• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권6호
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• pp.695-702
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• 2015

A 1-V 1.6-GS/s 5.58-ENOB flash ADC with a high-speed time-domain comparator is proposed. The proposed time-domain comparator, which consumes low power, improves the comparison capability in high-speed operations and results in the removal of preamplifiers from the first-stage of the flash ADC. The time interpolation with two factors, implemented using the proposed time-domain comparator array and SR latch array, reduces the area and power consumption. The proposed flash ADC has been implemented using a 65-nm 1-poly 8-metal CMOS process with a 1-V supply voltage. The measured DNL and INL are 0.28 and 0.41 LSB, respectively. The SNDR is measured to be 35.37 dB at the Nyquist frequency. The FoM and chip area of the flash ADC are 0.38 pJ/c-s and $620{\times}340{\mu}m^2$, respectively.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.417-422
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• 2021

본 논문에서는 시간영역 비교기를 응용한 ZQ 보정회로를 제안한다. 제안하는 비교기는 VCO기반으로 설계되었으며 전력소모를 감소시키기 위해 추가적인 클록 발생기를 사용하였다. 제안한 비교기를 사용하여 참조 전압과 PAD 전압을 낮은 1 LSB 전압 단위로 비교하여 추가적인 오프셋 보정과정을 생략할 수 있었다. 제안하는 시간영역 비교기 기반의 ZQ 보정회로는 1.05 V 및 0.5 V 공급전압의 65 nm CMOS공정으로 설계되었다. 제안한 클록 발생기를 통해 단일 시간영역 비교기 대비 37 %의 전력소모가 감소하였으며 제안하는 ZQ 보정 회로를 통해 최대 67.4 %의 mask margin을 증가시켰다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1250-1259
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• 2012

본 논문에서는 저전압 고해상도 축차근사형 아날로그-디지털 변환기를 위한 시간-도메인 비교기를 제안한다. 제안하는 시간-도메인 비교기는 클럭 피드-스루 보상회로를 포함한 전압제어지연 변환기, 시간 증폭기, 그리고 바이너리 위상 검출기로 구성된다. 제안하는 시간-도메인 비교기는 작은 입력 부하 캐패시턴스를 가지며, 클럭 피드-스루 노이즈를 보상한다. 시간-도메인 비교기의 특성을 분석하기 위해 다른 시간-도메인 비교기를 가지는 두 개의 1V 10-bit 200-kS/s 축차근사형 아날로그-디지털 변환기가 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정에서 구현된다. 11.1kHz의 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 56.27 dB이며, 제안된 시간-도메인 비교기의 클럭 피드-스루 보상회로와 시간 증폭기가 약 6 dB의 SNDR을 향상시킨다. 구현된 10-bit 200-kS/s 축차근사형 아날로그-디지털 변환기의 전력소모와 면적은 각각 10.39 ${\mu}W$와 0.126 mm2 이다.

• 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.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.414-422
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• 2013

본 논문은 분할-커패시터 기반의 차동 디지털-아날로그 변환기 (DAC: digital-to-analog converter)를 이용하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 (SAR: successive approximation register) 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)를 제안한다. 샘플링 주파수를 증가시키기 위해 SAR 로직과 비교기는 비동기로 동작을 한다. 또한 높은 해상도를 구현하기 위해 오프셋 보정기법이 적용된 시간-도메인 비교기를 사용한다. 제안하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 아날로그-디지털 변환기는 0.18-${\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되며 면적은 $140{\times}420{\mu}m^2$이다. 1.8 V의 공급전압에서 전력소모는 1.19 mW이다. 101 kHz 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 49.95 dB이며, DNL과 INL은 각각 +0.57/-0.67, +1.73/-1.58이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.625-640
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• 2023

본 논문에서는 IoT 응용에서 사용되는 인덕티브한 센서의 인덕턴스를 측정할 수 있는 회로를 제안하였다. RL 저역 통과 필터 회로, 비교기, 전류 제어 스위치, 커패시터의 특성을 이용하여 회로를 구성하였으며, RL 저역 통과 필터 회로의 출력 전압이 기준 전압보다 큰 duration time을 통해 1nH-1H 범위 내의 인덕턴스 값을 도출 할 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.395-404
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• 2016

A 6-bit 3.4 GS/s flash ADC in a 65 nm CMOS process is reported along with the proposed 4x time-domain interpolation technique which allows the reduction of the number of comparators from the conventional $2^N-1$ to $2^{N-2}$ in a N-bit flash ADC. The proposed scheme effectively achieves a 4x interpolation factor with simple SR-latches without extra clocking and calibration hardware overhead in the interpolated stage where only offset between the $2^{N-2}$ comparators needs to be calibrated. The offset in SR-latches is within ${\pm}0.5$ LSB in the reported ADC under a wide range of process, voltage supply, and temperature (PVT). The design considerations of the proposed technique are detailed in this paper. The prototype achieves 3.4 GS/s with 5.4-bit ENOB at Nyquist and consumes 12.6 mW power at 1 V supply, yielding a Walden FoM of 89 fJ/conversion-step.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1030-1037
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• 2009

현재 SAW 센서는 많은 발전을 해왔고 온도나 압력용 SAW 센서를 저전력, 고속 신호 처리로 하기 위해서는 TDS(Time Domain Sampling) 방식을 이용한 리더기 플랫폼이 필요하다. 이러한 리더기를 제작하기 위해서는 SAW 센서의 표준 응답신호와의 변화된 응답시간과의 짧은 시간차를 측정하기 위해 고속의 타이머가 필요하게 된다. 여기서 제안하는 플랫폼은 SAW 센서에 신호를 받아서 비교기로 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하여 그 전환된 신호를 타이머 모듈에서 읽어 들여 신호들의 시간차를 측정하여 표시하여 나노초(Nano Second) 단위의 시간을 측정하는 방법을 제안 하고자 한다.

• 센서학회지
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• 제27권2호
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• pp.93-98
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• 2018

In this paper, an energy-efficient 11.49-bit successive approximation register (SAR) capacitance-to-digital converter (CDC) for capacitive sensors with a figure of merit (FoM) of 31.6 pJ/conversion-step is presented. The CDC employs a SAR algorithm to obtain low power consumption and a simplified structure. The proposed circuit uses a capacitive sensing amplifier (CSA) and a dynamic latch comparator to achieve parasitic capacitance-insensitive operation. The CSA adopts a correlated double sampling (CDS) technique to reduce flicker (1/f) noise to achieve low-noise characteristics. The SAR algorithm is implemented in dual operating mode, using an 8-bit coarse programmable capacitor array in the capacitance-domain and an 8-bit R-2R digital-to-analog converter (DAC) in the charge-domain. The proposed CDC achieves a wide input capacitance range of 29.4 pF and a high resolution of 0.449 fF. The CDC is fabricated in a $0.18-{\mu}m$ 1P6M complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) process with an active area of 0.55 mm2. The total power consumption of the CDC is $86.4{\mu}W$ with a 1.8-V supply. The SAR CDC achieves a measured 11.49-bit resolution within a conversion time of 1.025 ms and an energy-efficiency FoM of 31.6 pJ/step.