• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권1호
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• pp.11-15
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• 2011

A Differential line inductor is proposed for a differential power amplifier. The proposed differential line inductor is composed of two conventional line inductors rearranged to make the current direction of the two line inductors identical. The proposed line inductor is simulated with a 2.5-D and a 3-D EM simulator to verify its feasibility with the substrate information in a 0.18-${\mu}m$ RF CMOS process. The inductances of various line inductors implemented with printed circuit boards were measured. The feasibility of the proposed line inductor was successfully demonstrated.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.89-94
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• 2008

본 논문에서는 서브샘플링 기법을 이용한 직접변환 수신단에 이용할 수 있는 광대역 증폭기와 높은 Q-factor 값을 가지는 대역통과 필터(BPF) 회로를 0.18um CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 광대역 증폭기는 5.4GHz의 대역폭 및 12dB의 파워 이득 특성을 가지며, 대역통과필터는 2.4GHz Bluetooth 규격에서 동작할 수 있도록 설계하였다. RF 신호가 안테나를 통해 광대역 증폭기와 BPF를 통과한 후의 주파수응답 측정결과를 살펴보면, 2.34GHz에서 18.8dB의 파워이득파 31MHz의 대역폭을 갖는다. 이는 대역통과 필터의 Q-factor 값이 75로써 매우 높은 선택도(selectivity) 특성을 나타낸다. 또한, 전체 칩은 8.6dB의 noise-figure 특성과 대역폭 내에서 -12dB 이하의 입력 임피던스 매칭 (S11) 특성을 보이며, 전력소모는 1.8V 단일 전원전압으로부터 64.8mW 이고, 칩 면적은 $1.0{\times}1.0mm2$ 이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.149-155
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• 2015

본 논문에서는 선형성이 개선된 5MHz의 샘플링 주파수를 가지는 10-비트 디지털/아날로그 변환기를 제안한다. 제안하는 디지털/아날로그 변환기는 10-비트 R-2R 기반 디지털/아날로그 변환기, rail-to-rail 입력 범위의 차동 전압증폭기를 이용하는 출력버퍼, 그리고 바이어스 전압을 위한 밴드-갭 기준전압 회로로 구성된다. R-2R 디지털/아날로그 변환기의 2R 구현에 스위치를 위해 사용되는 인버터의 turn-on 저항 값을 포함하여 설계함으로 선형성을 개선시킨다. DAC의 최종 출력 전압 범위는 출력버퍼에 차동전압증폭기를 이용함으로 R-2R의 rail-to-rail 출력 전압으로부터 $2/3{\times}VDD$로 결정된다. 제안된 디지털/아날로그 변환기는 1.2V 공급전압과 1-poly, 8-metal을 이용하는 130nm CMOS 공정에서 구현되었다. 측정된 디지털/아날로그 변환기의 동적특성은 9.4비트의 ENOB, 58dB의 SNDR, 그리고 63dBc의 SFDR이다. 측정된 DNL과 INL은 -/+0.35LSB 미만이다. 제작된 디지털/아날로그 변환기의 면적과 전력소모는 각각 $642.9{\times}366.6{\mu}m^2$과 2.95mW이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권1호
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• pp.70-79
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• 2016

This paper proposes a low-power range-scaled 14b 30 MS/s pipeline-SAR composite ADC for high-performance CIS applications. The SAR ADC is employed in the first stage to alleviate a sampling-time mismatch as observed in the conventional SHA-free architecture. A range-scaling technique processes a wide input range of 3.0VP-P without thick-gate-oxide transistors under a 1.8 V supply voltage. The first- and second-stage MDACs share a single amplifier to reduce power consumption and chip area. Moreover, two separate reference voltage drivers for the first-stage SAR ADC and the remaining pipeline stages reduce a reference voltage disturbance caused by the high-speed switching noise from the SAR ADC. The measured DNL and INL of the prototype ADC in a $0.18{\mu}m$ CMOS are within 0.88 LSB and 3.28 LSB, respectively. The ADC shows a maximum SNDR of 65.4 dB and SFDR of 78.9 dB at 30 MS/s, respectively. The ADC with an active die area of $1.43mm^2$ consumes 20.5 mW at a 1.8 V supply voltage and 30 MS/s, which corresponds to a figure-of-merit (FOM) of 0.45 pJ/conversion-step.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.192-197
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• 2014

