심장박동 측정 레이더를 위한 24GHz I/Q LO 발생기

양희성(Hee-Sung Yang),이옥구(Ockgoo Lee),남일구(Ilku Nam) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.11

본 논문에서는 심장박동 측정 레이더 송수신기용 24 GHz I/Q 발생기를 제안한다. 공정 변화에 따른 I/Q LO 신호간의 부정합 특성을 개선하기 위하여 인덕터와 캐패시터로 구성된 high-pass 위상천이기와 low-pass 위상천이기 기반 24 GHz I/Q LO 발생기를 제안하였다. 제안한 24 GHz I/Q 발생기는 LO 버퍼와 high-pass 위상천이기와 low-pass 위상천이기 구성된 24 GHz I/Q LO 발생기는 65 nm CMOS 공정에서 설계되었고, 전원 전압 1 V에서 8 mA의 전류를 소모하면서 24.05 GHz에서 24.25 GHz의 주파수 대역에서 7.5 dB의 전압 이득, 2.3 dB의 잡음 지수, 공정 및 온도 변화에 대해 0.1 dB의 I/Q 이득 부정합, 4.3도의 I/Q 위상 부정합의 성능을 보인다. This paper presents an 24 GHz I/Q LO generator for a heartbeat measurement radar system. In order to improve the mismatch performance between I and Q LO signals against process variation, a 24 GHz I/Q LO generator employing a low-pass phase shifter and a high-pass phase shifter composed of inductors and capacitors is proposed. The proposed 24 GHz I/Q LO generator consists of an LO buffer, a low-pass phase shifter and a high-pass phase shifter. It was designed using a 65 nm CMOS technology and draws 8 mA from a 1 V supply voltage. The proposed 24 GHz I/Q LO generator shows a gain of 7.5 dB, a noise figure of 2.3 dB, 0.1 dB gain mismatch and 4.3˚ phase mismatch between I and Q-path against process and temperature variations for the operating frequencies from 24.05 GHz to 24.25 GHz.

모바일 TV 튜너용 VHF대역 및 UHF 대역 가변 이득 저잡음 증폭기

남일구(Ilku Nam),이옥구(Ockgoo Lee),권구덕(Kuduck Kwon) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.12

본 논문에서는 다양한 모바일 TV 규격을 지원할 수 있는 모바일 TV 튜너용 VHF 및 UHF 대역 가변 이득 저잡음 증폭기를 제안한다. 제안한 VHF 대역 가변 이득 증폭기는 외부 매칭 소자를 제거하기 위해 저항 피드백을 이용하여 저잡음 증폭기와 저주파수 잡음 특성을 개선하기 위해 PMOS 입력을 사용하는 싱글-차동 증폭기, 이득 범위를 제어하기 위해 저항 피드백부분과 감쇄기로 구성된다. 제안한 UHF 대역 가변 이득 증폭기는 잡음 특성과 외부 간섭 신호 제거 특성을 향상시키기 위해 협대역 저잡음 증폭기와 gm 가변 방식을 이용하여 이득을 제어할 수 있는 싱글-차동 증폭기와 감쇄기로 구성된다. 제안한 VHF 및 UHF 대역 가변 이득 저잡음 증폭기는 0.18 ㎛ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 전원 전압 1.8 V에서 각각 22 ㎃와 17 ㎃ 의 전류를 소모하면서 약 27 ㏈와 27 ㏈의 전압 이득, 1.6-1.7 ㏈와 1.3-1.7 ㏈의 잡음 지수, 13.5 ㏈m와 16 ㏈m의 OIP3의 성능을 보인다. This paper presents a VHF/UHF-band variable gain low noise amplifier for multi-standard mobile TV tuners. A proposed VHF-band variable gain amplifier is composed of a resistive shunt-feedback low noise amplifier to remove external matching components, a single-to-differential amplifier with input PMOS transcoductors to improve low frequency noise performance, a variable shunt-fee㏈ack resistor and an attenuator to control variable gain range. A proposed UHF-band variable gain amplifier consists of a narrowband low noise amplifier with capacitive tuning to improve noise performance and interference rejection performance, a single-to-differential with gm gain control and an attenuator to adjust gain control range. The proposed VHF-band and UHF-band variable gain amplifier were designed in a 0.18 ㎛ RF CMOS technology and draws 22 ㎃ and 17 ㎃ from a 1.8 V supply voltage, respectively. The designed VHF-band and UHF-band variable gain amplifier show a voltage gain of 27 ㏈ and 27 ㏈, a noise figure of 1.6-1.7 ㏈ and 1.3-1.7 ㏈, OIP3 of 13.5 ㏈m and 16 ㏈m, respectively.

