• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권6호
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• pp.531-538
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• 2005

고성능 VLSI 아날로그 정보처리시스템(AIPS)에서 고 이득 Op-Amp는 기본적 정보처리소자이다. 증폭기는 시스템 내 피드백루프에 사용시 안정도와 정확도를 얻기 위하여 고 이득이 요구된다. 1단의 증폭으로 이득이 충분하지 않을 경우 이득 부스팅 또는 추가적인 이득단이 필요하다. 본 논문에서 부 저항소자를 사용할 경우 이득이 개선되며 1단으로 고 이득을 손쉽게 얻을 수 있음을 보였다. 기존의 방법에 비교하여 본 연구에 제안된 방법은 전 출력 스윙, 적은 회로면적과 전력소비, 그리고 여러 구조의 증폭기에 적용가능 하다는 잇점을 지니고 있다. 부 저항소자는 Op-Amp에 사용될 경우 (+)와 (-) 차동출력 사이에 설치되어 증폭기 출력저항을 상쇄한다. 부 저항소자를 교차 연결된 CMOS 인버터의 형태로 구현할 경우 간단한 구조로서 40 dB 보다 더 큰 이득개선을 손쉽게 얻을 수 있음을 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.122-130
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• 2013

본 논문에서는 주로 고속 디지털 통신시스템 응용을 위해 고해상도, 저전력 및 소면적을 동시에 만족하는 45nm CMOS 공정으로 제작된 4단 파이프라인 구조의 12비트 100MS/s ADC를 제안한다. 입력단 SHA 회로에는 높은 입력 주파수를 가진 신호가 인가되어도 12비트 이상의 정확도로 샘플링할 수 있도록 게이트-부트스트래핑 회로가 사용된다. 입력단 SHA 및 MDAC 증폭기는 요구되는 DC 이득 및 높은 신호스윙을 얻기 위해 이득-부스팅 구조의 2단 증폭기를 사용하며, 넓은 대역폭과 안정적인 신호정착을 위해 캐스코드 및 Miller 주파수 보상기법을 선택적으로 적용하였다. 채널길이 변조현상 및 전원전압 변화에 의한 전류 부정합을 최소화하기 위하여 캐스코드 전류 반복기를 사용하며, 소자의 부정합을 최소화하기 위하여 전류 반복기와 증폭기의 단위 넓이를 통일하여 소자를 레이아웃 하였다. 또한, 제안하는 ADC에는 전원전압 및 온도 변화에 덜 민감한 저전력 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하는 동시에 외부에서도 인가할 수 있도록 하여 다양한 시스템에 응용이 가능하도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 45nm CMOS 공정으로 제작되었으며 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.88LSB, 1.46LSB의 값을 가지며, 동적성능은 100MS/s의 동작속도에서 각각 최대 61.0dB의 SNDR과 74.9dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 면적은 $0.43mm^2$ 이며 전력소모는 1.1V 전원전압 및 100MS/s 동작속도에서 29.8mW이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권3호
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• pp.46-55
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• 2016

본 논문에서는 IF 대역의 고속 신호처리 시스템 응용을 위해 높은 동적성능을 가지는 13비트 100MS/s ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 45nm CMOS 공정에서 동작 사양을 최적화하기 위해 4단 파이프라인 구조를 기반으로 하며, 광대역 고속 샘플링 입력단을 가진 SHA 회로는 샘플링 주파수를 상회하는 높은 주파수의 입력신호를 적절히 처리한다. 입력단 SHA 및 MDAC 증폭기는 요구되는 DC 이득 및 넓은 신호범위를 얻기 위해 이득-부스팅 회로 기반의 2단 증폭기 구조를 가지며, 바이어스 회로 및 증폭기에 사용되는 소자는 부정합을 최소화하기 위해 동일한 크기의 단위 소자를 반복적으로 사용하여 설계하였다. 한편, 온-칩 기준전류 및 전압회로에는 배치설계 상에서 별도의 아날로그 전원전압을 사용하여 고속 동작 시 인접 회로 블록에서 발생하는 잡음 및 간섭에 의한 성능저하를 줄였다. 또한, 미세공정상의 잠재적인 불완전성에 의한 성능저하를 완화하기 위해 다양한 아날로그 배치설계 기법을 적용하였으며, 전체 ADC 칩은 $0.70mm^2$의 면적을 차지한다. 시제품 ADC는 45nm CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.77LSB, 1.57LSB의 값을 가지며, 동적성능은 100MS/s 동작 속도에서 각각 최대 64.2dB의 SNDR과 78.4dB의 SFDR을 보여준다. 본 시제품 ADC는 $2.0V_{PP}$의 넓은 입력신호범위를 처리하는 동시에 IF 대역에서 높은 동적성능을 확보하기 위해 사용공정상의 최소 채널 길이가 아닌 긴 채널 기반의 소자를 사용하며, 2.5V의 아날로그 전압, 2.5V 및 1.1V 두 종류의 디지털 전원전압을 사용하는 조건에서 총 425.0mW의 전력을 소모한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.506-513
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• 2015

본 논문에서는 외부 커패시터가 없는 low-dropout (LDO) 레귤레이터를 설계하였으며, 대기 전류는 $4.5{\mu}A$ 이다. 제안하는 LDO 레귤레이터는 정밀한 로드 레귤레이션과 빠른 응답 속도를 만족하기 위해 두 개의 증폭기를 사용 하였고, 높은 이득을 갖는 증폭기와 빠른 속도 및 높은 슬루율을 가지는 증폭기로 구성 되어 있다. 이와 함께 패스 트랜지스터의 게이트에 존재하는 큰 기생 커패시터에 전류를 빠르게 충 방전시키기 위해, 전류 부스팅 회로를 추가하였다. 이를 통해 부하 전류 변화 시 응답 시간을 향상 시키게 된다. 설계된 회로는 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었다. 최대 200mA 의 부하 전류를 구동할 수 있으며, 출력 전압 변동은 260mV, 회복 시간은 $0.8{\mu}s$ 을 측정하였다.