• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권11호
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• pp.35-42
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• 2004

본 논문에서는 저 전력, 고속 동작을 위하여 트랜지스터 차동쌍 폴딩 회로를 사용하는 CMOS 폴딩 ADC를 설계하였다. 본 논문에서는 제안한 트랜지스터 차동쌍 폴딩 회로에 대한 동작원리와 기존의 폴딩 회로에 비해 어떤 장점을 가지고 있는지 설명한다. 이 회로를 적용하여 설계한 ADC에서는 폴딩신호를 처리하기 위하여 16 개의 정밀한 전압비교기와 32 개의 인터폴레이션 저항을 사용하므로 저 전력, 고속동작이 가능하고, 작은 칩 면적으로 제작할 수 있다. 설계공정은 0.25㎛ double-poly 2metal n-well CMOS 공정을 사용하였다. 모의실험결과 2.5V 전원전압을 인가하고 250MHz의 클럭 주파수에서 45mW의 전력을 소비하였으며 측정값을 통하여 계산된 INL은 ±0.15LSB, DNL은 ±0.15LSB, SNDR은 10MHz 입력신호에서 50dB로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권11호
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• pp.16-23
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• 2009

본 논문에서는 낮은 전압 이득 특성을 갖는 증폭기를 이용한 12비트 10MS/s 파이프라인 ADC를 제안한다. 증폭기의 낮은 전압 이득 특성에 의한 MDAC의 잔류 전압 이득 오차를 보상하기 위해 기준 전압 스케일링 기법을 적용한 파이프라인 ADC 구조를 제안하였다. 증폭기 오프셋에 의한 제안하는 ADC의 성능 저하를 개선하기 위해 첫 단 MDAC에 오프셋 조정이 가능한 증폭기를 사용하였으며, 낮은 증폭기 전압 이득으로 인해 발생하는 메모리 효과를 최소화하기 위해 추가적인 리셋 스위치를 MDAC에 적용하였다. 한편, 45dB 수준의 낮은 전압 이득을 갖는 증폭기를 기반으로 구성된 시제품 ADC는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 최대 DNL 및 INL은 각각 0.7LSB 및 3.1LSB 수준을 보인다. 또한 2.4V의 전원 전압과 10MS/s의 동작 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR이 각각 62dB와 72dB이며, 19mW의 전력을 소모한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권5호
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• pp.94-99
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• 2010

본 논문에서는 디지털 제어 발진기의 전력소모를 최적화하는 설계기법을 제안한다. 디지털 제어 발진기의 Coarse tuning 비트수와 Fine tuning 비트수를 조절하여 LSB Resolution, 주파수 범위, 선형성, 이식성에는 영향을 주지 않고 전력소모를 최적화한다. 이를 위해 제어 비트에 따른 디지털 제어 발진기의 전력소모 변화를 분석하였다. 본 논문에서는 0.13um 1.2V CMOS 라이브러리를 이용하여 제안한 설계기법을 적용한 경우와 그렇지 않은 경우를 모두 설계, 모의실험 및 검증하였다. 제안한 설계기법을 적용한 디지털 제어 발진기는 모의실험결과 283MHz부터 1.1GHz의 클록을 생성할 수 있으며, LSB Resolution은 1.7ps이다. 디지털 제어 발진기의 출력 주파수가 1GHz일 때 전력소모는 2.789mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권9호
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• pp.685-691
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• 2003

본 논문에서는 고속 통신 시스템 응용을 위한 12b 100 MS/s CMOS D/A 변환기(DAC) 회로를 제안한다. 제안하는 DAC는 전력소모, 면적, 선형성 및 글리치 에너지 등을 고려하여, 상위 8b는 단위 전류셀 매트릭스 (unit current-cell matrix)로 나머지 하위 4b는 이진 전류열 (binary-weighted array)로 구성하였다. 제안하는 DAC는 동적 성능을 향상시키기 위해 새로운 구조의 스위치 구동 회로를 사용하였다. 시제품 DAC회로 레이아웃을 위해서는 캐스코드 전류원을 단위 전류셀 스위치 매트릭스와 분리하였으며, 제안하는 칩은 0.35 um single-poly quad-metal CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 측정된 시제품의 DNL 및 INL은 12b 해상도에서 각각 ±0.75 LSB와 ±1.73 LSB이내의 수준이며, 100 MS/s 동작 주파수와 10 MHz 입력 주파수에서 64 dB의 SFDR을 보여준다. 전력 소모는 3 V의 전원 전압에서 91 mW이며, 칩 전체 크기는 2.2 mm × 2.0 mm 이다.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권12호
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• pp.20-26
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• 1999

QPSK 통신 방식의 고속 통신 단말기에 필요한 저 전력 3V 6-bit 100MSPS CMOS ADC를 설계하였다. 제안된 ADC는 폴딩 블록, 래치 블록과 디지털 블록으로 구성하였다. 인터폴레이션 블록에서 pMOS를 전류원과 캐스코드형태로 합성하여 기존의 블록보다 선형적인 폴딩신호를 얻었으며 Kickback를 감소시키는 새로운 래치구조로 고속 ADC를 구현하였다. 설계된 칩의 Post-layout 시뮬레이션을 통하여 각 부분의 성능을 평가하였으며, 0.65um 2-poly 2-metal CMOS 공정으로 칩을 제작하였다. 제작된 칩은 대략 $1500{\mu}m{\times}1000{\mu}m$의 유효 칩 면적을 가지며, 실험결과 100MSPS의 속도로 3V 전원에서 40mW의 전력을 소모하며 INL은 ${\pm}0.6LSB$ 이내, DNL은 ${\pm}0.5LSB$ 이내, SNDR은 10MHz 입력 주파수에서 약 33dB의 실험결과를 얻었다.

