• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권12호
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• pp.46-53
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• 2003

본 논문에서는 트랜지스터의 게이트-소스 전압에 따른 소자의 이동도 감소 현상으로 생기는 OTA의 선형성 감소를 보상하기 위한 새로운 선형 OTA론 설계하고, 이것을 9차 베셀 필터에 응용한다. 제안된 OTA의 입력단은 선형(triode) 영역에서 동작하는 트랜지스터와 subthreshold 영역에서 동작하는 트랜지스터가 병렬로 연결된 구조를 가진다. 이 구조는 이동도 감소 현상에 의한 3차 고조파 성분을 상쇄시키므로, 보다 넓은 입력 범위를 가지면서 개선된 선형성을 유지할 수 있는 OTA 회로의 구현이 가능하다. 제안한 OTA는 ±0.8V의 입력 범위 내에서 ±0.32%의 트랜스컨덕턴스(Gm) 변화율을 갖고 총 고조파 왜곡(THD)은 -60㏈ 이하이다. 제안된 OTA를 적용한 9차 베낄 필터는 공급전압 3.3V를 갖는 0.35㎛ n-well CMOS 공정으로 구현되었으며, 필터의 차단주파수는 8㎒, 전력소비는 65mW로 동작하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.719-726
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• 2020

능동형 유기 발광 다이오드의 픽셀 노화를 보상하기 위한 문턱 전압 감지 회로가 제안된다. 제안된 문턱 전압 감지 회로는 샘플-홀드 회로와 10비트의 해상도를 가지는 단일 입력 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기로 구성된다. 각 샘플-홀드 회로의 스케일 다운 변환기와 단일-차동 변환기를 가지는 가변 이득 증폭기를 제거하기 위해 단일 입력 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기를 위한 중간 기준 전압 보정과 입력 범위 보정이 수행된다. 제안된 문턱 전압 감지 회로는 1.8V 공급 전압의 180nm CMOS 공정을 사용하여 설계된다. 단일 입력 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기로의 유효 비트와 전력 소모는 각각 9.425비트와 2.83mW이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.66-71
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• 2014

본 논문에서는 초음파 의료 영상 시스템을 위한 아날로그 front-end 집적회로를 $0.18-{\mu}m$ 표준 CMOS 반도체 공정을 이용하여 설계하였다. 제안 된 front-end 회로는 2.6 MHz에서 15-V 고전압 펄스 신호를 생성하는 송신부와 고전압 차단 스위치 및 저전력 저잡음 증폭기에 해당하는 수신부를 모두 포함하고 있으며, 동작 모드에 따라서 송신부의 출력 드라이버를 수신단의 스위치 회로로 재구성이 가능하도록 설계를 하여 기존 front-end 회로와 비교하였을 때 한 채널 당 70% 이상의 칩 면적을 줄일 수 있다. 설계 된 단일 채널 front-end회로는 $0.045mm^2$ 이하의 작은 칩 면적을 차지함으로써 다중 어레이 방식의 초음파 의료 영상 시스템에 적용 시 작은 면적으로 구현이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2747-2753
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• 2011

본 논문에서는, 휴대폰 플래시용 전원을 위한 PWM 전류모드 DC-DC 부스트 컨버터를 제안 하였다. 제안하는 DC-DC 부스터 컨버터는 5 Mhz의 스위칭 주파수로 구동되며, 인덕터와 커패시터의 실장면적을 줄여 휴대전화 소형화에 적합하도록 하였다. 전류모드 DC-DC 부스트 컨버터는 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터, 귀환저항 등으로 이루어지는 파워단 부분과 펄스폭 변조기, 오실레이터, 에러증폭기 등으로 이루어지는 제어부 블록으로 구성된다. 제안하는 회로는 $0.5\;{\mu}m$ 1-poly 2-metal CMOS 공정으로 설계 및 검증 하였다. 설계된 회로는 모의실험결과 듀티비가 0.15일 때 3.7 V 입력 전압 조건에서 출력 전압이 4.26 V가 나타났고, 출력 전류는 100 mA로 기존의 25 ~ 50 mA 보다 큰 출력을 얻었다. 본 논문의 DC-DC 컨버터는 휴대폰의 카메라 플래시를 고효율로 구동시키며 휴대전화의 소형화에도 기여 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.665-670
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• 2016

본 논문에서는 IoT(Internet of Things) 시스템의 기본 구성이 되는 센서 네트워크에 사용될 수 있는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)의 Sub-threshold 동작을 이용하는 OP-AMP(Operational amplifier) 설계를 제안한다. MOSFET의 Sub-threshold 동작은 전원전압을 낮추는 효과로 회로 시스템을 초저전력으로 유도할 수 있는 특징이 있기 때문에 배터리를 사용하는 IoT의 센서 네트워크 시스템의 초저전력화에 매우 유용한 회로설계 기술이라고 할 수 있다. $0.35{\mu}m$ 공정을 이용한 시뮬레이션 결과, VDD를 0.6 V로 설계할 수 있었으며, OP-AMP 의 Open-loop Gain은 43 dB, 또한 설계한 OP-AMP의 소비전력은 $1.3{\mu}W$가 계산되었다. 또한, Active Layout 면적은 $64{\mu}m{\times}105{\mu}m$이다. 제안한 OP-AMP는 IoT의 저전력 센서 네트워크에 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.184-196
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• 2020

