60GHz 무선 통신 시스템에 적용 가능한 전압 제어 발진기와 고속 4분주기를 65nm CMOS 공정을 사용하여 설계했다. 전압제어 발진기는 전류소스와 NMOS 차동쌍 LC구조로 설계하였으며 분주기는 차동 인젝션 록킹 구조에 베렉터를 추가하여 동작주파수 범위를 조절할 수 있는 구조로 설계했다. 전압 제어 발진기와 분주기에 모두 전류소스를 추가하여 전원잡음에 따른 위상잡음 특성을 개선하였다. 전압 제어 발진기는 64.36~67.68GHz의 동작범위가 측정됐고, 고속 4분주기는 전압 제어 발진기의 동작범위에 대해 정확한 4분주가 가능하며 5.47~5.97dBm의 높은 출력전력이 측정됐다. 분주기를 포함한 전압제어 발진기의 위상잡음은 1MHz 오프셋 주파수에서 -77.17dBc/Hz이고 10MHz 오프셋 주파수에서 -110.83dBc/Hz이다. 소모전력은 전원전압 1.2V에서 38.4mW 이다 (VCO 포함).
A VCO (Voltage Controlled Oscillator) and a divide-by-4 high speed frequency divider are implemented using 65nm CMOS technology for 60GHz wireless communication system. The mm-wave VCO was designed by NMOS cross-coupled LC type using current source. The architecture of the divide-by-4 high speed frequency divider is differential ILFD (Injection Locking Frequency Divider) with varactor to control frequency range. The frequency divider also uses current sources to get good phase noise characteristics. The measured results show that the VCO has 64.36~67.68GHz tuning range and the frequency divider divides the VCO output by 4 exactly. The high output power of 5.47~5.97dBm from the frequency divider is measured. The phase noise of the VCO including the frequency divider are -77.17dBc/Hz at 1MHz and -110.83dBc/Hz at 10MHz offset frequency. The power consumption including VCO is 38.4mW with 1.2V supply voltage.
