FOM -191.6[dBc/Hz]を達成したKaバンド帯完全差動VCOの0.18μm-CMOSプロセスでの実現

宮下 清  和泉 亮  

誌名
電子情報通信学会論文誌 A   Vol.J98-A   No.9   pp.545-555
発行日: 2015/09/01
Online ISSN: 1881-0195
DOI: 
論文種別: 論文
専門分野: アナログ信号処理
キーワード: 
電圧制御発振器,  Kaバンド,  マイクロ波集積回路,  FOM,  FMCW,  

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あらまし: 
Kaバンド帯で動作するFOMに優れたVCOを0.18μm-CMOSプロセスを用いて開発したので報告する.発振周波数28.6G[Hz]はトランジスタの遮断周波数の1/2近傍領域である為,設計においてはシステムレベルからトランジスタレベルに至る全ての工程での最適化が必須であった.特に電源電圧1.0[V]から動作するVCOを実現する為,VCOコアとして差動制御入力,差動出力の構成を採用した.これとフローティングシールドを施したQ値の高い受動素子群とを組み合わせる事で,低消費電力と低位相雑音との両立に成功した.その結果1.0[V],28.6G[Hz]発振下で -106.8[dBc/Hz]の位相雑音を達成できた.これをFOMに換算すると -191.6[dBc/Hz]になり,近年発表された45nmやSiGeプロセスを使ったVCOを上回る事を明らかにした.