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Diseño de un inductor activo ajustable e integrable en tecnología cmos

Resumen

El rápido crecimiento del mercado de las comunicaciones inalámbricas ha permitido la coexistencia de diversos servicios en múltiples rangos de frecuencia. Para que varios servicios puedan ser integrados en un sistema, este debe contar con módulos de radiofreciencia multiestándar. Uno de los inconvenientes para el diseño de esta clase de sistemas es encontrar una estructura de oscilador integrado capaz de ofrecer un amplio rango de frecuencias. Este documento introduce el uso de inductores activos como una alternativa para el mejoramiento de las especificaciones de un oscilador controlado por tensión (VCO). Luego, a partir de la caracterización de sus factores de desempeño, se plantea una metodología de diseño que permita obtener inductores con alto factor de calidad y bajo ruido. La estructura propuesta para el inductor permite ajustar las pérdidas del circuito hasta un factor de calidad de 989 a una frecuencia de 1.6 GHz presentando un voltaje efectivo de ruido de 48.65 uVr»as y trabajando como inductancia en un rango de frecuencias entre 115 MHz a 2.75 GHz. Por último, se comprueba que el inductor activo presenta las características adecuadas para formar parte de un VCO de tanque resonante. La estructura de este circuito es seleccionada para mantener las condiciones de tensión requeridas por el inductor. El oscilador diseñado presenta un rango de frecuencias entre 620 MHz y 1.6 GHz, presenta ruido de fase de hasta -108 dBc/Hz Q 1MHz y tiene tres mecanismos de entonado que ofrecen un control robusto de la señal de salida del VCO mientras consume 26.4 mW.