• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.16-22
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• 2006

본 논문에서는 CMOS 공정을 사용하여 기가비트 이더넷 응용을 위한 전치증폭기 회로를 구현하였다 대역폭 확장 및 노이즈 성능개선을 위해, regulated cascade 설계기법을 사용하였고 이로써, 광다이오드 및 TIA 입력단의 큰 기생 캐패시턴스를 대역폭 결정으로부터 효과적으로 차단하였다. 0.6um CMOS공정을 사용하여 구현한 1.25Gb/s 전치증폭기의 칩 측정 결과 58dBohm의 트랜스 임피던스 이득, 0.5pF 기생 광다이오드 캐패시턴스에 대해 950MHz의 대역폭과 6.3pA/sqrt(Hz)의 평균 노이즈 전류 스펙트럼 밀도, 5V 단일 전원전압으로부터 85mW의 전력소모를 보였다. 또한, 0.18um CMOS 공정을 사용하여 설계한 10Gb/s 전치증폭기는 RGC 기법과 인덕티브 피킹기술을 동시에 사용함으로써, 59.4dBohm의 트랜스 임피던스 이득, 0.25pF 기생 캐패시턴스에 대해 8GHz의 대역폭, 20pA/sqrt(Hz)의 노이즈 전류 스펙트럼 밀도, 1.8V 단일전압에 대해 14mW의 전력소모를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권7호
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• pp.13-19
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• 2006

5Gb/s대역 크로스커플 구조의 트랜스임피던스 증폭기 및 제한증폭기가 연결된 광 수신기를 광 PCB에 응용하기 위해 설계 하였다. 회로는 0.18um CMOS 공정으로 구현되었다. 광 수신기는 0.5pF 광 다이오드 기생 캐퍼시턴스에서 $92.8db{\Omega}$ 임피던스 이득과 5Gbps의 주파수 대역을 갖는다. 그리고 1.8V, 2.4V 공급전압에서 9.74mV의 전력소모를 보인다. 입력단의 임피던스는 $50{\Omega}$ 이다. 회로를 광 PCB기판에 올려 광신호 송신 실험하여 5Gb/s 데이터의 수신을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권10호
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• pp.1-9
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• 2006

본 논문에서는 0.18um CMOS 공정을 이용하여 두 종류의 10Gb/s급 광통신용 전치증폭기(TIA)를 설계, 비교하였다. 전압모드인 Inverter TIA(I-TIA)는 입력단에 inverter 구조를 사용하여 입력 유효 gm 값을 증가시킴으로써 입력저항 값을 줄이고 동시에 대역폭을 늘리는 효과를 얻었다. 0.25pF의 광다이오드 캐패시턴스에 대하여 $56dB{\Omega}$의 트랜스임피던스 이득과 14GHz의 대역폭을 얻었고, $10^{-12}$ BER과 9dB extinction ratio 및 0.4A/W responsivity를 예상할 경우 -16.5dBm의 광민감도를 얻었다. 그러나 기생 성분에 의한 대역폭의 감소 및 민감도가 크기 때문에 회로설계 시 패키지 및 회로내의 기생성분 효과에 대한 신중한 고려가 필요하다. 이와 달리, 전류모드인 RGC TIA는 입력단에 regulated cascode 설계기법을 사용하여 광다이오드와 TIA 사이에 생기는 큰 입력 기생 캐패시턴스를 전압모드보다 매우 효과적으로 차단하여 대역폭을 확장하였다. 또한 기생성분에 의한 대역폭 및 트랜스임피던스의 민감도가 현저히 줄어들어 대역폭의 변화가 없다. 0.25pF의 광다이오드 캐패시턴스에 대하여 $60dB{\Omega}$의 트랜스임피던스 이득과 10GHz의 대역폭을 얻었고, $10^{-12}$ BER과 9dB extinction ratio 및 0.5A/W responsivity를 예상할 경우 -15.7dBm의 광민감도를 얻는다. 그러나, I-TIA에 비하여 약 4.5배의 높은 전력소모를 보이는 단점이 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권1호
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• pp.122-130
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• 2015

This paper presents a 6 Gb/s 4-channel arrayed transimpedance amplifiers (TIA) with the gain control for 4-channel passive optical network in $0.13{\mu}m$ complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology. A regulated cascode input stage and inductive-series peaking are proposed in order to increase the bandwidth. Also, a variable gain control is implemented to provide flexibility to the overall system. The TIA has a maximum $98.1dB{\Omega}$ gain and an input current noise level of about 37.8 pA/Hz. The die area of the fabricated TIA is $1.9mm{\times}2.2mm$ for 4-channel. The power dissipation is 47.64 mW/1ch.

• 전기학회논문지
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• 제65권5호
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• pp.831-835
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• 2016

In this paper, a dual-channel feed-forward transimpedance(TIA) array is realized in a standard $0.18-{\mu}m$ CMOS technology which exploits automatic gain control function to provide 40-dB input dynamic range for either detecting targets nearby or sensing imminent danger situations. Compared to the previously reported conventional feed-forward TIA, the proposed automatic-gain-control feed-forward TIA(AFF-TIA) extends the input dynamic range 25 dB wider by employing a 4-level automatic gain control circuit. Measured results demonstrate the linearly varying transimpedance gain of 47 to $72dB{\Omega}$, input dynamic range of 1:100, the bandwidth of $${\geq_-}670MHz$$, the equivalent input referred noise current spectral density of 6.9 pA/${\surd}$HZ, the maximum sensitivity of -26.8 dBm for $10^{-12}BER$, and the power consumption of 27.6 mW from a single 1.8-V supply. The dual-channel chip occupies the area of $1.0{\times}0.73mm^2$ including I/O pads.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.82-90
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• 2014

