밀리미터파 대역에서 동작하는 가변 이득 증폭기가 내장된 전류 블리딩 주파수 혼합기

Abstract

본 논문에서는 밀리미터파 대역에서 동작하는 가변 이득 증폭기가 내장된 전류 블리딩 주파수 혼합기에 대하여 연구하였다. 전류 블리딩 기법은 주파수 혼합기의 RF 단과 LO 단 사이에 추가적인 전류를 넣어 잡음 지수를 줄여주는 기법으로, 일반적으로 추가적인 전류를 넣어주기 위해 전류원을 추가 시킨다. 하지만 본 논문에서는 전류원을 가변 이득 증폭기로 대체하여 가변 이득 증폭기의 전류를 주파수 혼합기에 넣어 전류 블리딩 기법을 적용하게 하였다. 그렇게 함으로써, 가변 이득 증폭기와 주파수 혼합기를 한 블록으로 합쳐서 전체 RF front-end시스템의 크기를 줄일 수도 있고, 전류 재사용 기법이 적용되어 RF front-end시스템 전체의 전력도 줄일 수가 있다. 추가적으로 가변 이득 증폭기와 주파수 혼합기를 연결하는 부분에 인덕턴스를 가지는 전송 선로를 추가하여 변환 이득을 증가하게 하고, 잡음 지수를 감소하게 하였다. 본 논문에서는 Samsung 65 nm 공정을 사용하였고, 칩의 크기는 1.08 Χ 0.83 mm¬2 이다. 시뮬레이션은 Cadence Spectre-RF 를 사용하였고, 입력 주파수가 40 GHz 에서 변환 이득 16.82 dB, IF 주파수에서의 잡음 지수 14.71 dB, IIP3 가 -1 dBm 의 값을 가졌고, 회로 전체의 전력 소모는 6 mW 이다.