• 제목/요약/키워드: Transimpedance amplifier

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표준 실리콘 IC공정을 이용하여 제작한 pin-CMOS 집적 광수신 센서회로 (An integrated pin-CMOS photosensor circuit fabricated by Standard Silicon IC process)

  • 박정우;김성준
    • 센서학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.16-21
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    • 1994
  • 표준 CMOS공정으로 제작되며 게이트 콘트롤을 가지는 3단자형의 pin type 수광센서를 제안하고 이를 CMOS회로와 집적하여 제작하였다. $100{\mu}m{\times}120{\mu}m$ 크기로 제작된 수광센서의 암전류(Dark current)는 -5V에서 1nA이하, 정전용랑은 0.75pF, 항복전압(Breakdown voltage)은 -l4V이상의 특성을 보였다. 응답도는 $0.805{\mu}m$의 파장에서 0.19A/W(양자효율 30%), $0.633{\mu}m$에서는 0.25A/W(양자효율 50%)였으며 게이트에 전압을 가하면 응답도가 증가하였다. 이 수광센서를 CMOS 디지탈 인버터와 집적했을때 $22k{\Omega}$의 전달이득(Transimpedance)을 가지며 $90{\mu}A$의 광전류로 별도의 증폭단없이 인버터를 스위칭시켰다.

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서브샘플링 직접변환 수신기용 5.3GHz 광대역 저잡음 증폭기 (A 5.3GHz wideband low-noise amplifier for subsampling direct conversion receivers)

  • 박정민;서미경;윤지숙;최부영;한정원;박성민
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권12호
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    • pp.77-84
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    • 2007
  • 본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 서브샘플링 직접변환방식 RF 수신기용을 위한 광대역 저잡음 증폭기를 구현하였다. 인버터-형태의 트랜스임피던스 입력단과 3차의 Chebyshev 매칭네트워크를 사용함으로써, 제안한 광대역 저잡음 증폭기 회로는 5.35GHz의 대역폭, $12\sim18dB$의 전력이득, $6.9\sim10.8dB$의 NF, 대역폭 내에서의 -10dB 이하의 입력 임피던스 매칭과 -24dB 이하의 출력 임피던스 매칭을 얻었다. 제작한 칩은 1.8V 단일 전원전압으로 부터 32.4mW의 전력소모를 가지며, $0.56\times1.0mm^2$의 칩 사이즈를 갖는다.

Independent-Gate-Mode Double-Gate MOSFET을 이용한 Optical Receiver 설계 (Design of Optical Receiver Using Independent-Gate-Mode Double-Gate MOSFETs)

  • 김유진;정나래;박성민;신형순
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권8호
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    • pp.13-22
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    • 2010
  • Independent-Gate-Mode Double-Gate(IGM-DG) MOSFET은 기존의 bulk-MOSFET에 비해 향상된 채널 제어능력을 가지며, front-게이트와 back-게이트를 서로 다른 전압으로 구동가능하다는 이점을 가진다. 따라서, 이를 이용한 회로설계는 4-terminal의 자유도를 이용함으로써 회로성능의 향상 뿐 아니라 집적도 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 IGM-DG MOSFET의 장점을 이용하여 TIA, feedforward LA, 및 OB로 구성된 15Gb/s 광수신기를 설계하고, HSPICE 시뮬레이션을 통한 회로성능 검증 및 외부환경과 소자의 특성변화에 따른 안정성을 검증하였다.

CTIA 바이어스 상쇄회로를 갖는 초점면 배열에서 마이크로 볼로미터의 온도변화 해석 (Analyses of temperature change of a u-bolometer in Focal Plane Array with CTIA bias cancellation circuit)

  • 박승만
    • 전기학회논문지
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    • 제60권12호
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    • pp.2311-2317
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    • 2011
  • In this paper, we study the temperature change of a ${\mu}$-bolometer focal plane array with a capacitive transimpedance amplifier bias cancellation circuit. Thermal analysis is essential to understand the performance of a ${\mu}$-bolometer focal plane array, and to improve the temperature stability of a focal plane array characteristics. In this study, the thermal analyses of a ${\mu}$-bolometer and its two reference detectors are carried out as a function of time. The analyses are done with the $30{\mu}m$ pitch $320{\times}240$ focal plane array operating of 60 Hz frame rate and having a columnwise readout. From the results, the temperature increase of a ${\mu}$-bolometer in FPA by an incident IR is estimated as $0.689^{\circ}C$, while the temperature increase by a pulsed bias as $7.1^{\circ}C$, which is about 10 times larger than by IR. The temperature increase of a reference detector by a train of bias pulses may be increased much higher than that of an active ${\mu}$-bolometer. The suppression of temperature increase in a reference bolometer can be done by increasing the thermal conductivity of the reference bolometer, in which the selection of thermal conductivity also determines the range of CTIA output voltage.

