• 제목/요약/키워드: 캐스코드

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CMOS 저전압 전류모드 적분기의 이득 및 주파수 특성 개선 (Improvement of Gain and Frequency Characteristics of the CMOS Low-voltage Current-mode Integrator)

  • 유인호;송제호;방준호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3614-3621
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    • 2009
  • 본 논문에서는 이득 및 주파수 특성이 개선된 CMOS 저전압 전류모드 적분기가 설계되었다. 설계된 전류모드 적분기는 본 논문에서 새롭게 제안한 선형 캐스코드 회로를 기본으로 구성되었다. 제안된 전류모드 적분기는 기존의 전류미러형 전류모드 적분기의 이득(43.7dB) 및 단위이득주파수(15.2MHz) 비해서 높은 전류이득(47.8dB) 및 단위 이득 주파수(27.8MHz)의 특성을 얻을 수 있었다. 제안된 전류모드 적분기의 응용회로로써 차단주파수 7.03MHz를 갖는 5차 체비세프 저역통과 필터를 설계하였다. 설계된 모든 회로들은 1.8V-$0.18{\mu}m$ CMOS 공정파라메터로써 HSPICE를 이용하여 시뮬레이션되었다.

새로운 전류모드 적분기를 갖는 다중 채널 CMOS 저전압 전류모드 필터 설계 (A Multi-channel CMOS Low-voltage Filter with Newly Current-mode Integrator)

  • 이우춘;방준호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3638-3644
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    • 2009
  • 본 논문에서는 새롭게 제안한 선형 캐스코드 전류모드 적분기를 기본으로 구성된 다중채널 CMOS 저전압 전류모드 필터를 설계하였다. 제안된 전류모드 적분기는 기존의 전류미러형 전류모드 적분기 비해서 높은 전류이득 및 단위이득 주파수 특성을 얻을 수 있다. 5차 체비셰프 함수로써 구성한 필터는 신호흐름선도(SFG)기법에 의하여 능동필터로 변환되었다. 1.8V-$0.18{\mu}m$ CMOS 공정파라미터를 사용한 HSPICE 시뮬레이션 결과, 설계된 필터는 0.51MHz에서 7.03MHz대역까지의 주파수 조정범위를 가지며 Bluetooth, DECT, WCDMA의 3채널의 기저대역에서 사용할 수 있음을 확인하였다.

이득과 잡음 지수의 동적 제어가 가능한 광대역 저 잡음 증폭기 (A Gain and NF Dynamic Controllable Wideband Low Noise Amplifier)

  • 오태수;김성균;황과지;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.900-905
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    • 2009
  • 본 논문에서는 전류 블리딩(bleeding)과 입력 인덕티브 직렬-피킹을 이용한 공통 드레인 귀환(Common Drain Feedback: CDFB) CMOS 광대역 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)를 설계하였다. 캐스코드 증폭기와 귀환 증폭기를 DC 결합하여 블리딩 전류의 조정을 통해 LNA의 이득과 잡음 지수(Noise figure: NF)의 동적 제어를 실현하였다. 제작한 LNA는 2.5 GHz의 대역폭에서, 고이득 영역은 $1.7{\sim}2.8\;dB$ NF와 17.5 dB 이득, 그리고 27 mW의 전력 소비를 보이고, 저 이득 영역은 $2.7{\sim}4.0\;dB$ NF와 14 dB 이득, 그리고 1.8 mW의 전력 소비를 보인다.

스위치형 커패시터를 이용한 새로운 형태의 3차 직렬 접속형 시그마-델타 변조기 (A Novel Third-Order Cascaded Sigma-Delta Modulator using Switched-Capacitor)

  • 류지열;노석호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.197-204
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    • 2010
  • 본 논문은 저 전압 및 저 왜곡 스위치형 커패시터 (switched-capacitor, SC)를 적용한 새로운 형태의 몸체효과 보상형 스위치 구조를 제안한다. 제안된 회로는 저 전압 SC회로를 위해서 rail-to-rail 스위칭을 허용하며, 기존의 부트스트랩 된 회로 (19dB)보다 더 우수한 총 고조파 왜곡을 가진다. 설계된 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 통신 송수신 시스템내의 오디오 코덱을 위한 고해상도 아날로그-디지털변환을 수행한다. 1단 폴드형 캐스코드 연산증폭기 및 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 0.25 마이크론 이중 폴리 3-금속 표준 CMOS 공정으로 제작되었으며, 2.7V에서 동작한다. 연산증폭기의 1% 정착시간은 16 pF의 부하 용량에 대해 560ns를 보였다. 제작된 시그마 델타 변조기에 대한 검사는 비트 스트림 검사 및 아날로그 분석기를 이용하여 수행 되었다. 다이크기는 $1.9{\times}1.5\;mm^2$였다.

