This paper analyzes the output noise and the noise figure of common source MOSFET pair each input of which is separately driven in the different frequencies. This analysis is performed for concurrent dual band cascode CMOS LNA with double inputs and single output fabricated in $0.18{\mu}m$ CMOS process. Since both inputs and output are matched to near $50{\Omega}$ using on-chip inductors, the measured noise figures are much higher than those of usual CMOS LNA. But, the main concern of this paper is focused on the added noise features due to the other channel common source stage. The dual-band LNA results in noise figure of 4.54dB at 2.14GHz and 6.03dB at 5.25GHz for selectable operation and 7.44dB and 6.58dB for concurrent operation. The noise analysis explains why the added noise at each band shows so large difference.
In this paper, variable gain amplifier(VGA) with a gain slope controller has been proposed and verified by circuit simulations and measurements. The proposed VGA has a gain control, gain slope switch and variable gain range. The input source coupled pair with diode connected load is used for VGA gain stage. The gain slope controller with switch can control VGA gain slope. The proposed VGA is fabricated in $0.18{\mu}m$ CMOS process for multi -standard wireless receiver. The proposed two stage VGA consumes min. 2.0 mW to max. 2.6 mW in gain control range and gives input IP3 of -3.77 dBm and NF of 28.7 dB at 1.8 V power supply under -25 dBm, 1 MHz input. The proposed VGA has 37 dB(-16 dB $\sim$ 21 dB) variable gain range, and 8 dB gain range control per 0.3 V control voltage, and can provide variable gain, positive and negative gain slope control, and gain range control. This VGA characteristics provide design flexibility in multi-standard wireless receiver.
본 논문에서는 IEEE 802.11n 무선 랜 표준의 3가지 블록길이(648, 1296, 1944)와 4가지 부호율(1/2, 2/3, 3/4, 5/6)을 지원하는 다중모드 LDPC 복호기를 설계하였다. 하드웨어 복잡도를 고려하여 layered 복호방식의 블록-시리얼(부분병렬) 구조로 설계 되었으며, 최소합 알고리듬의 특징을 이용한 검사노드 메모리 최소화 방법을 고안하여 적용함으로써 기존방법에 비해 검사노드 메모리 용량을 47% 감소시켰다. Matlab 모델링과 시뮬레이션을 통해 고정소수점 비트 폭이 LDPC 복호기의 복호성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 최적의 하드웨어 설계조건을 도출하여 반영하였다. 설계된 회로는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, 0.18-${\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 약 219,100 게이트와 45,036 비트의 메모리로 구현되었고, 50 MHz@2.5V로 동작하여 164~212 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.
본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band)통신시스템을 위한 1.8V 8-bit 500MSPS의 D/A 변환기를 제안한다. 전체적인 D/A 변환기의 구조는 높은 선형성과 낮은 글리치 특성을 갖는 상위 6-MSB(Most Significant Bit) 전류원 매트릭스(Current Cell Matrix)와 하위 2-LSB(Least Significant Bit) 전류원 매트릭스로 구성된 2단 매트릭스 구조로 설계하였다. 또한 동일한 지연시간을 갖는 Thermometer Decoder와 고속 동작에서 전력을 최소화하기 위한 저 전력 스위칭 디코더(Current Switching Decoder Cell)를 제안함으로서 D/A 변환기의 고속 동작에서 성능을 향상시켰다 설계된 DAC는 1.8V의 공급전압을 가지는 TSMC $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal N-well CMOS 공정으로 제작되었으며, 제작된 D/A 변환기의 측정결과, 매우 우수한 동적성능을 확인하였다. 500MHz 샘플링 클럭 주파수와 50MHz의 출력신호에서 SFDR은 약 49dB, INL과 DNL은 각각 0.9LSB, 0.3LSB 이하로 나타났으며, 이 때의 전력소비는 약 20mW로 기존의 8-bit D/A변환기에 비해 매우 낮음을 확인 할 수 있었다 D/A 변환기의 유효 칩 면적은 $0.63mm^2(900um{\times}700um)$이다.
This letter presents a power efficient 64-state Viterbi decoder (VD) employing a two-stage radix-4 add-compare-select architecture. A class of VD architectures is implemented, and their hardware complexity, maximum operating speed, and power consumption are compared. Implementation results show that the proposed VD architecture is suitable for multiband orthogonal frequency-division multiplexing (MB-OFDM) ultra-wideband (UWB) systems, which can support the data rate of 480 Mbps even when implemented using 0.18-${\mu}m$ CMOS technology.
