• 제목/요약/키워드: Analog CMOS

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비선형 단일 기울기 ADC를 사용하여 아날로그 감마 보정을 적용한 CMOS 이미지 센서 (A CMOS Image Sensor with Analog Gamma Correction using a Nonlinear Single Slope ADC)

  • 함석헌;한건희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권1호
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    • pp.65-70
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    • 2006
  • 인간의 눈은 넓은 영역의 빛의 밝기를 받아들이기 위해 log 응답 특성을 갖는 반면 이미지 센서는 제한된 dynamic range를 갖는다. 선형 ADC(analog-to-digital converter)를 적용한 일반적인 CMOS 이미지 센서는 이미지의 어두운 부분을 확실하게 나타나게 하기 위하여 이득을 높이며 일부 밝은 부분의 포화 현상을 막을 수는 없다. 감마 보정은 인간의 눈의 반응에 맞추는 본질적인 방법이다. 그러나 디지털 감마 보정은 ADC 해상도와 센서 자체의 dynamic range의 한계 때문에 이미지의 질을 떨어뜨린다. 본 논문은 아날로그 감마 보정을 수행하는 비선형 ADC를 사용한 CMOS 이미지 센서를 제안한다. 제안된 비선형 ADC를 적용한 CMOS 이미지 센서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하였다. 제안된 비선형 ADC CIS를 적용한 아날로그 감마 보정이 기존의 디지털 감마 보정 방법에 비해 질적으로 향상된 이미지를 보였는데 수치적으로 200mV 미만 픽셀 출력으로 이루어진 저조도 이미지에서의 peak-signal-to-noise ratio (PSNR)는 제안된 아날로그 감마 보정이 27.8dB, 디지털 감마 보정이 25.6dB로 측정되어 아날로그 감마 보정이 디지털 감마 보정에 비해 저조도 양자화 잡음을 $28.8\%$ 개선되었음을 확인하였다.

Analog Frond-End 내장형 전력선 통신용 CMOS SoC ASIC (Full CMOS PLC SoC ASIC with Integrated AFE)

  • 남철;부영건;박준성;허정;이강윤
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권10호
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    • pp.31-39
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    • 2009
  • 본 논문은 전력선 통신용(PLC) SoC ASIC으로 내장된 Analog Front-end(AFE)를 바탕으로 낮은 소비 전력과 저 가격을 달성할 수 있었으며, CMOS공정으로 구현된 AFE와, 1.8V동작의 Core Logic구동용 LDO, ADC, DAC와 IO pad를 구동하기 위한 LDO로 구성되어 있다. AFE는 Pre-amplifier, Programmable gain Amplifier와 10bit ADC의 수신 단으로 구성되며, 송신 단은 10bit differential DAC, Line Driver로 구성되어 있다. 본 ASIC은 0.18 um 1 Poly 5 Metal CMOS로 구현 되었으며, 동작전압은 3.3 V단일 전원만 사용하였고, 이때 소모 전력은 대기 시에 30mA이며, 동작 시 전력은 300mA으로 에코 디자인 요구를 만족하게 하였다. 본 칩의 Chip size는 $3.686\;{\times}\;2.633\;mm^2$ 이다.

Inductive Switching Noise Suppression Technique for Mixed-Signal ICs Using Standard CMOS Digital Technology

  • Im, Hyungjin;Kim, Ki Hyuk
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제14권4호
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    • pp.268-271
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    • 2016
  • An efficient inductive switching noise suppression technique for mixed-signal integrated circuits (ICs) using standard CMOS digital technology is proposed. The proposed design technique uses a parallel RC circuit, which provides a damping path for the switching noise. The proposed design technique is used for designing a mixed-signal circuit composed of a ring oscillator, a digital output buffer, and an analog noise sensor node for $0.13-{\mu}m$ CMOS digital IC technology. Simulation results show a 47% reduction in the on-chip inductive switching noise coupling from the noisy digital to the analog blocks in the same substrate without an additional propagation delay. The increased power consumption due to the damping resistor is only 67% of that of the conventional source damping technique. This design can be widely used for any kind of analog and high frequency digital mixed-signal circuits in CMOS technology

새로운 상호결합 이득증가형 적분기를 이용한 1.8V 200MHz대역 CMOS 전류모드 저역통과 능동필터 설계 (Design of A 1.8V 200MHz band CMOS Current-mode Lowpass Active Filter with A New Cross-coupled Gain-boosting Integrator)

  • 방준호
    • 전기학회논문지
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    • 제57권7호
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    • pp.1254-1259
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    • 2008
  • A new CMOS current-mode integrator for low-voltage analog integrated circuit design is presented. The proposed current-mode integrator is based on cross-coupled gain-boosting topology. When it is compared with that of the typical current-mirror type current-mode integrator, the proposed current-mode integrator achieves high current gain and unity gain frequency with the same transistor size. As a application circuit of the proposed integrator, we designed the 1.8V 200MHz band current-mode lowpass filter. These are verified by Hspice simulation using $0.18{\mu}m$ CMOS technology.

12-bit 파이프라인 BiCMOS를 사용한 A/D 변환기의 설계 (The Design of Analog-to-Digital Converter using 12-bit Pipeline BiCMOS)

  • 김현호;이천희
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.17-29
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    • 2002
  • There is an increasing interest in high-performance A/D(Analog-to-Digital) converters for use in integrated analog and digital mixed processing systems. Pipeline A/D converter architectures coupled with BiCMOS process technology have the potential for realizing monolithic high-speed and high-accuracy A/D converters. In this paper, the design of 12bit pipeline BiCMOS A/D converter presented. A BiCMOS operational amplifier and comparator suitable for use in the pipeline A/D converter. Test/simulation results of the circuit blocks and the converter system are presented. The main features is low distortion track-and-hold with 0-300MHz input bandwidth, and a proprietary 12bit multi-stage quantizer. Measured value is DNL=${\pm}$0.30LSB, INL=${\pm}$0.52LSB, SNR=66dBFS and SFDR=74dBc at Fin=24.5MHz. Also Fabricated on 0.8um BiCMOS process.