An I-V Circuit with Combined Compensation for Infrared Receiver Chip

  • Tian, Lei;Li, Qin-qin;Chang, Shu-juan
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.875-880
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    • 2018
  • This paper proposes a novel combined compensation structure in the infrared receiver chip. For the infrared communication chip, the current-voltage (I-V) convert circuit is crucial and important. The circuit is composed by the transimpedance amplifier (TIA) and the combined compensation structures. The TIA converts the incited photons into photocurrent. In order to amplify the photocurrent and avoid the saturation, the TIA uses the combined compensation circuit. This novel compensation structure has the low frequency compensation and high frequency compensation circuit. The low frequency compensation circuit rejects the low frequency photocurrent in the ambient light preventing the saturation. The high frequency compensation circuit raises the high frequency input impedance preserving the sensitivity to the signal of interest. This circuit was implemented in a $0.6{\mu}m$ BiCMOS process. Simulation of the proposed circuit is carried out in the Cadence software, with the 3V power supply, it achieves a low frequency photocurrent rejection and the gain keeps 109dB ranging from 10nA to $300{\mu}A$. The test result fits the simulation and all the results exploit the validity of the circuit.

Physical Media Dependent Prototype for 10-Gigabit-Capable PON OLT

  • Kim, Jongdeog;Lee, Jong Jin;Lee, Seihyoung;Kim, Young-Sun
    • ETRI Journal
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    • 제35권2호
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    • pp.245-252
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    • 2013
  • In this work, we study the physical layer solutions for 10-gigabit-capable passive optical networks (PONs), particularly for an optical link terminal (OLT) including a 10-Gbit/s electroabsorption modulated laser (EML) and a 2.5-Gbit/s burst mode receiver (BM-Rx) in a novel bidirectional optical subassembly (BOSA). As unique features, a bidirectional mini-flat package and a 9-pin TO package are developed for a 10-gigabit-capable PON OLT BOSA composed of a 1,577-nm EML and a 1,270-nm avalanche photodiode BM-Rx, including a single-chip burst mode integrated circuit that is integrated with a transimpedance and limiting amplifier. In the developed prototype, the 10-Gbit/s transmitter and 2.5-Gbit/s receiver characteristics are evaluated and compared with the physical media dependent (PMD) specifications in ITU-T G.987.2 for XG-PON1. By conducting the 10-Gbit/s downstream and 2.5-Gbit/s upstream transmission experiments, we verify that the developed 10-gigabitcapable PON PMD prototype can operate for extended network coverage of up to a 40-km fiber reach.

초음파 의료 영상 시스템을 위한 재구성 가능한 아날로그 집적회로 (A Reconfigurable Analog Front-end Integrated Circuit for Medical Ultrasound Imaging Systems)

  • 차혁규
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권12호
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    • pp.66-71
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    • 2014
  • 본 논문에서는 초음파 의료 영상 시스템을 위한 아날로그 front-end 집적회로를 $0.18-{\mu}m$ 표준 CMOS 반도체 공정을 이용하여 설계하였다. 제안 된 front-end 회로는 2.6 MHz에서 15-V 고전압 펄스 신호를 생성하는 송신부와 고전압 차단 스위치 및 저전력 저잡음 증폭기에 해당하는 수신부를 모두 포함하고 있으며, 동작 모드에 따라서 송신부의 출력 드라이버를 수신단의 스위치 회로로 재구성이 가능하도록 설계를 하여 기존 front-end 회로와 비교하였을 때 한 채널 당 70% 이상의 칩 면적을 줄일 수 있다. 설계 된 단일 채널 front-end회로는 $0.045mm^2$ 이하의 작은 칩 면적을 차지함으로써 다중 어레이 방식의 초음파 의료 영상 시스템에 적용 시 작은 면적으로 구현이 가능하다.

포토다이오드의 정전용량에 따른 버스트모드 광 수신소자의 수신감도 연구 (Study on Sensitivity of Burst-Mode Optical Receiver Depending on Photodiode Capacitance)

  • 이정문;김창봉
    • 한국광학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.343-348
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    • 2008
  • 본 논문은E-PON용 버스트모드 광 수신소자를 개발하여 FTTH의 상용화에 기여하고자 연구되었다. 수신소자는 1.25 Gb/s 데이터 전송속도에서 E-PON의 10, 20 Km OLT Rx규격에 만족할 수 있도록 수신감도를 향상 시키기 위해 정전용량을 최소화하여 제작하였다. 수신감도는 비트 오류율이 $10^{-12}$이고 PRBS가 $2^5-1$일 때 -26 dBm, loud/soft ratio는 23 dB으로 측정되었다. Preamble time과 guard time은 각각 102.4 ns(128 bit)로 설정하였다. 일반적으로 광 수신소자에 주로 사용되는 정전용량이 0.53 pF인 포토다이오드와 정전용량이 최소화된 0.26 pF인 포토다이오드를 비교한 결과 정전용량이 0.26 pF인 포토다이오드로 제작된 버스트모드 광 수신소자 가 수신감도는 0.7 dBm, 대역폭은 190 MHz 더 향상되었다.