이득 제어 지연 단을 이용한 1.9-GHz 저 위상잡음 CMOS 링 전압 제어 발진기의 설계 (Design of the 1.9-GHz CMOS Ring Voltage Controlled Oscillator using VCO-gain-controlled delay cell)

  • 한윤택;김원;윤광섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권4호
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    • pp.72-78
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    • 2009
  • 본 논문에서는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정의 이득(Kvco) 제어 지연 단을 이용한 위상동기루프에 사용되는 저 위상잡음 CMOS 링 전압제어발진기를 설계 및 제작한다. 제안하는 지연 단은 출력 단자를 잇는 MOSFET을 이용한 능동저항으로 전압제어발진기의 이득을 감소시킴으로써 위상잡음을 개선한다. 그리고 캐스코드 전류원, 정귀환 래치와 대칭부하 등을 이용한다. 제안한 전압제어 발진기의 위상잡음 측정결과는 1.9GHz가 동작 할 때, 1MHz 오프셋에서 -119dBc/Hz이다. 또한 전압제어발진기의 이득과 전력소모는 각각 440MHz/V와 9mW이다.

고속통신 시스템 응용을 위한 3 V 12b 100 MS/s CMOS D/A 변환기 (A 3 V 12b 100 MS/s CMOS DAC for High-Speed Communication System Applications)

  • 배현희;이명진;신은석;이승훈;김영록
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권9호
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    • pp.685-691
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    • 2003
  • 본 논문에서는 고속 통신 시스템 응용을 위한 12b 100 MS/s CMOS D/A 변환기(DAC) 회로를 제안한다. 제안하는 DAC는 전력소모, 면적, 선형성 및 글리치 에너지 등을 고려하여, 상위 8b는 단위 전류셀 매트릭스 (unit current-cell matrix)로 나머지 하위 4b는 이진 전류열 (binary-weighted array)로 구성하였다. 제안하는 DAC는 동적 성능을 향상시키기 위해 새로운 구조의 스위치 구동 회로를 사용하였다. 시제품 DAC회로 레이아웃을 위해서는 캐스코드 전류원을 단위 전류셀 스위치 매트릭스와 분리하였으며, 제안하는 칩은 0.35 um single-poly quad-metal CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 측정된 시제품의 DNL 및 INL은 12b 해상도에서 각각 ±0.75 LSB와 ±1.73 LSB이내의 수준이며, 100 MS/s 동작 주파수와 10 MHz 입력 주파수에서 64 dB의 SFDR을 보여준다. 전력 소모는 3 V의 전원 전압에서 91 mW이며, 칩 전체 크기는 2.2 mm × 2.0 mm 이다.

외부 커패시터 없이 넓은 주파수 범위에서 높은 PSRR 갖는 LDO 설계 (A Design of High PSRR LDO over Wide Frequency Range without External Capacitor)

  • 김진우;임신일
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권12호
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    • pp.63-70
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    • 2013
  • 본 논문은 외부 커패시터 없이 광범위 하게 높은 전원 공급 잡음 제거비(PSRR)을 갖는 선형 정류기(LDO)에 관한 것이다. 제안된 LDO는 높은 PSRR과 안정도를 유지하기 하기 위해 nested Miller 보상 기술을 사용하였고, 내부적으로 캐스코드(cascode) 보상과 전류버퍼(current buffer) 보상 기술을 사용하였다. 또한 외부의 부하 커패시터가 없기 때문에 외부 하드웨어 비용을 최소화 하였고, 제안된 보상 기법을 사용하여 내부에 작은 커패시터를 사용하고도 안정도를 확보할 수 있었다. 설계된 LDO는 2.5V~4.5V의 입력 전압을 받아서 1.8V의 전압을 출력하고 최대 10mA의 부하 전류를 구동할 수 있다. 일반 0.18um CMOS 공정을 이용하여 제작하였고 면적은 300um X 120um 이다. 측정된 PSRR은 DC일 때 -76dB, 1MHz일 때 -43dB를 만족한다. 동작 전류는 25uA를 소모한다.

