I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   1 0 3 6 ~ 1 0 4 2   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 11 i 2 . p p 1 0 3 6 - 1 0 4 2           1036       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A 5G  mm - w a v e co m pa ct   v o ltag e - co ntrolled o scilla to r   in 0.2 5   µ m   pH EM T t echno lo g y       Abdelh a f id  E s - s a qy 1 ,   M a ry a m   A ba t a 2 ,   M a h m o ud   M ehdi 3 ,   M o ha m m ed  F a t t a h 4 ,   Sa id M a ze r 5 M o ulh i m E l B e kk a li 6 ,   Ca t herine  Alg a ni 7   1, 2, 5, 6 S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsity ,   F e z ,   M o ro c c o   3 L e b a n e se   Un iv e rsit y ,   Be iru t,   L e b a n o n   4 M y   Is m a il   Un iv e rsit y ,   M e k n e s,  M o ro c c o   7 G u sta v e   Ei ff e Un iv e rsit y ,   CNR S ,   L e   Cn a m ,   P a ris,   F ra n c e       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   7 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   8 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Ju n   2 8 ,   2 0 2 0       A   5 G   m m - w a v e   m o n o li th ic  m icro w a v e   in teg ra ted   c ircu it   (M M IC)  v o lt a g e - c o n tro ll e d   o sc il lat o (V CO)  is  p re se n ted   in   th is p a p e r.   It  is  d e sig n e d   o n   G a A s   su b stra te  a n d   w it h   0 . 2 5   µm - p HEM T   tec h n o l o g y   f ro m   UMS   f o u n d ry   a n d   it   is   b a se d   o n   p HEM T   v a ra c to rs  in   o rd e t o   a c h iev e   a   v e ry   s m a ll   c h ip   siz e .   0 d Bm - o u tp u p o w e o v e th e   e n t ire  tu n in g   ra n g e   f ro m   2 7 . 6 7   G Hz   to     2 8 . 9 1   G Hz ,   a   p h a se   n o is e   o f   - 9 6 . 2 7 4   d Bc /Hz   a n d   - 1 1 6 . 24   d Bc /H z   a 1   a n d     10   M Hz   o f f se f r e q u e n c y   f ro m   th e   c a rrier  re sp e c ti v e l y   a re   o b tain e d   o n   sim u latio n .   A   p o w e c o n su m p ti o n   o f   1 1 1   m W   is  o b tain e d   f o a   c h ip   siz e   o f   0 . 2 6 8   m m 2 .   Ac c o rd in g   to   o u k n o w led g e ,   th is  c ircu it   o c c u p ies   th e   s m a ll e st   su rf a c e   a re a   c o m p a re d   to   p HEM T s o sc il lato r p u b li sh e d   in   th e   li tera tu re .   K ey w o r d s :   5G   C o m p ac t V C   mm - W a v b an d     p HE MT   tr an s is to r     p HE MT   v ar ac to r     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A b d elh a f id   E s - s aq y   A r ti f icial  I n telli g e n ce ,   Data   Sc ien ce s   a n d   E m er g in g   S y s te m s   L ab o r ato r y   Sid Mo h a m ed   B en   A b d ellah   Un i v er s it y   Sid i M h a m m ed   B elah s s a n e,   O u lad   A lian e,   T ao u n ate,   Mo r o cc o   E m ail:  es s aq y ab d elh a f id @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   As  an y   n e w   g e n er atio n   o f   m o b ile  co m m u n icatio n ,   5 m u s t   o f f er   b etter   p er f o r m a n ce   t h a n   p r ev io u s   g en er atio n s .   A cc o r d in g   to   t h e   I n ter n atio n al  T elec o m m u n ica tio n   U n io n ,   5 i s   ex p ec ted   to   s u p p o r v er y   h i g h   d o w n lo ad   s p ee d s   ( u n t il   10   G b it/s ) ,   an d   an   ex tr e m e l y   lo w   l aten c y   ti m ( ab o u t   1   m s )   [ 1 ] .   A s   t h m icr o w a v e   f r eq u en c y   b a n d   is ,   p r ac ticall y f u ll y   o cc u p ied ,   n e w   f r eq u e n c y   b an d s   ar r eq u ir ed   to   m ee t h n ee d s   o f   5 G.   I n   t h m illi m eter - w av b a n d ,   2 6   GHz   to   2   GHz   f r eq u en cie s   ar th m o s t r ec o m m e n d ed   b y   5 G   ac to r s   [ 2 ] .   Milli m eter - w a v f r eq u en cie s   o f f er   h u g ca p ac it y ,   allo win g   m o r tr an s f er r ed   d ata  t h r o u g h   a   p ar ticu lar   ch an n el  i n   o r d er   to   ac h iev m u lti - g ig ab it  r ates  p er   s ec o n d   [ 3 ]   an d   v er y   lo w   laten c y   t i m e.   S u c h   ad v an ta g es   o f f er   n e w   o p p o r tu n i ties   f o r   h i g h - s p ee d   w ir eles s   I n ter n et  ac ce s s ,   d ata   an d   v i d eo   s tr ea m i n g ,   an d   ca b le  r ep lace m en t.   I n   r etu r n ,   it  r eq u ir es   r eliab le  d es ig n   p r o ce s s ,   q u al if ied   f o u n d r y   d esig n   k it   b ased   o n   r ig o r o u s   m o d ellin g   o f   p as s i v an d   ac ti v co m p o n en t s ,   a n d   al s o   p r ed ictab le  s i m u lat io n s   i n   t i m a n d   f r eq u e n c y   d o m ai n s   t h at  ca n   h a n d le  h i g h l y   n o n - l in ea r   i n teg r ated   cir cu it s .   