서브-1V 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 게이트와 공통 드레인 콜피츠 전압제어 발진기의 탱크 발진전압에 대한 해석

전만영,Jeon, Man-Young 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.7

본 연구는 1 V 미만 전원 전압에서 동작 가능한 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 게이트 콜피츠 전압제어 발진기와 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 드레인 콜피츠 전압제어 발진기의 탱크회로에서 나타나는 발진전압에 대한 해석적 연구를 수행하고 이를 시뮬레이션에 의해 확인한다. 해석적 연구의 결과는 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 게이트 콜피츠 전압제어 발진기가 직렬공진 바렉터 통합형 평형 공통 드레인 콜피츠 전압제어 발진기보다 더 큰 발진전압을 탱크회로에 유도할 수 있으며 따라서 저 위상 잡음 발진에 보다 더 적합한 발진기임을 밝혀준다. This study performs the analytical investigation of the oscillation voltages at the tanks of the series tuned varactor incorporating balanced common-drain, and common-gate Colpitts VCO which are able to work even at the sub-1V power supply voltages. The results the investigation predicts is verified by the simulation on the circuit behaviors of the two VCOs. The analytical investigation finds that the series tuned varactor incorporating balanced common-gate VCO generates greater oscillation voltage at the tank than the series tuned varactor incorporating balanced common-drain VCO does, which in turn is more suitable for generating the low phase noise oscillation signal from the sub-1V supply voltage than the series tuned varactor incorporating balanced common-drain VCO.

간단한 2차원 오실레이터의 임펄스열 응답에 관한 3가지 위상편이 모델의 평가

전만영,Jeon, Man-Young 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.8

본 연구에서는 시간영역 위상잡음 이론의 기초가 되는 기존 3가지 위상편이 모델의 모델링 정확도를 평가한다. 평가를 위해 간단한 2차원 오실레이터의 위상편이 임펄스열 응답을 이 3가지 위상편이 모델이 얼마나 정확하게 모델링 하는지를 조사한다. 평가 결과, 5가지 임펄스열 입력에 대해서 오실레이터의 위상편이 임펄스열 응답을 가장 정확하게 반영하는 모델은 Kaertner 모델이었고 가장 부정확하게 모델링하는 모델은 PP 모델이었다. This study evaluates the modeling accuracy of the existing three phase shift models on which the time domain oscillator phase noise theories are based. For the evaluation, this study investigates how accurately the three models can model the phase shift impulse train response of a simple planar oscillator. Evaluation result reveals that Kaertner model most accurately reflects the oscillator's phase shift impulse train responses for five different impulse train inputs, whereas PP model exhibited the worst performance in modeling the phase shift impulse train responses.

간단한 평면 오실레이터의 위상 천이의 시변 분산에 대한 기존 3개 모델의 추정 정확도 비교

전만영,Jeon, Man-Young 한국전기전자학회 2015 전기전자학회논문지 Vol.19 No.4

본 연구에서는, 가우시안 잡음에 의해 교란된 평면 오실레이터의 위상 천이의 시변 분산을, 기존 3개 위상천이 모델이 얼마나 정확하게 추정할 수 있는지를 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 비교한다. 비교 결과, Kaertner 모델이 ISF 모델이나 PP 모델 보다 약 1000배 높은 정확도를 가지고 위상 천이의 시변 분산을 추정한다는 것을 알 수 있다. 또한, PP 모델의 추정 정확도는 ISF 모델 보다 다소 높다는 것을 알 수 있다. Through Montecarlo simulation, this study compares how accurately the existing three phase deviation models estimate the time-varying variance of a planar oscillator perturbed by Gaussian noises. The comparison reveals that Kaertner model estimates the time-varying variance with about 1000 times higher accuracy than ISF or PP model exhibits. Additionally, it finds that the estimation accuracy of PP model is somewhat higher than that of ISF model.