본 논문에서는 배터리 관리 시스템 (BMS)에서 2차 전지 배터리를 통해 흐르는 전류의 정밀한 측정을 위한 cascaded-of-integrator feedforward (CIFF) 구조의 단일 비트 2차 델타-시그마 모듈레이터를 제안하였다. 제안된 모듈레이터는 2개의 스위치드 커패시터 적분기, 단일 비트 비교기, 비중첩 클록 발생기 및 바이어스와 같은 주변 회로로 구현하였다. 제안된 구조는 낮은 공통 모드 입력 전압을 가지는 low-side 전류 측정 방법에 적용되도록 설계되었다. Low-side 전류 측정 방법을 사용하면 회로 설계에 부담이 줄어들게 되는 장점을 가진다. 그리고 ±30mV 입력 전압을 15비트 해상도를 가지는 ADC로 분해하기 때문에 추가적인 programmable gain amplifier (PGA)를 구현할 필요가 없어 수 mW의 전력소모를 줄일 수 있다. 제안된 단일 비트 2차 CIFF 델타-시그마 모듈레이터는 350nm CMOS 공정으로 구현하였으며 5kHz 대역폭에 대해 400의 oversampling ratio (OSR)로 95.46dB의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR), 96.01dB의 spurious-free dynamic range (SFDR) 및 15.56비트의 effective-number-of-bits (ENOB)을 달성하였다. 델타 시그마 모듈레이터의 면적 및 전력 소비는 각각 670×490㎛2 및 414㎼이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권1호
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• pp.126-142
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• 2016

This paper presents a wide-frequency-range, low-power transceiver with an automatic impedance-matching calibration for TV-white-space (TVWS) application. The wide-range automatic impedance matching calibration (AIMC) is proposed for the Drive Amplifier (DA) and LNA. The optimal $S_{22}$ and $S_{11}$ matching capacitances are selected in the DA and LNA, respectively. Also, the Single Pole Double Throw (SPDT) switch is integrated to share the antenna and matching network between the transmitter and receiver, thereby minimizing the systemic cost. An N-path filter is proposed to reject the large interferers in the TVWS frequency band. The current-driven mixer with a 25% duty LO generator is designed to achieve the high-gain and low-noise figures; also, the frequency synthesizer is designed to generate the wide-range LO signals, and it is used to implement the FSK modulation with a programmable loop bandwidth for multi-rate communication. The TVWS transceiver is implemented in $0.13{\mu}m$, 1-poly, 6-metal CMOS technology. The die area of the transceiver is $4mm{\times}3mm$. The power consumption levels of the transmitter and receiver are 64.35 mW and 39.8 mW, respectively, when the output-power level of the transmitter is +10 dBm at a supply voltage of 3.3 V. The phase noise of the PLL output at Band 2 is -128.3 dBc/Hz with a 1 MHz offset.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권6호
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• pp.793-799
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• 2016

A multi-purpose sensor interface that provides dual-mode operation of fingerprint sensing and physiological signal detection is presented. The dual-mode sensing capability is achieved by utilizing inter-pixel shielding patterns as capacitive amplifier's input electrodes. A prototype readout circuit including a fingerprint panel for feasibility verification was fabricated in a $0.18{\mu}m$ CMOS process. A single-channel readout circuit was implemented and multiplexed to scan two-dimensional fingerprint pixels, where adaptive calibration capability against pixel-capacitance variations was also implemented. Feasibility of the proposed multi-purpose interface was experimentally verified keeping low-power consumption less than 1.9 mW under a 3.3 V supply.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권2호
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• pp.875-880
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• 2018

This paper proposes a novel combined compensation structure in the infrared receiver chip. For the infrared communication chip, the current-voltage (I-V) convert circuit is crucial and important. The circuit is composed by the transimpedance amplifier (TIA) and the combined compensation structures. The TIA converts the incited photons into photocurrent. In order to amplify the photocurrent and avoid the saturation, the TIA uses the combined compensation circuit. This novel compensation structure has the low frequency compensation and high frequency compensation circuit. The low frequency compensation circuit rejects the low frequency photocurrent in the ambient light preventing the saturation. The high frequency compensation circuit raises the high frequency input impedance preserving the sensitivity to the signal of interest. This circuit was implemented in a $0.6{\mu}m$ BiCMOS process. Simulation of the proposed circuit is carried out in the Cadence software, with the 3V power supply, it achieves a low frequency photocurrent rejection and the gain keeps 109dB ranging from 10nA to $300{\mu}A$. The test result fits the simulation and all the results exploit the validity of the circuit.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권2호
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• pp.47-53
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• 2014

This paper presents a high gain and high harmonic rejection low-noise amplifier (LNA) for software-defined radio receiver. This LNA exploits the high quality factor (Q) series resonance technique. High Q series resonance can amplify the in-band signal voltage and attenuate the out-band signals. This is achieved by a source impedance transformation. This technique does not consume power and can easily support multiband operation. The chip is fabricated in a $0.13-{\mu}m$ CMOS. It supports four bands (640, 710, 830, and 1,070MHz). The measured forward gain ($S_{21}$) is between 12.1 and 17.4 dB and the noise figure is between 2.7 and 3.3 dB. The IIP3 measures between -5.7 and -10.8 dBm, and the third harmonic rejection ratios are more than 30 dB. The LNA consumes 9.6 mW from a 1.2-V supply.