• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.743-749
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• 2002

A 1.5V 70㏈ 100MHz CMOS class-AB complementary operational amplifier is presented. For obtaining the high gain and the high unity gain frequency, the input stage of the amplifier is designed with rail-to-rail complementary differential pairs which are symmetrically parallel-connected with the NMOS and the PMOS differential input pairs, and the output stage is designed to the rail-to-rail class-AB output stage including the elementary shunt stage technique. With this design technique for output stage, the load dependence of the overall open loop gain is improved and the push-pull class-AB current control can be implemented in a simple way. The designed operational amplifier operates perfectly on the complementary mode with 180$^{\circ}$ phase conversion for 1.5V supply voltage, and shows the push-pull class-AB operation. In addition, the amplifier shows the DC open loop gain of 70.4 ㏈ and the unity gain frequency of 102 MHz for $C_{L=10㎊∥}$ $R_{L=1㏁}$ Parallel loads. When the resistive load $R_{L}$ is varied from 1 ㏁ to 1 ㏀, the DC open loop gain of the amplifier decreases by only 2.2 ㏈.a$, the DC open loop gain of the amplifier decreases by only 2.2 dB.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.278-283
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• 2013

This paper presents a design and fabrication of 0.5 V two stage operational amplifier. The proposed operational amplifier utilizes body-driven differential input stage and self-cascode current mirror structure. Cadence Virtuoso is used for layout and the layout data is verified by LVS through Mentor Calibre. The proposed two stage operational amplifier is fabricated using $0.13{\mu}m$ CMOS process and operation at 0.5 V is confirmed. Measured low frequency small signal gain of operational amplifier is 50 dB, power consumption is $29{\mu}W$ and chip area is $75{\mu}m{\times}90{\mu}m$.

• 센서학회지
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• 제18권4호
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• pp.280-285
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• 2009

In this paper, we designed a 2-stage CMOS operational amplifier with temperature compensation function using 2-poly 4-metal 0.35 $\mu$m standard CMOS technology. Using two bias circuits, the positive temperature coefficient(PTC) and the negative temperature coefficient(NTC) of the bias circuit are canceled out each other. When reference current circuit is simulated that it has a temperature coefficient of -150 ppm/$^{\circ}C$ with a temperature change from 0 $^{\circ}C$ to 120 $^{\circ}C$. Also the proposed circuit has a temperature coefficient of -0.011 dB/$^{\circ}C$ of DC open loop gain with the same temperature range.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제2권4호
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• pp.1-6
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• 2001

In this paper, a 1.5 V high-gain high-frequency CMOS complementary operational amplifier is presented. The input stage of op-amp is designed for supporting the constant transconductance on the Input stage by consisting of the parallel-connected rail-to-rail complementary differential pairs. And consisting of the class-AB rail-to-rail output stage using the concept of elementary shunt stage and the grounded-gate cascode compensation technique for improving the low PSRR which was a disadvantage in the general CMOS complementary input stage, the load dependence of open loop gain and the stability of op- amp on the output load are improved, and the high-gain high-frequency operation can be achieved. The designed op-amp operates perfectly on the complementary mode with the 180° phase conversion for a 1.5 V supply voltage, and shows the DC open loop gain of 84 dB, the phase margin of 65°, and the unity gain frequency of 20 MHz. In addition, the amplifier shows the 0.1 % settling time of .179 ㎲ for the positive step and 0.154 ㎲ for the negative step on the 100 mV small-signal step, respectively, and shows the total power dissipation of 8.93 mW.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1030-1039
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• 2006

본 논문에서는 최종단에 내장된 구동 증폭기를 사용하여 높은 이득을 갖는 고 출력 고 이득 도허티 전력 증폭기를 설계하였다. 2단 도허티 증폭기의 동작 특성을 2단 피킹 증폭기의 게이트 바이어스에 관한 함수로서 해석하였다. 구동단과 최종단은 각각 single-ended MRF21045 2개와 single push-pull packaged MRF21180 1개를 사용하여 제작하였다. 본 논문에서 구현된 2단 도허티 증폭기는 평균 출력 전력 15 W에서 27 dB의 이득과 23 %의 전력 부가 효율을 가진다.

