Abstract
This paper presents power supply-insensitive Gbps low power LVDS I/O circuits. The proposed LVDS I/O has been designed and simulated using 1.8V, $0.18\;{\mu}m$ TSMC CMOS Process. The LVDS I/O includes transmitter and receiver parts. The transmitter circuits consist of a differential phase splitter and an output stage with the switched capacitor common mode feedback(SC-CMFB). The differential phase splitter generates a pair of differential signals which provides a balanced duty $cycle(50{\pm}2%)$ and phase difference$(180{\pm}0.2^{\circ})$ over a wide supply voltage range. Also, $V_{OD}$ voltage is 250 mV which is the smallest value of the permissible $V_{OD}$ range for low power operation. The output buffer maintains the required $V_{CM}$ within the permissible range$(1.2{\pm}0.1V)$ due to the SC-CMFB. The receiver covers a wide input DC offset $range(0.2{\sim}2.6\;V)$ with 38 mV hysteresis and Produces a rail-to-rail output over a wide supply voltage range. Beside, the designed receiver has 38.9 dB gain at 1 GHz, which is higher than conventional receivers.
본 논문에서는 공급전압 변화에 둔감한 Gbps급 저전력 LVDS I/O회로를 설계하였다. 제안된 LVDS I/O는 1.8 V, $0.18\;{\mu}m$ TSMC 공정을 이용하여 설계, 시뮬레이션 및 검증하였다. 설계된 LVDS I/O회로는 송신단과 수신단을 포함한다. 제안하는 송신단은 phase splitter와 SC-CMFB를 이용한 출력버퍼로 구성된다. phase splitter의 출력은 공급 전압이 변화하여도 $50{\pm}2%$의 duty cycle을 가지며 $180{\pm}0.2^{\circ}$의 위상차를 가진다. 출력 버퍼는 SC-CMFB를 이용하여 허용 가능한 $V_{CM}$ 전압 값인 $1.2{\pm}0.1V$을 유지하도록 설계하였다. $V_{OD}$전압 또한 허용범위에서 최소값인 250 mV를 갖도록 설계하여 저전력 동작이 가능하도록 구성하였다 수신단은 38 mV의 히스테리시스 전압값을 가지면서 DC옵셋 전압값이 $0.2{\pm}2.6 V$로 넓은 공통 모드전압 범위가 가능하도록 설계하였고 공급전압 변화에도 rail-to-rail로 복원할 수 있는 기능을 가지고 있다. 또한, 수신단은 1 GHz에서 38.9 dB의 높은 전압 이득을 갖도록 설계하였다.
