• 전자공학회논문지C
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• 제35C권12호
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• pp.59-65
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• 1998

본 논문에서는 트랜스컨덕턴스 특성을 개선한 새로운 CMOS Rail-to-Rail 입력단 회로를 설계하였다. 회로 모의 실험기 HSPICE를 통해서 새로운 입력단 회로의 동상 입력 전압 범위에 대한 새로운 회로의 성능을 검증하였다. 새로운 입력단 회로는 기존의 Rail-to-Rail 입력단 회로에 동상 입력 전압에 따라서 동작조건이 변하는 4개의 입력 트랜지스터와 4개의 전류원/싱크를 추가함으로써 구성된다. 새로운 입력단 회로는 두 차동 회로 중에서 어느 한 회로만이 동작하는 영역에서는 신호증폭에 기여하는 트랜지스터의 DC 전류양에는 영향을 미치지 않는 반면, 두 차동 회로가 모두 동작하는 영역에서는 신호증폭에 기여하는 트랜지스터의 DC 전류양을 1/4로 감소시킨다. 그 결과 새로운 입력단 회로는 강반전 영역에서 전 동상 입력 전압 범위에 걸쳐 거의 일정한 트랜스컨덕턴스 특성과 단일 이득 주파수 특성을 보이며 전 동상 입력 전압 범위에 대해서 최적의 주파수 보상을 가능하게 한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1218-1221
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• 2018

본 논문은 두 배의 rail-to-rail 입력 전압 범위를 갖는 저-전력 0.6-V 10-bit 200-kS/s successive approximation register(SAR) analog-to-digital converter(ADC)를 제안한다. 제안된 near-threshold voltage(NTV)의 전원 전압을 갖는 회로는, 본질적인 입력 신호 전력 부족을 두 배의 rail-to-rail 입력 전압 범위를 구현함으로써 극복하였다. 이 회로는 일반적인 NTV 회로에 비해 4배의 입력 신호 전력을 갖게 되고, 그로써 SAR ADC의 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)를 개선했다. 제안된 ADC는 65-nm CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 0.6-V 전원 전압과 $2.4-V_{pp}$(차동쌍)의 입력 전압, 200-kS/s에서 ADC의 SNDR은 59.87 dB이며 전력 소모는 364.5-nW이다. ADC 코어가 차지하는 면적은 $84{\times}100{\mu}m^2$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권2호
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• pp.39-46
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• 2012

본 논문은 저전력으로 동작하면서 Rail-to-rail 입력 범위를 가지는 센스 앰플리파이어를 제안한다. 새롭게 제안한 센스 앰플리파이어는 그라운드 전위부터 전원전압 전위까지의 입력을 수용하며 저전력 기능을 구현하고 있다. 방전전류 경로의 존재로 인한 정적 전력소모를 최소화 하는 것이 본 설계의 주요 요소이다. 새롭게 제시된 PMOS 입력신호 수신부와 그것을 제어하는 피드백 회로를 통하여 전력소모를 감소시킨다. 제안된 구조는 평균 소비 전력부분에 있어서 일반적인 Rail-to Rail 센스 앰플리파이어의 약 50% 이상의 효율향상을 실험결과를 통해 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.149-155
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• 2015

본 논문에서는 선형성이 개선된 5MHz의 샘플링 주파수를 가지는 10-비트 디지털/아날로그 변환기를 제안한다. 제안하는 디지털/아날로그 변환기는 10-비트 R-2R 기반 디지털/아날로그 변환기, rail-to-rail 입력 범위의 차동 전압증폭기를 이용하는 출력버퍼, 그리고 바이어스 전압을 위한 밴드-갭 기준전압 회로로 구성된다. R-2R 디지털/아날로그 변환기의 2R 구현에 스위치를 위해 사용되는 인버터의 turn-on 저항 값을 포함하여 설계함으로 선형성을 개선시킨다. DAC의 최종 출력 전압 범위는 출력버퍼에 차동전압증폭기를 이용함으로 R-2R의 rail-to-rail 출력 전압으로부터 $2/3{\times}VDD$로 결정된다. 제안된 디지털/아날로그 변환기는 1.2V 공급전압과 1-poly, 8-metal을 이용하는 130nm CMOS 공정에서 구현되었다. 측정된 디지털/아날로그 변환기의 동적특성은 9.4비트의 ENOB, 58dB의 SNDR, 그리고 63dBc의 SFDR이다. 측정된 DNL과 INL은 -/+0.35LSB 미만이다. 제작된 디지털/아날로그 변환기의 면적과 전력소모는 각각 $642.9{\times}366.6{\mu}m^2$과 2.95mW이다.