E a c h   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m   i n t e g r a t e s   l o c a l   o s c i l l a t o r s   F i g u r e   1   [ 4 ]   a n d   i t s   o w n   p e r f o r m a n c e   i n f lu e n ce s   th p er f o r m a n ce   o f   t h e n tire   s y s te m .   T h er ef o r e,   th d es ig n   o f   VC O   f o r   m illi m eter   f r e q u en cie s   p r esen t s   a   g r ea ch alle n g f o r   R cir cu it  d esig n er s   [ 5 ] .   Fo r   m o s V C Os  p u b li s h ed   in   t h liter at u r e,   th o s cilla tio n   f r eq u en c y   t u n i n g   is   o b tain ed   u s i n g   v ar ac to r s   [ 6 - 1 0 ] .   Du to   th h ig h   lev e o f   v ar ac to r   Am p lit u d e - to - P h ase   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   5 mm - w a ve   co mp a ct  v o lta g e - co n tr o lled   o s cilla to r   in   0 . 2 5   µm   p HE MT   tech n o lo g y   ( A b d elh a fid   E s - s a q y )   1037   n o is co n v er s io n   [ 1 1 ] ,   r ef er en ce   [ 1 2 ]   p r esen ts   f r eq u en c y   t u n i n g   tec h n iq u b ased   o n   v ar ac to r - m o u n ted   Ga As   p HE MT   tr an s is to r s   i n   o r d er   to   m i n i m ize  t h n o is co n v er s io n   a n d   to   r ed u ce   t h s ize   o f   t h f i n al  cir c u it a n d   it s   f ab r icatio n   co s ts ,   to o .   I n   th i s   p ap er ,   w f o llo w   t h e   ap p r o ac h   o f   [ 1 2 ]   u s in g   th e   P H2 5   p r o ce s s   tech n o lo g y   f r o m   U MS   f o u n d r y .   T h ci r cu it   st u d ied   in   t h i s   p ap er   p r esen ts   g o o d   p er f o r m an ce   i n   ter m s   o f   p h a s e   n o is e   ( P N)   lev el o u tp u p o w er   a n d   DC   p o w e r   co n s u m p tio n   w h ile  o cc u p y in g   less   th a n   h alf   o f   t h ar ea   o cc u p ied   b y   t h e   s tr u ct u r es p r o p o s ed   in   [ 1 2 - 1 5 ] .   T h is   p ap er   is   o r g an ized   as f o llo w s : in   s ec tio n   2 ,   w p r esen t   th VC c ir cu it a s   w ell  a s   its   la y o u t.  W h i le  th th ir d   s ec tio n   i s   d e d icate d   to   t h r esu l ts   o f   p o s t - l a y o u s i m u latio n .   T h en   t h es e   r esu lt s   ar an al y z ed   an d   co m p ar ed   w it h   o th er s   f r o m   th e   liter atu r in   s ec tio n   4 .   Fi n a ll y ,   co n cl u s io n   i s   p r esen ted   in   t h last   s ec tio n .           Fig u r 1 .   Si m p li f ied   d iag r a m   o f   th e   tr an s ce i v er   s y s te m       2.   VO L T A G E   CO NT RO L L E O SCI L L A T O CIR CUI T   T h ar ch itectu r o f   th p r o p o s ed   VC i s   b ased   o n   t h C o l p itts   s tr u ctu r s tu d ied   i n   t h r ef er en ce s   [ 1 6 - 1 8 ]   an d   th s tr u ctu r p r o p o s ed   b y   th au th o r s   i n   [ 1 2 ]   as  s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   T h ac tiv p ar o f   th i s   o s cillato r   co n s is t s   o f   t w o   tr a n s is to r s   p HE MT   1   an d   p HE M T   2 ea ch   o n h as  4   f in g er s   an d   g ate  len g th   a n d   w id t h   o f   0 . 2 5   µ m   an d   2 0   µ m ,   r esp ec tiv el y .   A   h i g h er   n u m b er   o f   f in g er s   in cr ea s e s   t h o u tp u p o w er   [ 1 9 ] .   E ac h   tr an s i s to r   is   b iased   at  th o p er atio n   p o in ( VD S=2 . 2   V,   VGS   - 0 . 6   V)   an d   t h t h r ee   in d u cto r s   L d 1 ,   L d 2   an d   L g   eq u als  r esp ec ti v el y   to   0 . 1 5   n H,   0 . 1 5   n an d   0 . 1   n H.   T h p er f o r m an ce   o f   t h cir c u it  s tr o n g l y   d ep en d s   o n   t h e   b ias  co n d itio n s   [ 2 0 ] ,   f o r   th is   r ea s o n   th e   v al u es   o f   t h b ias  v o ltag e s   an d   i n d u c to r s   ar ch o s en   ca r ef u ll y .   T h e   r eso n an c ir cu it  o f   t h e   V C O   i s   b a s e d   o n   tw o   s o u r c e - d r a i n   s h o r t e d   t r a n s i s t o r s   p H E M T   3   a n d   p H E M T   4 .   C o n s e q u e n t l y ,   t h e s e   tw o   t r a n s i s t o r s   a c t   l i k e   v a r a c t o r s   w h o s e   c a p a c i t a n c e   v a l u e   i s   t u n e d   b y   t h e   v o l t a g e   s o u r c e   V t u n e   a p p l i e d   t o   t h e i r   g a t e s .     T h VC cir cu it  is   b ased   o n   p ass i v co m p o n e n ts   a n d   p HE MT   tr an s is to r s   o f   th P H 2 5   p r o ce s s   ( Un ited   Mo n o lit h ic  Se m ico n d u cto r s   f o u n d r y ) .   