Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/8068
Title: Analysis and design of a 3-stage CMOS current controlled ring oscillator
Other Titles: การวิเคราะห์และออกแบบวงจรซีมอสริงออสซิลเลเตอร์แบบ 3 ขั้น ควบคุมด้วยกระแส
Authors: Prapto Nugroho
Advisors: Ekachai Leelarasmee
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: ekachai.l@chula.ac.th
Subjects: Oscillators, Electric
Integrated circuits
Metal oxide semiconductor field-effect transistors
Issue Date: 2006
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: This thesis describes a ring oscillator using 3 stages of an NMOS driving a current load and a capacitor. Its frequency can be shown to increase monotonically with the load current giving rise to the name current controlled oscillator (CCO). The CCO circuit using 180 [micrometre]/0.18 [micrometre] NMOS with 1pF load can be tuned to oscillate from 468 Hz to 305 MHz using load current from 1nA to 1mA. An accurate derivation of the formulae relating the frequency with current has been derived. Its calculation result agrees with the simulation result to a high accuracy within 1 %. Then the effect of the channel length modulation has been attempted to derive using the same method, but it is too complicated to be solved. Original and improved CCO are designed. They have output frequency of 10.02 MHZ and 10MHz respectively. The improved circuit employs additional buffers to make it is considerably more linear than the conventional one.
Other Abstract: วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอหลักการทำงานของวงจรริงออสซิลเลเตอร์ชนิดสามชั้นที่สร้างขึ้นจากเอ็นมอสขับกระแสโหลด และตัวเก็บประจุ วงจรนี้สามารถให้กำเนิดความถี่ ที่เป็นเชิงเส้นกับกระแสโหลด มีชื่อเรียกว่าวงจรซีมอสออสซิลเลเตอร์ควบคุมด้วยกระแส (ซีซีโอ) วงจรนี้ใช้เทคโนโลยีซีมอสขนาด 180 ไมโครเมตร/0.18 ไมโครเมตร กับโหลดตัวเก็บประจุขนาด 1 พิโคฟารัด สามารถผลิตความถี่ได้ตั้งแต่ 468 เฮิรตซ์ ถึง 305 เมกะเฮิรตซ์ โดยการปรับกระแสโหลดจาก 1 นาโนแอมป์ ถึง 1 มิลลิแอมป์ วิทยานิพนธ์นี้ได้หาสมการที่แสดงความสัมพันธ์ของความถี่ และ กระแสที่มีความถูกต้องสูง โดยมีความผิดพลาดเมื่อเทียบกับการจำลองการทำงานด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ไม่เกิน 1 % รวมทั้งได้มีการศึกษาผลกระทบของค่าแลมบ์ด้า แต่พบว่าต้องใช้วิธีแก้ปัญหาที่ยุ่งยากซับซ้อน วิทยานิพนธ์นี้จึงได้นำเสนอวงจรที่ดีกว่าเดิมโดยการเพิ่มบัฟเฟอร์ซึ่งจะให้ผลลัพธ์ความถี่ที่เป็นเชิงเส้นมากขึ้น จากนั้นได้ทำการสร้างต้นแบบวงจรซีมอสควบคุมด้วยกระแสที่ให้กำเนิดสัญญาณในช่วง 10 เมกะเฮิรตซ์ ทั้งแบบเดิมและแบบปรับปรุง
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2006
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Electrical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/8068
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Prapto_Nu.pdf2.23 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.