• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1755-1762
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• 2016

본 논문에서는 입력전압 범위가 향상된 저면적 이중출력 스위치드 커패시터 DC-DC 변환기를 제안하였다. 기존의 스위치드 커패시터는 면적이 작고 저렴하지만, 효율적인 전압변환을 하는 입력전압의 범위가 좁고 다중출력의 경우 면적이 커지고 전력효율이 낮아진다. 제안된 스위치드 커패시터 DC-DC 변환기는 입력전압에 따라 커패시터 어레이 구조를 변경하여 최적의 효율을 갖는 입력 범위를 증가시켰다. 그리고 두 개의 스위치 어레이를 공유함으로써 스위치와 커패시터 수를 32개에서 25개로 줄였다. 제안된 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 제작하였다. 시뮬레이션 결과 입력전압 범위는 0.7~1.8V이고, 최대 전력 효율은 90%이며, 칩의 면적은 $0.255mm^2$이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.715-720
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• 2012

본 연구는 1V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음 동작에 적합한 혼성 평형 전압제어 발진기 회로를 제안한다. 제안한 회로의 개별 반 회로에서는 바렉터 통합형 궤환 커패시터를 사용한다. 바렉터 통합형 궤환 커패시터의 사용으로 인해 발진기 탱크회로내의 부성저항이 더욱 증가되며 이는 1V 미만 전원전압에서도 발진기의 안정된 발진시동을 보장한다. 또한, 본 연구에서는 이러한 부성저항의 증가 현상을 이론적으로 해석한다. $0.18{\mu}m$ RF CMOS 기술을 사용한 시뮬레이션 결과는 발진 주파수 4.87GHz의 1MHz 오프셋에서 0.6 V에서 0.9 V 사이의 전원 전압에 걸쳐 -122.4 dBc/Hz에서 -125,5 dBc/Hz까지의 위상잡음을 나타냄을 보여준다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권2호
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• pp.27-35
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• 2016

본 논문에서는 위상고정루프를 이용한 낮은 지터 성능을 갖는 스마트 오디오 디바이스용 이중출력 주파수 합성기를 제안하였다. 제안하는 주파수 합성기는 1.8 V 동부 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 다양한 오디오 샘플링 주파수를 출력하기 위해 3차 시그마-델타 모듈레이션을 이용하여 fraction-N 디바이더를 설계하였다. 오디오 반도체에서 요구되는 낮은 지터 성능을 만족 시키기 위해 인-밴드 잡음을 분석, 최적화 하였다. $0.6mm^2$의 칩 사이즈를 가지고 0.6 MHz-200 MHz의 출력 주파수를 갖는다. 모든 모드에서 측정된 지터는 11.4 ps-21.6 ps 이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.7-12
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• 2011

본 논문은 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음을 갖는 발진 신호의 발생에 적합한 차동 콜피츠 전압제어 발진기 (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 회로를 제안한다. 제안된 회로는 전류원으로 인덕터를 사용함으로써 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음의 발진을 보다 용이하게 한다. 공진기 손실을 보다 줄이기 위하여 단일 콜피츠 발진기의 두 개의 궤환 커패시터 중의 하나를 바렉터 (varactor)로 대체하였다. $0.18{\mu}m$ RF CMOS 기술을 사용하는 포스트 레이아웃 (post-layout) 시뮬레이션 결과는 0.6 V에서 0.9 V 사이의 전원 전압에서 제안된 회로가 1MHz 오프셋 주파수에서 나타내는 위상잡음은 널리 알려진 교차 결합 전압제어 발진기의 위상잡음보다 적어도 7 dBc/Hz 이상 낮음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권5호
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• pp.49-54
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• 2009

USN 센서노드 무선통신부에 내장하기 위한 1.9GHz RF 주파수 합성기를 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 구현하였다. 고속 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO, 프리스케일러, 1/N 분주기, ${\Sigma }-{\Delta}$ 모듈레이터 분수형 분주기, PLL 공통 회로 등의 설계 최적화에 중점을 두고 설계하였으며, 특히 VCO는 N-P MOS 코어 구조 및 캡 뱅크를 적용하여 고속 저전력 및 넓은 튜닝 범위를 확보하였다. 설계된 칩의 크기는 $1.2{\times}0.7mm^2$이며, IP로 활용하기 위한 코어 부분의 크기는 $1.1{\times}0.4mm^2$이다. 측정 결과 PLL 회로의 잡음 면에서도 문제가 될 만한 특정 스퍼는 발생하지 않았으며, 6MHz 기본 스퍼에 해당하는 잡음은 -63.06dB로 나타났다. 위상잡음 특성은 1MHz 오프셋에서 -116.17dBc/Hz로서 양호한 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1006-1011
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• 2018

본 논문은 멀티비트 플라잉 커패시터의 전압제어를 이용한 3-레벨 벅 변환기를 제안한다. 기존의 3-레벨 벅 변환기는 플라잉 커패시터 전압을 제어하지 못하여 동작이 불안정하거나 플라잉 커패시터 전압을 제어하는 회로가 PWM방식에 적용되지 못하는 문제가 있었다. 또한 부하전류에 증가할 때 인덕터 전압에 오차가 발생하였다. 본 논문에서 제안하는 구조는 입력이 4개인 차동증폭기와 공통모드 피드백 회로를 이용하여 PWM모드에서 플라잉 커패시터 전압을 제어할 수 있다. 또한 3비트 플라잉 커패시터 전압 제어회로를 제안하여 부하전류에 따른 3-레벨 벅 변환기의 동작을 최적화할 수 있으며 슈미트 트리거 회로를 이용한 삼각파 생성 회로를 제안하였다. 제안하는 3-레벨 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 2.7~3.6V의 공급 전압 범위와 0.7V~2.4V의 출력 전압 범위를 갖는다. 동작 주파수는 2MHz, 부하전류 범위는 30mA~500mA이며 출력 전압 리플은 최대 32.5mV로 측정되었다. 측정 결과 130mA의 부하전류에서 약 85%의 최대 전력변환 효율을 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.651-659
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• 2010

