, 신호(V2)가 감소할 때는 신호(V2A)는 증가하고 신호(V2)가 증가하면 신호(V2A)는 감소한다. 동작 중에 신호(V2)가 감소할 때 커패시터(C1및 C2)의 구성에 의해 제공된 전압 분배기 배치의 결과로 인하여 신호(V1)또한 감소한다. 동시에, 신호(V2A)가 증가하여 트랜지스터(Q)의 제어 신호(V3)를 증가시키고 Vgs가 큰 값을 갖도록 한다. 적당한 VB값을 선택했다고 가정하면, Vgs의 큰 값은 트랜지스터(Q)의 임계 전압(VTH)을 초과할 것이고 따라서 각 주기의 아주 짧은 순간 동안 트랜지스터(Q)를 활성화 시킴으로써 최대 출력 신호(V2)및 최소 위상 노이즈를 발생시킨다. 신호(V2)가 증가함에 따라 반대 결과가 발생한다. 즉 트랜지스터(Q)가 차단된 짧은 주기 동안 트랜지스터(QA)가 활성화된다.
회로(100) 혹은 회로(200)의 동작 시에, 아주 짧은 순간에 각 트랜지스터를 활성화시키는 것이 목적이다. 위에서 설명하였듯이 이것은 전압 전원(VB)및 트랜지스터 임계 전압의 상대적 전압 값의 적절한 선택과 제어를 통하여 달성된다. 결과적으로 출력 신호의 피크와 트랜지스터(Vds)를 통한 최소 전압 강하는 트랜지스터들이 활성화된 순간과 일치할 것이다. 이것은 결과적으로 트랜지스터가 최소로 전력을 소모하게 하고 에너지 보존 법칙에 의해 신호 전력은 최대가 된다.
다른 바람직한 실시예에서는 도 4에 도시된 대로 출력 노드(N2와 N2A)사이에 차동 출력 신호 주파수의 선택적 튜닝(tuning)을 제공하기 위해 버렉터(a varactor) ΔC 같은 튜닝 요소를 포함한다. 또한 버렉터는 노드(N2)와 그라운드 사이의 연결에 의한 출력 신호 주파수의 선택적 튜닝을 위해 도 2의 회로에 포함될 수 도 있다.
상기에서는 본 발명의 기본적이고 새로운 특징을 본 발명의 바람직한 실시예에 적용하여 도시하고, 표현하고, 지적했다. 당업자들은 본 발명의 정신에 어긋남이 없이 도시된 장치의 형태와 구성 혹은 동작 중에 있어서 다양하게 생략하고 대체하고 변화시킬 수 있다는 것을 인식하고 이해할 것이다. 예를 들어 같은 결과를 달성하기 위해 본질적으로 같은 방식으로 같은 기능을 수행하는 그런 요소들의 모든 조합은 본 발명의 범위내인 것은 명확하다. 더욱이 본 발명의 어느 개시된 형태 혹은 실시예와 연결되어 개시 및/또는 표현된 구조 및/또는 요소들은 일반적인 디자인 선택의 문제로서 달리 개시되거나 표현되고 제안된 형태 혹은 실시예와 결합될 수도 있다. 따라서 본 발명은 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.
본 발명은 증가된 오실레이터 신호 전력과 증가된 주파수 안정도를 달성하기 위해 하나의 인덕터와 최소 한쌍의 커패시터를 갖는 탱크 단계와 탱크에서 발생한 손실을 보상하기 위한 활성 단계를 포함한다.
커패시터들은 게이트와 소스 터미널 사이의 전압이 트랜지스터 임계 전압을 초과할 때 선택적으로 트랜지스터를 활성화하기 위해 소스 터미널에 제 1 제어 신호를 공급하고, 제 2 제어 신호를 게이트 터미널에 공급하여 트랜지스터가 짧은 주기 동안에 온과 오프로 전환되게 한다.