본 논문은 개선된 입력 범위를 갖는 FDPA(Feedback Delay Pass Addition) 방식의 3차 SDM(Sigma-Delta Modulator) 구조를 제안한다. 기존의 구조는 2차 SDM 구조에서 디지털 딜레이 패스만을 추가하여 3차 전달함수를 구현하였지만, 첫 번째 적분기로 피드백 하는 패스가 많아짐에 따라 입력 범위가 매우 작은 단점이 있다. 그러나 제안된 구조는 첫 번째 적분기로 피드백 하는 디지털 패스를 2차 적분기로 피드백 하여 입력 범위를 9dB 개선할 수 있었다 이를 이중 샘플링 기법을 통해 연산 증폭기 한 개 만으로 3차 SC SDM을 구현하였다. 공급전압 1.8V, 신호대역폭 20KHz, 오디오 대역 샘플링 주파수 2.8224MHz 조건에서 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제안한 SDM을 시뮬레이션한 결과, SNR(Signal to Noise Ratio)은 83.8dB, 전력소비는 $700{\mu}W$, Dynamic Range는 82.8dB이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.39-46
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• 2016

본 논문에서는 음성 신호의 디지털 데이타 변환을 위한 인버터와 1.5비트 비교기를 이용한 CMOS 3차 델타-시그마 변조기를 설계하였다. 제안하는 3차 델타-시그마 변환기는 연산증폭기 대신에 1.5비트 비교기를 이용한 멀티비트 구조로 낮은 OSR에서 단일비트 4차 델타-시그마 변조기 대비 높은 신호대 잡음비를 확보하고 인버터 기반 적분기를 사용하여 소모 전력을 최소화 시키며 인버터 기반 적분기 회로를 아날로그 덧셈기로 이용함으로써 전력소모를 감소시키고 회로구조를 단순화 시켰다. 제안한 델타-시그마 변조기는 0.18um CMOS 표준 공정을 통해 제작되었으며, 전체 칩면적은 $0.36mm^2$으로 설계되었다. 제작된 칩의 측정 결과 아날로그 회로는 공급전압 0.8V에서 $28.8{\mu}W$, 디지털 회로는 공급전압 1.8V에서 $66.6{\mu}W$로 총 $95.4{\mu}W$의 전력소모가 측정되었다. 델타-시그마 변조기의 동작주파수 2.56MHz, OSR 64배의 조건에서 2.5kHz의 입력 정현파 신호를 인가하였을 때 SNDR은 80.7 dB, 유효비트수는 13.1 비트, 동적범위는 86.1 dB로 측정되었다. 측정결과로부터 FOM(Walden)은 269 fJ/step, FOM(Schreier)는 169.3 dB로 계산되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1250-1259
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• 2012

본 논문에서는 저전압 고해상도 축차근사형 아날로그-디지털 변환기를 위한 시간-도메인 비교기를 제안한다. 제안하는 시간-도메인 비교기는 클럭 피드-스루 보상회로를 포함한 전압제어지연 변환기, 시간 증폭기, 그리고 바이너리 위상 검출기로 구성된다. 제안하는 시간-도메인 비교기는 작은 입력 부하 캐패시턴스를 가지며, 클럭 피드-스루 노이즈를 보상한다. 시간-도메인 비교기의 특성을 분석하기 위해 다른 시간-도메인 비교기를 가지는 두 개의 1V 10-bit 200-kS/s 축차근사형 아날로그-디지털 변환기가 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정에서 구현된다. 11.1kHz의 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 56.27 dB이며, 제안된 시간-도메인 비교기의 클럭 피드-스루 보상회로와 시간 증폭기가 약 6 dB의 SNDR을 향상시킨다. 구현된 10-bit 200-kS/s 축차근사형 아날로그-디지털 변환기의 전력소모와 면적은 각각 10.39 ${\mu}W$와 0.126 mm2 이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권3호
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• pp.46-55
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• 2016