BJT 클랩 전압제어 발진기의 공진기에서 최대 발진전압 도출기법

전만영,Jeon Man-Young 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.43 No.1

본 논문은 BJT 클랩 전압제어 발진기의 공진기에서 최대 발진전압 도출을 위한 기법에 관한 연구이다. 제시된 기법을 사용함으로써 주어진 바이어스 조건과 중심 주파수에서 공진기에 유도되는 발진 신호의 크기를 최대로 하는 최적 제환 커패시턴스 값을 찾아낼 수 있다. 이렇게 함으로써, BJT 클랩 전압제어 발진기의 위상잡음은 최소 값을 갖게 된다. 제작된 발진기의 측정 결과로부터 최적 커패시턴스 값을 갖는 발진기가 실제로 가장 낮은 위상잡음을 나타냄을 확인 할 수 있었다. A technique used to induce maximum oscillating voltage in the BJT Clapp VCO is presented. The technique finds the optimal feedback capacitance values resulting in the largest oscillating signal swing across the resonator at a given bias state and the VCO's center frequency. By doing so, the presented technique attains the lowest phase noise which the BJT Clapp VCO can have. An analysis of the measurement results of the fabricated oscillators has verified that the VCO with the optimal feedback capacitance values actually exhibits the lowest phase noise.

잔차 오차 최소에 의한 HEMT의 외인성 파라미터 추출

전만영,Jeon, Man-Young 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.8

본 연구에서는 핀치오프 된 cold-FET에서 게이트와 드레인 패드를 디임베딩하여 얻어지는 Z-파라미터와 게이트와 드레인 패드 커패시턴스를 제외한 핀치오프 된 cold-FET의 나머지 파라미터에 의해 모델링되는 Z-파라미터 사이의 잔차 오차를 최소화함으로써 HEMT의 모든 외인성 파라미터를 추출하는 기법을 제시한다. 제시된 기법을 사용하면 게이트와 드레인 모조패드의 추가적 제작 없이 게이트와 드레인 패드의 커패시턴스 값뿐 아니라 나머지 외인성 파라미터 값 모두를 성공적으로 추출할 수 있다. This study presents a technique for extracting all the extrinsic parameters of HEMTs by minimizing the residual errors between a pinch-off cold-FET's gate and drain pad de-embedded Z-parameters and its modeled Z-parameters calculated by the cold-FET's remaining parameters. The presented technique allows us to successfully extract the remaining extrinsic parameter values as well as the gate and drain pad capacitance value without the additional fabrications of the gate and drain dummy pad.

선형시변 발진기 위상잡음 이론의 전력 보존성의 증명

전만영,Jeon, Man-Young 한국전자통신학회 2012 한국전자통신학회 논문지 Vol.7 No.4

본 연구에서는 선형시변 발진기 위상잡음 이론에 있어서 전력 스펙트럼 밀도식의 일반화된 형태를 유도한다. 유도된 전력 스펙트럼 밀도식을 바탕으로 선형시변 발진기 위상잡음 이론은 발진 신호의 전력 보존성을 예측할 수 있음을 본 연구에서 증명한다. 게다가, 유도된 전력 스펙트럼 밀도식은 선형시변 발진기 위상잡음 이론이 기본 주파수와 그 하모닉을 포함하는 전 주파수 영역에 걸친 전력 스펙트럼의 특성을 설명 할 수 있게 한다. This study derives a generalized PSD formula in the LTV phase noise theory for noisy oscillators. The derived formula analytically proves that the LTV phase noise theory can predict the conservation of the power in the noisy oscillation signals. Additionally, the derived formula allows the theory to account for the behavior of the power spectrum over the entire frequency range including the regions around higher harmonics as well as fundamental frequency.

1/4 파장 마이크로스트립 라인을 전류원을 갖는 서브-1V 직렬공진 차동 콜피츠 전압제어 발진기

전만영,Jeon, Man-Young 한국전기전자학회 2014 전기전자학회논문지 Vol.18 No.4

본 연구에서는 컬러잡음에 의해서 교란되는 발진기의 점근적 위상잡음 공식을 유도하고 이에 근거하여 1/4 파장 마이크로스트립 라인을 전류원으로 갖는 서브-1V 직렬공진 차동 콜피츠 전압제어 발진기를 제안한다. 위상잡음에 관한 ADS 시뮬레이션 결과는 제안된 전압제어 발진기가 기존의 인덕터를 전류원으로 갖는 서브-1V 직렬공진 차동 콜피츠 전압제어 발진기보다 4.8GHz 발진주파수의 1MHz 오프셋 주파수에서 약 3dBc/Hz 더 낮은 위상잡음을 나타냄을 보인다. This study derives the asymptotic phase noise formula of the oscillators perturbed by the colored noises. Based on the derived formula, this study presents a sub-1V series-tuned differential Colpitts VCO. The ADS simulation result on the phase noise shows that the presented VCO exhibits about 3dBc/Hz lower phase noise at the 1MHz offset frequency from the oscillation frequency of 4.8GHz than the existing series-tuned differential Colpitts VCO with the inductor current sources.