• 전기학회논문지
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• 제59권2호
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• pp.355-358
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• 2010

As CMOS technology continues to scale down, signal processing is favorably done in the digital domain, which requires Analog-to-Digital (A/D) Converter to be integrated on-chip. This paper presents a design methodology of 12-bit 1-MS/s Rail-to-Rail fully differential SAR ADC using Deep N-well Switch based on binary search algorithm. Proposed A/D Converter has the following architecture and techniques. Firstly, chip size and power consumption is reduced due to split capacitor array architecture and charge recycling method. Secondly, fully differential architecture is used to reduce noise between the digital part and converters. Finally, to reduce the mismatch effect and noise error, the circuit is designed to be available for Rail-to-Rail input range using simple Deep N-well switch. The A/D Converter fabricated in a TSMC 0.18um 1P6M CMOS technology and has a Signal-to-Noise-and-Distortion-Ratio(SNDR) of 69 dB and Free-Dynamic-Range (SFDR) of 73 dB. The occupied active area is $0.6mm^2$.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.1765-1768
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• 2005

Binary-search 알고리즘을 이용한 새로운 6-bit 300MS/s ADC 를 제안 하였다. 본 연구에서 제안된 ADC 는 저전력, 고속동작, 저해상도의 응용분야에 적합하도록 설계 되었다. 11 개의 rail-to-rail 비교기와 기준전압 발생기, 그리고 기준전압 제어회로로 구성 되었으며, 이는 기존의 구조와는 다른 전혀 새로운 형태로 제안된 것이다. 전력소모를 줄이기 위해 비교기 공유기술을 사용하였다. 또한 ADC 의 sub-block 인 rail-to-rail 비교기는 인버터 logic threshold 전압 값을 이용한 새로운 형태의 비교기를 제안하였다. 비교기는 인버터와 n-type preamp, p-type preamp 그리고 각각에 연결되는 latch 로 구성되었다. 기존의 rail-to-rail comparator 에 비해 입력 범위 전체 영역에서 일정한 gm 값을 얻을 수 있다. 실험결과 2.5V 공급전압에서, 17mW 의 전력 소모를 보이며, 최대 304MS/s 의 데이터 변환율을 가진다. INL 과 DNL 은 입력신호가 2.38Mhz 의 주파수를 가지는 삼각파일 때, 각각 ${\pm}0.54LSB$, ${\pm}1LSB$ 보다 작다. TSMC 0.25u 공정을 이용하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권2호
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• pp.72-77
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• 2009

