• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권7호
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• pp.57-65
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• 2002

본 논문에서는 CMOS로 구현된 2.5v 10-bit 300MSPS의 D/A 변환기를 제안하였다. 이를 위해 전체구조는 고속동작에 유리한 전류구동 방식의 8+2 분할 타입으로 상위 8-bit은 Thermometer Code 기법을 이용한 전류셀 매트릭스(Current Cell Matrix)로, 하위 2-bit은 이진 가중 전류열(Binary Weighted Current Array)로 설계하였다. 우수한 다이내믹 특성 및 고속 동작을 만족시키기 위해 낮은 글리치 에너지를 갖는 새로운 전류셀과 BDD(Binary Decision Diagram)에 의한 논리합성 기법을 활용한 새로운 역 Thermometer Decoder를 제안하였다. 제안된 DAC는 $0.25{\mu}m$, 1-Poly, 5-Metal, n-well CMOS 공정으로 제작되었으며, 유효 칩 면적은 $1.56mm^2$이고, 2.5V의 전원전압에서 84mW의 전력소모를 나타내었다. 모의실험 및 측정을 통해 최대 글리치 에너지는 0.9pVsec@fs=100MHz, 15pVsec@fs=300MHz로 나타났다. 또한 출력 주파수가 1MHz, 샘플링 주파수가 300MHz에서의 INL과 DNL은 약 ${\pm}$1.5LSB 이내로, SFDR은 45dB로 측정되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.187-191
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• 2007

본 논문은 상위 7비트와 하위3비트의 binary-thermal decoding 방식과 segmented 전류원 구조로서 전력소모, 선형성 및 글리치 에너지등 주요 사양을 고려하여, 3.3V 10비트 CMOS D/A 변환기를 제안한다. 동적 성능을 향상 시키기위해 출력단에 return-to-zero 회로를 사용하였고, segmented 전류원 구조와 최적화 된 binary-thermal decoding 방식으로 D/A변환기가 가질 수 있는 장점은 디코딩 논리회로의 복잡성을 단순화 함으로 칩면적을 줄일 수 있다. 제안된 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS n-well 표준공정을 이용한다. 설계된 회로의 상승/하강시간, 정착시간, 및 INL/DNL은 각각 1.90/2.0ns, 12.79ns, ${\pm}2.5/{\pm}0.7$ LSB로 나타난다. 또한 설계된 D/A 변환기는 3.3V의 공급전원에서는 250mW의 전력소모가 측정 된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.37-44
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• 2011

본 논문은 BPM 방식의 신호전송을 하는 인덕티브 커플링 링크에서 전송속도를 증가시키고 BER를 개선하는 방법에 대하여 기술하였다. 데이터가 전송될 때 발생하는 불필요한 glitch를 제거하기 위해 상보적으로 스위칭하는 송신기를 사용하였고, 수신된 데이터의 최적화를 위해 pre-distortion 개념을 도입하였다. 또한 고속 동작에서 샘플링 가능구간을 확보하기 위해 적분형 수신기를 사용하였고, 빠른 pre-charge를 위해 수신기 내부의 적분기와 비교기의 pre-charge 경로에 이퀄라이징 트랜지스터를 추가하였다. 0.13 um CMOS 공정을 사용하여 설계한 송수신회로는 1.2 V 인가전압에서 2.4 Gb/s의 전송속도를 가질 때 약 5.99 mW의 전력소모를 가진다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권1호
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• pp.55-68
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• 2001

