Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

High-Accuracy Current Mirror Using Adaptive Feedback and its Application to Voltage-to-Current Converter

적응성 귀환을 이용한 고정도 전류 미러와 이를 이용한 전압-전류 변환기

  • Cha, Hyeong-U (Dept.of Information Communication Engineering, Cheongju University) ;
  • Kim, Hak-Yun (Dept.of Information Communication Engineering, Cheongju University)
  • 차형우 (청주대학교 정보통신공학부) ;
  • 김학윤 (청주대학교 정보통신공학부)
  • Published : 2002.04.01
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Abstract

A new current mirror for high-accuracy current-mode signal processing and integrated circuit design was proposed. The current mirror adopts the technique of an adaptive feedback to reduce the input impedance and the output stage of regulated cascode current mirror to increase the output impedance. Simulation results show that the current mirror has input impedance of 0.9Ω, the output impedance of 415 MΩ, and current gain of 0.96 at the supply voltage Vcc=5V. The power dissipation is 1.5㎽. In order to certify the applicability of the proposed current mirror, a voltage-to-current converter using the current mirror is designed. Simulation results show that the converter has good agreement with theoretical equation and has three times better conversion characteristics when compared with voltage-to-current converter using Wilson current mirror.

고정도 전류-모드 신호 처리와 집적 회로 설계를 위한 새로운 전류 미러를 제안하였다. 제안한 전류 미러는 입력 임피던스를 줄이기 위해 적응성 귀환 기법을 사용하였고, 출력 임피던스를 높이기 위해 조절된 캐스코드 전류 미러의 출력단을 이용하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 전류 미러는 Vcc=5V의 공급기 전압에서 0.9Ω의 입력 임피던스, 415 MΩ의 출력 임피던스, 그리고 0.96의 전류 이득을 가진다. 소비 전력은 1.5㎽이다. 제안한 전류 미러의 응용성을 확인하기 위해 이를 이용한 전압-전류 변환기를 설계하였다. 시뮬레이션 결과, 이 변환기는 이론식과 일치된 결과를 얻었고 월슨 전류 미러를 이용한 전압 전류 변환기보다 3배 이상의 우수한 변환 특성을 가졌다.

Keywords

References

  1. P. M. Brown, Guid to Analog ASIC's, New York:Academic
  2. A. S. Sedra and K. C. Smith, Microelectronic circuits, New York Oxford
  3. C. Toumazou, F.J. Lidegey, D.G. Haigh, Analogue IC design:the current mode approach, ch. 13, London, U.K.:Peregrinus, 1990
  4. R.L. Geiger, P.E. Allen, N.R. Strader, VLSI design techniques for analog and digital circuits, ch. 5, McGraw-Hill, 1990
  5. D.G. Nairn, C.A.T. Salama, 'Current-mode Algorithmic Analog-to-Digital Converters', IEEE J. solid-state circuits, Vol. 25, No. 4, pp. 997-1003, Aug, 1990 https://doi.org/10.1109/4.58292
  6. A. Zeki, H. Kuntman, 'Accurate and high output impedance current mirror suitable for CMOS current output stage', IEE Electronics Lett., Vol. 33, No. 12, pp. 1042-1043, 1997 https://doi.org/10.1049/el:19970743
  7. H.C. Yang, D.J. Allstot, 'An Active-Feedback Cascode Current Source', IEEE Trans. on Circuits and Systems, Vol. 37, No. 5, pp. 644-646, 1990 https://doi.org/10.1109/31.55008
  8. E. Sackinger, W. Guggenbuhl, 'A high-swing, high impedance MOS cascode circuits', IEEE J. solid-state circuits, Vol. 25, No. 1, pp. 289-298, 1990 https://doi.org/10.1109/4.50316
  9. G. Palmisano, G. Palumbo, S. Pennisi, 'High linearity CMOS output stage', IEE Electronics Lett., Vol. 31, No. 10, pp. 789-790, 1995 https://doi.org/10.1049/el:19950564
  10. D. G. Nairn, C.A.T. Salama, 'Algorithmic analogue/digital converter based on current mirrors', IEE Electronics Lett., Vol. 8, pp. 471-472, 1988
  11. D. G. Nairn, C.A.T. Salama, 'High-resoultion current-mode A/D convertors using active current mirrors', IEE Electronics Lett., Vol. 24, No. 21, pp. 1331-1332, 1988 https://doi.org/10.1049/el:19880905
  12. 차형우, 이장혁, 박회종, 이주찬, 정원섭, '고성능 전류 미러에 관한 연구', 대한전자공학회추계종합학술대회논문지, 23권 2호, pp. 145-148, 2000년 11월
  13. A. B. Grebene, Bipolar and MOS analog integrated circuit design, John Wiley & Sons, chap.7.9, 1984
  14. R. L. Geiger, P. E. Allen, and N. R. Strader, VLSI design techniques for analog and digital circuits, McGraw-Hill, chap3.3.1, 1990