• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.364-366
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• 2009

광 바이오 센서 시스템에서 Trans-Impedance amplifier (TIA)는 광검출기로부터 입력단으로 들어오는 미세한 전기 신호를 원하는 신호레벨까지 증폭하는 역할을 한다. TIA는 광 바이오 센서 시스템의 감도 (sensitivity)를 결정하는 매우 중요한 회로로 저잡음, 저전력, 낮은 입력 임피던스 등의 특성이 요구되어진다. 본 논문에서는 광 바이오 센서 시스템에서 요구되어 지는 저전력, 저잡음 성능을 구현하기 위하여 regulated cascode (RGC) TIA를 설계하였다. 본 연구에서는 기존 common gate (CG) 기법의 TIA에서 전류원 역할을 하는 current source를 저항으로 대체하고, local feedback stage를 이용하는 RGC TIA를 저잡음, 저전력 특성 및 회로 면적 감소의 장점을 갖도록 설계하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권8호
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• pp.53-60
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• 2005

최근 낮은 기가비트급 광통신 집적회로의 구현에 sub-micron CMOS 공정이 적용되고 있다. 본 논문에서는 표준 0.35mm CMOS 공정을 이용하여 4채널 3.125Gb/s 차동 전치증폭기 어레이를 구현하였다. 설계한 각 채널의 전치증폭기는 차동구조로 regulated cascode (RGC) 설계 기법을 이용하였고, 액티브 인덕터를 이용한 인덕티브 피킹 기술을 이용하여 대역폭 확장을 하였다 Post-layout 시뮬레이션 결과, 각 채널 당 59.3dBW의 트랜스임피던스 이득, 0.5pF 기생 포토다이오드 캐패시턴스에 대해 2.450Hz의 -3dB 대역폭, 그리고 18.4pA/sqrt(Hz)의 평균 노이즈 전류 스펙트럼 밀도를 보였다. 전치증폭기 어레이의 공급전원은 단일전압 3.3V 이고, 전력소모는 92mw이다. 이는 4채널 RGC 전치증폭기 어레이가 저전력, 초고속 광인터컨넥트 분야에 적합함을 보여준다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권1호
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• pp.122-130
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• 2015

This paper presents a 6 Gb/s 4-channel arrayed transimpedance amplifiers (TIA) with the gain control for 4-channel passive optical network in $0.13{\mu}m$ complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology. A regulated cascode input stage and inductive-series peaking are proposed in order to increase the bandwidth. Also, a variable gain control is implemented to provide flexibility to the overall system. The TIA has a maximum $98.1dB{\Omega}$ gain and an input current noise level of about 37.8 pA/Hz. The die area of the fabricated TIA is $1.9mm{\times}2.2mm$ for 4-channel. The power dissipation is 47.64 mW/1ch.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.16-22
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• 2006

본 논문에서는 CMOS 공정을 사용하여 기가비트 이더넷 응용을 위한 전치증폭기 회로를 구현하였다 대역폭 확장 및 노이즈 성능개선을 위해, regulated cascade 설계기법을 사용하였고 이로써, 광다이오드 및 TIA 입력단의 큰 기생 캐패시턴스를 대역폭 결정으로부터 효과적으로 차단하였다. 0.6um CMOS공정을 사용하여 구현한 1.25Gb/s 전치증폭기의 칩 측정 결과 58dBohm의 트랜스 임피던스 이득, 0.5pF 기생 광다이오드 캐패시턴스에 대해 950MHz의 대역폭과 6.3pA/sqrt(Hz)의 평균 노이즈 전류 스펙트럼 밀도, 5V 단일 전원전압으로부터 85mW의 전력소모를 보였다. 또한, 0.18um CMOS 공정을 사용하여 설계한 10Gb/s 전치증폭기는 RGC 기법과 인덕티브 피킹기술을 동시에 사용함으로써, 59.4dBohm의 트랜스 임피던스 이득, 0.25pF 기생 캐패시턴스에 대해 8GHz의 대역폭, 20pA/sqrt(Hz)의 노이즈 전류 스펙트럼 밀도, 1.8V 단일전압에 대해 14mW의 전력소모를 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.947-950
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• 2003

본 논문에서는 고속 적외선 무선 데이터통신(IrDA) 에 사용되는 트랜스임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier)를 설계하였다. 트랜스임피던스 증폭기는 잡음을 최소화하기 위해 PMOS 차동 구조로 설계하였으며 입력과 출력의 피드백을 통해 주위의 빛에 의해 발생되는 photocurrent 에 의한 DC 옵셋을 제거하였다 또한 공통 게이트(CG)와 Regulated Cascode Circuit (RGC)을 추가하여 대역폭(Bandwidth)을 향상시켰다. 설계한 회로는 0.25 um CMOS 공정을 이용하였으며 트랜스임피던스 이득은 200 MHz의 대역폭에서 10 KΩ (80 dBΩ )이다. 전체 전력 소비는 18 mW이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.241-244
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• 2012

