• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권6호
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• pp.52-57
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• 2009

본 논문은 CMOS RFIC 단일 칩을 위한 Bandgap Voltage Reference와 이를 포함한 저 잡음 Low Dropout (LDO) Regulator 회로에 관한 것이다. 저 잡음을 위해 Bandgap Voltage Reference에 사용된 BJT 다이오드의 유효면적을 증가시켜야 함을 LDO의 잡음해석을 통해 나타내었다. 이를 위해 다이오드를 직렬 연결하여 실리콘의 실제면적은 최소화 하면서 다이오드의 유효면적을 증가시키는 방법을 적용하였고, 이를 통해 LDO의 출력잡음을 줄일 수 있음을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작된 LDO는 입력전압이 2.2 V 에서 5 V 일때 1.8 V의 출력전압에서 최대 90 mA의 전류를 내보낼 수 있다. 측정 결과 Line regulation은 0.04%/V 이고 Load regulation은 0.45%를 얻었으며 출력 잡음 레벨은 100 Hz와 1 kHz offset에서 각각 479 nV/$^\surd{Hz}$와 186 nV/$^\surd{Hz}$의 우수한 성능을 얻었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.264-267
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• 2017

본 논문에서는 잡음 제거 회로를 이용하여 공급 전원 제거 비를 향상시킨 LDO(Low drop-out) 레귤레이터를 제안하였다. LDO 레귤레이터 내부의 오차증폭기와 패스 트랜지스터 사이에 잡음 제거 회로를 두어 전압 라인에서 들어오는 노이즈에 패스 트랜지스터가 받는 영향을 줄일 수 있게 설계하였으며, 기존의 LDO 레귤레이터와 동일한 레귤레이션 특성을 갖도록 했다. 제안한 회로는 0.18um 공정을 사용하였고 Cadence의 Virtuoso, Spectre 시뮬레이터를 사용하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권11호
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• pp.34-40
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• 2011

본 논문은 낮은 출력 저항을 버퍼를 사용하여 주파수 보상을 수행한 LDO 선형 레귤레이터에 관한 것이다. 주파수 보상을 위해 제안하는 버퍼는 두 개의 shunt 피드백 루프를 사용하여 출력 저항을 최소화함으로써 이를 통해 LDO 선형 레귤레이터 전체의 부하 및 입력 전압에 따른 레귤레이션 성능을 개선할 수 있고 저전압에서도 낮은 출력 저항을 유지함으로 휴대기기 응용에 있어서도 적합하다. 또한 외부 디지털 제어를 통한 LDO 선형 레귤레이터의 출력 전압을 가변함으로써 외부 MCU와의 인터페이스를 개선하기 위한 기준 전압 제어 기법을 나타내었다. 구현된 LDO 선형 레귤레이터는 2.5V~4.5V의 입력 전압에 대하여 동작하며 최대 300mA의 부하 전류를 0.6~3.3V의 출력 전압에 대하여 제공할 수 있다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권6호
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• pp.1673-1681
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• 2015

A low dropout (LDO) regulator with a wide-bandwidth is proposed in this paper. The regulator features a Human Body Model (HBM) 8kV-class high robustness ElectroStatic Discharge (ESD) protection circuit, and two error amplifiers (one with low gain and wide bandwidth, and the other with high gain and narrow bandwidth). The dual error amplifiers are located within the feedback loop of the LDO regulator, and they selectively amplify the signal according to its ripples. The proposed LDO regulator is more efficient in its regulation process because of its selective amplification according to frequency and bandwidth. Furthermore, the proposed regulator has the same gain as a conventional LDO at 62 dB with a 130 kHz-wide bandwidth, which is approximately 3.5 times that of a conventional LDO. The proposed device presents a fast response with improved load and line regulation characteristics. In addition, to prevent an increase in the area of the circuit, a body-driven fabrication technique was used for the error amplifier and the pass transistor. The proposed LDO regulator has an input voltage range of 2.5 V to 4.5 V, and it provides a load current of 100 mA in an output voltage range of 1.2 V to 4.1 V. In addition, to prevent damage in the Integrated Circuit (IC) as a result of static electricity, the reliability of IC was improved by embedding a self-produced 8 kV-class (Chip level) ESD protection circuit of a P-substrate-Triggered Silicon Controlled Rectifier (PTSCR) type with high robustness characteristics.