Claims (15)

  1. 증가된 신호 전력 및 감소된 위상 노이즈를 갖는 주기적인 오실레이팅 신호를 발생시키기 위한 오실레이터 회로에 있어서,
    게이트 터미널, 소스 터미널, 드레인 터미널과 제 1 임계 전압을 가지며 상기 게이트와 상기 소스 터미널 사이의 전압 차이가 상기 임계 전압을 초과할 때 선택적으로 활성화되는 트랜지스터와,
    상기 회로에 바이어스를 공급하기 위한 상기 소스 터미널에 연결된 직류 전류 전원과,
    인덕터와 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터 - 상기 제 1 커패시터와 제 2 커패시터는 상기 소스 터미널에 제 1 제어 신호를 공급하기 위해 서로 연결되어 있으며 상기 소스 터미널과도 연결되어 있음 - 를 구비한 탱크 부분과,
    상기 게이트 터미널에 제 2 제어 신호를 공급하고, 짧은 주기 동안 상기 트랜지스터를 활성화시키기 위해 상기 탱크 부분에 전력을 주입하도록 상기 제 1 제어 신호가 낮은 값을 가질 때 상기 제 2 제어 신호가 높은 값을 갖도록 구성된 수단을 포함하는
    오실레이터 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덕터는 제 1 인덕터를 포함하고, 상기 공급 수단은 상기 게이트 터미널과 연결되어 있고 상기 제 1 인덕터에 전자기적으로 결합된 제 2 인덕터를 포함하는 오실레이터 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 커패시터는 상기 제 1 커패시터 보다 더 큰 용량을 갖는 오실레이터 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주기적인 오실레이팅 신호는 최대 진폭을 가지고, 상기 제 2 제어 신호는 상기 최대 진폭이 발생할 때 상기 트랜지스터를 활성화 시키는 오실레이터 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로에 바이어스를 공급하기 위해 상기 게이트 터미널에 인가되는 직류 바어어스 전압 및 상기 드레인 터미널에 인가되는 직류 공급 전압을 더 포함하는 오실레이터 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인덕터는 상기 주기적인 오실레이팅 신호를 발생시키기 위해 상기 공급 전압과 상기 드레인 터미널 사이에 연결되는 오실레이터 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 제 1 트랜지스터를 구성하고, 상기 탱크 부분은 제 1 탱크 부분을 구성하고, 상기 주기적인 오실레이팅 신호는 제 1 주기적인 오실레이팅 신호 및 제 2 주기적인 오실레이팅 가지며, 또한
    상기 오실레이터 회로는 게이트 터미널, 소스 터미널, 드레인 터미널과 제 2 임계 전압을 가지며 상기 제 2 트랜지스터 게이트와 소스 터미널 사이의 전압 차이가 상기 제 2 임계 전압을 초과할 때 선택적으로 활성화되는 제 2 트랜지스터와,
    상기 회로에 동작 전류를 공급하기 위해 상기 제 2 트랜지스터 소스 터미널에 연결된 제 2 직류 전류 전원과,
    인덕터와 제 3 및 제 4 커패시터 - 상기 제 3 및 제 4 커패시터는 상기 제 2 트랜지스터 소스 터미널에 제 3 제어 신호를 공급하기 위해 서로 연결되어 있으며 상기 제 2 트랜지스터 소스 터미널과도 연결되어 있음 - 를 구비한 제 2 탱크 부분과,
    상기 제 2 트랜지스터 게이트 터미널에 제 4 제어 신호를 더 공급하고, 짧은 주기 동안 상기 제 2 트랜지스터를 활성화 시키기 위해 상기 제 2 탱크 부분에 전력을 주입하도록 상기 제 2 주기적인 오실레이팅 신호가 낮은 값일 때 상기 제 4 제어 신호가 높은 값을 갖게 하는 수단을 더 포함하는 오실레이터 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 4 커패시터는 상기 제 3 커패시터 보다 더 큰 용량을 갖는 오실레이터 회로.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로에 바이어스를 공급하기 위해 상기 게이트 터미널에 인가되는 직류 바이어스 전압 및 상기 드레인 터미널에 인가되는 직류 공급 전압을 더 포함하는 오실레이터 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인덕터는 상기 주기적인 오실레이팅 신호를 발생시키기 위해 상기 공급 전압과 상기 드레인 터미널 사이에 연결되는 오실레이터 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 탱크 부분은 출력 노드를 가지며,
