Performance Improvement of Current Memory for Low Power Wireless Communication MODEM

저전력 무선통신 모뎀 구현용 전류기억소자 성능개선

It is important to consider the life of battery and low power operation for various wireless communications. Thus, Analog current-mode signal processing with SI circuit has been taken notice of in designing the LSI for wireless communications. However, in current mode signal processsing, current memory circuit has a problem called clock-feedthrough. In this paper, we examine the connection of CMOS switch that is the common solution of clock-feedthrough and calculate the relation of width between CMOS switch for design methodology for improvement of current memory. As a result of simulation, when the width of memory MOS is 20um, ratio of input current and bias current is 0.3, the width relation in CMOS switch is obtained with $W_{Mp}=5.62W_{Mn}+1.6$, for the nMOS width of 2~6um in CMOS switch. And from the same simulation condition, it is obtained with $W_{Mp}=2.05W_{Mn}+23$ for the nMOS width of 6~10um in CMOS switch. Then the defined width relation of MOS transistor will be useful guidance in design for improvement of current memory.

다양한 무선통신 방식이 출현함에 따라 배터리 수명과, 저전력 동작이 중요시되면서 무선 통신용 LSI는 SI circuit을 이용하는 analog current-mode signal processing을 주목하고 있다. 그러나 SI (Switched-Current) circuit을 구성하는 current memory는 clock-feedthrough의 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 current memory의 문제점인 clock-feedthrough의 일반적인 해결방안으로 CMOS switch의 연결을 검토하고, current memory 성능 개선의 설계방안을 제안하기 위하여 CMOS switch 간의 width의 관계를 도출하고자 한다. Simulation 결과, memory MOS의 width가 20um, input current와 bias current의 ratio가 0.3, CMOS switch nMOS의 width가 2~6um일 경우에 CMOS switch 간의 width는 $W_{Mp}=5.62W_{Mn}+1.6$의 관계로 정의되고, CMOS switch nMOS의 width가 6~10um일 경우에 CMOS switch 간의 width는 $W_{Mp}=2.05W_{Mn}+23$의 관계로 정의되는 것을 확인하였다. 이 때 정의된 MOS transistor의 관계는 memory MOS의 성능향상을 위한 설계에 유용한 지침이 될 것으로 기대된다.