Entwicklung eines integrierten 1,736 GHz LC- VCO für einen 0,35 µ CMOS Prozess

Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, FH JOANNEUM Kapfenberg, Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Diplomarbeit behandelt die Entwicklung eines voll integrierten LC- VCO¿s (Voltage Controlled Oscillator mit LC- Schwingkreis) in einem 0,35 um CMOS Prozess. Der VCO wird in einer PLL (Phase Locked Loop) eines HF- Transceivers verwendet. Im ersten Kapitel wird kurz ein Einblick in den gegenwärtigen Stand der integrierten HF- Technik sowie deren speziellen Anforderungen gegeben. Kapitel 2 behandelt dann eine allgemeine Beschreibung von LC- VCO¿s. Die Herleitung von schwingfähigen Strukturen, Möglichkeiten für die Frequenz Verstimmung im Oszillator und eine Betrachtung der Effekte, die zu Phasenrauschen führen, bilden die Grundlage für die weitere Arbeit. In Kapitel 3 wird auf die wesentlichste leistungsbegrenzende Komponente in voll integrierten LC- VCO¿s, die integrierte Spule eingegangen. Die Auswahl einer guten Spule ist ein wichtiger Schritt und bedarf zumindest einem qualitativen Wissen über die einschränkenden Effekte. Der folgende Abschnitt geht auf die frequenzverstimmenden Bauteile ein, die Varaktoren (variable Kapazitäten). Hier werden die verfügbaren CMOS Varaktoren näher untersucht, wobei schon eine Vorauswahl für die prinzipielle Eignung in dieser Arbeit getroffen wird. Kapitel 5 behandelt dann die eigentliche Entwicklung des Oszillators. Die wesentlichen Kriterien für die Gestaltung und Dimensionierung des Oszillators sind hier ein möglichst linearer Tuningverlauf über den geforderten Frequenzbereich sowie die Erfüllung der Anforderungen für das Phasenrauschen unter Minimierung der Stromaufnahme. In Kapitel 6 werden die Ergebnisse der Messungen an den Testchips beschrieben. Ein Vergleich der Messergebnisse mit dem simulierten Verhalten sowie eine Annäherung der Simulationsmodelle an das reale Verhalten folgt in Kapitel 7. In Kapitel 8 werden die gewonnenen Erkenntnisse abschließend zusammengefasst.