T h p ass iv an d   ac tiv d ev ices  m o d els  f it  w el th eir   p er f o r m a n ce s ,   a n d   th e y   i n te g r ate  p ar asit ic  b eh av io r s .   T h er ef o r e,   in   o r d er   to   o b tain   th l a y o u p r ese n ted   in   Fig u r e   3 ,   n u m b er   o f   o p ti m iz atio n   a n d   r etr o - s i m u latio n   s te p s   ar r eq u ir ed .   I n   o r d er   to   m i n i m ize  a n y   k i n d   o f   as y m m etr y   in   th g e n er ated   w a v e f o r m s ,   a n d   to   av o id   t h in tr o d u ctio n   o f   ad d itio n al   n o i s e,   s p ec ial  atte n tio n   h as b ee n   f o cu s ed   o n   th la y o u t s y m m etr y   [ 2 1 ] .           Fig u r 2 .   V o ltag c o n tr o lled   o s cillato r   cir cu it       Fig u r 3 .   VC l a y o u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1   :   1 0 3 6   -   1042   1038   T h cir cu it  i s   i m p le m en ted   o n   Ga As  s u b s tr ate   f o r   ch ip   s ize   cir cu i eq u al   to   0 . 2 68   mm 2     ( 5 4 0 x 4 96   µm ) T h ch ip   in c lu d es th o s cillato r   cir cu i t ,   R a cc ess   p ad   an d   th r ee   b ias p ad s .   W h ile  th c h ip   s iz e   o f   th cir c u its   p r ese n ted   in   [8 1 2 ,   1 5 ]   a r 3 . 7 5   mm 2 ,   0 . 5 1 5   mm 2   an d   0 . 5   mm 2   r e s p ec tiv e l y .   I is   t h er ef o r a   co m p ac t a n d   r ed u ce d   s tr u ct u r e,   co m p ar ed   to   th s tr u c tu r es p u b lis h ed ,   r ec en tl y ,   i n   t h e   liter a tu r e.       3.   PO ST - L AYO U T   S I M UL AT I O N   I n   o r d er   to   en s u r t h at   th e   d es ig n ed   cir cu it   w ill   o p er ate  as  e x p ec ted ,   i i s   es s e n tial  to   ca r r y   o u p o s t - la y o u s i m u latio n s   t h at  co n s id er   all  th p ar asit ics  an d   u n d esira b le  ef f ec ts   r elate d   to   th ad d itio n al   in ter co n n ec tio n   li n es  a n d   p a r a s itic  a s p ec ts   o f   t h p as s iv e   an d   ac tiv ele m e n ts .   Fo r   d esi g n i n g   an d   o p ti m izi n g   an   o s cil lato r ,   th f ir s s tep   is   to   v er if y   th e   o s cillatio n   s tab il it y   o f   t h cir c u it.  T h o s ci llat o r   co n v er g e s   i f   t h e   t w o   B ar k h a u s e n   co n d itio n s   ar s ati s f ied ,   i.e . ,   at  t h o s c i llati o n   f r eq u en c y ,   t h lo o p   g ain   is   g r ea ter   o r   eq u al   to   1   an d   th e   p h ase   is   n ea r   ze r o   [ 2 2 ,   2 3 ] .   T h is   ca n   b ea s il y   v e r if ied   b y   u s in g   t h ''OscT est ''   to o av ailab le  i n   t h e   A D s i m u lato r .   A s   w ca n   o b s er v in   Fi g u r e   4   ( a) ,   at  f r eq u en cie s   ar o u n d   2 8   GHz ,   th r ef le x io n   co e f f icien t   m ag n it u d i s   1 . 0 0 1   an d   its   p h ase  is   0 . 0 0 2 °  o n   s m al s i g n al  s i m u lat io n ,   t h er ef o r t h B ar k h au s en   co n d itio n s   ar w ell  v er if ied .     L ar g e   s i g n a s i m u latio n   w it h   h ar m o n ic  b alan ce   s h o w s   t h p o w er   s p ec tr u m   o f   t h o u tp u t   s ig n a Vo u t   F ig u r 4 ( b ) ,   w ca n   clea r l y   s ee   th at   th e   f u n d a m e n tal  p o w e r   is   ar o u n d   0   d B m ,   it  i s   co n s t an o v er   th e   en t ir v o ltag t u n in g   r an g o f   t h V C O.   T h o u tp u p o w er s   o f   t h e   f ir s an d   s ec o n d   h ar m o n ics  a r - 2 8 . 6 7   d B m   an d     - 2 . 0 5   d B m   r e s p ec ti v el y ,   co r r esp o n d in g   to   2 8 dB   r ej ec ti o n   o f   th f ir s h ar m o n ic  an d   2 2   d B   r e j ec tio n   o f   th s ec o n d   h ar m o n ic.   T h o s cillatio n   f r eq u en c y   v ar ie s   b et w ee n   2 7 . 6 7   GHz   an d   2 8 . 9 1   GHz   w h en   v ar y i n g   th g at e   p HE MT 1   an d   p HE M T 2   v o ltag es  f r o m   1 . 5   to   - 4 . 1   Fig u r 5   ( a) .   C o n s eq u e n tl y ,   th cir cu it  h as  a   f r eq u en c y   tu n in g   r an g o f   1 . 2 4   GHz ,   co r r esp o n d in g   to   a   f r eq u en c y   s e n s iti v it y   o f   2 2 1 . 4   MH z/V.   Fig u r 5   ( b )   s h o w s   th ti m d o m ai n   o f   t h o u tp u s i g n al  Vo u t,  t h s i g n al  s h ap is   cl ea r l y   s i n u s o id al  ( f o r   Vtu n e = 1 . 3   V) .   T h p h ase  n o is s i m u latio n ,   p r esen ted   i n   Fig u r 6 ,   s h o w s   t h at  p h ase  n o is ar - 9 6 . 2 7 4   d B c/Hz   an d   - 1 1 6 . 