본 논문에서는 기존의 P(캐리전파)/G(캐리발생) 블록을 가진 ALU구조에서 발생되는 글리칭 전력소모를 최소화시킨 새로운 구조에 대해서 기술한다. 일반적으로 회로에서 발생되는 많은 글리치가 다음 단 회로로 전파될 때, 필요 없이 많은 전력소모가 발생된다. 따라서 본 논문에서는 ALU의 P/G 블록에서 발생되는 글리치를 제거하는 구조를 제안하였다. P/G블록에서 글리치가 제거되면 다음 단인 Sum 발생 블록에서 글리치에 의한 신호천이가 줄어들고, 이에 따라 전력소모가 줄어든다. P/G 블록의 출력 단에 발생되는 글리치 제거를 위해, 기존의 P/G블록내에 래치를 삽입하였다. 래치의 인에이블 신호는 P/G블록의 출력 인에이블 시간을 제어함으로써, P/G블록의 출력 단의 글리치를 제거시키는 역할을 한다. 16비트 ALU를 구현하여 HSPICE로 모의 실험한 결과, 제안한 구조는 지연시간의 증가가 거의 없으면서 약 28%의 글리칭 전력소모가 감소되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.691-698
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• 2008

본 논문은 상위 7-비트와 하위3-비트의 binary-thermal decoding 방식과 segmented 전류원 구조로서 전력소모, 선형성 및 글리치 에너지 등 주요 사양을 고려하여, 3.3V 10비트 CMOS D/A 변환기를 제안한다. 동적 성능을 향상 시키기위해 출력단에 return-to-zero 회로를 사용하였고, segmented 전류원 구조와 최적화 된 binary-thermal decoding 방식으로 D/A 변환기가 가질 수 있는 장점은 디코딩 논리 회로의 복잡성을 단순화함으로 칩면적을 줄일 수 있다. 제안된 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS n-well 표준공정을 이용한다. 설계된 회로의 상승/하강시간, 정착시간, 및 INL/DNL은 각각 1.90/2.0ns, 12.79ns, ${\pm}2.5/{\pm}0.7\;LSB$로 나타난다. 또한 설계된 D/A 변환기는 3.3V의 공급전원에서는 250mW의 전력소모가 측정된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2359-2368
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• 2013

본 논문에서는 power IC에서 파워가 ON되어있는 동안 입력 신호인 RD(Read) 신호 포트에 glitch와 같은 신호 잡음이 발생하더라도 파워-업(power-up)시 readout된 DOUT 데이터를 유지하면서 다시 읽기 모드로 재진입하지 못하도록 막아주는 IRD(Internal Read Data) 회로를 제안하였다. 그리고 pulsed WL(Word-Line) 구동방식을 사용하여 differential paird eFuse OTP 셀의 read 트랜지스터에 수 십 ${\mu}A$의 DC 전류가 흐르는 것을 방지하여 blowing 안된 eFuse 링크가 EM(Electro-Migration)에 의해 blowing되는 것을 막아주어 신뢰성을 확보하였다. 또한 program-verify-read 모드에서 프로그램된 eFuse 저항의 변동을 고려하여 가변 풀-업 부하(variable pull-up load)를 갖는 센싱 마진 테스트 기능을 수행하는 동시에 프로그램 데이터와 read 데이터를 비교하여 PFb(pass fail bar) 핀으로 비교 결과를 출력하는 회로를 설계하였다. $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 설계된 8-비트 eFuse OTP IP의 레이아웃 면적은 $189.625{\mu}m{\times}138.850{\mu}m(=0.0263mm^2)$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권12호
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• pp.15-22
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• 2006

본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band)통신시스템을 위한 1.8V 8-bit 500MSPS의 D/A 변환기를 제안한다. 전체적인 D/A 변환기의 구조는 높은 선형성과 낮은 글리치 특성을 갖는 상위 6-MSB(Most Significant Bit) 전류원 매트릭스(Current Cell Matrix)와 하위 2-LSB(Least Significant Bit) 전류원 매트릭스로 구성된 2단 매트릭스 구조로 설계하였다. 또한 동일한 지연시간을 갖는 Thermometer Decoder와 고속 동작에서 전력을 최소화하기 위한 저 전력 스위칭 디코더(Current Switching Decoder Cell)를 제안함으로서 D/A 변환기의 고속 동작에서 성능을 향상시켰다 설계된 DAC는 1.8V의 공급전압을 가지는 TSMC $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal N-well CMOS 공정으로 제작되었으며, 제작된 D/A 변환기의 측정결과, 매우 우수한 동적성능을 확인하였다. 500MHz 샘플링 클럭 주파수와 50MHz의 출력신호에서 SFDR은 약 49dB, INL과 DNL은 각각 0.9LSB, 0.3LSB 이하로 나타났으며, 이 때의 전력소비는 약 20mW로 기존의 8-bit D/A변환기에 비해 매우 낮음을 확인 할 수 있었다 D/A 변환기의 유효 칩 면적은 $0.63mm^2(900um{\times}700um)$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.1-9
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• 2009

