• 제목/요약/키워드: op-amp

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연산증폭기 공유 기법을 이용한 145μW, 87dB SNR을 갖는 저전력 3차 Sigma-Delta 변조기 (A 145μW, 87dB SNR, Low Power 3rd order Sigma-Delta Modulator with Op-amp Sharing)

  • 김재붕;김하철;조성익
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.87-93
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    • 2015
  • 본 논문에서는 디지털 패스가 없는 연산증폭기 공유 기법을 이용한 $145{\mu}W$, 87dB SNR을 갖는 저전력 3차 Sigma-Delta 변조기를 제안한다. 기존 구조는 아날로그와 디지털 패스를 사용한 구조로 첫 번째 적분기의 계수가 작다는 단점을 지연된 피드포워드 패스를 추가하여 개선하였다. 제안한 구조는 디지털 패스를 제거하여 첫 번째 적분기의 계수를 크게 하였고 연상증폭기 공유 기법을 이용하여 전력소모가 기준 구조보다 적다. 전원전압 1.8V, 신호대역폭 20KHz, 샘플링 주파수 2.8224MHz 조건에서 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제안한 구조의 시뮬레이션한 결과, SNR(Signal to Noise Ratio)은 87dB, 전력소비는 $145{\mu}W$이다.

A Design Guide of 3-stage CMOS Operational Amplifier with Nested Gm-C Frequency Compensation

  • Lee, Jae-Seung;Bae, Jun-Hyun;Kim, Ho-Young;Um, Ji-Yong;Sim, Jae-Yoon;Park, Hong-June
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권1호
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    • pp.20-27
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    • 2007
  • An analytic design guide was formulated for the design of 3-stage CMOS OP amp with the nested Gm-C(NGCC) frequency compensation. The proposed design guide generates straight-forwardly the design parameters such as the W/L ratio and current of each transistor from the given design specifications, such as, gain-bandwidth, phase margin, the ratio of compensation capacitance to load capacitance. The applications of this design guide to the two cases of 10pF and 100pF load capacitances, shows that the designed OP amp work with a reasonable performance in both cases, for the range of compensation capacitance from 10% to 100% of load capacitance.

$0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용한 $32{\times}32$ IRFPA ROIC용 Folded-Cascode Op-Amp 설계 (Folded-Cascode Operational Amplifier for $32{\times}32$ IRFPA Readout Integrated Circuit using the $0.35{\mu}m$ CMOS process)

  • 김소희;이효연;정진우;김진수;강명훈;박용수;송한정;전민현
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.341-342
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    • 2007
  • The IRFPA (InfraRed Focal Plane Array) ROIC (ReadOut Integrated Circuit) was designed in folded-cascode Op-Amp using $0.35{\mu}m$ CMOS technology. As the folded-cascode has high open-loop voltage gain and fast settling time, that used in many analog circuit designs. In this paper, folded-cascode Op-Amp for ROIC of the $32{\times}32$ IRFPA has been designed. HSPICE simulation results are unit gain bandwidth of 13.0MHz, 90.6 dB open loop gain, 8 V/${\mu}m$ slew rate, 600 ns settling time and $66^{\circ}$ phase margin.

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A 1.5 V High-Cain High-Frequency CMOS Complementary Operational Amplifier

  • Park, Kwangmin
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제2권4호
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    • pp.1-6
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    • 2001
  • In this paper, a 1.5 V high-gain high-frequency CMOS complementary operational amplifier is presented. The input stage of op-amp is designed for supporting the constant transconductance on the Input stage by consisting of the parallel-connected rail-to-rail complementary differential pairs. And consisting of the class-AB rail-to-rail output stage using the concept of elementary shunt stage and the grounded-gate cascode compensation technique for improving the low PSRR which was a disadvantage in the general CMOS complementary input stage, the load dependence of open loop gain and the stability of op- amp on the output load are improved, and the high-gain high-frequency operation can be achieved. The designed op-amp operates perfectly on the complementary mode with the 180° phase conversion for a 1.5 V supply voltage, and shows the DC open loop gain of 84 dB, the phase margin of 65°, and the unity gain frequency of 20 MHz. In addition, the amplifier shows the 0.1 % settling time of .179 ㎲ for the positive step and 0.154 ㎲ for the negative step on the 100 mV small-signal step, respectively, and shows the total power dissipation of 8.93 mW.

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커패시터의 비율과 무관하고 OP-Amp의 이득에 둔감한 CMOS Image Sensor용 Algorithmic ADC (Capacitor Ratio-Independent and OP-Amp Gain-Insensitive Algorithmic ADC for CMOS Image Sensor)

  • 홍재민;모현선;김대정
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.942-949
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    • 2020
  • 본 논문에서는 column-parallel readout 회로에 적합하도록 개선된 CMOS 이미지 센서용 algorithmic ADC를 제안한다. 커패시터의 비율과 무관하고 연산 증폭기의 이득에 둔감하면서 증폭기 하나로 동작 할 수 있도록 기존 algorithmic ADC를 수정하고 적응형 바이어싱을 적용한 증폭기를 사용하여 높은 변환효율을 갖도록 하였다. 제안하는 ADC는 0.18-㎛ 매그나칩 CMOS 공정으로 설계되었으며, Spectre 시뮬레이션을 통해 기존 algorithmic ADC에 비해 변환속도당 전력소모가 37% 줄어 들었음을 확인하였다.

