전류컨베이어 회로를 이용한 주파수 고정 루프 회로를 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였다. 공급전압은 3volts를 사용하였다. 설계된 회로는 분주기, 주파수-전압 변환기, 전압 감산기 및 발진기로 구성하였으며, 각 회로 블록을 대칭적으로 배치하여 공정 변화에 따른 신뢰성 특성을 향상시켰다. HPICE 시뮬레이션 결과 MOS 트랜지스터의 채널길이, 채널 폭, 저항 및 커패시터의 크기가 ${\pm}5%$ 변화할 때 출력주파수의 변화율은 ${\pm}1%$ 내외였다.
본 논문에서는 두 개의 이득 값을 가지는 전압제어발진기를 이용하여 루프필터 커패시턴스 유효 용량을 배가 시켜 칩 크기를 줄일 수 있는 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프에서는 양/음의 두 개의 이득 값을 가지는 전압제어발진기로 루프 필터의 커패시턴스 유효 용량을 배가 시켜 루프필터 커패시터 크기를 1/10로 줄였다. 제안된 위상고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었다. 시뮬레이션 결과는 기존 구조와 같은 잡음 특성과 위상고정 시간을 보여주었다.
본 논문에서는 부하전류를 감지하여 스위칭 방식과 선형 방식의 레귤레이터를 동작하기 위한 mode selector를 제안한다. 제안된 mode selector는 선형 방식과 스위칭 방식으로의 모드 전환이 가능하며, 경부하 조건에서 낮은 효율을 갖는 스위칭 방식의 레귤레이터의 단점을 보완하고자 제안되었다. 경부하 조건에서는 선형 방식의 레귤레이터로 mode를 전환함으로써 경부하 상태에서도 높은 효율을 제공할 수 있다. 설계한 mode selector는 동부 하이텍의 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하였다.
Rail-to-rail 입력 범위를 가지는 200kS/s 10-bit successive approximation (SA) ADC가 제안된다. 제안된 SA ADC는 DAC, 비교기, 그리고 successive approximation register (SAR) logic으로 구성된다. DAC는 전력소모를 줄이고 면적을 줄이기 위해 capacitor를 이용한 folded-type으로 구현되며, parasitic 성분에 의한 영향을 줄이기 위해 boosted NMOS switch를 사용한다. 또한 fully differential voltage-to-time converter를 이용하는 time-domain comparator를 제안한다. 이는 PSRR 및 CMRR을 향상시킨다. 또한 출력의 유효구간을 반으로 줄인 flip-flop을 사용함으로 SAR logic의 전력소모와 chip area를 줄인다. 제안된 SA ADC는 1V supply를 가지는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용한다.
A new CMOS transresistance amplifier for low-voltage analog integrated circuit design applications is presented. The proposed transresistance amplifier circuit based on common-source and negative feedback topology is compared with other recent reported transresistance amplifier. The proposed transresistance amplifier achieves high transresistance gain, gain-bandwidth with the same input/output impedance and the minimum supply voltage $2V_{DSAT}+V_T$. Hspice simulation using 1.8V TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS technology was performed and achieved $59dB{\Omega}$ transresistance gain which is above the maximum about $18dB{\Omega}$ compared to transresistance gain of the reported circuit.
In this paper, a dual-channel feed-forward transimpedance(TIA) array is realized in a standard $0.18-{\mu}m$ CMOS technology which exploits automatic gain control function to provide 40-dB input dynamic range for either detecting targets nearby or sensing imminent danger situations. Compared to the previously reported conventional feed-forward TIA, the proposed automatic-gain-control feed-forward TIA(AFF-TIA) extends the input dynamic range 25 dB wider by employing a 4-level automatic gain control circuit. Measured results demonstrate the linearly varying transimpedance gain of 47 to $72dB{\Omega}$, input dynamic range of 1:100, the bandwidth of $${\geq_-}670MHz$$, the equivalent input referred noise current spectral density of 6.9 pA/${\surd}$HZ, the maximum sensitivity of -26.8 dBm for $10^{-12}BER$, and the power consumption of 27.6 mW from a single 1.8-V supply. The dual-channel chip occupies the area of $1.0{\times}0.73mm^2$ including I/O pads.