    상기 오실레이터 회로는 상기 출력 노드와 통상의 그라운드 사이에 연결된 버렉터(a varactor)를 더 포함하는 오실레이터 회로.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 탱크 부분과 상기 제 2 탱크 부분은 출력 노드를 가지며,
    상기 오실레이터 회로는 상기 제 1 및 제 2 탱크 부분의 상기 출력 노드 사이에 연결된 버렉터를 더 포함하는 오실레이터 회로.
  13. 증가된 신호 전력 및 감소된 위상 노이즈를 가지고 주기적으로 발생하는 최대값과 최소값 사이에서 변하는 주기적인 오실레이팅 신호 발생을 위한 오실레이터 회로에 있어서,
    게이트 터미널, 소스 터미널, 드레인 터미널 및 임계 전압을 가지며 상기 게이트와 소스 터미널 사이의 전압 차이가 상기 임계 전압을 초과할 때 선택적으로 활성화되는 트랜지스터와,
    상기 회로에 바이어스를 공급하기 위해 상기 소스 터미널에 연결된 직류 전류 전원과,
    인덕터와 제 1 및 제 2 커패시터 - 상기 커패시터들은 상기 소스 터미널에 제 1 제어 신호를 공급하기 위해 서로 연결되어 있으며 상기 소스 터미널과도 연결되어 있음 - 를 구비한 탱크 부분과,
    상기 트랜지스터가 활성화될 때 주기적인 오실레이팅 신호에 전력을 주입하기 위해 주기적인 오실레이팅 신호의 최대 값의 발생과 동시에 짧은 주기 동안 상기 트랜지스터를 활성화시키기 위한 수단을 포함하는
    오실레이터 회로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인덕터는 제 1 인덕터를 포함하며, 상기 공급 수단은 상기 게이트 터미널에 연결되고 상기 제 1 인덕터에 전자기적으로 결합된 제 2 인덕터를 포함하는 오실레이터 회로.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 제 1 트랜지스터를 구성하고, 상기 탱크 부분은 제 1 탱크 부분을 구성하고, 상기 주기적인 오실레이팅 신호는 제 1 주기적인 오실레이팅 신호 및 제 2 주기적인 오실레이팅 신호를 가지며, 또한
    상기 오실레이터 회로는 게이트 터미널, 소스 터미널, 드레인 터미널과 제 2 임계 전압을 가지고 상기 제 2 트랜지스터 게이트와 소스 터미널 사이의 전압 차이가 상기 제 2 임계 전압을 초과할 때 선택적으로 활성화되는 제 2 트랜지스터와,
    상기 회로에 바이어스를 공급하기 위해 상기 제 2 트랜지스터 소스 터미널에 열결된 제 2 직류 전류 전원과,
    인덕터와 제 3 및 제 4 커패시터 - 상기 제 3 및 제 4 커패시터들은 상기 제 2 트랜지스터 소스 터미널에 제 3 제어 신호를 공급하기 위해 서로 연결되어 있으며 상기 제 2 트랜지스터 소스 터미널과도 연결되어 있음 - 를 구비한 제 2 탱크 부분과,
    제 2 트랜지스터 게이트 터미널에 제 4 제어 신호를 더 공급하고, 짧은 주기 동안에 상기 제 2 트랜지스터를 활성화시키기 위해 상기 제 2 탱크 부분에 전력을 주입하도록 상기 제 2 주기적인 오실레이팅 신호가 낮은 값일때 상기 제 4 제어 신호가 높은 값을 갖게 하는 상기 수단을 더 포함하는 오실레이터 회로.
KR1020000056598A 1999-09-30 2000-09-27 오실레이터 회로 KR100723117B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/409,150 US6229406B1 (en) 1999-09-30 1999-09-30 Oscillator circuit having maximized signal power and reduced phase noise
US09/409,150 1999-09-30
US9/409,150 1999-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010050652A true KR20010050652A (ko) 2001-06-15
KR100723117B1 KR100723117B1 (ko) 2007-05-30