본 논문에서는 IF 대역의 고속 신호처리 시스템 응용을 위해 높은 동적성능을 가지는 13비트 100MS/s ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 45nm CMOS 공정에서 동작 사양을 최적화하기 위해 4단 파이프라인 구조를 기반으로 하며, 광대역 고속 샘플링 입력단을 가진 SHA 회로는 샘플링 주파수를 상회하는 높은 주파수의 입력신호를 적절히 처리한다. 입력단 SHA 및 MDAC 증폭기는 요구되는 DC 이득 및 넓은 신호범위를 얻기 위해 이득-부스팅 회로 기반의 2단 증폭기 구조를 가지며, 바이어스 회로 및 증폭기에 사용되는 소자는 부정합을 최소화하기 위해 동일한 크기의 단위 소자를 반복적으로 사용하여 설계하였다. 한편, 온-칩 기준전류 및 전압회로에는 배치설계 상에서 별도의 아날로그 전원전압을 사용하여 고속 동작 시 인접 회로 블록에서 발생하는 잡음 및 간섭에 의한 성능저하를 줄였다. 또한, 미세공정상의 잠재적인 불완전성에 의한 성능저하를 완화하기 위해 다양한 아날로그 배치설계 기법을 적용하였으며, 전체 ADC 칩은 $0.70mm^2$의 면적을 차지한다. 시제품 ADC는 45nm CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.77LSB, 1.57LSB의 값을 가지며, 동적성능은 100MS/s 동작 속도에서 각각 최대 64.2dB의 SNDR과 78.4dB의 SFDR을 보여준다. 본 시제품 ADC는 $2.0V_{PP}$의 넓은 입력신호범위를 처리하는 동시에 IF 대역에서 높은 동적성능을 확보하기 위해 사용공정상의 최소 채널 길이가 아닌 긴 채널 기반의 소자를 사용하며, 2.5V의 아날로그 전압, 2.5V 및 1.1V 두 종류의 디지털 전원전압을 사용하는 조건에서 총 425.0mW의 전력을 소모한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권2호
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• pp.29-36
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• 2000

본 논문에서는 트랜지스터 동작영역에 독립적인 일정 트랜스컨덕턴스 rail-to-tail 입력회로 및 AB-급 출력회로를 갖는 2단 연산증폭기를 제시한다. rail-to-rail 입력회로는 추가 NMOS 및 PMOS 차동 입력단 구조를 사용하여, 전체 동상 입력 전압에서 항상 일정한 트랜스컨덕턴스를 갖도록 하였다. 이러한 입력단 회로는 기존 MOS의 정확한 전류-전압 관계식을 사용하지 않고, 트랜지스터의 동작영역에서, 즉 강 반전 및 약 반전, 독립적인 새로운 광역 선형 전류관계를 제안한다. 본 논문에서 제안한 입력단 회로를 SPICE를 사용하여 모의실험 결과, 전체 동상 입력 전압에 대해서 4.3%의 변화율이 나타남을 검증하였다. AB-급 출력단 회로는 공급 전압원에 독립적인 일정한 동작 전류값을 갖고, 출력 전압은 Vss+0.1에서 Vdd-0.15까지 구동하는 전압 특성을 나타내었다. 또한 출력단은 AB-급 궤환 제어 방식을 사용하여 저전압에서 동작 할 수 있다. 전체 연산 증폭기의 단일-이득 주파수 및 DC 전압이득 변화율은 각각 4.2% 및 12%로 나타냈다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권1호
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• pp.76-81
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• 2009

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.