일반기술

위상잡음 개선을 위한 집적 회로형 초소형 전압제어 발진소자

본 발명은 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuits)이나 RFIC(Radio Frequency IC) 등의 기술로 구현된 칩(chip) 형태의 전압제어 발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)가 지니고 있는 낮은 위상잡음 특성을 획기적으로 개선시킬 수 있는 집적 회로형 초소형 전압제어 발진소자의 위상잡음 개선방법에 대한 것이다. 이동통신기술이 급속히 발전함에 따라 사용자의 이동성 및 휴대성 보장을 위한 사용 단말의 크기 및 무게가 줄어들고 있으며, 사용되는 부품들의 경박단소화(輕薄短小化)가 급속히 이루어지고 있다. 전압제어발진기는 송수신기의 채널을 설정해주는 주파수 합성기의 주요 부분으로 발진신호의 출력레벨, 위상잡음, 고조파특성 등이 시스템 감도 및 동작특성을 직접적으로 결정하는 RF 핵심부품이라 할 수 있으며, 크기 및 특성개선에 대한 연구가 꾸준히 이루어져 왔다. 이동통신기기용 전압제어발진기는 90년대 이전까지는 발진에 필요한 공진소자로서 유전체 공진부가 주로 사용되었으나, 소형화 추세에 따라 다층 PCB 구조 내에 공진소자를 실장한 콜피츠(Colpitts) 방식이 주로 사용되고 있다. 회로 구성 측면에서는 1 개의 바이폴라 트랜지스터를 이용한 단일 발진부 구조를 사용하거나 출력 및 특성 안정화를 위한별도의 완충 증폭기를 캐스코드(cascode) 형태로 적용시킨 2단 발진부가 주로 사용되고 있다.본 발명은 FR4 또는 에폭시(epoxy)PCB인 일반 PCB나 세라믹 PCB로 구성되어 회로소자 및/또는 회로패턴을 탑재하기 위한 1층(Layer) 이상의 다층구조로 되어있는 기판(Substrate)과, SMT(Surface Mounting Technology,표면실장) 형태 또는 COB (Chip-On-Board)의 형태로 상기기판 위에 부착된 발진부(Oscillating Part), 발진주파수 조정을 위한 바랙터 다이오드(Varactor Diode)와 잡음 제거를 위한 쵸크필터(Choke filter)용 마이크로스트립 라인으로 구성되는 주파수 제어부, 공진주파수 및 위상잡음을 결정하여주는 마이크로스트립 라인(Microstrip Line)으로 구성된 공진부로 이루어져 있다. 본 발명에 의하면, 기존의 집적 회로형 전압제어발진기가 지니고 있는 낮은 위상잡음 특성을 크게 개선시킬 수 있고 외부 마이크로스트립 라인을 레이저 트리밍 (Laser Trimming)함으로써 발진주파수를 변경시킬 수 있는 장점을 얻을 수 있으며, 칩(chip) 내에 실장하기 어려운 부품들을 외부에서 구현할 수 있으므로 칩 제조단가 등을 줄일 수 있다. 또한 기존의 R,L, C 등의 집중정수(Lumped Element) 회로소자로 구성된 전압제어 발진기와 동일한 위상잡음 특성을 지니면서도 고집적도의 제품구성이 가능하게 되어 제조가격을 절감하고 제품의 크기, 무게 및 부피를 크게 줄일 수 있다.기존의 집적회로형 전압제어발진기가 지니고 있는 낮은 위상잡음 특성을 크게 개선.발진주파수를 변경시킬 수 있음.칩 제조단가 절감.기존의 R,L, C 등의 집중정수(Lumped Element) 회로소자로 구성된 전압제어 발진기와 동일한 위상잡음 특성을 지니면서도 고집적도의 제품구성이 가능하게 되어 제조가격 절감.제품의 크기, 무게 및 부피 감소효과.