2 7   d B c/Hz   a o f f s et  f r eq u e n c y   1   MH an d   1 0   MH f r o m   th ca r r ier ,   r esp ec tiv el y .         ( a)     ( b )     Fig u r 4 .   ( a)   L o o p   g ain   an d ,   ( b )   p o w er   o f   th f o n d a m e n tal  ( - - ) ,   f ir s t ( - Δ -   an d   s ec o n d   ( - x - h ar m o n ic  v er s u s   Vtu n e       No w d a y s ,   th en er g y   co n s u m p tio n   is   a n   i m p o r tan co n s id er atio n   f o r   w ir ele s s   co m m u n icat io n   s y s te m s   s u c h   a s   5 [ 2 4 ] .   T h DC   s i m u lat io n   i n d icate s   th a t t h p o w er   co n s u m p t io n   o f   o u r   VC cir c u it i s   v er y   lo w ,   w i th   a   p o w er   o f   1 1 1   m W   m ax i m u m .   Fi n all y ,   to   s tu d y   t h i m p ac o f   th e   tech n o lo g y   d is p er s io n   o n   t h e   p er f o r m a n ce   o f   th c ir cu it  p r o p o s ed   in   th i s   p ap er ,   w p er f o r m ed   f o r   s ta tis tica " MO NT E   C A R L O"   a n a l y s i s .   I s   s h o w n   i n   F i g u r e   7   t h a t   f o r   s m a l l   v a r i a t i o n s   o f   t h e   c i r c u i t   p a r a m e t e r s ,   t h e   o u t p u t   p o w e r   v a r i e s   s l i g h t l y   b y   a   f ew   d e c i b e l s .   I n   t h e   w o r s t   c a s e ,   t h e   o u t p u t   p o w e r ,   o f   t h e   f u n d a m e n t a l   h a r m o n i c ,   d e c r e a s e s   t o   - 3   d B m   w h ile  t h e   r ej ec tio n   o f   th f ir s t   an d   s ec o n d   h ar m o n ics  r e m ai n s   h i g h er   t h an   2 1   d B   an d   1 6   d B   r esp ec tiv el y   alo n g   t h V C O   f r eq u en c y   b an d w id t h   an d   f o r   th f i f t y   iter atio n s   o f   t h " MO NT E   C A R L O"   s i m u la tio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   5 mm - w a ve   co mp a ct  v o lta g e - co n tr o lled   o s cilla to r   in   0 . 2 5   µm   p HE MT   tech n o lo g y   ( A b d elh a fid   E s - s a q y )   1039     ( a)     ( b )     Fig u r 5 .   ( a)   Oscill atio n   f r eq u en c y   v er s u s   Vt u n an d   ( b )   ti m d o m ai n   o f   t h o u tp u t si g n al  f o r   Vtu n e = 1 . 3   V         ( a)     ( b )     Fig u r 6 .   SS P ( a)   an d   ab s o lu te  n o is s p ec tr u m ,   ( b )   f o r   Vtu n e = 1 . 3   V         ( a)     ( b )     Fig u r 7 .   Mo n te  ca r lo   an al y s is ( a)   th f u n d a m en ta ( b lack   li n e)   an d   th f i r s h ar m o n ics ( b l u lin e) ,     ( b )   t h f u n d a m e n tal  ( b lack   li n e)   an d   th s ec o n d   h ar m o n ic s   ( b lu lin e)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1   :   1 0 3 6   -   1042   1040   4.   ANALY SI S A ND  DI SCUS S I O NS   VC p er f o r m a n ce s   co m p ar i s o n   d ep en d s   o n   th in te n d ed   ap p licatio n ,   w h ile  th o s cillato r   s p ec if icatio n s   m a y   v ar y   f r o m   o n ap p licatio n   to   an o th er .   B u to   g et  g e n er al  id ea   ab o u th p er f o r m a n ce   o f   an   o s cillato r ,   d esig n er s   u s t h e   Fig u r o f   Me r it d ef i n e d   b y   th f o llo w in g   eq u a tio n   [ 2 5 ,   2 6 ] :     F oM = ( 0 ,  ) + 10 l og (   ) 20   l og   ( 0  )   ( 1 )     w h er ( 0 ,  )   is   t h s in g le   s id eb an d   p h ase  n o is   ( S SP N )   at     o f f s et  f r eq u en c y ,   0   is   th o s cilla tio n   f r eq u en c y   a n d ,   f i n all y ,        is   th DC   p o w er   co n s u m p tio n   o f   th e   cir cu it in   m W .   I n   th e   T ab le  1 ,   w e   h a v cited   th p er f o r m an ce   o f   s o m v o l tag co n tr o lled   o s cil lato r s ,   p u b lis h ed   i n   th l iter atu r e.   T h ese   o s cilla to r s   o p er ate  in   th e   mm - W a v e   f r eq u en c y   b an d   a n d   ar d ed ic ated   to   th e   w ir ele s s   co m m u n icati o n   s y s te m s .   W o b s er v th at  th s ize  o f   o u r   ci r cu it ,   d esi g n ed   u s i n g   0 . 2 5   µ m   GaA s   p HE MT ,   is   v er y   s m all  co m p ar ed   to   o th er   p HE MT   VC Os  p u b lis h ed   in   th liter atu r e,   it  also   h as  an   ac c ep tab le  p h ase  n o is lev el  an d   co n s u m e s   lo w   elec tr ical  p o w er .       T ab le  1 .   P er f o r m a n ce   o f   d if f er en t V C Os   R e f .   O sci l l a t i o n   f r e q u e n c y   ( G H z )   O u t p u t   p o w e r   ( d B m)   P h a se   n o i se   ( d B c / H z )   a t   1   M H z   F o M   ( d B c / H z )   C h i p   a r e a   ( mm 2 )   S t r u c t u r e   T r a n si st o r   [ 8 ]   2 9 . 