응답 특성이 개선된 AC-DC FLYBACK CONVERTER 설계

윤성욱(Sung-wook Yoon),안현진(Hyun-jin Ahn),이옥구(Ockgoo Lee),이호준(Ho-june Lee),남일구(Ilku Nam) 대한전자공학회 2018 대한전자공학회 학술대회 Vol.2018 No.11

모드변환 가능한 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기

류현식(Hyunsik Ryu),남일구(Ilku Nam),이동호(Dong-Ho Lee),이옥구(Ockgoo Lee) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.4

본 논문에서는 전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해서 모드변환 가능한 단권변압기를 제안한다. 모드변환 가능한 단권변압기를 통해 전력증폭기의 저 전력 모드 동작 시 효율을 개선할 수 있다. 이 논문에서는 0.18-㎛ CMOS 표준 공정을 이용하여 듀얼모드 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기를 설계하였다. 고 전력 모드와 저 전력 모드에서 단권변압기의 1차 권선의 권선수를 조절하여 전력증폭기의 동작을 최적화하였다. EM 시뮬레이션 및 전체 회로 시뮬레이션 결과 제안된 멀티모드 CMOS 전력증폭기의 출력전력이 24dBm일 때 전력부가효율(PAE)이 10.4%에서 멀티모드 동작으로 26.1% 로 상승하여 전력증폭기의 성능 개선되었다. In this paper, in order to improve efficiency performance of power amplifiers, a mode changeable autotransformer is proposed. Efficiency performance at the low-power mode can be improved by adopting the mode changeable autotransformer. A dual-mode autotransfomrer CMOS power amplifier using a standard 0.18-㎛ CMOS process is designed in this work. Number of turns in a primary winding is re-configurated according to mode change between the high-power mode and the low-power mode. Thus, the efficiency performance of the power amplifier at each mode is optimized. EM and total circuit simulation results verify that low-power mode power added efficiency(PAE) at 24dBm output power is improved from 10.4% to 26.1% using the proposed multi-mode operation.

GSM 간섭 신호에 강인한 광대역 UHF 대역 CMOS 수신기 프런트 엔드

윤성욱(Sung Wook Yoon),전양지(Yangji Jeon),김창열(Changyeol Kim),이옥구(Ockgoo Lee),남일구(Ilku Nam) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.12

본 논문에서는 단말기에서 GSM 수신기와 DVB-H와 같은 디지털 TV 튜너 수신기가 공존할 때 GSM 상호운용성을 지원할 수 있는 UHF 대역 (470-868 MHz) 수신기 프런트엔드 회로를 제안한다. 제안한 수신기 프런트엔드 회로는 저잡음 증폭기, 싱글 입력 차동 출력 증폭기, 전류미러 기반의 I/Q 하향 혼합기로 구성되어 있다. 광대역 신호를 수신하기 위해 저항성 피드백 형태의 구조를 사용하였고, GSM IOP를 지원할 수 있도록 노치 필터를 포함하여 저잡음 증폭기를 구성하였다. 전류미러 회로를 사용하여 고선형 하향 혼합기 특성을 얻어 수신기 프런트 엔드의 전체 선형성 특성을 개선하였다. 제안한 수신기 프런트엔드는 130 nm RF CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 전원 전압 1.2 V에서 14 mW의 전력를 소모한다. 제안한 수신기 프런트엔드는 노치필터가 동작할 경우 470-748 MHz에서 동작하고 이득이 28 dB, 잡음 지수 3 dB, IIP3 -11 dBm의 성능을 보이고, 노치필터가 동작하지 않을 경우 470-868 MHz에서 동작하고 이득이 30 dB, 잡음 지수 3 dB, IIP3 -11 dBm의 성능을 가진다. This paper presents a UHF band (470-868 MHz) receiver front-end circuit that can support GSM interoperability when a digital TV tuner receiver coexists with a GSM receiver on a cellular phone. The proposed receiver front-end circuit consists of a low-noise amplifier, a single-input differential-output amplifier, and a current-mirror based I/Q down-conversion mixer. The low-noise amplifier employs a resistive feedback topology to receive broadband input signals and notch filter in the signal path in order to support GSM interoperability. Using current-mirror circuits, the overall linearity characteristics of the receiver front end were improved by obtaining the high linearity of the down-conversion mixer. The proposed receiver front end was designed using a 130 nm RF CMOS process and consumes power of 14 mW at supply voltage of 1.2 V. The proposed receiver front end shows a gain of 28 dB, an IIP3 of -11 dBm, and a NF of 3 dB at 470-748 MHz when the notch filter is operating, and a gain of 30 dB, an IIP3 of -11 dB, and a NF of 3 dB at 470-868 MHz when the notch filter is not operational.

