• ETRI Journal
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• 제42권5호
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• pp.790-798
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• 2020

Herein, a low-ripple coarse-fine digital low-dropout regulator (D-LDO) without ringing in the transient state is proposed. Conventional D-LDO suffers from a ringing problem when settling the output voltage at a large load transition, which increases the settling time. The proposed D-LDO removes the ringing and reduces the settling time using an auxiliary power stage which adjusts its output current to a load current in the transient state. It also achieves a low output ripple voltage using a comparator with a complete comparison signal. The proposed D-LDO was fabricated using a 65-nm CMOS process with an area of 0.0056 μ㎡. The undershoot and overshoot were 47 mV and 23 mV, respectively, when the load current was changed from 10 mA to 100 mA within an edge time of 20 ns. The settling time decreased from 2.1 ㎲ to 130 ns and the ripple voltage was 3 mV with a quiescent current of 75 ㎂.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.37-44
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• 2014

In this paper we present an LDO based on an error amplifier. The designed error amplifier has a gain of 89.93dB at low frequencies. This amplifier's Bandwidth is 50.8MHz and its phase margin is $59.2^{\circ}C$. Also we proposed a BGR. This BGR has a low output variation with temperature and its PSRR at 1 KHz is -71.5dB. For a temperature variation from $-40^{\circ}C$ to $125^{\circ}C$ we have just 9.4mV variation in 3.3V LDO output. Also it is stable for a wide range of output load currents [0-200mA] and a $1{\mu}F$ output capacitor and its line regulation and especially load regulation is very small comparing other papers. The PSRR of proposed LDO is -61.16dB at 1 KHz. Also we designed it for several output voltages by using a ladder of resistors, transmission gates and a decoder. Low power consumption is the other superiority of this LDO which is just 1.55mW in full load. The circuit was designed in $0.35{\mu}m$ CMOS process.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.384-392
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• 2018

다중출력 LDO 레귤레이터는 다양한 공급 전압이 필요한 임베디드 시스템에서 변환 효율을 개선할 수 있는 방안이 된다. 다중 출력을 위한 시분할 구조에서 LDO의 피드백 인자가 작아지면 정착시간이 길어져서 리플 전압이 커진다. 제안하는 토폴로지에서는 기준 전압을 가변하여 일정한 피드백 인자를 구현함으로써 정착시간과 리플 특성을 개선한다. $0.35{\mu}m$ 표준 CMOS 공정으로 설계한 4 채널 프로토타입의 시뮬레이션 결과 제안하는 구조는 피드백 인자가 0.4 이하인 기존 회로보다 정착시간과 리플 특성이 2배 이상 개선되는 것을 입증하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 2016

본 논문에서는 기생 트랜지스터를 억제하여 대기 전류를 낮춰 기동전류를 개선한 수직 PNP 트랜지스터의 특성을 소개한다. 기생 효과를 억제하기 위해, 회로 변경 없이 "DN+ 링크"를 사용하여 기생 PNP 트랜지스터를 억제 시킨 수직 PNP 트랜지스터를 설계하였으며, 표준 IC 프로세서를 이용한 LDO 레귤레이터를 제작했다. 제작된 기생 PNP 트랜지스터의 hFE 가 기존의 18에서 0.9로 감소하였다. 개선된 "DN+ 링크" 구조 수직 PNP 트랜지스터로 제작된 LDO 레귤레이터의 기동 전류는 기존의 기동 전류 90mA에서 32mA 로 감소되었다. 이로 인해 대기상태에서 저 소비전력을 구현한 LDO 레귤레이터를 개발하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.318-321
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• 2016

IoT 산업이 빠르게 성장하면서 전원 관리 집적회로의 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 리플 Subtractor, 피드 포워드 커패시터, OTA를 이용한 LDO 구조를 제안한다. 이를 통해 10MHz가 넘는 고주파 영역에서도 -40dB 이상 높은 전원 전압 제거비(PSRR)를 얻었다. 설계된 Low-Dropout(LDO) 레귤레이터는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 설계되었으며 시뮬레이션 결과 PSRR은 부하 전류 40mA, 500kHz에서 -73.4dB다. 최대 구동 가능 전류는 40mA이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.333-339
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• 2023

세계적으로 웨어러블 디바이스의 시장이 확장하고 있으며, 이를 위한 효율적인 PMIC의 수요 또한 늘어나고 있다. 웨어러블 디바이스용 PMIC 특성상 높은 에너지 효율과 작은 면적이 필요하다. 프로세스 기술의 발전으로 저전력 설계가 가능하지만, 기존의 아날로그 LDO 레귤레이터는 전원 전압이 낮아짐에 따라 설계의 어려움이 있다. 본 논문에서는 이중 루프 디지털 LDO용 coarse-fine ADC를 제안한다, ADC의 설계는 55 nm CMOS 공정으로 진행하였고 34.78 dB와 5.39 bits의 SNR과 ENOB를 갖는다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제48권4호
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• pp.13-18
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• 2011