4   2 . 8 5   - 98   - 1 6 6 . 4 1   3 . 7 5   4   C o l p i t t s V C O   0 . 1 3 µ m   S i G e   B i C M O S   [ 1 2 ]   2 7 . 7   9 . 7 5   - 1 1 3 . 1 1 5   - 1 8 1 . 0 6   0 . 5 1 5   C o l p i t t s   0 . 1 5 µ m G a A s p H EM T   [ 1 4 ]   28   -   - 93   - 1 7 2   0 . 5   D i f f e r e n t i a l   V C O   0 . 1 3 µ m   S i G e   B i C M O S   [ 1 4 ]   38   -   - 90   - 1 7 1 . 7   0 . 5   D i f f e r e n t i a l   V C O   0 . 1 3 µ m   S i G e   B i C M O S   [ 1 5 ]   2 8 . 3   1 1 . 8   - 1 0 2   -   0 . 5   N e g a t i v e   r e si st a n c e   0 . 1 5 µ m G a A s p H EM T   [ 1 6 ]   2 8 . 2   1 . 6 3   - 1 0 6 . 9   - 1 5 5 . 7 8   -   H a r t l e y   0 . 1 5 µ m   G a A s p H EM T   T h i s w o r k   2 8 . 2 9   0   - 9 6 . 2 7 4   - 1 6 4 . 8 5   0 . 2 6 8   C o l p i t t s   0 . 2 5 µ m   G a A s p H EM T       5.   CO NCLU SI O N   P r o v id s tate m e n t h at  w h a is   e x p ec ted ,   as  s tated   i n   t h " I n tr o d u ctio n "   ch ap ter   ca n   u lti m atel y   r esu lt  i n   " R es u lt s   an d   D is c u s s io n "   ch ap ter ,   s o   t h er is   co m p atib il it y .   Mo r eo v er ,   it  ca n   also   b ad d ed     th p r o s p ec o f   t h d e v elo p m e n o f   r esear ch   r e s u l ts   a n d   ap p licatio n   p r o s p ec ts   o f   f u r t h er   s t u d ies  i n to   t h n ex t   ( b ased   o n   r esu lt a n d   d is c u s s io n ) .       RE F E R E NC E S     [1 ]   J.   G .   A n d re ws ,   S .   Bu z z i,   W .   Ch o i,   S .   Ha n ly ,   A .   L o z a n o ,   A .   C.   K.  S o o n g ,   J   . C.   Z h a n g ,   W h a W il 5 G   Be ? ,   IEE J o u rn a o n   S e lec ted   Are a s in   Co mm u n ica ti o n s ,   v o l.   3 2 ,   n o .   6 ,   p p .   1 0 6 5 - 1 0 8 2 ,   2 0 1 4 .   [2 ]   Y.  Niu ,   Y.  L D.  Jin ,   L .   S u ,   A .   V .   V a silak o s,  A   su rv e y   o f   m il li m e ter  w a v e   c o m m u n ica ti o n (m m W a v e f o 5 G o p p o rt u n it ies   a n d   c h a ll e n g e s,”   W ire l e ss   Ne two rk s ,   v o l.   2 1 ,   n o .   8 ,   p p .   2 6 5 7 - 2 6 7 6 ,   2 0 1 5 .   [3 ]   R.   I.   Bo b y ,   K.  A b d u ll a h ,   A .   Z.   Ju so h ,   N.  P a rv e e n ,   a n d   A .   L .   A sn a w i,   A   w irele ss   p re c o d in g   tec h n iq u e   f o r   m il li m e tre - wa v e   M IM sy ste m   b a se d   o n   S IC - M M S E,   T EL KOM NIKA  T e lec o mm u n ica t i o n ,   C o mp u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   C o n tro l ,   v o l.   1 7 ,   n o .   6 ,     p p .   2 7 8 2 - 2 7 8 9 ,   2 0 1 9 .   [4 ]   S .   C.   Be ra ,   M icro w a v e   A c ti v e   De v ice a n d   Circu it f o Co m m u n ica ti o n ,   S p rin g e L e c tu re   No t e in   El e c trica En g i n e e rin g ,   v o l.   5 3 3 ,   2 0 1 9 .   [5 ]   A .   M a lk i,   L .   E.   A b d e ll a o u i,   J.  Zb it o u ,   A .   Err k ik ,   A .   T a j m o u a ti ,   a n d   M .   L a trac h ,   A   No v e De sig n   o f   V o lt a g e   Co n tr o ll e d   Os c il lat o By   u sin g   th e   M e th o d   o f   Ne g a ti v e   R e sist a n c e ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   El e c trica a n d   Co mp u ter   E n g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   8 ,   n o .   6 ,   p p .   4 4 9 6 - 4 5 0 4 ,   2 0 1 8 .   [6 ]   F .   He rz e l,   G .   P a n ic,  J.  Bo rn g ra b e r,   a n d   D.  Kiss in g e r,   A n   In teg ra ted   V CO  w it h   F re q u e n c y   T rip ler  in   S iG e   BiCM OS  w it h   a   1 - d B   Ba n d w id t h   f ro m   2 2   G Hz   to   3 2   G Hz   f o M u lt i b a n d   5 G   W irele ss   Ne t w o rk s,”   in   2 0 1 9   1 2 t h   Ge rm a n   M icr o wa v e   Co n fer e n c e   ( Ge M iC) ,   S tu tt g a rt,   G e r m a n y ,   2 0 1 9 p p .   9 9 - 1 0 2 , .   [7 ]   M .   H.   Ka sh a n i,   R .   M o lav i,   a n d   S .   M irab b a si,  A   2 . 3 - m W   2 6 . 3 - GH z   Gm - Bo o ste d   Dif f e re n ti a Co lp it ts  V CO  W it h   2 0 %   T u n i n g   Ra n g e   in   6 5 - n m   C M OS,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   m icr o wa v e   th e o ry   a n d   tec h n iq u e s ,   v o l.   6 7 ,   n o .   4 ,     p p .   1 5 5 6 - 1 5 6 5 ,   2 0 1 9 .   [8 ]   G .   Ch e n g ,   Z.   L i,   Z.   L i,   T .   Ha n ,   M .   T ian ,   A   2 2 - to - 3 6 . 8   G Hz   lo p h a se   n o ise   Co lp it ts  V CO  a rra y   in   0 . 1 3 - μm   S i G e   BiC M OS  tec h n o l o g y ,”   M icr o e lec tro n ics   J o u rn a l ,   v o l.   8 8 ,   p p .   7 9 - 8 7 ,   2 0 1 9 .   [9 ]   A .   