본 논문은 별도 기준 클록 없이 고속 시리얼 데이터 통신을 위한 3.2Gb/s 클록 데이터 복원(CDR) 회로를 설명한다. CDR회로는 전체적으로 5부분으로 구성되며, 위상검출기(PD)와 주파수 검출기(FD), 다중 위상 전압 제어 발진기(VCO), 전하펌프(CP), 외부 루프필터(LF)로 구성되어 있다. CDR회로는 half-rate bang-bang 타입의 위상 검출기와 입력 pull-in 범위를 늘릴 수 있도록 half-rate 주파수 검출기를 적용하였다. VCO는 4단의 차동 지연단(delay cell)으로 구성되어 있으며 튜닝 범위와 선형성 향상을 위해 rail-to-rail 전류 바이어스단을 적용하였다 각 지연단은 풀 스윙과 듀티의 부정합을 보상할 수 있는 출력 버퍼를 갖고 있다. 구현한 CDR회로는 별도의 기준 클록 없이 넓은 pull-in 범위를 확보할 수 있으며 기준 클록 생성을 위한 부가적인 Phase-Locked Loop를 필요치 않기 때문에 칩의 면적과 전력소비를 효과적으로 줄일 수 있다. 본 CDR 회로는 0.18um 1P6M CMOS 공정을 이용하여 제작하였고 루프 필터를 제외한 전체 칩 면적은 $1{\times}1mm^2$이다. 3.2Gb/s 입력 데이터 율에서 모의실험을 통한 복원된 클록의 pk-pk 지터는 26ps이며 1.8V 전원전압에서 전체 전력소모는 63mW로 나타났다. 동일한 입력 데이터 율에서 테스트를 통한 pk-pk 지터 결과는 55ps였으며 신뢰할 수 있는 입력 데이터율 범위는 약 2.4Gb/s에서 3.4Gb/s로 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.483-485
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• 2010

Rail-to-rail 입력 범위를 가지는 200kS/s 10-bit successive approximation (SA) ADC가 제안된다. 제안된 SA ADC는 DAC, 비교기, 그리고 successive approximation register (SAR) logic으로 구성된다. DAC는 전력소모를 줄이고 면적을 줄이기 위해 capacitor를 이용한 folded-type으로 구현되며, parasitic 성분에 의한 영향을 줄이기 위해 boosted NMOS switch를 사용한다. 또한 fully differential voltage-to-time converter를 이용하는 time-domain comparator를 제안한다. 이는 PSRR 및 CMRR을 향상시킨다. 또한 출력의 유효구간을 반으로 줄인 flip-flop을 사용함으로 SAR logic의 전력소모와 chip area를 줄인다. 제안된 SA ADC는 1V supply를 가지는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.129-134
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• 2014

본 논문은 디지털-아날로그 변환기(DAC: digital-to-analog converter), SAR 로직, 그리고 비교기로 구성된 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형(SAR: successive approximation register) 아날로그-디지털 변환기(ADC: analog-to-digital converter)를 제안한다. Rail-to-rail의 입력 범위를 가지는 설계된 비동기 축차근사형 아날로그-디지털 변환기는 샘플링 속도를 향상시키기 위해 MOM(metal-oxide-metal) 커패시터를 이용한 바이너리 가중치 기반의 디지털-아날로그 변환기를 사용하여 구현한다. 제안하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 아날로그-디지털 변환기는 0.18-${\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되고 면적은 $0.103mm^2$를 차지한다. 1.1 V의 공급전압에서 전력소모는 0.37 mW를 나타낸다. 101.12 kHz와 5.12 MHz의 아날로그 입력 신호에 대해 측정된 SNDR은 각각 54.19 dB와 51.59 dB이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.88-90
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• 2012

본 논문은 rail-to-rail 입력 범위를 가지는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 (SAR: successive approximation register) 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)를 제안한다. 제안된 SAR ADC는 커패시터 디지털-아날로그 변환기 (DAC: digital-to-analog converter), SAR 로직, 그리고 비교기로 구성된다. 외부에서 공급되는 클럭의 주파수를 낮추기 위해 SAR 로직과 비교기에 의해 비동기로 생성된 내부 클럭을 사용한다. 또한 높은 해상도를 구현하기 위해 오프셋 보정기법이 적용된 시간-도메인 비교기를 사용한다. 면적과 전력소모를 줄이기 위해 분할 캐패시터 기반 차동DAC를 사용한다. 설계된 비동기 SAR ADC는 0.18-um CMOS 공정에서 제작되며, core 면적은 $420{\times}140{\mu}m^2$이다. 1.8 V의 공급전압에서 0.818 mW의 전력 소모와 91.8 fJ/conversion-step의 FoM을 가진다.