대역폭 증가 기법을 사용한 저전력 전압 제어 발진기

A Low Power Voltage Controlled Oscillator with Bandwidth Extension Scheme

본 논문은 저항과 캐패시터로 구성된 필터를 사용한 저전력 전압 제어 발진기를 소개하고 있다. 제안하는 전압 제어 발진기는 5단의 전류모드 버퍼로 구성되어 있으며, 각 버퍼 셀마다 저항-캐패시터 필터가 입력단과 출력단 사이에 연결되어 있다. 필터는 버퍼 셀 회로에 영점을 추가하게 되며, 영점은 회로 발진 조건을 고주파 대역으로 이동시킴으로써 낮은 전력 소모에도 높은 출력 주파수를 낼 수 있게 한다. 제안하는 회로는 0.18 μm CMOS 공정으로 설계되었다. 소모 전력은 2.7 GHz 에서 9.83 mW를 소모한다. 기존 회로와 전력 효율을 비교 했을 때, 기존 회로는 4.79 pJ/Hz이고 제안하는 회로는 3.64 pJ/Hz로 기존 회로 대비 전력 소모량을 24 % 감소시켰다.

This paper introduces a low-power voltage-controlled oscillator(VCO) with filters that consist of resistors and capacitors. The proposed VCO contains a 5-stage current mode buffer, and each buffer cell has a resistor-capacitor filter that connects input and output terminals. The filter adds a zero to the buffer cell. Because the zero moves the oscillation condition to high frequencies, the proposed VCO can generate a high frequency clock with low power consumption. The proposed circuit has been designed with 0.18 μm CMOS process. The power consumption is 9.83 mW at 2.7 GHz. The proposed VCO shows 3.64 pJ/Hz in our simulation study, whereas the conventional circuit shows 4.79 pJ/Hz, indicating that our VCO achieves 24% reduction in power consumption.