Analysis and design of a 3-stage CMOS current controlled ring oscillator

Prapto Nugroho

dc.contributor.advisor	Ekachai Leelarasmee
dc.contributor.author	Prapto Nugroho
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
dc.date.accessioned	2008-09-18T09:42:22Z
dc.date.available	2008-09-18T09:42:22Z
dc.date.issued	2006
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/8068
dc.description	Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2006	en
dc.description.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.	en
dc.description.abstractalternative	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	en
dc.format.extent	2286570 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.language.iso	en	es
dc.publisher	Chulalongkorn University	en
dc.relation.uri	http://doi.org/10.14457/CU.the.2006.1548
dc.rights	Chulalongkorn University	en
dc.subject	Oscillators, Electric	en
dc.subject	Integrated circuits	en
dc.subject	Metal oxide semiconductor field-effect transistors	en
dc.title	Analysis and design of a 3-stage CMOS current controlled ring oscillator	en
dc.title.alternative	การวิเคราะห์และออกแบบวงจรซีมอสริงออสซิลเลเตอร์แบบ 3 ขั้น ควบคุมด้วยกระแส	en
dc.type	Thesis	es
dc.degree.name	Master of Engineering	es
dc.degree.level	Master's Degree	es
dc.degree.discipline	Electrical Engineering	es
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University	en
dc.email.advisor	ekachai.l@chula.ac.th
dc.identifier.DOI	10.14457/CU.the.2006.1548