포톤 계수 방식의 $32{\times}32$ 픽셀 어레이를 갖는 디지털 CMOS X-ray 이미지 센서 설계 (A Design of Digital CMOS X-ray Image Sensor with $32{\times}32$ Pixel Array Using Photon Counting Type)

  • 성관영;김태호;황윤금;전성채;진승오;허영;하판봉;박무훈;김영희
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.1235-1242
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    • 2008
  • 본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS 공정을 사용하여 포톤계수 방식의 $32{\times}32$ 픽셀 어레이를 갖는 CMOS ray 영상센서를 설계하였다. 설계된 영상센서의 카픽셀은 $100{\times}100\;{\mu}m2$ 면적을 가지고 있고 약 400개의 트랜지스터로 구성되어 있으며, 범프 본딩을 통해 ray 검출기와 CSA(Charge Sensitive Amplifier)의 연결을 위한 $50{\times}50{\mu}m2$의 오픈패드를 가지고 있다. 각각의 싱글픽셀 CSA에서 전압 바이어스 회로를 사용한 folded cascode CMOS OP amp 대신 레이아웃 면적을 줄이기 위하여 self biased folded cascode CMOS OP amp를 이용하였으며, 계수 모드 진입 전후에 CLK에서 발생 할 수 있는 short pulse를 제거하는 15bit LFSR 계수기 (Linear Feedback Shift Register Counter) 클럭 발생회로를 제안하였으며, 읽기 모드에서 CMOS X-ray 영상센서의 최대 전류를 줄이기 위하여 열 어드레스 디코더를 이용하여 한 열씩 읽도록 설계하였다.

CMOS 스위치드 캐패시터 방식의 가청주파수대 5차 타원 저역 통과 여파기의 설계 및 구현 (Design of the 5th-order Elliptic Low Pass Filter for Audio Frequency using CMOS Switched Capacitor)

  • 송한정;곽계달
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권1호
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    • pp.49-58
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    • 1999
  • 본 논문에서는 통과 대역폭이 5KHZ, ripple이 0.1dB이하인 스위치드 캐패시터(Switched Capacitor) 필터를 $0.8{\mu}m$ single poly CMOS ASIC 표준 공정을 이용하여 집적화된 단일 칩으로 제작하였다. 제안된 5차 타원 저역 통과 필털의 구성은 MOS 스위치와 poly 캐패시터, 5개의 2단 CMOS op-amp로 구성하였다. 필터구현은 LC 수동형으로부터 연속전달함수 H(s)를 구하고 쌍선형 z변환을 통하여 이산전달함수 H(z)으로 바꾸어 2차 바이쿼드(biquad)를 종속 연결하는 빌딩블록 방식을 택하였다. 또한 op-amp의 구동범위를 고려하면서 캐패시터 면적을 감소시킨 스케일링 실시한 동일 특성의 필터를 제작하여 그 특성 변화를 비교, 분석하였다. 측정결과 ${\pm}2.5V$ 전원, 50KHz의 표본 주파수에서 2종의 필터 모두 4.96~4.98KHz의 통과 대역폭에 0.7~0.81dB의 리플, 35~38dB정도의 저지대역 이득감쇠 특성을 보였다.

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A High-Frequency Signal Test Method for Embedded CMOS Op-amps

  • Kim Kang Chul;Han Seok Bung
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제3권1호
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    • pp.28-32
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    • 2005
  • In this paper, we propose a novel test method to effectively detect hard and soft faults in CMOS 2-stage op-amps. The proposed method uses a very high frequency sinusoidal signal that exceeds unit gain bandwidth to maximize the fault effects. Since the proposed test method doesn't require any complex algorithms to generate the test pattern and uses only a single test pattern to detect all target faults, therefore test costs can be much reduced. The area overhead is also very small because the CUT is converted to a unit gain amplifier. Using HSPICE simulation, the results indicated a high degree of fault coverage for hard and soft faults in CMOS 2-stage op-amps. To verify this proposed method, we fabricated a CMOS op-amp that contained various short and open faults through the Hyundai 0.65-um 2-poly 2-metal CMOS process. Experimental results for the fabricated chip have shown that the proposed test method can effectively detect hard and soft faults in CMOS op-amps.

개선된 보상특성을 갖는 증폭기용 온도보상회로 (Thermal Compensation Circuit with Improved Compensation Characteristic for Power Amplifier)

  • 정영배
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.177-181
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    • 2012
  • 본 논문에서는 증폭기의 온도에 따른 균일한 출력특성을 구현하기 위한 개선된 보상특성을 갖는 증폭기용 온도보상회로를 제안한다. 제안된 온도보상회로는 직렬로 연결된 2개의 브랜치라인(Branchline) 결합기와 결합기 사이에 위치한 2개의 다이오드로 구성된다. 그리고, 회로의 주변온도에 따라서 저항값이 반비례하는 특서을 갖는 써미스터(Thermistor)와 써미스터를 포함하는 오피엠프(Operational amplifier, OP-Amp.)회로로 다이오드의 동작 특성을 조정함으로써 기존의 온도보상회로에 비하여 보다 효율적인 보상특성을 갖도록 설계하였다.