• 제목/요약/키워드: gate circuit noise

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A 32nm and 0.9V CMOS Phase-Locked Loop with Leakage Current and Power Supply Noise Compensation

  • Kim, Kyung-Ki;Kim, Yong-Bin
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권1호
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    • pp.11-19
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    • 2007
  • This paper presents two novel compensation circuits for leakage current and power supply noise (PSN) in phase locked loop (PLL) using a nanometer CMOS technology. The leakage compensation circuit reduces the leakage current of the charge pump circuit which becomes more serious problem due to the thin gate oxide and small threshold voltage in nanometer CMOS technology and the PSN compensation circuit decreases the effect of power supply variation on the output frequency of VCO. The PLL design is based on a 32nm predictive CMOS technology and uses a 0.9V power supply voltage. The simulation results show that the proposed PLL achieves a 88% jitter reduction at 440MHz output frequency compared to the PLL without leakage compensator and its output frequency drift is little to 20% power supply voltage variations. The PLL has an output frequency range of $40M{\sim}725MHz$ with a multiplication range of 11023, and the RMS and peak-to-peak jitter are 5ps and 42.7ps, respectively.

60 GHz 무선 LAN의 응용을 위한 고이득 저잡음 증폭기에 관한 연구 (Studies on the High-gain Low Noise Amplifier for 60 GHz Wireless Local Area Network)

  • 조창식;안단;이성대;백태종;진진만;최석규;김삼동;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권11호
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    • pp.21-27
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    • 2004
  • 본 논문에서는 60 GHz 무선 LAN(wireless local area network) 응용을 위해 0.1 ㎛ Γ-gate pseudomorphic high electron mobility transistor(PHEMT)를 이용하여 V-band용 millimeter-wave monolithic integrated circuit(MIMIC) 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하였다. 본 연구에서 개발한 PHEMT의 DC 특성으로 드레인 포화 전류 밀도(Idss)는 450 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(gm, max)는 363.6 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 전류이득 차단주파수(fT)는 113 GHz, 최대 공진 주파수(fmax)는 180 GHz의 성능을 나타내었다. V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 개발을 위해 PHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 V-band MIMIC 저잡음 증폭기를 설계하였다. 설계된 V-band MIMIC 저잡음 증폭기는 본 연구에서 개발된 PHEMT 기반의 MIMIC 공정을 이용해 제작되었으며, V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 측정결과, 60 GHz에서 S21이득은 21.3 dB, 입력반사계수는 -10.6 dB 그리고 62.5 GHz에서 출력반사계수는 -29.7 dB의 특성을 나타내었다. V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 잡음지수 측정결과, 60 GHz에서 4.23 dB의 특성을 나타내었다.

DDI DRAM의 감지 증폭기에서 기생 쇼트키 다이오드 영향 분석 (Analysis of effect of parasitic schottky diode on sense amplifier in DDI DRAM)

  • 장성근;김윤장
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.485-490
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    • 2010
  • 본 논문에서는 버팅 콘택(butting contact) 구조를 갖는 DDI DRAM소자의 감지 증폭기의 입력 게이트 단의 모든 기생 성분을 포함한 등가 회로를 제안 하였다. 제안한 모델을 이용하여 기생 쇼트키 다이오드가 감지 증폭기 동작에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다. 각각의 불량 가능성에 대해 감지 증폭기가 어떻게 동작하는지 분석하여 단측 불량 특성의 원인을 규명하였다. DDI DRAM에서 단측 불량 원인과 불량률의 온도 의존성은 감지 증폭기의 입력 게이트 단에 형성된 기생 쇼트키 다이오드 형성에 기인한 것으로 판단된다. 이러한 기생 쇼트키 다이오드는 게이트 입력에 기생 전압 강하를 야기하게 되고 결국 감지 증폭기의 노이즈 마진을 감소시켜 단측 불량률을 증가시킨다.

다단자 반도체 소자에서의 steady-state Nyquist 정리를 이용한 FET의 회소 잡음 지수 및 최적 소오스 임피던스 모델링 (Modeling of the Minimum nNise Figure and the Optimum Source Impedance of FETs using the Steady-state Nyquist Theorem for Multi-Terminal Semiconductor Devices)

  • 이정배;민홍식;박영준
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권3호
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    • pp.110-117
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    • 1995
  • New formulas for the minimum noise figure and the optimum source impedance of microwave FETs are derived using the noise equivalent circuits obtained from the steady-state Nyquist theorem for multi-terminal semiconductor devices. The derived formulas manifest the relationships between the noise sources and the physical parameters of a noise equivalent circuit. Furthermore the formulas can explain the effect of gate leakage current on the minimum noise figure and the optimum source impedance. comparisons with the published experimental data confirm the validity and usability of our formula.

