Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Design of an OTA Improving Linearity with a Mobility Compensation Technique

이동도 보상 회로를 이용한 OTA의 선형성 개선

  • 김규호 (주식회사 에이엠티) ;
  • 양성현 (충북대학교 정보통신공학과) ;
  • 김용환 (충북대학교 정보통신공학과) ;
  • 조경록 (충북대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2003.12.01
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Abstract

This paper describes a new linear operational transconductance amplifier (OTA) and its application to the 9th-order Bessel filter. To improve the linearity of the OTA, we employ a mobility compensation technique. The combination of the triode and the subthreshold region transistors can compensate the mobility reduction effect and make the OTA with a good linearity. The proposed OTA shows $\pm$0.32% Gm variation over the input range of $\pm$0.8-V. The total harmonic distortion (THD) was lower than -60-㏈. The 9th-order Bessel filter has been designed using a 0.35-${\mu}{\textrm}{m}$ n-well CMOS process under 3.3-V supply voltage. It shows the cutoff frequency of 8-MHz and the power consumption of 65-mW.

본 논문에서는 트랜지스터의 게이트-소스 전압에 따른 소자의 이동도 감소 현상으로 생기는 OTA의 선형성 감소를 보상하기 위한 새로운 선형 OTA론 설계하고, 이것을 9차 베셀 필터에 응용한다. 제안된 OTA의 입력단은 선형(triode) 영역에서 동작하는 트랜지스터와 subthreshold 영역에서 동작하는 트랜지스터가 병렬로 연결된 구조를 가진다. 이 구조는 이동도 감소 현상에 의한 3차 고조파 성분을 상쇄시키므로, 보다 넓은 입력 범위를 가지면서 개선된 선형성을 유지할 수 있는 OTA 회로의 구현이 가능하다. 제안한 OTA는 ±0.8V의 입력 범위 내에서 ±0.32%의 트랜스컨덕턴스(Gm) 변화율을 갖고 총 고조파 왜곡(THD)은 -60㏈ 이하이다. 제안된 OTA를 적용한 9차 베낄 필터는 공급전압 3.3V를 갖는 0.35㎛ n-well CMOS 공정으로 구현되었으며, 필터의 차단주파수는 8㎒, 전력소비는 65mW로 동작하였다.

Keywords

References

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