본 논문에서는 새로운 스위칭 방식인 LFS (Local Field Switching)을 이용하여 설계한 128비트 MRAM (Magnetoresistive Random Access Memo교)에 대해 기술하였다. LFS 방식은 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)를 직접 통과해 흐르는 전류에 의해 형성되는 국소 자기장을 이용하여 MTJ의 극성을 변환시킨다. 이 방식은 MTJ와 전류의 거리가 가깝기 때문에 작은 전류로도 충분히 큰 자기장을 형성하므로 writing current가 적어도 된다. 또한 Digit Line이 없어도 되므로 half select disturbance가 발생하지 않아 기존 MTJ를 이용한 방식에 비해 셀 선택도가 우수하다. 설계한 MRAM은 IT(트랜지스터)-1MTJ의 메모리 셀 구조를 가지며 양방향 write driver와 mid-point reference cell block, current mode sense amplifier를 사용한다. 그리고 MTJ 공정 없이 회로 동작을 확인하기 위해 LFS-MTJ cell을 CMOS emulation cell로 대체하였다. 설계한 회로를 6 metal을 사용하는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였고 제작된 chip을 custom board 상에서 테스트하여 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 디지털 의료 영상 및 진단 분야 그리고 산업용으로도 활용 가능한 싱글 포톤 계수형 영상센서를 $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 사용하여 설계하였다. 설계된 Readout 칩용 싱글 픽셀은 디지털 X-ray 이미지 센서모듈을 간단화 하기 위해 단일 전원전압을 사용하였으며, Preamplifier의 출력 전압인 signal voltage(${\Delta}Vs$)를 크게 하기 위해 Folded Cascode CMOS OP amp를 이용한 Preamplifier를 설계하였으며, 기존의 Readout 칩 외부에서 인가하던 threshold voltage를 Readout 칩 내부에서 생성해 줄 수 있도록 Externally Tunable Threshold Voltage Generator 회로를 새롭게 제안하였다. 그리고, Photo Diode에서 발생하는 Dark Current Noise를 제거하기 위한 Dark Current Compensation 회로를 제안하였으며, 고속 counting이 가능하고, layout 면적이 작은 15bit LFSR(Linear Feedback Shift Resister) Counter를 설계하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권1호
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pp.27-33
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2011
In this paper, we propose a high gain, current reused ultra wideband (UWB) low noise amplifier (LNA) that uses TSMC 0.18 ${\mu}m$ CMOS technology. To satisfy the wide input matching and high voltage gain requirements with low power consumption, a resistive current reused technique is utilized in the first stage. A ${\pi}$-type LC network is adopted in the second stage to achieve sufficient gain over the entire frequency band. The proposed UWB LNA has a voltage gain of 12.9~18.1 dB and a noise figure (NF) of 4.05~6.21 dB over the frequency band of interest (1~10 GHz). The total power consumption of the proposed UWB LNA is 10.1 mW from a 1.4 V supply voltage, and the chip area is $0.95{\times}0.9$ mm.
본 논문은 multi-level signaling을 이용한 high speed serial link transmitter에 관하여 제안하였다. High speed serial link에서 수 Gb/s를 달성하기 위해 4-pulse amplitude modulation (PAM) 을 사용하였다. 4-PAM은 4개의 level로 한 symbol time에 2 bit data를 전송함으로써 binary signaling보다 2배 빠른 data 전송이 가능해졌다. 제안된 4-PAM transmitter는 전압 output 대신 전류 output을 생성하며 이로 인해 driver의 switching time이 빨라져서 더 높은 속도의 transmitter를 구현할 수 있었다. $2^5-1$ pseudo-random bit sequence (PRBS) 생성기는 built-in self test (BIST)를 하기 위해 on-chip으로 설계되었다. 본 연구는 동부 하이텍 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 통하여 설계되었으며 1.8 V supply voltage에서 eye 크기가 160 mV 이고 최대 동작 속도는 8 Gb/s이다. 칩 전체 면적은 $0.7\times0.6mm^2$이며 전력 소모는 98 mW이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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