적응성 귀환을 이용한 고정도 전류 미러와 이를 이용한 전압-전류 변환기 (High-Accuracy Current Mirror Using Adaptive Feedback and its Application to Voltage-to-Current Converter)

  • 차형우;김학윤
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권4호
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    • pp.93-103
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    • 2002
  • 고정도 전류-모드 신호 처리와 집적 회로 설계를 위한 새로운 전류 미러를 제안하였다. 제안한 전류 미러는 입력 임피던스를 줄이기 위해 적응성 귀환 기법을 사용하였고, 출력 임피던스를 높이기 위해 조절된 캐스코드 전류 미러의 출력단을 이용하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 전류 미러는 Vcc=5V의 공급기 전압에서 0.9Ω의 입력 임피던스, 415 MΩ의 출력 임피던스, 그리고 0.96의 전류 이득을 가진다. 소비 전력은 1.5㎽이다. 제안한 전류 미러의 응용성을 확인하기 위해 이를 이용한 전압-전류 변환기를 설계하였다. 시뮬레이션 결과, 이 변환기는 이론식과 일치된 결과를 얻었고 월슨 전류 미러를 이용한 전압 전류 변환기보다 3배 이상의 우수한 변환 특성을 가졌다.

10-bit 40-MS/s 저전력 CMOS 파이프라인 A/D 변환기 설계 (A 10-bit 40-MS/s Low-Power CMOS Pipelined A/D Converter Design)

  • 이시영;유상대
    • 센서학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.137-144
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    • 1997
  • 본 논문에서 설계된 시스템은 ${\pm}2.5\;V$ 또는 +5 V의 환경에서 40 MS/s의 샘플링 속도로 약 70 mW의 정전력을 소비하는 고속 신호 처리용 CMOS 10 비트 파이프라인 A/D 변환기이다. 제안된 A/D 변환기는 각 단 사이의 신호를 빠르게 처리하고, 비교기 옵셋에 대한 넓은 보정 범위를 허용하기 위해 단당 1.5 비트 구조를 사용하였다. 고속 저전력 파이프라인 A/D 변환기의 설계를 인해 특별한 성능을 가진 연산 증폭기를 필요로 함에 따라 기존의 폴디드-캐스코드 구조를 기본으로한 이득 향상 구조의 연산 증폭기를 설계하였다. 특히, 연산 증폭기 자동 설계 도구인 SAPICE의 자체 개발로 최적의 성능을 가진 연산 증폭기를 구현하였다. 그리고 신호 비교 시에 소비되는 전력을 감소시키기 위해 정전력을 거의 소비하지 않는 비교기를 채용하였다. 제안된 A/D 변환기는 $1.0{\mu}m$ n-well CMOS 공정을 이용하였으며 ${\pm}0.6$ LSB의 DNL, +1/-0.75 LSB의 INL, 그리고 9.97 MHz의 입력 신호에 대해 56.3 dB의 SNDR의 특성을 보였다.

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이중게이트 FET를 이용한 광대역 하이브리드 믹서 설계 (Design of Broadband Hybrid Mixer using Dual-Gate FET)

  • 김철준;이강호;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.103-109
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    • 2005
  • 본 논문에서는 이중게이트 FET 구조를 이용하여 광대역 하이브리드 믹서를 RF신호와 LO신호를 출력단과 격리하는 저역통과필터와 같이 설계하였다. 저역통과필터는 1.5-5.5GHz에서 RF와 LO신호에 대하여 40dBc의 억압특성을 나타낸다. 이중게이트 FET 믹서는 두 개의 FET를 캐스코드 구조로 연결하여 설계하였으며, 첫번째 FET는 선형영역에서 동작되고 두번째 FET는 포화영역에서 동작한다. 입력매칭은 1.5-5.5GHz에서 높은 변환이득을 갖도록 설계하였다. 설계된 믹서는 IF를 21.4MHz로 고정시키고 0dBm의 국부발진기 전력에서 1.5-5.5GHz 대역에서 7dB이상의 변환이득을 가진다.

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