• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.1-9
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• 2009

본 논문에서는 디스플레이 시스템을 위한 소면적 12-bit 300MSPS의 D/A 변화기(DAC)를 제안한다. 최근 SoC(System-On-Chip) 경향에 맞는 소면적 DAC를 구현하기 위한 전체적인 구조는 6-MSB(Most Significant Bit) + 6-LSB(Least Significant Bit)의 full matrix 구조로 설계 하였다. 고해상도 동작에 요구되는 output impedance을 만족하는 monitoring bias 구조, 고속 동작 및 소면적 디지털 회로 구성을 위하여 logic과 latch 및 deglitching 역할을 동시에 할 수 있는 self-clocked switching logic을 각각 제안하였다. 설계된 DAC는 Samsung $0.13{\mu}m$ thick gate 1-poly 6-metal N-well CMOS 공정으로 제작되었다. 제작된 DAC의 측정결과 INL (Integrated Non Linearity) / DNL (Differential Non Linearity)은 ${\pm}3LSB$ / ${\pm}1LSB$ 이하로 나타났으며, 300MHz 샘플링 속도와 15MHz의 출력신호에서 SFDR은 약 70dB로 측정되었다. DAC의 유효면적은 $0.26mm^2$ ($510{\mu}m{\times}510{\mu}m$)로 기존의 DAC에 비하여 최대 40% 감소된 초소면적으로 구현되었으며, 최대 전력 소모는 100mW로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권11호
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• pp.83-94
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• 2003

본 논문에서는 빠른 정착시간을 갖는 전류셀(Current Cell) 매트릭스의 구조와 출력의 Gain error를 보정할 수 있는 Self calibration current bias 회로의 기능을 가진 고성능 10-bit D/A 변환기를 제안한다. 매트릭스 구조 회로의 복잡성으로 인한 지연시간의 증가 및 전력 소모를 최소화하기 위해 상위 6MSB(Most Significant Bit)전류원 매트릭스와 하위 4LSB(Least Significant Bit)전류원 매트릭스로 구성된 2단 매트릭스 구조로 설계되어 있다. 이러한 6＋4 분할 구조를 사용함으로써 전류 원이 차지하는 면적과 Thermometer decoder 부분의 논리회로를 가장 최적화 시켜 회로의 복잡성과 Chip 사이즈를 줄일 수 있었고 낮은 Glitch 특성을 갖는 저 전력 D/A 변환기를 구현하였다. 또한 self Calibration이 가능한 Current Bias를 설계함으로서 이전 D/A 변환기들의 칩 외부에 구현하던 Termination 저항을 칩 내부에 구현하고 출력의 선형성 및 정확성을 배가시켰다. 본 연구에서는 3.3V의 공급전압을 가지는 0.35㎛ 2-poly 4-metal N-well CMOS 공정을 사용하였고, 모의 실험결과에서 선형성이 매우 우수한 출력을 확인하였다. 또한 소비전력은 45m W로 다른 10bit D/A 변환기에 비해 매우 낮음을 확인 할 수 있었다. 실제 제작된 칩은 Spectrum analyzer에 의한 측정결과에서 100㎒ 샘플링 클럭 주파수와 10㎒ 입력 신호 주파수에서 SFDR은 약 65㏈로 측정되었고, INL과 DNL은 각각 0.5 LSB 이하로 나타났다. 유효 칩 면적은 Power Guard ring을 포함하여 1350㎛ × 750 ㎛ 의 면적을 갖는다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.689-692
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• 1999

This paper describes a 10-bit 75-MHz CMOS current-mode DAC designed for 0.8${\mu}{\textrm}{m}$ double-poly double-metal CMOS technology. This D/A converter is implemented using a current cell matrix that can drive a resistive load without output buffer. In the DAC. a current source is proposed to reduce the linearity error caused by the threshold-voltage variations over a wafer and the glitch energy caused by the time lagging, The integral and differential linearity error are founded to be within $\pm$0.35 LSB and $\pm$0.31 LSB respectively. The maximum conversion rate is about 80 MS/s. The total power dissipation is 160 ㎽ at 75 MS/s conversion rate.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권8호
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• pp.10-21
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• 1999

본 논문에서는 12비트의 해상도와 65MHz의 변환속도를 가지면서 단일 3.3V의 공급전압으로 동작하는 전류 셀 매트릭스 구조의 CMOS D/A 변환기를 제안하였다. 설계된 CMOS D/A 변환기는 우수한 단조증가성과 빠른 정착시간을 가지는 전류 셀 매트릭스 구조의 장점을 이용하면서 기존의 D/A 변환기의 전류셀 간의 문턱전압의 부정합과 접지선의 전압 강하에 의한 오차를 감소시키기 위해 트리 구조 바이어스 회로, 대칭적 접지선 연결, 캐스코드 전류 스위치를 사용하여 구현되었다. 설계된 전류 셀 매트릭스 12비트 D/A 변환기를 $0.6{\mu}m$ CMOS n-well 공정을 이용하여 제작하였다. 제작된 DAC칩을 +3.3V 단일 공급전원을 이용하여 측정한 결과, 정착시간이 20nsec로써 50MHz의 변환속도와 35.6mW의 전력소모를 나타내었다. 또한 측정된 SNR, DNL은 각각 55 dB, ${\pm}0.5LSB$,${\pm}2LSB$를 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권7호
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• pp.57-65
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• 2002

본 논문에서는 CMOS로 구현된 2.5v 10-bit 300MSPS의 D/A 변환기를 제안하였다. 이를 위해 전체구조는 고속동작에 유리한 전류구동 방식의 8+2 분할 타입으로 상위 8-bit은 Thermometer Code 기법을 이용한 전류셀 매트릭스(Current Cell Matrix)로, 하위 2-bit은 이진 가중 전류열(Binary Weighted Current Array)로 설계하였다. 우수한 다이내믹 특성 및 고속 동작을 만족시키기 위해 낮은 글리치 에너지를 갖는 새로운 전류셀과 BDD(Binary Decision Diagram)에 의한 논리합성 기법을 활용한 새로운 역 Thermometer Decoder를 제안하였다. 제안된 DAC는 $0.25{\mu}m$, 1-Poly, 5-Metal, n-well CMOS 공정으로 제작되었으며, 유효 칩 면적은 $1.56mm^2$이고, 2.5V의 전원전압에서 84mW의 전력소모를 나타내었다. 모의실험 및 측정을 통해 최대 글리치 에너지는 0.9pVsec@fs=100MHz, 15pVsec@fs=300MHz로 나타났다. 또한 출력 주파수가 1MHz, 샘플링 주파수가 300MHz에서의 INL과 DNL은 약 ${\pm}$1.5LSB 이내로, SFDR은 45dB로 측정되었다.