본 논문에서는 software defined radio(SDR) 기반의 고속의 다중 모드, 다중 대역을 위한 새로운 six-port 직접변환 수신기를 제안한다. 설계한 수신기는 2개의 CMOS four-port BPSK 수신기와 직교 LO 신호 발생을 위한 이중 대역 1단 polyphase 필터로 구성되어 있다. 0.18 ${\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 마이크로파 대역에서 처음으로 개발한 four-port 수신기는 두 개의 능동 결합기, 능동 발룬, 두 개의 전력 검출기 및 아날로그 디코더로 구현되어 있다. 제안한 polyphase 필터는 type-I 구조를 선택하였으며, LO 신호의 전력 손실을 줄이기 위하여 1단으로 구현 하였고, 커패시터를 사용하는 것 대신하여 LC 공진구조를 적용하여 이중 대역 동작을 구현하였다. 제안한 sixport 수신기의 RF 가용범위를 확장하기 위하여, six-port junction과 전력 검출기에 I/Q 위상 및 크기를 보정하는 회로를 추가하였다. 제안한 회로에서 위상과 크기 부정합의 보정 범위는 각각 8도와 14 dB이다. 제작한 six-port 수신기는 이중 대역인 900 MHz와 2.4 GHz 대역에서 M-QAM, M-PSK의 40 Msps의 변조 신호를 성공적으로 복조하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권9호
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• pp.7-13
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• 2009

본 논문은 채널당 3.125Gb/s의 전송률을 갖는 다채널 송수신기의 설계를 다룬다 신호 전송 방식은 노이즈에 강하고 전력 소모가 작은 LVDS 구동 회로를 이용하였으며, 제안한 프리-엠퍼시스 회로를 사용하여 송신기의 속도를 향상시켰다. 수신기의 경우, 이중 보간 방식을 기반으로 1/4-rate 클록을 이용하는 저전력 CDR(clock and data recovery)을 제안하였다. 제안한 CDR은 1/2-rate 클록 방식과 동일한 공급 클록 수를 유지하면서 각각의 복원부에서 추가로 필요한 클록을 플립플롭을 이용하지 않고 인버터만으로 생성한다. 이로써 클록 생성기의 주파수를 낮추어 고속 전송을 가능케 하였으며, 공급 클록의 수를 증가시키지 않고 1/4-rate 주파수의 클록을 이용함으로써 CDR을 저전력화하였다. 테스트용 칩은 2개의 채널로 구성되어 있으며 $0.18{\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 측정 결과 송신기의 출력 데이터 지터는 100ps(0.3lUI)이며 수신기의 복원 클록의 지터는 47.33ps로 이는 클록 주기의 약 3.7%에 해당한다. 전체 칩의 면적은 $3.5mm^2$이며 전력 소모는 채널당 119mW이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.152-160
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• 2005

프리스케일러는 PLL을 이용한 주파수합성기의 동작속도를 좌우하는 중요한 구성블록으로써, 고속 동작 특성과 저전력 소모 특성을 동시에 만족해야 한다. 따라서 프리스케일러에 사용되는 D-플립플롭의 설계가 중요하다. 기존의 TSPC D-플립플롭은 출력단의 글리치나 비대칭적인 전파지연시간, 클럭의 프리차지구간에서 내부노드의 불필요한 충 방전으로 인해 소비전력이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선한 새로운 동적 플립플롭을 제안하였다. 제안한 플립플롭은 방전억제방식을 사용하여 글리치를 최소화하였고, 대칭적 전파지연시간을 만들어줌으로써 속도를 향상시켰으며, 불필요한 방전을 제거하여 저전력 특성을 얻을 수 있었다. 제안된 플립플롭의 성능평가를 위해 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정변수를 이용하여 128/129 분주 프리스케일러를 구성한 결과 최대 5GHz까지 동작 하였으며, 이는 같은 조건에서 4.5GHz까지 동작하는 기존의 회로에 비해 향상된 결과이다. 또한 4GHz에서 전력소모가 0.394mW로 기존구조에 비해 약 34%의 전력소모를 줄일 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권12호
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• pp.65-72
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• 2008

이 논문은 seamless 주파수 트래킹 방법을 이용한 새로운 이중 루프 디지털 PLL(DPLL)을 제안한다. Coarse 루프와 fine 루프로 구성되는 이중 루프 구조는 빠른 획득 시간과 스위칭 잡음 억제를 위하여 successive approximation register기법과 TDC 회로를 사용하였다. 제안된 DPLL은 입력 주파수의 long-term 지터에 따른 지터 특성을 보상하기 위하여 Coarse와 fine의 코드 변환 주파수 트래킹 방법을 새로이 추가하였다. 또한, 제안된 DPLL은 넓은 주파수 동작 범위와 낮은 지터 특성 위하여 전류 제어 발진기와 V-I 변환기로 구성되는 전압제어 발진기를 채택하였다. 제안된 DPLL은 동부 하이텍 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였으며 1.8V의 공급전압에서 0.4-2GHz의 넓은 동작 주파수 범위와 $0.18mm^2$의 적은 면적을 가진다. H-SPICE 시뮬레이션을 통하여, DPLL은 2GHz의 동작 주파수에서 18mW 파워소비와 전원잡음이 없는 경우 3psec이하의 p-p period 지터를 확인하였다.