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SOC를 위한 Digital CMOS 소자의 Analog Performance 개선 (Analog Performance Enhancement of Digital CMOS for SOC Application)

  • 지희환;김용구;왕진석;박성형;이희승;강영석;김대병;이희덕
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.1003-1006
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    • 2003
  • 본 논문에서는 sub-micron 소자에서 SCE(Short Channel Effect) 억제를 위한 Halo 와 SSR(Super Steep Retrograde Well) 적용에 따른 analog 특성의 열화를 석하고 이를 개선하기 위해 Twist 이온주입과 In, Sb Halo 를 채택하였다. Analog 특성은 CMOS 의 amplifier 과 Comparator 로의 사용을 고려해 Drain Rout과 Early voltage를 이용해 나타내었으며 Digital 성능을 함께 고려하였다. 실험결과 NMOS 의 경우 45 twist Halo 조건에서, PMOS의 경우 As보다 Sb를 Halo 로 적용하는 경우 더 우수한 analog 특성을 나타내었다.

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CMOS Stereo 16-bit Δ$\Sigma$ DAC Analog단의 설계기법 (Design Methodology of Analog Circuits for a CMOS Stereo 16-bit Δ$\Sigma$ DAC)

  • 김상호;채정석;박영진;손영철;조상준;김상민;김동명;김대정
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.93-96
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    • 2001
  • A design methodology of analog circuits for a CMOS stereo 16-bit Δ$\Sigma$ DAC which are suitable for the digital audio applications is described. The limitations of Δ$\Sigma$ DAC exist in the performance of the 1-bit DAC and that of the smoothing filter. The proposed architecture for analog circuits contains the buffer between the digital modulator and the following analog stage and adopts the SCF (switched capacitor filter) and DSC (differential-to-single converter) scheme. In this paper, a guide line for the selection of the filter type for the SCF design in the Δ$\Sigma$ DAC is suggested through the analytical approaches.

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12-비트 10-MS/s CMOS 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 (12-bit 10-MS/s CMOS Pipeline Analog-to-Digital Converter)

  • 조세현;정호용;도원규;이한열;장영찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.302-308
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    • 2021
  • 본 논문에서는 영상 처리용 12-비트의 10-MS/s 파이프라인 아날로그-디지털 변환기(ADC: analog-to-digital converter)가 제안된다. 제안된 ADC는 샘플-홀드 증폭기, 3개의 stage, 3-비트 플래시 ADC, 그리고 digital error corrector로 구성된다. 각 stage는 4-비트 flash ADC와 multiplying digital-to-analog ADC로 구성된다. 고해상도의 ADC를 위해 제안된 샘플-홀드 증폭기는 gain boosting을 이용하여 전압 이득을 증가시킨다. 제안된 파이프라인 ADC는 1.8V 공급전압을 사용하는 180nm CMOS 공정에서 설계되었고 차동 1V 전압을 가지는 1MHz 사인파 아날로그 입력신호에 대해 10.52-비트의 유효 비트를 가진다. 또한, 약 5MHz의 나이퀴스트 사인파 입력에 대해 측정된 유효비트는 10.12 비트이다.

A CMOS 5-bit 5GSample/Sec Analog-to-digital Converter in 0.13um CMOS

  • Wang, I-Hsin;Liu, Shen-Iuan
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권1호
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    • pp.28-35
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    • 2007
  • This paper presents a high-speed flash analog-to-digital converter (ADC) for ultra wide band (UWB) receivers. In this flash ADC, the interpolating technique is adopted to reduce the number of the amplifiers and a linear and wide-bandwidth interpolating amplifier is presented. For this ADC, the transistor size for the cascaded stages is inversely scaled to improve the trade-off in bandwidth and power consumption. The active inductor peaking technique is also employed in the pre-amplifiers of comparators and the track-and-hold circuit to enhance the bandwidth. Furthermore, a digital-to-analog converter (DAC) is embedded for the sake of measurements. This chip has been fabricated in $0.13{\mu}m$ 1P8M CMOS process and the total power consumption is 113mW with 1V supply voltage. The ADC achieves 4-bit effective number of bits (ENOB) for input signal of 200MHz at 5-GSample/sec.

Full CMOS Single Supply PLC SoC ASIC with Integrated Analog Front-End

  • Nam, Chul;Pu, Young-Gun;Kim, Sang-Woo;Lee, Kang-Yoon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제9권2호
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    • pp.85-90
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    • 2009
  • This paper presents a single supply PLC SoC ASIC with a built-in analog Front-end circuit. To achieve the low power consumption along with low cost, this PLC SoC employs fully CMOS Analog Front End (AFE) and several LDO regulators (LDOs) to provide the internal power for Logic Core, DAC and Input/output Pad driver. The receiver part of the AFE consists of Pre-amplifier, Gain Amplifier and 1 bit Comparator. The transmitter part of the AFE consists of 10 bit Digital Analog Converter and Line Driver. This SoC is implemented with 0.18 ${\mu}m$ 1 Poly 5 Metal CMOS Process. The single supply voltage is 3.3 V and the internal powers are provided using LDOs. The total power consumption is below 30 mA at stand-by mode to meet the Eco-Design requirement. The die size is 3.2 $\times$ 2.8 $mm^{2}$.