• 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.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제48권4호
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• pp.461-466
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• 1999

A CMOS op amp with rail-to-rail input and output ranges is designed in a one-volt supply. The output stage of the op amp is used in a common source amplifier that operates in sub-threshold region to design a low voltage op amp with rail-to-tail output range. To drive heavy resistor and capacitor loads with rail-to-rail output ranges, a common source amplifier which has a low output resistance is utilized. A bulk-driven differential pair and a bulk-driven folded cascode amplifier are used in the designed op amp to increase input range and achieve 1 V operation. Post layout simulation results show that low frequency gain is about 58 ㏈ and gain bandwidth I MHz. The designed op amp has been fabricated in a 0.8${\mu}{\textrm}{m}$ standard CMOS process. The measured results show that this op amp provides rail-to-rail output range, 56㏈ dc gain with 1 MΩ load and has 0.4 MHz gain-bandwidth with 130 ㎊ and 1 kΩ loads.

• 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 $0.6mm^2$.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권2호
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• pp.22-28
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• 1998

A $g_m$-control technique using a new electronic zener diode (EZD) for CMOS rail-torail input stages is presented. A regulated CMOS inverter is used as an EZD to obtain a constant-$g_m$ input stage. The turn-off characteristic of the proposed EZD is better than that of the existing EZD using two complementarey diodes, and thus, better $g_m$-control can be achieved. With this input stage, a 3V constant-$g_m$ rail-to-rail CMOS op-amp has been designed and fabricated using a $0.8\mu\extrm{m}$single-poly, double-metal CMOS process. Measurements results show that the $g_m$ variation is about 6% over the entire input common-mode range, and the op-amp has a dc gain of 88dB and a unity-gain frequency of 4MHz for $C_L=20pF, R_L=10k\Omega$

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2002년도 International Meeting on Information Display
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• pp.567-570
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• 2002

The LVDS (Low Voltage Differential Signaling) I/O cells, fully compatible with ANSI TIA/ EIA-644 LVDS standard, are designed using a 0.35${\mu}m$ standard CMOS technology. With a single 3V supply, the core cells operate at 1.34Gbps and power consumption of the output driver and the input receiver is 10. 5mW and 4.2mW, respectively. In the output driver, we employ the DCMFB (Dynamic Common-Mode FeedBack) circuit which can control the DC offset voltage of differential output signals. The SPICE simulation result of the proposed output driver shows that the variation of the DC offset voltage is 15.6% within a permissible range. In the input receiver, the proposed dual input stage with a positive feedback latch covers rail-to-rail input common-mode range and enables a high-speed, low-power operation. 5-channels of the proposed LVDS I/O pair can handle display data up to 8-bit gray scale and UXGA resolution.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2843-2846
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• 2003

This paper proposes a PWM(Pulse Width Modulation) circuit using CMOS OTA with a single-voltage supply. The OTA employed has an input stage which consists of a pair of two MOSFETs operating in plural operation regions. The MOSFETs work complemetarily and realize a rail-to-rail input range. The input stage requires no matching of an n-channel type input circuit and a p-channel type input circuit unlike conventional rail-to-rail input stages because the input stage is realized by single channel type MOSFETs. In order to confirm the validity of the proposed circuit, it is simulated by H-SPICE program. Futhermore, the proposed circuit will be integrated on chip using 0.35 $\mu\textrm{m}$ CMOS technology.

• 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.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권2호
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• pp.29-36
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• 2000

본 논문에서는 트랜지스터 동작영역에 독립적인 일정 트랜스컨덕턴스 rail-to-tail 입력회로 및 AB-급 출력회로를 갖는 2단 연산증폭기를 제시한다. rail-to-rail 입력회로는 추가 NMOS 및 PMOS 차동 입력단 구조를 사용하여, 전체 동상 입력 전압에서 항상 일정한 트랜스컨덕턴스를 갖도록 하였다. 이러한 입력단 회로는 기존 MOS의 정확한 전류-전압 관계식을 사용하지 않고, 트랜지스터의 동작영역에서, 즉 강 반전 및 약 반전, 독립적인 새로운 광역 선형 전류관계를 제안한다. 본 논문에서 제안한 입력단 회로를 SPICE를 사용하여 모의실험 결과, 전체 동상 입력 전압에 대해서 4.3%의 변화율이 나타남을 검증하였다. AB-급 출력단 회로는 공급 전압원에 독립적인 일정한 동작 전류값을 갖고, 출력 전압은 Vss+0.1에서 Vdd-0.15까지 구동하는 전압 특성을 나타내었다. 또한 출력단은 AB-급 궤환 제어 방식을 사용하여 저전압에서 동작 할 수 있다. 전체 연산 증폭기의 단일-이득 주파수 및 DC 전압이득 변화율은 각각 4.2% 및 12%로 나타냈다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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• pp.1184-1187
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• 2002

In this paper, we propose a Rail-to-Rail OTA using equivalent MOSFETs without cutoff region, which operate in triode and saturation regions. The proposed circuit has a merit that its input range is not limited due to voltage drop of current mirrors. The simulation results of the proposed circuit are shown. From the simulation results, the linearity of the proposed circuit is improved when input voltage is from 2V to 3V.