Aukštadažnių, 65 nm KMOP technologijos, LC įtampa valdomų generatorių projektavimas ir tyrimas

Abstract

Straipsnyje nagrinėjami ir projektuojami LC įtampa valdomi generatoriai (LC-ĮVG), plačiai taikomi šiuolaikiniuose daugiastandarčiuose ir daugiajuosčiuose siųstuvuose-imtuvuose. Naudojant TSMC kompanijos 65 nm LP/MS/RF KMOP integrinių grandynų gamybos technologiją suprojektuoti ir išanalizuoti du skirtingų dažnio diapazonų LC-ĮVG. Generuojamas dažnis yra valdomas dviem būdais, t. y. galimas apytikslis bei tikslus dažnio nustatymas. Norint apytiksliai nustatyti dažnį naudojamas 6 bitais skaitmeniškai valdomas perjungiamų kondensatorių blokas, o norint tiksliai parinkti valdymą – NMOP varaktorių blokas. Kompiuterinio modeliavimo metu gauti tokie pagrindiniai LC-ĮVG parametrai: valdomo dažnio diapazonas – nuo 5,17 GHz iki 6,76 GHz (LC-ĮVG1) ir nuo 6,33 GHz iki 8,08 GHz (LC-ĮVG2); fazinis triukšmas, esant 1 MHz poslinkio dažniui ir maksimaliam nešlio dažniui: –123,1 dBc/Hz (LC-ĮVG1) ir –121,6 dBc/Hz (LC-ĮVG2); vartojamoji galia, esant maksimaliam nešlio dažniui: –30,47 mW (LC-ĮVG1) ir 30,5 mW (LC-ĮVG2). Suprojektuotų LC-ĮVG1 ir LC-ĮVG2 topologijų plotas yra atitinkamai lygus 0,078 mm2 ir 0,096 mm2.

In this paper, two LC Voltage-Controlled Oscillators (LC-LC-VCO1 and LC-VCO2) are designed using TSMC 65 nm LP/MS/RF CMOS technology. Two arrays, one of which is a 6-bit capacitor array and the other – an array of MOS varactors, provide a wide LC-VCO frequency tuning range. Post-layout simulation results unveiled that at 1.8 V supply voltage the tuning range of LC-VCO1 spans from 5.17 GHz to 6.76 GHz and for LC-VCO2 the range spans from 6.33 GHz to 8.08 GHz. The phase noise at 1 MHz offset frequency is about −123.1 dBc/Hz for LC-VCO1 and −121.6 dBc/Hz for LC-VCO2. The power dissipation at maximum carrier is 30.47 mW for LC-VCO1 and 30.5 mW for LC-VCO2. The layout area is 285×335 μm and 255×305 μm, respectively for LC-VCO1 and LC-VCO2.