본 논문에서는 CMOS $0.35-{\mu}m$ 공정을 이용하여 Plastic Optical Fiber (POF) 응용분야에 적용할 수 있는 세 종류의 shunt-feedback 구조의 1-Gb/s 광 수신기를 설계하고 비교분석하였다. 기본적인 common-source transimpedance amplifier (CS-TIA), common-gate TIA (CG-TIA), 그리고 regulated-cascode TIA (RGC-TIA)를 최적화 설계하여 이득, 대역폭, 잡음특성 등을 비교분석 하였다. 시뮬레이션 테스트 결과 RGC-TIA가 CS-TIA, CG-TIA 보다 이득, 대역폭 측면에서 가장 좋은 성능을 보였으며, 잡음특성 측면에서는 CS-TIA가 가장 좋은 성능을 보였다. 각 광 수신기의 칩 사이즈는 bonding Pad를 포함하여 $0.35mm^2$이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.335-342
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• 2022

본 논문에서는 오디오 애플리케이션을 위한 단일 비트 3차 피드포워드 델타 시그마 변조기를 제안한다. 제안된 변조기는 저전압 및 저전력 애플리케이션을 위한 클래스-C 인버터를 기반으로 한다. 고정밀 요구 사항을 위해 레귤레이티드 캐스코드 구조의 클래스-C 인버터는 DC 이득을 증가시키고 저전압 서브쓰레스홀드 증폭기 역할을 한다. 제안된 클래스-C 인버터 기반 변조기는 180nm CMOS 공정으로 설계 및 시뮬레이션되었다. 성능 손실이 없으면서 낮은 공급 전압 호환성을 가지도록 제안된 클래스-C 인버터 기반 스위치드 커패시터 변조기는 높은 전력 효율을 달성하였다. 본 설계는 20kHz의 신호 대역폭 및 4MHz의 샘플링 주파수에서 동작시켜 93.9dB의 SNDR, 108dB의 SNR, 102dB의 SFDR 및 102dB의 DR를 달성하면서 0.8V 전원 전압에서 280μW의 전력 소비만 사용한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권10호
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• pp.1-9
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• 2006

본 논문에서는 0.18um CMOS 공정을 이용하여 두 종류의 10Gb/s급 광통신용 전치증폭기(TIA)를 설계, 비교하였다. 전압모드인 Inverter TIA(I-TIA)는 입력단에 inverter 구조를 사용하여 입력 유효 gm 값을 증가시킴으로써 입력저항 값을 줄이고 동시에 대역폭을 늘리는 효과를 얻었다. 0.25pF의 광다이오드 캐패시턴스에 대하여 $56dB{\Omega}$의 트랜스임피던스 이득과 14GHz의 대역폭을 얻었고, $10^{-12}$ BER과 9dB extinction ratio 및 0.4A/W responsivity를 예상할 경우 -16.5dBm의 광민감도를 얻었다. 그러나 기생 성분에 의한 대역폭의 감소 및 민감도가 크기 때문에 회로설계 시 패키지 및 회로내의 기생성분 효과에 대한 신중한 고려가 필요하다. 이와 달리, 전류모드인 RGC TIA는 입력단에 regulated cascode 설계기법을 사용하여 광다이오드와 TIA 사이에 생기는 큰 입력 기생 캐패시턴스를 전압모드보다 매우 효과적으로 차단하여 대역폭을 확장하였다. 또한 기생성분에 의한 대역폭 및 트랜스임피던스의 민감도가 현저히 줄어들어 대역폭의 변화가 없다. 0.25pF의 광다이오드 캐패시턴스에 대하여 $60dB{\Omega}$의 트랜스임피던스 이득과 10GHz의 대역폭을 얻었고, $10^{-12}$ BER과 9dB extinction ratio 및 0.5A/W responsivity를 예상할 경우 -15.7dBm의 광민감도를 얻는다. 그러나, I-TIA에 비하여 약 4.5배의 높은 전력소모를 보이는 단점이 있다.

• 전자공학회논문지C
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• 제34C권9호
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• pp.1-9
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• 1997

Novel class A CMOS second-generation current conveyors (CCII) using 0.6.mu.m n-well standard CMOS process for high-frequency current-mode signal processing were developed. The CCII consists of a regulated current-cell for the voltage input and a cascode current mirror for the current output. In this architecture, the two input stages are coupled by current mirrors to reduce the current input impedance. Measurements of the fabricated cCII show that the current input impedance is 308 .ohm. and the 3-dB cutoff frequency when used as a voltage amplifier extends beyond 10MHz. The linear dynamic ranges of voltage and current are from -0.5V to 1.5V and from -100.mu.A to +120.mu.A for supply voltage V$\_$DD/ = -V$\_$SS/=2.5V, respectively. The power dissipation is 2 mW and the active chip area is 0.2 * 0.2 [mm$\^$2/].

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.243-246
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• 1998

This paper presents a 6-bit self-calibrated D/A converter designed with current cell matrix structure. This structure is based on the current-cell matrix configuration using a regulated gate cascode current cell with 3-way switch. using from CMOS process and 5V power supply, the simulated conversion rate is 45.78MHz and the average mismatching properties among current sources are reduced to 0.02% and 0.005%, respectively when 1% and 0.5% errors of current sources are considered.