低電力20相出力発振回路

摘要

We propose a transfer gate phase coupler for a low-power multi-phase oscillator (MPOSC). The phase coupler is an nMOS transfer gate, which does not waste charge to the ground and thus achieves low power. The proposed MPOSC can set the number of outputs to an arbitrary number. The test circuit in a 180-nm process and a 65-nm process exhibits 20 phases, including 90° different angles. The designs in a 180-nm CMOS process and a 65-nm CMOS process were fabricated to confirm its process scalability; in the respective designs, we observed 36.6% and 38.3% improvements in a power-delay products, compared with the conventional MPOSCs using inverters and nMOS latches. In a 65-nm process, the measured DNL and 3a period jitter are, respectively, less than ±1.22° and 5.82 ps. The power is 284μW at 1.85 GHz.%本稿ではmulti-phase oscillator（MPOSC）の低消費電力化に適した，位相補間素子（transfer gatephase coupler，TGPC）を提案する，我々が提案するMPOSCは位相補間素子にnMOSを用いており，電荷を消費しないことで低消費電力を実現する．また，提案MPOSCは出力を任意の数にすることができる．180nm，65nmCMOSプロセスで900位相差信号を含む20相の位相を出力するWOSCの試作を行い，プロセススケーラビリティが得られることを確認した．180nmプロセスで設計した試作チップと従来回路との設計比較を行った結果，Power DeIay（PD）積に関して，位相補間にインバータを用いた回路と比較し36．6％，nMOSラッチを用いた回路と比較し38．3％改善された．また65nmプロセスで設計した試作チップを測定した結果，DNLは±1．22°，3σジッタは5．82psとなり，消費電力は出力周波数1．85GHzの場合で284μWとなった．