180nm CMOS를 이용한 5G FR1 밴드 광대역 저잡음증폭기 설계

노태림(Taerim Noh),강동휘(Donghwi Kang),김형준(Hyungjun Kim),김수현(Suhyun Kim),이옥구(Ockgoo Lee) 대한전자공학회 2023 대한전자공학회 학술대회 Vol.2023 No.11

This paper presents a broadband low noise amplifier(LNA) that can be implemented as onchip in FR1 band for next-generation 5G wireless mobile communication. Broadband characteristic is obtained through dual resonance of 1st stage and inter-stage without additional inductor and capacitor and broadband high order LC output matching. In the case of double resonance, the short/open of each stage impedance changes for each frequency band and resonates. Then S(1,1) is less than -10 dB in the operating area. In the case of broadband high order LC output matching, the existing LC filter is modified to as a high order. Simulated result of the proposed LNA represents 2.38~5.12 GHz bandwidth, 26.8 dB peak gain. And Noise Figure is 0.88~2.86 dB, OP1dB is 2.95 dBm at 4.25 GHz and IIP3 is -12.1 dBm at 3.25 GHz. It was confirmed that it has a gain of more than 20 dB in the operating band of the FR1 band and operates as a broadband.

병렬 분할된 CMOS 점증 단권변압기와 모델링

안현진(Hyunjin Ahn),손병찬(Byung Chan Son),류현식(Hyunsik Ryu),이옥구(Ockgoo Lee) 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.11

본 논문에서는 임피던스 변환율을 개선하기 위한 병렬 분할된 CMOS 점증 단권변압기를 제안한다. 또한, 이에 상응하는 확장성이 있는 CMOS 공정을 사용한 병렬 분할 기법을 사용한 모델링이 개발되었다. 제안된 병렬 분할 기법의 모델링을 사용하여 병렬 분할된 단권변압기의 정확한 성능 예측이 가능하다. 병렬 분할된 점증 단권변압기는 표준 CMOS 65 ㎚ 공정을 사용하여 제작되었다. 모델링된 결과는 측정된 결과와 우수한 일치를 보여준다. 제작된 1개/2개 병렬 분할된 CMOS 점증 단권변압기는 3 ㎓ 주파수에서 −1.21 ㏈/−1.54 ㏈의 최소삽입손실의 특성을 보이며, 50 Ω 임피던스가 9.5 Ω/6.1 Ω의 임피던스로 변환되어 보인다. In this study, a parallel-segmented complementary metal-oxide–semiconductor (CMOS) step-up autotransformer was developed to improve the impedance transformation ratio. In addition, a corresponding scalable segmentation-based model was developed on a CMOS case. The proposed segmentation-based model was used to predict the accurate performance of a parallel-segmented autotransformer. The parallel-segmented step-up autotransformer was fabricated through a standard 65 ㎚ CMOS process. The modeled results showed good agreement with the measured results. The implemented one/two parallel-segmented CMOS step-up autotransformer changed the impedance from 50 Ω to 9.5 Ω/6.1 Ω with −1.21 ㏈/−1.54 ㏈ minimum insertion loss at 3 ㎓.

가변 인덕터를 이용한 밀리미터파 광대역 CMOS 360° 반사형 위상천이기

정문수(Munsu Jeong),진나현(Nahyun Jin),한건호(Geonho Han),현경석(Gyeongseok Hyeon),이옥구(Ockgoo Lee) 대한전자공학회 2023 대한전자공학회 학술대회 Vol.2023 No.11

This paper proposes a broadband 360°reflection type phase shifter structure suitable for phasedarray antenna systems. To address the problem of narrowband operation in the existing triple resonating load-based phase shifter, a variable inductor was applied to the reflective load structure. The proposed reflection type phase shifter consists of a 90°Lange coupler, variable inductance using a transformer, and a MOS varactor. The 90°Lange coupler was EM simulated using CMOS technology. The proposed reflection type phase shifter shows the widest FBW compared to the existing reflection type phase shifter and operates with broadband performance.