Digital PLL을 위한 높은 해상도를 갖는 TDC(Time to Digital Converter)를 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였다. 2단 구조를 갖는 TDC를 제안하였고 이를 Cadence Spectre를 이용하여 검증하였다. TDC는 Difference pulse generator, coarse 변환기와 fine 변환기로 구성된다. 그리고, 2단 변환기와 Thermometer decoder를 이용하여 delay cell의 수를 적게 유지하면서도 높은 해상도를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는, 1.8V 6bit 2GSPS Nyquist CMOS A/D 변환기를 제안한다. 6bit의 해상도와 초고속의 샘플링과 입력 주파수를 만족시키면서 저 전력을 구현하기 위하여 Interpolation Flash type으로 설계되었다. 같은 해상도의 Flash A/D 변환기에 비해 프리앰프의 수가 반으로 줄기 때문에 작은 입력 커패시턴스를 가지며 면적과 전력소모 작게 할 수 있다. 또한 본 연구에서는 고속 동작의 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 구조의 One-zero Detecting Encoder, Reference Fluctuation을 보정하기 위한 회로, 비교기 자체의 Offset과 Feedthrough에 의한 오차를 최소화하기 위하여 Averaging Resistor와 SNDR을 향상시키기 위한 Track & Hold, 제안하는 Buffered Reference를 설계하여 최종적으로 2GSPS Nyquist 입력의 A/D converter 출력 결과를 얻을 수가 있었다. 본 연구에서는 1.8V의 공급전압을 가지는 0.18$\mu$m 1-poly 3-metal N-well CMOS 공정을 사용하였고, 소비전력은 145mW로 Full Flash 변환기에 비해 낮음을 확인 할 수 있었다. 실제 제작된 칩은 측정결과 2GSPS에서 SNDR은 약 36.25dB로 측정되었고, Static 상태에서 INL과 DNL은 각각 $\pm$0.5LSB 로 나타났다. 유효 칩 면적은 977um $\times$ 1040um의 면적을 갖는다.
본 논문에서는 새로운 방법의 채널 시간 공유 Subranging ADC를 제안한다. 기존 Subranging ADC의 경우, 상위 비교기 블록과 하위 비교기 블록이 각각 존재 하여 면적과 파워소비가 단점을 지니고 있다. 제안하는 Subrangin ADC는 기존 Subranging ADC와 비슷하나 가장 큰 특징은 하위 ADC의 비교기가 존재하지 않는다. 하위 ADC의 비교기가 존재하지 않는 대신에 Control Switch(CS)를 사용하여 상위 ADC의 비교기를 시간차이를 두고 공유하는 형식을 보여주고 있다. 제안하는 ADC는 하위단의 비교기 블록을 제거하고 상위단의 비교기 블록과 공유하므로 기존 Subranging ADC보다 컴페레이터 숫자를 반으로 줄이며 따라서 칩 전체 면적을 40% 가량 줄인다. 동작 특성을 확인하기 위하여 $0.18{\mu}m$ 1P6M Technology 이용하여 제안된 방법으로 8bit ADC를 설계하였다. 시뮬레이션 결과, 전원전압 1.8V에서 8bit 80MS/s 특성 그리고 10mW의 낮은 전력 소모의 특성을 나타내었다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제9권4호
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pp.192-197
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2009
This paper presents the design and measurement of a 2.4/5.2-GHz dual band VCO with a balanced frequency doubler in $0.18\;{\mu}m$ CMOS process. The topology of a 2.4 GHz VCO is a cross-coupled VCO with a LC tank and the frequency of the VCO is doubled by a frequency balanced doubler for a 5.2 GHz VCO. The gate bias matching network for class B operation in the balanced doubler is adopted to obtain as much power at 2nd harmonic output as possible. The average output powers of the 2.4 GHz and 5.2 GHz VCOs are -12 dBm and -13 dBm, respectively, the doubled VCO has fundamental harmonic suppression of -25 dB. The measured phase noises at 5 MHz frequency offset are -123 dBc /Hz from 2.6 GHz and -118 dBc /Hz from 5.1 GHz. The total size of the dual band VCO is $1.0\;mm{\times}0.9\;mm$ including pads.
본 논문에서는 디지털 신호를 실시간으로 처리하기 인한 TIQ 방식의 Flash 6-bit ADC 회로를 설계하였다. 새로운 논리회로 설계나 소자들의 근접 배치로 ADC의 속도를 향상시키는 대신에 새로운 코드를 이용하여 DSP의 처리능력을 높이도록 하였다. 제안한 코드는 ADC의 출력으로 이진수를 세공하지 않고 2와 3진법을 동시에 사용하는 Double Base Number System(DBNS)방법이다. 전압은 기존의 이진수를 표시하는 방법과 동일하지만, 밑수로 2와 3의 두개를 동시에 사용하여 합의 형태로 표현하는 방법이다. DBNS 표현법은 곱셈기와 가산기를 이용하지 않고 연산을 좌우로 이동하여 연산을 신속히 처리할 수 있다. 디지털 신호처리에서 사용하는 DBNS는 합의 수가 적도록 Canonical 표현을 구하는 알고리즘을 사용하지만, A/D 변환기에서는 Fan-In 문제가 발생하여 균일한 분포를 이루도록 하는 새로운 알고리즘을 개발하였다. HSPICE를 이용한 ADC의 시뮬레이션 결과 0.18um 공정에서 최고 동작속도는 1.6 GSPS이며 최대 소비전력은 38.71mW이였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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