본 논문에서는 LDO 레귤레이터의 공정변화에 따른 특성변화를 1 ${\mu}m$ 20 V 고 전압 CMOS 공정을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 공정변화에 따른 3종류의 SPICE 파라미터(문턱전압과 실효채널길이가 평균적인 Typ(typical), 평균 이하인 FF(fast), 평균 이상인 SS(slow) 파라미터)를 LDO 레귤레이터 시뮬레이션에 활용하였다. 시뮬레이션 결과,SS 파라미터 사용의 경우, 라인 레귤레이션이 3.6 mV/V, 부하 레귤레이션이 0.4 mV/mA, 부하전류 변화에 따른 출력전압이 안정화되는 시간이 평균 0.86 ${\mu}s$였다. 그리고 Typ 파라미터 사용의 경우, 라인 레귤레이션이 4.2 mV/V, 부하 레귤레이션이 0.44 mV/mA, 부하전류 변화에 따른 출력전압이 안정화되는 시간이 평균 0.62 ${\mu}s$였다. 마지막으로 FF 파라미터 사용의경우 라인 레귤레이션이 7.0 mV/V, 부하 레귤레이션이 0.56 mV/mA, 부하전류 변화에 따른 출력전압이 안정화되는 시간이 평균 0.27 ${\mu}s$였다. 향후, 이러한 공정변화에 따른 회로 특성의 변화를 고려한 효율적 회로설계가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2729-2734
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• 2011

본 논문에서는 DC 정합회로를 갖는 능동 Replica LDO 레귤레이터에 대하여 나타내었다. Replica단과 출력단의 DC전압을 정합하기 위하여 DC정합회로를 설계하였다. 능동 Replica LDO 레귤레이터의 PSR특성은 일반적인 레귤레이터 보다 큰 값을 가질 수 있다. 설계된 DC정합회로는 Replica 레귤레이터에서 발생할 수 있는 단점을 줄여준다. 또한 전체회로를 능동회로로 설계함으로써 칩면적을 줄이고 수동저항을 사용할 때 발생하는 열잡음을 제거할 수 있다. 0.35um CMOS 파라미터를 사용하여 HSPICE 시뮬레이션한 결과, DC정합회로를 이용하여 설계된 레귤레이터의 PSR특성은 -28dB@10Hz로써 DC정합회로를 사용하지 않는 일반적인 레귤레이터의 -17dB@10Hz보다 개선될 수 있음을 확인하였다. 레귤레이터의 DC출력 전압은 3V이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6247-6253
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• 2015

본 논문은 병렬 오차 증폭기 구조를 적용하여 과도응답특성 개선한 LDO 레귤레이터를 제안한다. 제안하는 LDO 레귤레이터는 고 이득, 좁은 주파수 대역의 오차증폭기 (E/A1)와, 저 이득, 넓은 주파수 대역의 오차증폭기 (E/A2)로 이루어지며, 두 오차증폭기를 병렬 구조로 설계해서 과도응답특성을 개선한다. 또한 슬루율을 높여주는 회로를 추가하여 회로의 과도응답특성을 개선하였다. 극점 불할 기법을 사용하여 외부 보상 커패시터를 온 칩 화하여 IC 칩 면적을 줄여 휴대기기 응용에 있어서도 적합하게 설계 하였다. 제안된 LDO 레귤레이터는 매그나칩/하이닉스 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 회로설계 하였고 칩은 $500{\mu}m{\times}150{\mu}m$ 크기로 레이아웃을 실시하였다. 모의실험을 한 결과, 2.7 V ~ 3.3 V의 입력 전압을 받아서 2.5 V의 전압을 출력하고 최대 100 mA의 부하 전류를 출력한다. 레귤레이션 특성은 100 mA ~ 0 mA에서 26.1 mV의 전압변동과 510 ns의 정착시간을 확인하였으며, 0 mA에서 100 mA의 부하 변동 시 42.8 mV의 전압 변동과 408 ns의 정착 시간을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.263-271
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• 2013

A low dropout regulator (LDO) with fast transient responses is presented. The proposed LDO eliminates the trade-off between slew rate and unity gain bandwidth, which are the key parameters for fast transient responses. In the proposed buffer, by changing the slew current path, the slew rate and unity gain bandwidth can be controlled independently. Implemented in $0.18-{\mu}m$ high voltage CMOS, the proposed LDO shows up to 200 mA load current with 0.2 V dropout voltage for $1{\mu}F$ output capacitance. The measured maximum transient output voltage variation, minimum quiescent current at no load condition, and maximum unity gain frequency are 24 mV, $7.5{\mu}A$, and higher than 1 MHz, respectively.