• 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.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.506-513
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• 2015

본 논문에서는 외부 커패시터가 없는 low-dropout (LDO) 레귤레이터를 설계하였으며, 대기 전류는 $4.5{\mu}A$ 이다. 제안하는 LDO 레귤레이터는 정밀한 로드 레귤레이션과 빠른 응답 속도를 만족하기 위해 두 개의 증폭기를 사용 하였고, 높은 이득을 갖는 증폭기와 빠른 속도 및 높은 슬루율을 가지는 증폭기로 구성 되어 있다. 이와 함께 패스 트랜지스터의 게이트에 존재하는 큰 기생 커패시터에 전류를 빠르게 충 방전시키기 위해, 전류 부스팅 회로를 추가하였다. 이를 통해 부하 전류 변화 시 응답 시간을 향상 시키게 된다. 설계된 회로는 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었다. 최대 200mA 의 부하 전류를 구동할 수 있으며, 출력 전압 변동은 260mV, 회복 시간은 $0.8{\mu}s$ 을 측정하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권3호
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• pp.172-177
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• 2016

Miller feedback compensation is introduced in a low dropout regulator (LDO) in order to obtain a capacitor-free regulator and improve the fast transient response. The conventional LDO has a limited bandwidth because of the large-size output capacitor and parasitic gate capacitance in the power MOSFET. In order to obtain a stable frequency response without the output capacitor, LDO is designed with resistor-capacitor (R-C) compensation and this is achieved with a connection between the gain-stage and the power MOS. An R-C compensator is suggested to provide a pole and zero to improve the stability. The proposed LDO is designed with the 0.35 μm CMOS process. Simulation testing shows that the phase margin in the Bode plot indicates a stable response, which is over 100^o. In the load regulation, the transient time is within 55 μs when the load current changes from 0.1 to 1 mA.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.154-157
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• 2017

본 논문에서는 하나의 입력 전압을 받아 두 개의 출력전압을 가지는 LDO 레귤레이터를 제안한다. 두 개의 출력은 각각의 피드백단을 갖는다. 또한 각각의 피드백 단은 서로 피드백 루프를 공유하며, 서로 피드백 루프를 공유 할 시 서로 미치는 영향을 최소화 하기 위하여 피드백 역할을 하는 PMOS를 추가하여 Load Transient Response를 완화 시켰다. 또한 하나의 바이어스 회로와 하나의 패스 트랜지스터를 사용함으로써 기존 두 개의 출력전압을 얻기 위해 두 개의 LDO 레귤레이터를 사용할 때 대비 면적이 절반으로 줄어들었다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.1154-1162
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• 2016

본 논문에서는 이진 가중치 전류 기법을 이용한 고속 디지털 LDO(Low Dropout) 레귤레이터를 제안했다. 기존의 디지털 LDO는 일정량의 전류를 한 단계씩 제어하기 때문에 응답하는데 오랜 시간이 걸리며, 링잉 문제가 발생하게 된다. 이중 가중치 전류 기법은 링잉 문제를 제거함으로써 출력전압이 빠르게 안정화되도록 한다. 출력전압이 목표 전압에 안정적으로 도달하면, 디지털 LDO의 동작을 멈추는 프리즈 모드를 추가했다. 제안된 고속 응답 디지털 LDO는 출력 전원 전압이 급격히 바뀌는 시스템에서 응답속도가 느린 DC-DC 변환기와 함께 사용되어 출력전압을 빠르게 변하도록 한다. 제안된 디지털 LDO는 기존의 양방향 시프트 레지스터보다 면적이 56% 감소했고, 리플전압이 87% 감소했다. 제안된 디지털 컨트롤러는 $0.18{\mu}F$ CMOS 공정으로 제작되었다. $1{\mu}F$의 출력 캐패시터에서 정착시간이 $3.1{\mu}F$이고, 리플전압은 6.2mV 였다.