S id d i q u e ,   T .   S .   De lw a r,   M .   Ku rb a n o v ,   a n d   J.  Y.   Ry u ,   ‘’L o w - P o w e L o w - P h a se   No is e   V C f o 2 4   G Hz   A p p li c a ti o n s,”   M icr o e lec tro n ics   J o u rn a l ,   v o l.   9 7 ,   p p .   1 - 2 3 ,   2 0 2 0 .   [1 0 ]   A .   Es - sa q y ,   M .   A b a ta,  M .   F a tt a h ,   S .   M a z e r,   M .   M e h d i,   M .   El   b e k k a li ,   S tu d y   a n d   De sig n   o f   a   M M IC  V o lt a g e   Co n tr o ll e d   Os c il lat o f o 5 G   m m - w a v e   b a n d   A p p li c a ti o n s,”   I n ter n a ti o n a J o u rn a o A d v a n c e d   T re n d in   Co m p u te r   S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 1 2 4 - 2 1 2 9 ,   2 0 2 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   5 mm - w a ve   co mp a ct  v o lta g e - co n tr o lled   o s cilla to r   in   0 . 2 5   µm   p HE MT   tech n o lo g y   ( A b d elh a fid   E s - s a q y )   1041   [1 1 ]   A .   Es - S a q y ,   M .   A b a ta,  S .   M a z e r,   M .   F a tt a h ,   M .   M e h d i,   M .   El   Be k k a li ,   C.   A lg a n i,   V e ry   L o w   P h a se   No ise   Vo lt a g e   Co n tr o ll e d   Os c il lato f o 5 G   mm - w a v e   Co m m u n ica ti o n   S y ste m s,”   2 0 2 0   1 st I n ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   In n o v a ti v e   Res e a rc h   in   A p p l ied   S c ien c e ,   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y   ( IRA S E T ) ,   M e k n e s,  M o ro c c o 2 0 2 0 ,   p p .   1 - 4.   [1 2 ]   A .   Es - S a q y ,   M .   A b a ta,  M .   M e h d i,   S .   M a z e r,   M .   F a tt a h ,   M .   E Be k k a li ,   C.   A lg a n i,   2 8   G Hz   Ba l a n c e d   p HEM T   V CO   w it h   L o P h a se   No ise   a n d   Hig h   Ou tp u P o w e P e rf o r m a n c e   f o 5 m m - W a v e   S y ste m s,”   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   1 0 ,   n o .   5 ,   p p .   4 6 2 3 - 4 6 3 0 ,   2 0 2 0 .   [1 3 ]   L .   Io tt i,   A .   M a z z a n ti ,   a n d   F .   S v e lt o ,   In sig h ts  I n to   P h a se - No ise   S c a li n g   in   S w it c h - Co u p led   M u lt i - Co re   L V COs   f o E - Ba n d   A d a p ti v e   M o d u lati o n   L in k s,”   IEE J o u rn a o S o li d - St a te Ci rc u it s ,   v o l.   5 2 ,   n o .   7 ,   p p .   1 7 0 3 - 1 7 1 8 ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   F .   Ullah ,   Y.  L iu ,   Z.   L i,   X .   W a n g ,   M .   M .   S a rf ra z ,   a n d   H.  Zh a n g ,   A   W id e b a n d   T u n a b le  V o lt a g e   Co n tro ll e d   Os c il lato S u p p o r ti n g   No n - h a rm o n ica ll y - Re late d   M u lt ip le  F re q u e n c y   Ba n d f o F u tu re   5 G   A p p li c a ti o n Us in g   0 . 1 3 - u m   S iG e   BiCM OS  T e c h n o lo g y ,   in   2 0 1 8   IEE 3 rd   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   In teg r a ted   Circ u it a n d   M icr o sy ste ms   ( ICIC M ) ,   S h a n g h a i ,   2 0 1 8 p p .   1 6 0 - 1 6 3 .   [1 5 ]   B.   P ier n a s,  K.  Nish ik a w a ,   T .   N a k a g a w a ,   K.  Ara k i,   A   Co m p a c a n d   L o w - P h a se - No ise   Ka - Ba n d   p HEM T - Ba se d   V CO,”   IEE E   T ra n sa c ti o n s On   M icr o wa v e   T h e o ry   A n d   T e c h n i q u e s ,   v o l.   5 1 ,   n o .   3 ,   p p .   7 7 8 - 7 8 3 ,   2 0 0 3 .   [1 6 ]   A .   Es - S a q y ,   M .   A b a ta,  S .   M a z e r,   I.   Ha lk h a m s,   M .   M e h d i,   a n d   C.   Alg a n i,   Co m p a ra ti v e   S tu d y   Be t w e e n   Ha rtl e y   a n d   Co lp it ts  V CO  f o 5 M M - W a v e   Ba n d   A p p li c a ti o n s,”   in   2 0 1 9   7 th   M e d it e rr a n e a n   Co n g re ss   o T e lec o mm u n ic a t io n s   ( CM T ) ,   F è s,  M o ro c c o ,   2 0 1 9 p p .   1 - 4 .   [1 7 ]   H.  Ho n g ,   J.  Jia n g ,   X.  Yu a n ,   S .   J i,   S .   Ke k e ,   a n d   G .   S u ,   A   L o w - P o w e Hig h - Ou tp u t - Ef f icie n c y   B ip o lar  C o lp it ts   V CO  Us in g   Ba se   In d u c ti v e   F e e d b a c k   a n d   Q - fa c to En h a n c e m e n t   f o A n a lo g   S ig n a A c q u isit io n ,   IEI CE   El e c tro n ics   Exp re ss ,   v o l.   1 7 ,   n o .   7 ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 2 0 .   [1 8 ]   R.   Z.   Na n f a ’a ,   R.   T c h it n g a ,   P .   H.  L o u o d o p   F o tso ,   R .   Ke n g n e ,   F .   C.   T a ll a ,   B.   Na n a ,   F .   B.   