갈륨비소 MESFET를 이용한 고이득 연산 증폭기의 입력단 설계

Design of High-Gain OP AMP Input Stage Using GaAs MESFETs

고속 아날로그 시스템,위성통신시스템, video signal processing 및 processing 및 optical fiber interface 회로등에서 높은 전자이동도로 인하여 고주파 툭성이 우수한 GaAs 연산 증폭기는 필수적인 구성 요소이다. 하지만, 낮은 전달컨덕턱스 및 low frequency dispersion등의 현상 때문에 높은 전압이득을 얻을 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 GaAs MESFETfmf 이용한 증폭기의 이득을 증가시키기 위한 기법을 비교분석하고 기존의 전류미러와 새로운 구성의 전류 미러를 설계하여 회로의 안정화를 꾀하였다. 높은 차동전압이득을 얻기 위하여 단일 증폭기의 bootstrap 이득증가기법을 이용하여 차종입력 회로를 구성하였으며, 회로의 안정도 및 우수한 주파수 특성을 얻기 위하여 common mode feedback을 사용하였다. Pspice를 통한 시뮬레이션 결과 설계된 회로의 이득이 18.6dB 향상되었고 안정도 및 주파수 특성면에서 우수함을 확인할 수 있었다.

In the high speed analog system satellite communication system, video signal processing and optical fiber interface circuits, GaAs high gain operational amplifier is advantageous due to obtain a high gain because of its low transconductance and other drawbacks, such as low frequency dispersion and process variation. Therefore in this paper, a circuit techniques for improving the voltage gain for GaAs MESFET amplifier is presented. Also, various types of existing current mirror and current mirror proposed are compared.To obtain the high differential gain, bootstrap gain enhancement technique is used and common mode feedback is employed in differential amplifier.The simulation results show that gain is higher than that of basic amplifier about 18.6dB, and stability and frequency performance of differential amplifier are much improved.