• 제목/요약/키워드: differential amplifier

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Hot carrier 현상에 의한 CMOS 차동 증폭기의 성능 저하 (The performance degradation of CMOS differential amplifiers due to hot carrier effects)

  • 박현진;유종근;정운달;박종태
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권7호
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    • pp.23-29
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    • 1997
  • The performance degradation of CMOS differential amplifiers due to hot carrier effect has been measured and analyzed. Two-state CMOS amplifiers whose input transistors are PMOSFETs were designed and fabriacted using the ISRC CMOS 1.5.mu.m process. It was observed after the amplifier was hot-carrier stressed that the small-signal voltage gain and the input offset voltage increased and the phase margin decreased. The performance variation results from the increase of the transconductances and gate capacitances of the PMOSFETs used as input transistors in the differential input stage and the output stage and also resulted from the decrease of their output conductances. After long-term stress, the amplifier became unstable. The reason might be that its phase margin was reduced due to hot carrier effect.

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An MMIC Broadband Image Rejection Downconverter Using an InGaP/GaAs HBT Process for X-band Application

  • Lee Jei-Young;Lee Young-Ho;Kennedy Gary P.;Kim Nam-Young
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제6권1호
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    • pp.18-23
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    • 2006
  • In this paper, we demonstrate a fully integrated X-band image rejection down converter, which was developed using InGaP/GaAs HBT MMIC technology, consists of two single-balanced mixers, a differential buffer amplifier, a differential YCO, an LO quadratue generator, a three-stage polyphase filter, and a differential intermediate frequency(IF) amplifier. The X-band image rejection downconverter yields an image rejection ratio of over 25 dB, a conversion gain of over 2.5 dB, and an output-referred 1-dB compression power$(P_{1dB,OUT})$ of - 10 dBm. This downconverter achieves broadband image rejection characteristics over a frequency range of 1.1 GHz with a current consumption of 60 mA from a 3-V supply.

링거액 소진 감지를 위한 정전용량방식의 차동센서 설계 및 제작 (Design & implementation of differential sensor using electrostatic capacitance method for detecting Ringer's solution exhaustion)

  • 심요섭;김청월
    • 센서학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.391-397
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    • 2010
  • This paper proposes a differential structure sensor for detecting Ringer's solution exhaustion, in which three C-type electrodes of 10 mm width are disposed on a ringer hose at a distance of 5 mm each other in the direction of Ringer's solution flow. In the center of middle electrode, two capacitances are formed at the proposed sensor. When ringer hose is filled with Ringer's solution, there is no difference between two capacitances. But capacitance difference exist under the Ringer's solution shortage, because the shortage causes the hose filled with air from the top position electrode. The capacitance difference got to maximum 1.81 pF, when air was filled between top and middle electrode and the last of hose was filled with 10 % dextrose injection Ringer's solution. The capacitance difference varied with hose-wraparound coverage of electrodes as well as the width of them. For hose-wraparound electrode coverage of 90 % and 70 %, the maximum capacitance difference was 1.81 pF and 1.56 pF, respectively. A differential charge amplifier converted the capacitance difference to electric signal, and minimized electrodes' adhering problem and external noise coupling problem.

새로운 구조를 갖는 CMOS 자동증폭회로 설계 (Design of a New CMOS Differential Amplifier Circuit)

  • 방준호;조성익;김동용;김형갑
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.854-862
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    • 1993
  • CMOS아날로그 및 아날로그 디지탈시스템은 여러 개의 기본회로로 구성되어지며 그중에서도 증폭회로 부분은 시스템의 성능을 결정할 수도 있는 중요한 블럭중에 하나이다. 증폭회로는 시스템에서 사용되어지는 용도에 따라서 여러가지 구조(고이득, 저전력, 고속회로등)를 가지며 이러한 증폭회로를 설계하기 위하여 증폭기내의 입력증폭단의 설계 방법도 다양하다. 본 논문에서는 CMOS 상보형 차동이득 구조를 갖는 새로운 형태의 입력 차동증폭 회로를 제안하였다. 제안된 회로는 CMOS 상보형 회로에 의하여 고이득 특성을 가지며, 바이어스 전류를 내부적으로 공급하여 전체 시스템 구성시, 바이어스회로를 구성하기 위한 트랜지스터의 수를 줄일 수 있다. 이 회로를 표준 $1.5{\mu}m$ 공정파라메타를 이용한 SPICE 시뮬레이션을 통하여 광범위하게 이용되고 있는 CMOS 차동증폭 회로와 비교해 본 결과, 오프셋, 위상마진등의 특성이 그대로 유지된 상태에서 이득이 배가 되었다. 또한 제안된 회로를 이용하여 높은 출력스윙(-4.5V-+4.5V)과 함께 7nsec(CL-1pF) 이하의 세틀링시간을 갖을 수 있는 CMOS비교기를 설계하였다.

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12비트 100 MS/s로 동작하는 S/H(샘플 앤 홀드)증폭기 설계 (A Design of 12-bit 100 MS/s Sample and Hold Amplifier)

  • 허예선;임신일
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.133-136
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    • 2002
  • This paper discusses the design of a sample-and -hold amplifier(SHA) that has a 12-bit resolution with a 100 MS/s speed. The sample-and-hold amplifier uses the open-loop architecture with hold-mode feedthrough cancellation for high accuracy and high sampling speed. The designed SHA is composed of input buffer, sampling switch, and output buffer with additional amplifier for offset cancellation Hard Ware. The input buffer is implemented with folded-cascode type operational transconductance Amplifier(OTA), and sampling switch is implemented with switched source follower(SSF). A spurious free dynamic range (SFDR) of this circuit is 72.6 dB al 100 MS/s. Input signal dynamic range is 1 Vpp differential. Power consumption is 65 ㎽.

