1V 미만 전원 전압에서 저 위상잡음에 적합한 차동 콜피츠 전압제어 발진기 회로

A Differential Colpitts-VCO Circuit Suitable for Sub-1V Low Phase Noise Operation

본 논문은 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음을 갖는 발진 신호의 발생에 적합한 차동 콜피츠 전압제어 발진기 (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 회로를 제안한다. 제안된 회로는 전류원으로 인덕터를 사용함으로써 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음의 발진을 보다 용이하게 한다. 공진기 손실을 보다 줄이기위하여 단일 콜피츠 발진기의 두 개의 궤환 커패시터 중의 하나를 바렉터 (varactor)로 대체하였다. 0.18 μmRF CMOS 기술을 사용하는 포스트 레이아웃 (post-layout) 시뮬레이션 결과는 0.6 V에서 0.9 V 사이의 전원전압에서 제안된 회로가 1MHz 오프셋 주파수에서 나타내는 위상잡음은 널리 알려진 교차 결합 전압제어 발진기의 위상잡음보다 적어도 7 dBc/Hz 이상 낮음을 보여준다.

This paper proposes a differential Colpitts-VCO circuit suitable for low phase noise oscillation at the sub-1V supply voltage. Oscillation with low phase noise at the sub-1V supply voltage is facilitated by employing inductors as the current sources of the proposed circuit. One of the two feedback capacitors of the single-ended Colpitts oscillator in the proposed circuit is replaced with the MOS varactor in order to further reduce the resonator loss. Post-layout simulation results using a 0.18 μm RF CMOS technology show that the phase noises at the 1MHz offset frequency of the proposed circuit oscillating at the sub-1V supply voltages of 0.6 to 0.9 V are at least 7 dBc/Hz lower than those of the well-known cross-coupled differential VCO.