P e lap ,   No n   p e ri o d i c   o sc il latio n s,  b istab il it y ,   c o e x isten c e   o f   c h a o a n d   h y p e rc h a o in   th e   sim p les re sisto rles Op - Am p   b a se d   Co lp it ts   o sc il lato r,   He li y o n ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 2 0 .   [1 9 ]   Y.  W e n ,   S .   X iao w e i,   Q.  Ro n g ,   Z.   Yim e n ,   2 6 G Hz   p HEM T   V CO  M M IC ,”   M icr o wa v e   a n d   Op ti c a T e c h n o lo g y   L e tt e rs ,   v o l.   4 4 ,   n o .   6 ,   p p .   5 5 0 - 5 5 2 ,   2 0 0 5 .     [2 0 ]   M .   Rib a te,  R.   M a n d ry ,   J.  Zb it o u ,   L .   El   A b d e l lao u i ,   A .   Err k ik ,   M .   Latra c h ,   1 . 2 5 G Hz - 3 . 3 G Hz   b ro a d b a n d   so li d - sta te  p o w e a m p li f ier  f o L   a n d   S   b a n d a p p li c a ti o n s,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   Co m p u t e En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   9 ,   n o .   5 ,   p p .   3 6 3 3 - 3 6 4 1 ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   A .   Ha ji m iri ,   T .   H.  L EE ,   A   G e n e ra T h e o r y   o f   P h a se   No ise   in   El e c tri c a Os c il lt o rs , ”  IEE J o u rn a o f   S o li d - S t a te   Cicr u it s ,   v o l.   3 3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 9 - 1 9 4 ,   1 9 9 8 .   [2 2 ]   Ulrich   L .   Ro h d e   a n d   M a tt h ias   R u d o lp h ,   RF / M icro w a v e   Circu it   De sig n   f o W irel e ss   A p p li c a ti o n s ,”   J o h n   W il e y   Sons ,   p p .   7 1 6 - 8 4 7 ,   2 0 1 3 .   [2 3 ]   R.   O.  Ib ra h im ,   S .   M .   A b d   El - A z e e m ,   S .   M .   El - G h a n a m ,   a n d   F .   A .   S .   S o li m a n ,   S tu d y in g   th e   o p e ra ti o n   o f   M OSF ET   RC - p h a se   sh if o sc il lato r   u n d e d i ff e r e n e n v iro n m e n tal  c o n d it i o n s,   Nu c lea E n g i n e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y v o l.   5 2 ,   n o .   8 ,   p p .   1 7 6 4 - 1 7 7 0 ,   2 0 2 0 .   [2 4 ]   A .   F .   H a sa n ,   S .   A .   Z.   M u ra d ,   F .   A .   B a k a r,   a n d   T .   Z.   A .   Zu lk if li ,   A 2 8 G Hz   h ig h   e ff icie n c y   f u ll y   in teg ra ted   0 . 1 8   µm   c o m b in e d   CM OS  p o w e a m p li f ie u sin g   p o w e d iv id e r   tec h n iq u e   fo 5 G   m il li m e ter - w a v e   a p p li c a ti o n s,”   Bu ll e ti n   o f   El e c trica En g in e e rin g   a n d   In f o r ma ti c s ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   6 4 4 - 6 5 1 ,   2 0 2 0 .   [2 5 ]   X .   W a n g ,   X . - W .   Z h u ,   C.   Y u ,   a n d   W .   H o n g ,   Co m p a c a n d   L o w - P h a se - No ise   Os c il lato Em p lo y in g   M u lt il a y e S ix tee n th - M o d e   S u b stra te - In teg ra ted   W a v e g u id e   F il ter  f o 5 G   Ap p li c a ti o n s ,”   IEE T r a n sa c t io n o n   Co m p o n e n ts ,   Pa c k a g i n g   a n d   M a n u f a c tu ri n g   T e c h n o l o g y ,   v o l.   9 ,   n o .   9 ,   p p .   1 8 6 3 - 1 8 7 1 ,   2 0 1 9 .   [2 6 ]   M .   A .   S h e h a ta,  M .   Ke a v e n e y ,   a n d   R.   B.   S tas z e w s k i,   A   1 8 4 . 6 d Bc /Hz   F o M   1 0 0 k Hz   F li c k e P h a se   No ise   Co rn e 3 0 - G H z   Ro tar y   T ra v e li n g - W a v e   Os c il lato Us in g   Dis tri b u ted   S t u b s   in   2 2 n m   F D - S OI,”   IEE S o li d - S ta te  Ci rc u it s   L e tt e rs ,   v o l.   2 ,   n o .   9 ,   p p .   1 0 3 - 1 0 6 ,   2 0 1 9 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Abd e lh a fid   Es - sa q y ,   w a b o rn   in   T IS S A ,   M o ro c c o ,   i n   Ja n u a r y   1 9 9 2 .   Re c e iv e d   h is  M a ste r   d e g re e   in   M icro e lec tro n ics   f ro m   f a c u lt y   o f   sc ien c e Dh a EL   M a h ra z   F e z   M o ro c c o ,   i n   2 0 1 8 .   He   is  n o w   P h . D.  stu d e n in   A rti f icia l   In telli g e n c e ,   Da ta   S c ien c e a n d   Em e r g in g   S y ste m s   Lab o ra to ry   a th e   Un iv e rsit y   o S id M o h a m e d   Be n   A b d e l lah   F e z .   His  m a in   re se a rc h   in tere st   in c lu d e s   M ix e rs an d   L o c a Os c il lato rs.         M a r y a m   Aba ta ,   b o rn   in   1 9 8 9   i n   Na d o r,   M o r o c c o ,   o b tain e d   M a ste r’s  d e g re e   in   2 0 1 2   a th e   Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e s.  S h e   re c e iv e d   th e   P h . D.  i n   T e lec o m m u n ica ti o n a n d   M icro - w a v e s d e v i c e f ro m   S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   U n iv e rsity   o f   F e z .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1   :   1 0 3 6   -   1042   1042     M a h m o u d   M e h d i   w a b o rn   i n   Be iru t,   L e b a n o n ,   in   1 9 7 4 .   He   re c e iv e d   h is  P h . D.  in   h ig h   f re q u e n c y   c o m m u n ica ti o n   sy ste m f ro m   th e   u n iv e rsity   o P a ris  M a rn e   la  V a ll é e ,   F ra n c e   2 0 0 5 .   He   is an   a ss o c iate   p ro fe ss o in   th e   P h y sic s D e p a rt m e n o f   th e   F a c u lt y   o f   sc ien c e s   a th e   L e b a n e s Un iv e rsit y ,   Be iru t,   L e b a n o n .   Hi re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   M o n o li th ic  M icro w a v e   In teg ra ted   Circu it (M M IC),   M icro - El e c tr o - M e c h a n ica S y ste m s   (M EM S ),   Ra d io f re q u e n c y ,   Do u b le   Ba lan c e d   a n d   Distrib u te d   M ix e rs,  L o c a O sc il lato r,   TW   Am p li f i e rs,  Op to e lec tro n ic  M ix e f o L ID A s y ste m ,   Op ti c a sy ste m a n d   d e sig n ,   a n d   P h o to - d e tec to rs.  He   is  c o u rse   lea d e i n   m icro w a v e   d e v ic e f o th e   M a ste r s p ro g ra m   in   El e c tro n ics .                   M o h a m m e d   Fa tta h   r e c e iv e d   h is  P h . D.  i n   T e lec o m m u n ica ti o n a n d   CEM   a t h e   Un iv e rsity   o S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   (USM BA F e z ,   M o ro c c o ,   2 0 1 1 .   He   is  a   p ro f e ss o in   th e   El e c tri c a l   En g in e e rin g   De p a rtm e n o f   th e   Hig h   sc h o o o f   tec h n o lo g y   a t h e   M o u lay   I s m a il   Un iv e rsit y   (UMI ),   M e k n e s,  M o ro c c o   a n d   h e   is  a   re sp o n sib le  o f   th e   re se a rc h   tea m   ‘In telli g e n S y ste m s,   Ne tw o rk s a n d   T e lec o m m u n ica ti o n s’,  IM A G lab o ra to ry ,   UMI         S a id   M a z e r ,   b o rn   in   1 9 7 8 .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   e lec tro n ics   a n d   sig n a p ro c e ss in g   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   M a rn e - La - V a ll é e ,   Ch a m p s - su rM a rn e ,   F ra n c e .   He   is  c u rre n tl y   a   f u ll   P r o f e ss o w it h   th e   Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e o f   F e z ,   M o ro c c o .   He   is  m e m b re   o f   IA S S Lab o ra to ry ,   Un iv e rsit y   o f   S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z .   His  re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   th e   d e v e lo p m e n o f   m i c ro w a v e - p h o to n ics   d e v ice f o ra d io - o v e f ib re   a n d   w irele ss   a p p li c a ti o n s a n d   h e   is als o   i n v o lv e d   in   n e tw o rk   se c u rit y .         M o u lh i m e   El  B e k k a li ,   h o ld e o f   a   d o c to ra te  in   1 9 9 1   f ro m   th e   UST L   Un iv e rsit y   -   L il le  1 -   F ra n c e ,   h e   w o rk e d   o n   a n ten n a p rin te d   i n   X - b a n d   a n d   t h e ir  a p p l ica ti o n t o   m icro w a v e   ra d a r.   S in c e   1 9 9 2 ,   h e   w a a   p ro f e ss o a t   th e   G ra d u a te  S c h o o o f   T e c h n o l o g y ,   F e z   (ES T F a n d   h e   w a a   m e m b e o f   th e   T r a n s m issio n   a n d   Da ta  P r o c e ss in g   L a b o ra to ry   ( LT T I).   In   1 9 9 9 ,   h e   re c e iv e d   a   se c o n d   d o c t o ra te  in   e lec tro m a g n e ti c   c o m p a ti b il it y   f ro m   S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsit y   (USM BA ).   S in c e   2 0 0 9 ,   P r.   E B e k k a li   h a b e e n   V ice - P re sid e n o f   Re se a rc h   a n d   Co o p e ra ti o n   a t   th e   S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsit y   (USM B A in   F e z - M o ro c c o   u n t il   2 0 1 8 .   Cu rre n tl y ,   h e   is  a   p ro f e ss o a th e   Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e (ENS A F a n d   m e m b e o f   th e   L I A S S lab o ra to ry   a S id M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsity .         Ca th e r in e   Alg a n i,   b o rn   in   1 9 6 3 .   P h in   e lec tro n ics   a th e   Un iv e rsit y   P ierre   a n d   M a rie  Cu rie   (P a ris  V I).   U n iv e rsity   p ro f e ss o a th e   Na ti o n a C o n se rv a to ry   o f   A rts  a n d   Cra f t s,  CN A M - P a ris.   S h e   is t h e   re sp o n sib le  o f   th e   re se a rc h   tea m   c o m m u n ica ti o n   sy ste m s”   a t   ES YCO M   lab o ra t o ry .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.