본 논문에서는 선형성을 가진 파노라믹 스캔 라이다(PSL) 시스템용의 4-채널 차동 트랜스임피던스 증폭기 어레이를 0.18-um CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. PSL시스템을 위한 성능의 비교분석을 위하여 전류모드 및 전압모드의 두 종류 트랜스임피던스 어레이 칩을 각각 구현하였으며, 채널당 1.25-Gb/s 동작속도를 갖도록 설계하였다. 먼저 전류모드 칩의 경우, 각 채널 광 수신입력단은 전류미러 구조로 구현하였으며, 특히 로컬 피드백 입력구조로 개선하여 낮은 입력저항과 낮은 잡음지수를 가질 수 있도록 설계하였다. 칩 측정 결과, 채널 당 $69-dB{\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 2.2-GHz 대역폭, 21.5-pA/sqrt(Hz) 평균 잡음 전류 스펙트럼 밀도, -20.5-dBm 수신감도, 및 1.8-V 전원전압에서 4채널 총 147.6-mW 소모전력을 보이며, 1.25-Gb/s 동작속도에서 크고 깨끗한 eye-diagram을 보인다. 한편, 전압모드 칩의 경우, 각 채널 광 수신입력단은 인버터 입력구조로 구현하여 낮은 잡음지수를 갖도록 설계하였다. 칩 측정 결과, 채널 당 $73-dB{\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 1.1-GHz 대역폭, 13.2-pA/sqrt(Hz) 평균 잡음 전류 스펙트럼 밀도, -22.8-dBm수신감도, 및 4채널 총 138.4-mW 소모전력을 보이며, 1.25-Gb/s 동작속도에서 크고 깨끗한 eye-diagra을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.104-105
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• 2008

요즘 데이터의 양이 많아지고 마이크로프로세서의 속도가 빨라짐에 따라 광통신이 각광받고 있다. 광통신이란 전류신호를 광 신호로 변환하여 송신하고 광섬유를 통해 전달된 광신호가 포토다이오드를 통해 전류신호로 변환되어 수신하는 통신방법이다. TIA는 이런 광통신의 수신부의 첫 단에 오는 블록으로서 전류신호를 사용가능한 전압신호로 바꾸어주는 역할을 한다. 본 논문에서는 포토다이오드의 커패시턴스 성분을 효과적으로 차단하고 노이즈 특성을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하고, 1.8V 0.18um CMOS공정을 사용하여 2.5Gbps TIA 블록을 설계하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.40-48
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• 2013

본 논문에서는 0.18um CMOS(1P6M) 공정을 이용하여 무인차량용 단거리 라이다 시스템을 위한 멀티채널 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 어레이 회로를 구현하였다. 트랜스임피던스 증폭기 어레이 구조는 전압모드 $4{\times}4$ 채널 Inverter TIA 어레이와 전류모드 $4{\times}4$ 채널 Common-Gate(CG) TIA 어레이 두 가지를 설계했으며, 전체적으로 $4{\times}8$의 32-채널을 갖도록 설계하였다. 먼저, Inverter TIA는 피드백 저항을 가진 Inverter 입력구조와 CML 출력버퍼단으로 구성되어 있으며, 저잡음 및 저전력 특성뿐 아니라, virtual ground를 갖도록 설계함으로써 DC 전류조절이 가능하여 이득과 출력 임피던스 컨트롤이 가능하도록 하였다. 또한, CG-TIA는 on-chip bandgap reference로부터 bias 전압을 이용하고, 소스팔로워 출력버퍼를 사용하여 고주파수 이득을 높였으며, 기본적인 구조 상 CG-TIA는 채널당 칩 면적이 Inverter TIA에 비해 1.26배 작게 설계되었다. 포스트 레이아웃 시뮬레이션 결과, 제안한 Inverter TIA 어레이는 각 채널당 57.5-dB${\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 340-MHz 대역폭, 3.7-pA/sqrt(Hz) 평균 잡음전류 스펙트럼 밀도, 및 2.84-mW (16채널 45.4-mW) 전력소모를 가졌다. CG-TIA 어레이는 채널당 54.5-dB${\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 360-MHz 대역폭, 9.17-pA/sqrt(Hz) 평균 잡음전류 스펙트럼 밀도, 4.24-mW (16채널 67.8-mW) 전력소모를 가졌다. 단, 펄스 시뮬레이션 결과, CG-TIA 어레이가 200-500-Mb/s 동작속도에서 훨씬 깨끗하게 구분 가능한 출력펄스를 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.305-308
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• 1999

In this paper, a transimpedance optical receiver based on PIN/P-HEMT with cascoded input stage and inductor peaking technique was designed for several giga bits optical communication. Analysis of the receiver shows that cascoded input stage with inductor peaking increase bandwidth without sacrificing low frequence gain. The receiver achieved a low noise characteristic and maximally flat frequence response. It is shown that the 3-dB bandwidth of the designed receiver is 8.3 ㎓ and input equivalent noise current is as low as 16pA/√Hz to 10㎓.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제12권4호
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• pp.217-220
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• 2008

An optical receiver using a CMOS-compatible avalanche photodetector (CMOS-APD) is demonstrated. The CMOS-APD is fabricated with $0.18{\mu}m$ standard CMOS technology and the optical receiver is implemented by using the CMOS-APD and a transimpedance amplifier on a board. The optical receiver can detect 6.25-Gb/s data with the help of the series inductive peaking effect.