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RF 회로에서 필수적인 회로의 하나로서, 특정주파수의 sin파 신호을 생성해내는 회로이다. 어떤 통신 시스템이건 크리스탈이나 발진기를 통해 주파수원을 만들어야만 신호를 싣고 내릴 수 있다.
다르게 표현하면 발진기는 DC 에너지를 AC로 변환해주는 역할을 한다. FET에 DC 전력을 인가하면 자체 루프를 통해, 하나의 출력에 한 주파수 성분의 AC 신호를 출력한다.
특성상 AMP와 비슷해보이지만, 설계과정에서 Stability조건과 matching의 차이에 의해 AMP가 되느냐 Oscillator가 되느냐가 구분되기도 한다. 결과 자체도 AMP나 Oscillator나 비슷하게 보일 수 있는데, AMP와는 달리 입력포트없이 출력포트만으로 좁은 대역내에서의 주파수신호가 검출된다는 것이 다르다.
실제로는 VCO (Voltage Controlled Oscillator)와 같은 형태로서 설계되어서 주파수를 조절하거나 자체 feedback으로 안정화된 회로 형태를 많이 가지게 된다.
초고주파용 발진기는 상용 시스템에서 군사용에 이르기까지 많은 시스템에 이용되고 있다. Gunn 다이오드, IMPATT 다이오드 등과 같은 1 port 소자를 이용하는 것과 BJT, MESFET 등의 2 port 소자를 이용한 것으로 크게 나눌 수 있다.
Gunn 발진기의 경우 낮은 FM 잡음을 가지고, IMPATT 발진기의 경우 높은 출력을 갖는다. 반면 트랜지스터 발진기의 경우 1 단자 소자를 이용하는 경우 보다 발진 조건에 영향을 미치는 변수가 많고, 또 소자의 모델링이 선행되어야 한다는 단점을 가지고 있음에도 불구하고, 높은 DC-RF 변환 효율, 소형화, 안정성, 저잡음 측면에서 우수한 특성을 가지고 있어 보다 널리 사용되고 있다.
GaAs FET 발진기는 Si BJT 발진기에 비해 전자의 이동도가 높기 때문에 4GHz 이상의 비교적 높은 주파수에서 적용이 유리하며, BJT의 경우 FET에 비하여 낮은 주파수에서 1/f 잡음 특성이 우수하므로 4GHz 이하의 낮은 주파수에서는 주로 BJT를 사용하여 발진기를 구현한다.
발진기를 설계하는 방법으로는 소 신호 산란계수를 이용한 선형 설계 방법과 대 신호 산란계수를 이용한 비선형 설계 방법이 있다. 선형 설계의 경우 발진 조건을 찾고, 설계하기가 쉬운 반면, 정확한 발진 주파수를 예측하기가 어렵고, 출력 전력을 예측할 수 없으므로, 제작 후 여러 가지 고려해야 할 사항들이 많다. 그러나 비선형 설계의 경우 설계가 복잡하지만, 정확한 발진 주파수와 출력 전력 등을 예측할 수 있다는 측면에서는 더 유리하다.
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