Family

ID=23619251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000056598A KR100723117B1 (ko) 1999-09-30 2000-09-27 오실레이터 회로

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6229406B1 (ko)
EP (1) EP1093215A3 (ko)
JP (1) JP3981237B2 (ko)
KR (1) KR100723117B1 (ko)
TW (1) TW476188B (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6864755B2 (en) 2000-10-06 2005-03-08 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Switched reactance modulated E-class oscillator design
US7005935B2 (en) * 2001-10-05 2006-02-28 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Switched reactance modulated E-class oscillator
US6680657B2 (en) * 2002-06-06 2004-01-20 International Business Machines Corporation Cross-coupled voltage controlled oscillator with improved phase noise performance
EP1563599B1 (en) * 2002-10-18 2008-12-17 RF Magic, Inc. Oscillator topology for very low phase noise operation
US7411468B2 (en) * 2003-08-29 2008-08-12 Hong Kong University Of Science And Technology Low voltage low-phase-noise oscillator
US7075377B2 (en) * 2004-06-10 2006-07-11 Theta Microeletronics, Inc. Quadrature voltage controlled oscillators with phase shift detector
ITRM20040648A1 (it) * 2004-12-30 2005-03-30 Univ Roma Dispositivo ad oscillatore differenziale con alimentazione imlpulsata, e relativo metodo di pilotaggio.
US20110267113A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 International Business Machines Corporation Frequency multiplier
JP6052781B2 (ja) * 2013-01-29 2016-12-27 学校法人 中央大学 Ｌｃ発振器
NL2024604B1 (nl) * 2020-01-03 2021-09-06 Nedap Nv Energiezuinig label voor bevestiging aan een dier

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3534294A (en) * 1968-06-24 1970-10-13 Philips Corp Fet oscillator with constant current source for frequency stabilization
DE3003302C2 (de) * 1980-01-30 1982-12-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Stromgesteuerter Oszillator
US4454485A (en) * 1981-08-05 1984-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Low distortion FET oscillator with feedback loop for amplitude stabilization
FR2561048B1 (fr) * 1984-03-09 1986-09-19 Thomson Csf Oscillateur hyperfrequences a transistor, commande par capacite variable

Also Published As

Publication number Publication date
EP1093215A2 (en) 2001-04-18
JP3981237B2 (ja) 2007-09-26
JP2001111340A (ja) 2001-04-20
US6229406B1 (en) 2001-05-08
KR100723117B1 (ko) 2007-05-30
EP1093215A3 (en) 2002-02-06
TW476188B (en) 2002-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100713169B1 (ko) 스위칭 전원장치
US6025757A (en) Piezoelectric oscillator circuit
KR100723117B1 (ko) 오실레이터 회로
US4232261A (en) MOS Control circuit for integrated circuits
EP1284046B1 (en) Oscillator circuit
CN100502227C (zh) 用于振荡器的波幅电平控制电路
US7679465B2 (en) Oscillator circuit
US4947140A (en) Voltage controlled oscillator using differential CMOS circuit
KR970024478A (ko) 전류 모드 제어를 구비한 동조 스위치 모드 전원 공급장치(tuned swit6ch-mode power supply with current mode control)
JPH01183920A (ja) 送信機
US6816024B2 (en) Oscillator circuit with switchable compensated amplifiers
US5770980A (en) Fast starting oscillator
US7038550B2 (en) Smart current controlled (SCC) resonator driver
KR19990064038A (ko) 개시 회로를 구비한 발진기
GB2136651A (en) Improvements in or relating to oscillators
US6924708B2 (en) Oscillator circuit having an expanded operating range
US5247266A (en) Oscillation inducing cicuit
KR20010062082A (ko) 전력 소비가 적고 단시간에 안정하게 되는 발진기
KR19990064076A (ko) 발진기
KR100246341B1 (ko) 전압 제어 발진기
JPH07194096A (ja) 負電圧発生回路
KR101032874B1 (ko) 분리된 스위칭 바이어스 구조를 가지는 전압 제어 발진기
EP1143605A2 (en) An Oscillator circuit
US20060145791A1 (en) Variable reactance tuning circuit
JPS6034844B2 (ja) Ｌｃ発振器

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: 20130502

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140508

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee