• 제목/요약/키워드: CMOS-based circuit

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생체 이식형 장치를 위해 구현된 403.5MHz CMOS 링 발진기의 성능 분석 (Performance Analysis of 403.5MHz CMOS Ring Oscillator Implemented for Biomedical Implantable Device)

  • 펄도스 아리파;최광석
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.11-25
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    • 2023
  • With the increasing advancement of VLSI technology, health care system is also developing to serve the humanity with better care. Therefore, biomedical implantable devices are one of the amazing important invention of scientist to collect data from the body cell for the diagnosis of diseases without any pain. This Biomedical implantable transceiver circuit has several important issues. Oscillator is one of them. For the design flexibility and complete transistor-based architecture ring oscillator is favorite to the oscillator circuit designer. This paper represents the design and analysis of the a 9-stage CMOS ring oscillator using cadence virtuoso tool in 180nm technology. It is also designed to generate the carrier signal of 403.5MHz frequency. Ring oscillator comprises of odd number of stages with a feedback circuit forming a closed loop. This circuit was designed with 9-stages of delay inverter and simulated for various parameters such as delay, phase noise or jitter and power consumption. The average power consumption for this oscillator is 9.32㎼ and average phase noise is only -86 dBc/Hz with the source voltage of 0.8827V.

Bump 회로와 인접픽셀 기반의 이미지 신호 Edge Detector (Image Edge Detector Based on a Bump Circuit and the Neighbor Pixels)

  • 오광석;이상진;조경록
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권7호
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    • pp.149-156
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    • 2013
  • 본 논문에서는 bump 회로를 이용한 하드웨어 기반의 윤곽선 검출 회로를 제안한다. 하나의 픽셀은 빛을 전기적인 신호로 변환하는 active pixel sensor (APS)와 주변 픽셀의 밝기 차이를 비교하는 bump회로로 구성된다. 제안하는 회로는 $64{\times}64$의 이미지를 대상으로하며, 각 열(column)마다 비교기를 공유한다. 비교기는 외부에서 인가되는 기준전압을 통해 최종적으로 대상픽셀의 윤곽선 여부를 판별한다. 또한 기존의 4개 혹은 그 이상의 픽셀 데이터를 비교하는 윤곽선 검출 알고리즘을 상대적으로 간소화하여 대상픽셀을 포함하여 3개의 픽셀만으로 윤곽선 검출을 가능토록 제안하였다. 따라서 하나의 픽셀에 비교적 적은 수의 트랜지스터로 구성하였다. 따라서 제한적인 픽셀 크기에서 fill factor를 충분히 확보함으로써 수용 가능한 조도의 범위를 확장하였고, 기준전압을 외부에서 입력 받기 때문에 윤곽선 레벨을 조절 할 수 있다. Bump 회로기반의 윤곽선 검출 회로는 0.18um CMOS 공정에서 설계되었으며, 1.8V의 공급전압에서 픽셀 당 0.9uW의 전력 소모율, 34%의 fill factor을 갖는다. 이는 기존회로대비 전력 소모율을 90% 개선하였고, 기존 회로에 비하여 면적은 약 18.7%, fill factor는 약 16%를 더 확보하였다.

유동 전하량 최소화를 통한 입력 오프셋 제거 CMOS 고속 비교기의 설계 (CMOS High Speed Input Offset Canceling Comparator Design with Minimization of Charges Transfer)

  • 이수형;신경민;이재형;정강민
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.963-966
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    • 1999
  • This Paper describes the design of high speed and low power comparator based on the feed forward bias control. Major building blocks of this comparator are composed of input offset canceling circuit and feed forward bias control circuit. The usual offset canceling circuit cancels the offset voltages by storing them in capacitors using MOS switches, The comparator of this paper employs the bias control circuit which generates bias signal from the input signal. The bias signal is applied to the capacitors and keeps the transfer of chares in the capacitors in the minimal amount, therefore making the comparator operate in stable condition and reduce decision time. The comparator in this form has very samll area and power dissipation. Maximum sampling rate is 200 Ms/sec. The comparator is designed in 0.65${\mu}{\textrm}{m}$ technology and the offset is less than 0.5㎷.

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병렬전류감산기를 이용한 슬루율 가변 연산증폭기 설계 (Design of a CMOS Programmable Slew Rate Operational Amplifier with a Switched Parallel Current Subtraction Circuit)

  • 신종민;윤광섭
    • 전자공학회논문지B
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    • 제32B권5호
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    • pp.730-736
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    • 1995
  • This paper presents the design of a CMOS programmable slew rate operational amplifier based upon a newly proposed concept, that is a switched parallel current subtraction circuit with adaptive biasing technique. By utilizing the newly designed circuit, it was proven that slew rate was linearly controlled and power dissipation was optimized. If the programmable slew rate amplifier is employed into mixed signal system, it can furnish the convenience of timing control and optimized power dissipation. Simulated data showed the slew rate ranging from 5. 83V/$\mu$s to 41.4V/$\mu$s, power dissipation ranging from 1.13mW to 4.1mW, and the other circuit performance parameters were proven to be comparable with those of a conventional operational amplifier.

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뉴로모픽 시스템을 위한 실리콘 기반의 STDP 펄스 발생 회로 (Silicon Based STDP Pulse Generator for Neuromorphic Systems)

  • 임정훈;김경기
    • 센서학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.64-67
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    • 2018
  • A new CMOS neuron circuit for implementing bistable synapses with spike-timing-dependent plasticity (STDP) properties has been proposed. In neuromorphic systems using STDP properties, the short-term dynamics of the synaptic efficacies are governed by the relative timing of the pre- and post-synaptic spikes, and the efficacies tend asymptotically to either a potentiated state or to a depressed one on long time scales. The proposed circuit consists of a negative shifter, a current starved inverter and a schmitt trigger designed using 0.18um CMOS technology. The simulation result shows that the proposed circuit can reduce the total size of neurons, and the spike energy of the proposed circuit is much less compared to the conventional circuits.

Green-Power 스위치와 DT-CMOS Error Amplifier를 이용한 DC-DC Converter 설계 (The Design of DC-DC Converter with Green-Power Switch and DT-CMOS Error Amplifier)

  • 구용서;양일석;곽재창
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.90-97
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    • 2010
  • 본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자와 DTMOS Error Amplifier를 사용한 고 효율 전원 제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기, 밴드갭 기준 전압 회로, DT-CMOS 오차 증폭기, 비교기가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 제안된 DT-CMOS 오차증폭기는 72dB DC gain과 83.5위상 여유를 갖도록 설계하였다. DTMOS를 사용한 오차증폭기는 CMOS를 사용한 오차증폭기 보다 약 30%정도 파워 소비 감소를 보였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

New Fully-Differential CMOS Second-Generation Current Conveyer

  • Mahmoud, Soliman A.
    • ETRI Journal
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    • 제28권4호
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    • pp.495-501
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    • 2006
  • This paper presents a new CMOS fully-differential second-generation current conveyor (FDCCII). The proposed FDCCII is based on a fully-differential difference transconductor as an input stage and two class AB output stages. Besides the proposed FDCCII circuit operating at a supply voltage of ${\pm}1.5\;V$, it has a total standby current of $380\;{\mu}A$. The applications of the FDCCII to realize a variable gain amplifier, fully-differential integrator, and fully-differential second-order bandpass filter are given. The proposed FDCII and its applications are simulated using CMOS $0.35\;{\mu}m$ technology.

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산술 연산 구조의 VCO를 이용한 3.3V 고주파수 CMOS 주파수 합성기의 설계 (Design of a 3.3V high frequency CMOS PLL with an arithmetic functionality VCO)

  • 한윤철;윤광섭
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.81-84
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    • 2001
  • In recent years, the design of CMOS VCO at ever-higher frequencies has gained interest. This paper proposes an arithmetic functionality VCO circuit based on a differential ring oscillator for operating in high frequency. The proposed VCO architecture with half adder is able to produce two times higher frequency with my delay cell than conventional VCO produce double oscillation frequency and power dissipation is 14.59mW.

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Interpolation 기법을 이용한 3.3V 8-bit 500MSPS Nyquist CMOS A/D Converter의 설계 (A 3.3V 8-bit 500MSPS Nyquist CMOS A/D Converter Based on an Interpolation Architecture)

  • 김상규;송민규
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권8호
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    • pp.67-74
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    • 2004
  • 이 논문에서는 Interpolation 구조를 이용한 3.3V 8-bit 500MSPS CMOS A/D 변환기를 설계하였다. 고속 동작의 문제를 해결하기 위해서 새로운 프리앰프, 기준 전압 흔들림을 보정하기 위한 회로, 평균화 저항을 제안하였다. 제안된 Interpolation A/D 변환기는 Track & Hold, 256개의 기준전압이 있는 4단 저항열, 128개의 비교기 그리고 디지털 블록으로 구성되어 있다. 제안된 A/D 변환기는 0.35um 2-poly 4-metal N-well CMOS 공정이다. 이 A/D 변환기는 3.3V에서 440mW를 소비하며, 유효 칩 면적은 2250um x 3080um을 갖는다.

A Power-Efficient CMOS Adaptive Biasing Operational Transconductance Amplifier

  • Torfifard, Jafar;A'ain, Abu Khari Bin
    • 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.