• 센서학회지
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• 제6권2호
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• pp.137-144
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• 1997

본 논문에서 설계된 시스템은 ${\pm}2.5\;V$ 또는 +5 V의 환경에서 40 MS/s의 샘플링 속도로 약 70 mW의 정전력을 소비하는 고속 신호 처리용 CMOS 10 비트 파이프라인 A/D 변환기이다. 제안된 A/D 변환기는 각 단 사이의 신호를 빠르게 처리하고, 비교기 옵셋에 대한 넓은 보정 범위를 허용하기 위해 단당 1.5 비트 구조를 사용하였다. 고속 저전력 파이프라인 A/D 변환기의 설계를 인해 특별한 성능을 가진 연산 증폭기를 필요로 함에 따라 기존의 폴디드-캐스코드 구조를 기본으로한 이득 향상 구조의 연산 증폭기를 설계하였다. 특히, 연산 증폭기 자동 설계 도구인 SAPICE의 자체 개발로 최적의 성능을 가진 연산 증폭기를 구현하였다. 그리고 신호 비교 시에 소비되는 전력을 감소시키기 위해 정전력을 거의 소비하지 않는 비교기를 채용하였다. 제안된 A/D 변환기는 $1.0{\mu}m$ n-well CMOS 공정을 이용하였으며 ${\pm}0.6$ LSB의 DNL, +1/-0.75 LSB의 INL, 그리고 9.97 MHz의 입력 신호에 대해 56.3 dB의 SNDR의 특성을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.6-14
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• 2011

본 논문에서는 배터리의 전류, 전압을 측정하기 위한 analog front-end IC 를 설계 하였다. 회로는 크게 programmable gain instrumentation amplifier (PGIA)와 델타-시그마 모듈레이터로 구성 되어 있다. 델타-시그마 모듈레이터는 2차 단일 비트 구조이고 0.25 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용 하였다. 설계된 회로는 오버 샘플링 비율이 256일 때 2 kHz 신호 대역에서 signal-to-noise ratio (SNR)는 82 dB 의 성능을 가지고, differential nonlinearity (DNL)은 ${\pm}$ 0.3 LSB (16bit 기준), integral nonlinearity (INL)은 ${\pm}$ 0.5 LSB 이다. 전체 소비 전력은 4.5 mW 이다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.148-158
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• 2012

본 논문에서는 센서용 incremental 델타-시그마 아날로그 디지털 변환기를 설계 하였다. 회로는 크게 pre-amplifier, S & H (sample and hold) 회로, MUX와 델타-시그마 모듈레이터, 그리고 데시메이션 필터로 구성 되어 있다. 델타-시그마 모듈레이터는 3차 1-bit 구조이고 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용 하였다. 설계된 회로는 테스트 결과 5 kHz 신호 대역에서 signal-to-noise and distortion ratio (SNDR)는 87.8 dB의 성능을 가지고, differential nonlinearity (DNL)은 ${\pm}0.25$ LSB (16-bit 기준), integral nonlinearity (INL)은 ${\pm}0.2$ LSB 이다. 델타-시그마 모듈레이터 전체 소비 전력은 $941.6{\mu}W$ 이다. 최종 16-bits 출력을 얻기 위하여 리셋을 인가하는 N cycle을 200 으로 결정하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.69-75
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• 2004

본 논문에서는 온도 및 전원전압에 덜 민감한 기준전압을 위해 온-칩 필터를 사용하는 8b 220 MS/s 230 rnW 3단 파이프라인 CMOS A/D 변환기 (ADC) 회로를 제안한다. 제안하는 RC 저대역 필터는 기존의 큰 값을 가진 칩 외부의 바이패스 캐패시터를 사용하지 않고도 고속 동작 시 발생하는 여러 가지 잡음을 효과적으로 감쇄시키고 큰 R, C 부하에서도 기준전압의 정착시간을 줄인다. 시제품 ADC는 0.25 um CMOS 공정을 이용하여 설계 및 제작되었고, 입/출력단의 패드를 제외한 코어 면적은 2.25 ㎟ 이며 측정된 DNL 및 INL은 각각 -0.35～+0.43, LSB, -0.82～+0.71 LSB 수준을 보여준다. 또한, SNDR은 200 MS/s, 220 MS/s 샘플링 주파수에서 입력 주파수가 수 MHz에서 110 MHz까지 증가할 때 각각 43 dB 및 41 dB로 유지되었고, 입력주파수가 500 MHz 까지 증가할 때는 입력주파수가 110 MHz의 경우에 비해 3 dB 정도만 감소되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권1호
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• pp.56-63
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• 2008

본 논문에서는 WCDMA 통신용 송신기에 적용 가능한 12비트 1GS/s 전류구동 방식의 혼합형 DAC를 설계하였다. 제안된 DAC는 혼합형 구조로써 하위 4비트는 이진 가중치 구조, 중간비트와 상위비트는 4비트 온도계 디코더 구조로 12비트를 구성하였다. 제안된 DAC는 혼합형 구조에서 발생되는 지연시간에 따른 성능 저하를 개선하기 위해 지연시간보정 회로를 사용하였다. 지연시간보정 회로는 위상주파수 검출기, 전하펌프, 제어회로로 구성되어 이진 가중치 구조와 온도계 디코더 구조에서 발생하는 지연시간을 감소시킨다. 제안한 DAC는 CMOS $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal n-well 공정을 사용하여 제작되었고 측정된 INL/DNL은 ${\pm}0.93LS/$ 0.62LSB 이하로 나타났다. 입력 주파수 1MHz에서 SFDR은 약 60dB로 측정되었고 SNDR은 51dB로 측정되었다. 단일 DAC의 전력소모는 46.2mW로 나타났다.