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128채널 심장전기도 시스템의 증폭기 설계 (The design of amplifier for 128 channels Cardiac-activation system)

  • 한영오
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.123-130
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    • 2007
  • 본 논문에서는 신호조정 회로로서 필수적인 다중 채널 심장 전기도 전치 증폭기를 제작하기 위한 설계조건의 분석 및 전기 회로적 해석을 수행하였다. 설계된 회로는 기존의 64 채널의 공간 분해능을 향상시키기 위하여 128채널로 구성하였으며, 전치증폭기는 입력회로부, 차동증폭부, 오른다리구동회로 및 주증폭기의 노치필터로 구성되도록 설계하였다.

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차동 저 잡음 증폭기의 입력 발룬 설계 최적화 기법 (Input Balun Design Method for CMOS Differential LNA)

  • 윤재혁
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권5호
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    • pp.366-372
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    • 2017
  • 본 논문에서 제시하는 내용은 수신단의 관문 역할을 담당하는 차동 저 잡음 증폭기를 구현 시, 필연적으로 설계가 필요한 발룬에 대한 분석 내용이다. 발룬은 안테나로부터 입력된 단일 신호를 차동 신호로 변환시켜줌으로써 차동 증폭기의 입력으로 사용될 수 있도록 하는 역할을 담당한다. 이 뿐만 아니라, 안테나를 통해서 들어오는 ESD(Electrostatic Discharge)로부터 회로를 보호하고, 입력 정합에 도움을 준다. 하지만, 일반적으로 사용되는 수동형 발룬의 경우, 두 금속선 사이에 형성되는 전자기적 결합을 통해 교류 신호를 전달하는 방식이므로 이득없이 손실을 가지게 될 뿐 아니라 결론적으로 수신단 전체 잡음 지수 저하에 가장 큰 영향을 미치게 된다. 그러므로, 저 잡음 증폭기에서 발룬의 설계는 매우 중요하며, 선로의 폭, 선로 간격, 권선수, 반경, 그리고 레이아웃의 대칭 구조 등을 고려하여 높은 양호도(quality factor)와 차동 신호의 역위상을 만들어내야만 한다. 본문에서 발룬의 양호도를 높이기 위해 고려해야할 요소들을 정리하고, 설계 요소변경에 따른 발룬의 저항, 인덕턴스, 그리고 캐패시턴스의 변화 경향성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 입력 발룬을 설계함으로써 이득 24 dB, 잡음 지수 2.51 dB의 저잡음, 고 이득 차동 증폭기 설계가 가능함을 증명하였다.

A CMOS Envelope Tracking Power Amplifier for LTE Mobile Applications

  • Ham, Junghyun;Jung, Haeryun;Kim, Hyungchul;Lim, Wonseob;Heo, Deukhyoun;Yang, Youngoo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권2호
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    • pp.235-245
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    • 2014
  • This paper presents an envelope tracking power amplifier using a standard CMOS process for the 3GPP long-term evolution transmitters. An efficiency of the CMOS power amplifier for the modulated signals can be improved using a highly efficient and wideband CMOS bias modulator. The CMOS PA is based on a two-stage differential common-source structure for high gain and large voltage swing. The bias modulator is based on a hybrid buck converter which consists of a linear stage and a switching stage. The dynamic load condition according to the envelope signal level is taken into account for the bias modulator design. By applying the bias modulator to the power amplifier, an overall efficiency of 41.7 % was achieved at an output power of 24 dBm using the 16-QAM uplink LTE signal. It is 5.3 % points higher than that of the power amplifier alone at the same output power and linearity.

65-nm CMOS 공정을 이용한 24 GHz 전력증폭기 설계 (Design of a 24 GHz Power Amplifier Using 65-nm CMOS Technology)

  • 서동인;김준성;;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권10호
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    • pp.941-944
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    • 2016
  • 본 논문에서는 차량 충돌 방지 및 생활 감시용 근거리 레이다(Short Range Radar: SRR)를 위한 24 GHz 전력증폭기를 삼성 65-nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안한 회로는 2단 차동 전력증폭기로 공통소스 구조를 사용하고, 트랜스포머 구조를 사용하여 단일 대 차동변환, 임피던스 정합, 전력결합을 하였다. 측정결과, 24 GHz에서 15.5 dB의 최대 이득과 3.6 GHz의 3 dB 대역폭을 얻었다. 측정된 최대 출력 전력은 13.1 dBm, 입력 $P1_{dB}$는 -4.72 dBm, 출력 $P1_{dB}$는 9.78 dBm이며, 측정된 최대 전력 효율은 17.7 %이다. 본 전력증폭기는 1.2 V의 공급전원으로부터 74 mW의 DC 전력을 소모한다.

Evaluation of Liquid Pressure Amplifier Technology

  • Reindl Douglas T.;Hong Hiki
    • International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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    • 제13권3호
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    • pp.119-127
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    • 2005
  • Liquid pressure amplifiers have been proposed as an energy saving technology for vapor compression refrigeration systems configured with direct-expansion evaporators. The technology utilizes a refrigerant pump in the high pressure liquid line as a means of maintaining a suitable pressure differential across the expansion valve while lowering condensing pressure to achieve the reduction of compressor energy consumption. Applications have been proposed on systems ranging from small unitary air-conditioning to large supermarket and commercial refrigeration systems. This paper clarifies the role of such a device in a vapor compression refrigeration system. Limitations are presented and discussed. Finally, results of detailed analyses are presented to quantify the energy consumption both with and without a liquid pressure amplifier in a unitary air conditioning system. The estimated energy savings associated with the installation of a liquid pressure amplifier are minimal.