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Design for reduction EMI of flyback switching power supply

  • Theirakul, Chaivat;Prempraneerach, Yothin
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1891-1895
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    • 2003
  • Switch-mode power supplies (SMPS) have become a major source of conducted electromagnetic interference (EMI) which is the combination between differential mode (DM) noise and common mode (CM) noise. This paper presents the conducted EMI reduction approach in flyback switched mode power supply by rerouting for circuit balance to reduce common mode noise. And differential mode noise can be reduce by adding $c_x$ capacitor across the input power line, and passive element to the gate drive of switching device MOSFET to slow down the switching times. This combination of our approach is the effective way to reduce the conducted EMI and it is also a cost effective for product design

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높은 펌핑 이득을 갖는 저전압 차지 펌프 설계 (Design of Charge Pump with High Pumping Gain)

  • 최동권;신윤재;최향화;곽계달
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.473-476
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    • 2004
  • AS supply voltage of DRAM is scaled down, voltage circuit that is stable from external noise is more important. $V_{PP}$ voltage is very important, it is biased to gate of memory cell transistor and possible to read and write without voltage down. It has both high pump gain and high power efficiency therefore charge pump circuit is proposed. The circuit is simulated by 0.18${\mu}m$ memory process and 1.2V supply voltage. Compare to CCTS, it is improved 0.43V of pump gain, $3.06\%$ of power efficiency at 6 stage.

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새로운 DGS 구조를 이용한 주파수 발진기 설계 (Design of a Frequency Oscillator Using A Novel DGS)

  • 정명섭;김종옥;박준석;임재봉;조홍구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1955-1957
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    • 2003
  • This paper presents a novel defected ground structure (DGS) and its application to a microwave oscillator. The presented oscillator is designed so as to use the suggested defected ground structure as a feedback loop inducing a negative resistance as well as a frequency-selective circuit. Applying the feedback loop between the drain and the gate of a FET device produces precise phase conversion in the feedback loop. The equivalent circuit parameters of the DGS are extracted by using a three-dimensional EM calculations and simple circuit analysis method. The implemented 1.07 GHz oscillator exhibits 0 dBm output power with over 15% dc-to-RF power efficiency and -106 dBc/Hz phase noise at 100 kHz offset from carrier.

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능동 MMIC mixer에 관한 연구 (A Study for active MMIC)

  • 김영기;백경식;김혁;윤신영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권12호
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    • pp.14-24
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    • 2001
  • 본 논문에서는 1.9 GHz대의 down converting 믹서를 능동 cascode 구조의 MMIC로 상용 설계 툴을 이용하고 일반적인 증폭기의 설계 방법을 응용한 시뮬레이션을 통하여 설계, 제작, 측정 및 분석하였다. 본 연구에서는 특히 능동 믹서의 설계과정 및 측정 결과를 자세히 기술하였다. 본 연구에서 사용된 능동소자는 Gate Length 0.5 ${\mu}$m, Gate Width 300 ${\mu}$m 인 GaAs MESFET이다. 개발된 회로는 3V 의 전원의 7.5 mA 의 전류를 소모하는 저전력소모의 MMIC 능동믹서로 변환 이득이 6.63 dB 이고 최저 잡음지수는 5.06 dB이며 Output $3^{rd}$ Order Intercept Point는 6.4 dBm 이다. 제작된 칩의 크기는 가로 1.86 mm 세로 1.28 mm 이다.

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마이크로프로세서를 이용한 3상 브리지 콘버터의 제어회로 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of a Control Circuit for Three- Phase Full Bridge Converter Using Microprocessor)

  • 노창주;김윤식;김영길;유진열;류승각
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제16권4호
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    • pp.102-112
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    • 1992
  • The three-phase full(6-pulse) bridge controlled rectifier is one of the most widely used types of solid-state converters in DC drive applications for higher performance. In most of the previous designs, the gate control circuits of the converter have been designed with analog method which can be easily affected by noise. Nowdays with advances of microelectronics and power electronics, microprocessor and pheripal LSIs are increasingly used for eliminating this problems. In this paper, a novel general-purpose microprocessor -based firing system and control scheme for a three-phase controlled rectifier bridge has been developed and tested. Using the phase relations between ${\Delta}$-Y transformer in power operation part, gate pulse of the converter is generated with real time process so that microprocessor may share its time to control algorithms efficiently. The firing angle of the converter is smoothly controlled in the range of 0 $^{\dirc}$ to 180$^{\dirc}$ with a fast respone and a constant open loop gain, even for the case where the converter is fed by a weak AC system of unregulated frequency. The hardware and software control circuit implementation built around a 80286 microprocessor is discussed, and the experimental results are given. This scheme uses less hardware components and has higher dynamic performance in variable speed DC drive applications.

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2.4GHz 대역에서의 응용을 위한 광대역 RF모듈 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a Broadband RF Module for 2.4GHz Band Applications)

  • 양두영;강봉수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.1-10
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    • 2006
  • 본 논문에서는 2.4GHz 대역에서의 응용을 위한 광대역 RF 모들을 설계하고 제작하였다. 무선 주파 신호를 중간 주파수로 변환하기 위한 RF 모듈은 3단 증폭기로 이루어진 저잡음 증폭기(LNA), 단종단 게이트 믹서, 정합 회로, 헤어핀 라인 대역 통과 필터, 쳬비셰프 저역 통과 필터로 구성하였다. 저잡음 증폭기는 높은 이득과 안정도를 갖도록 설계하였으며, 단종단 게이트 믹서는 높은 변환이득과 넓은 동작 영역을 갖도록 설계하였다. 광대역 RF모듈의 해석에서는 복합화된 하모닉 밸런스드 기법을 사용하여 RF모듈의 동작 특성을 해석하였다. 설계된 RF 모듈은 55.2dB의 변환이득, 1.54dB의 낮은 잡음 특성, $-120{\sim}-60dBm$의 넓은 RF전력 동작 영역, -60dBm의 낮은 고조파 성분 그리고 RF, IF, LO포트 간에 우수한 분리 특성을 갖는다.

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