• ETRI Journal
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• 제35권2호
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• pp.226-233
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• 2013

This paper presents a two-stage power-efficient class-AB operational transconductance amplifier (OTA) based on an adaptive biasing circuit suited to low-power dissipation and low-voltage operation. The OTA shows significant improvements in driving capability and power dissipation owing to the novel adaptive biasing circuit. The OTA dissipates only $0.4{\mu}W$ from a supply voltage of ${\pm}0.6V$ and exhibits excellent high driving, which results in a slew rate improvement of more than 250 times that of the conventional class-AB amplifier. The design is fabricated using $0.18-{\mu}m$ CMOS technology.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1120-1122
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• 1995

This paper presents a 2-stage, simple, power-efficient 3V CMOS operational amplifier and its equation based design optimization. Because of its simple structure, it is very suitable as a VLSI library cell in analog/digital mixed-mode systems. The op-amp, which contains a constant-$g_m$ rail-to-rail input stage and a simple feedforward class-AB rail-to-rail output stage, is analyzed and the results are presented in the form of design equations and procedures, which provide an insight into the trade-offs among performance requirements. The results of SPICE simulations are shown to agree very welt with the use of design equations.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권6호
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• pp.85-96
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• 2000

Fully Differential 연산 증폭기 회로는 SCF(Switched Capacitor Filter), D/A 컴버터, A/D 컨버터, 통신 회로 등의 VLSI 설계시 외부 부하 구동에 필수적이다. 기존의 CMOS 연산 증폭기 회로는 CMOS 기술에 따른 여러 가지 단점을 갖는데 우선 큰 부하 용량에 대한 구동 능력이 양호하지 못하고, 집적도의 증가에 따른 전원 전압의 감소로 인해 입출력 전압의 동작 특성이 저하되어 전체 회로의 동특성 법위가 감소된다. 이러한 단잠들을 개선하기 위하여 출력부의 출력 스윙을 늘릴 수 있는 차동 출력 구조를 사용한 회로가 Fully Differential 연산 증폭기 회로이며, 단일 출력 구조의 연산 증폭기 보다 스윙 폭이 향상된다. Fully Differential 연산 증폭기의 구성에서 전류 미러가 그 성능을 결정하며, 따라서 큰 출력 스윙과 안정된 회로 동작을 위해서는 출력 저항이 크고, 기준 전류와의 정합이 잘 되는 전류 미러의 설계가 중요하다. 본 논문에서는 큰 출력 저항과 기준 전류와의 정합 특성이 우수한 새로운 전류 미러를 제시하였다. 출력 스윙을 키우고 전력 소모를 줄이기 위해 새로운 전류 미러를 사용하여 2단 증폭 형태의 Fully Differential 연산 증폭기를 설계하였으며, 설계한 증폭기는 레이아웃으로 구현하여 시뮬레이션 프로그램(SPICE3f)을 통하여 성능을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.52-56
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• 2014

본 논문은 고효율 전력증폭기는 무선전력전송을 위한 게이트와 드레인 바이어스 조절 회로를 사용하여 설계하였다. 이 조절 회로는 PAE (Power Added Efficiency)를 개선하기 위해 사용되었다. 게이트와 드레인 바이어스 조절 회로는 directional coupler, power detector, and operational amplifier로 구성되어있다. 구동증폭기를 사용하여 고이득 2단 증폭기는 전력증폭기의 낮은 입력단에 사용되었다. 게이트와 드레인 바이어스 조절회로를 사용하여 제안된 전력증폭기는 낮은 전력에서 높은 효율성을 가질 수 있다. PAE는 80.5%까지 향상되었고 출력전력은 40.17dBm이다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권10호
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• pp.8-16
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• 1999

본 연구에서는 시뮬레이션 효율을 향상시킨 시뮬레이션 기반의 아날로그 셀 합성기법을 제안한다. 아날로그 셀을 계층적으로 합성하기 위하여 시뮬레이션 기반으로 전류미러, 차동입력단 등 각각의 부회로(sub circuit) 생성기들을 개발하였다. 이 부회로 생성기들을 모듈화 시키고 계층화시킴으로써 OTA(operational transconductance amplifier)나 2단(2-stage) OP-AMP, 비교기(comparator)등 일반적인 아날로그 셀들의 합성을 위하여 사용될 수 있게 하였다. 시뮬레이션 기반의 합성 시간을 줄이기 위하여 2단계 탐색 기법 (2-stage searching scheme)과 시뮬레이션 데이터 재사용기법(simulation data reusing scheme)을 제안하여 적용하였다 아날로그 셀(OTA) 합성 시 301.05sec에서 56.52sec로 최고 81.2%의 합성 시간을 줄이므로 시뮬레이션 기반의 회로 합성시 긴 합성시간의 문제를 해결하였다. 개발한 합성기는 SPICE의 모델 파라미터외에 추가적인 물리적 파라미터들을 필요로 하지 않으며 공정이나 SPICE 모델 레벨(level)에 독립적이기 때문에 새로운 공정에 적용할 때 필요한 준비 시간이 최소화되었다. 본 논문에서는 OTA와 2단 OP-AMP를 각각 합성하여 제안하는 합성기법의 유용성을 입증하였다.