본 논문에서는 디스플레이 시스템을 위한 소면적 12-bit 300MSPS의 D/A 변화기(DAC)를 제안한다. 최근 SoC(System-On-Chip) 경향에 맞는 소면적 DAC를 구현하기 위한 전체적인 구조는 6-MSB(Most Significant Bit) + 6-LSB(Least Significant Bit)의 full matrix 구조로 설계 하였다. 고해상도 동작에 요구되는 output impedance을 만족하는 monitoring bias 구조, 고속 동작 및 소면적 디지털 회로 구성을 위하여 logic과 latch 및 deglitching 역할을 동시에 할 수 있는 self-clocked switching logic을 각각 제안하였다. 설계된 DAC는 Samsung $0.13{\mu}m$ thick gate 1-poly 6-metal N-well CMOS 공정으로 제작되었다. 제작된 DAC의 측정결과 INL (Integrated Non Linearity) / DNL (Differential Non Linearity)은 ${\pm}3LSB$ / ${\pm}1LSB$ 이하로 나타났으며, 300MHz 샘플링 속도와 15MHz의 출력신호에서 SFDR은 약 70dB로 측정되었다. DAC의 유효면적은 $0.26mm^2$ ($510{\mu}m{\times}510{\mu}m$)로 기존의 DAC에 비하여 최대 40% 감소된 초소면적으로 구현되었으며, 최대 전력 소모는 100mW로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.48-57
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• 2006

본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권3호
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• pp.75-85
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• 2009

본 논문에서는 two-carrier W-CDMA 응용과 같이 고해상도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 3G 통신 시스템 응용을 위한 13비트 100MS/s 0.13um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 4단 파이프라인 구조를 사용하여 고해상도와 높은 신호처리속도와 함께 전력 소로 및 면적을 최적화하였다. 입력 단 SHA 회로에는 면적 효율성을 가지멸서 고속 고해상도로 동작하는 게이트-부트스트래핑 회로를 적용하여 1.0V의 낮은 전원 전압동작에서도 신호의 왜곡없이 Nyquist 대역 이상의 입력 신호를 샘플링할 수 있도록 하였다. 입력 단 SHA 및 MDAC에는 낮은 임피던스 기반의 캐스코드 주파수 보상 기법을 적용한 2단 증폭기 회로를 사용하여 Miller 주파수 보상 기법에 비해 더욱 적은 전력을 소모하면서도 요구되는 동작 속도 및 안정적인 출력 조건을 만족시키도록 하였으며, flash ADC에 사용된 래치의 경우 비교기의 입력 단으로 전달되는 킥-백 잡음을 줄이기 위해 입력 단과 출력 노드를 클록 버퍼로 분리한 래치 회로를 사용하였다. 한편, 제안하는 시제품 ADC에는 기존의 회로와는 달리 음의 론도 계수를 갖는 3개의 전류만을 사용하는 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 13비트 해상도에서 각각 최대 0.70LSB, 1.79LSB의 수준을 보이며, 동적 성능으로는 100MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 64.5dB의 SNDR과 78.0dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $1.22mm^2$이며, 1.2V 전원 전압과 100MS/s의 동작 속도에서 42.0mW의 전력을 소모하여 0.31pJ/conv-step의 FOM을 갖는다.