ISF와 Floquet 벡터에 기초한 발진기 위상잡음 이론의 등가성에 대한 해석적 증명

전만영,Jeon, Man-Young 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.4

This paper analytically proves the equivalence between two main oscillator phase noise theories, which are based on the ISF, and Floquet vector, respectively. For this purpose, this study obtains the power spectral density matrix from the ISF-based phase noise theory. As a result, one can prove that the power spectral density matrix obtained from the ISF-based phase noise theory is essentially equivalent to the power spectral density matrix presented by the Floquet vector-based phase noise theory, which manifests the equivalence of the two main theories. This study is intended to provide deeper insight into the relations between the two main theories. 본 논문에서는 ISF와 Floquet 벡터에 각각 기초하는 두 개의 주요한 발진기 위상잡음 이론의 등가성을 해석적으로 증명한다. 이를 위해 본 연구에서는 ISF에 기초하는 위상잡음 이론으로부터 전력 스펙트럼 밀도 행렬을 구한다. 이렇게 함으로써 ISF에 기초한 위상잡음 이론의 전력 스펙트럼 밀도 행렬과 Floquet 벡터에 기초한 위상잡음 이론의 전력 스펙트럼 밀도 행렬이 같다는 사실을 해석적으로 증명할 수 있으며 이는 두 이론이 본질적으로 등가임을 증명한다. 본 연구의 목적은 현재까지 널리 알려진 상기 두 위상잡음 이론사이의 관계에 대한 보다 깊은 통찰력을 제공하는데 있다.

1V 미만 전원전압 동작에 적합한 혼성 평형 전압제어 발진기

전만영,김광태,Jeon, Man-Young,Kim, Kwang-Tae 한국전자통신학회 2012 한국전자통신학회 논문지 Vol.7 No.4

This study presents a hybrid balanced voltage controlled oscillator (VCO) circuit which is suitable for low phase noise operation at sub-1V supply voltages. Half circuits of the proposed VCO use the varactor-integrated feedback capacitors in their respective circuit. The varactor-integrated feedback capacitors further increase the negative resistance of the equivalent tank thereby ensuring stable start-up of oscillation even at the sub-1V supply voltage. In addition, this work theoretically analyses the phenomenon of the increase of the negative resistance. Simulation results using a $0.18{\mu}m$ RF CMOS technology exhibit the phase noises of -122.4 to -125.5.8 dBc/Hz at 1 MHz offset from oscillation frequency of 4.87 GHz over the supply voltages of 0.6 through 0.9 V. 본 연구는 1V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음 동작에 적합한 혼성 평형 전압제어 발진기 회로를 제안한다. 제안한 회로의 개별 반 회로에서는 바렉터 통합형 궤환 커패시터를 사용한다. 바렉터 통합형 궤환 커패시터의 사용으로 인해 발진기 탱크회로내의 부성저항이 더욱 증가되며 이는 1V 미만 전원전압에서도 발진기의 안정된 발진시동을 보장한다. 또한, 본 연구에서는 이러한 부성저항의 증가 현상을 이론적으로 해석한다. $0.18{\mu}m$ RF CMOS 기술을 사용한 시뮬레이션 결과는 발진 주파수 4.87GHz의 1MHz 오프셋에서 0.6 V에서 0.9 V 사이의 전원 전압에 걸쳐 -122.4 dBc/Hz에서 -125,5 dBc/Hz까지의 위상잡음을 나타냄을 보여준다.

콜피츠 크리스탈 발진기의 개선된 부성저항 해석기법

전만영(Man-Young Jeon),백운석(Baek woonsuek) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11

This paper presents an improved analysis technique for negative resistances of the transistor Colpitts quartz crystal oscillators. The improvement of the analysis technique mainly arises from accurate modeling of transistor and inclusion of base resistance in the equivalent-circuit model of transistor. At a frequency of 10㎒, the negative resistance values calculated by the presented technique are in good agreement with the ones obtained from SPICE simulation with an average relative error of 5.6 % in a driving current range of 0.1 to 3 ㎃. Especially, agreements between calculated and simulated negative resistance values in low current range are remarkably improved when compared with previous works.