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2.4 ㎓ 저전력 차동 직접 변환 CMOS RF 수신기를 위한 새로운 하이브리드 발룬 회로
장신일(Shinil Chang),박주봉(Jubong Park),신현철(Hyunchol Shin) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.4
2.4 ㎓ 대역 완전차동 직접변환 수신기를 위한 저전력, 저잡음, 고선형성을 가지는 새로운 구조의 하이브리드 발룬(Hybrid Balun) 회로를 제안한다. 제안된 하이브리드 발룬은 수동형 트랜스포머(Passive Transformer)와 손실 보상용 보조 증폭기(Loss-compensating Auxiliary Amplifiers)로 구성된다. 트랜스포머와 보상용 증폭기 사이의 신호의 분리와 결합에 대한 설계 이슈들을 제시하였다. 0.18 ㎛ 공정으로 제작된 하이브리드 발룬은 수동형 발룬에 비해 2.4 ㎓ 대역에서 이득은 2.8 ㏈ 높고 잡음지수는 1.9 ㏈ 낮으며, 측정된 IIP3는 +23 ㏈m 이다. 전체 전력소모는 1.2 V 전원 전압에서 0.67 ㎃로서 저전력으로 구현되었다. 하이브리드 발룬 기술을 적용하여 설계된 무선센서노드용 CMOS 직접변환 수신기는 수동형 발룬을 사용했을 때 비해 0.82 ㎽의 추가 전력소모만으로 전체 잡음 지수를 현저히 낮출 수 있음을 확인하였다. A low-power, low-noise, highly-linear hybrid balun circuit is proposed for 2.4-㎓ fully differential CMOS direct conversion receivers. The hybrid balun is composed of a passive transformer and loss-compensating auxiliary amplifiers. Design issues regarding the optimal signal splitting and coupling between the transformer and compensating amplifiers are discussed. Implemented in 0.18 μm CMOS process, the 2.4 ㎓ hybrid balun achieves 2.8 ㏈ higher gain and 1.9 ㏈ lower noise figure than its passive counterpart and +23 ㏈m of IIP3 only at a current consumption of 0.67 ㎃ from 1.2 V supply. It is also examined that the hybrid balun can remarkably lower the total noise figure of a 2.4 ㎓ fully differential RF receiver only at a cost of 0.82 ㎽ additional power dissipation.