• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권4호
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• pp.276-281
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• 2010

A 2.5 V feed-forward second-order deltasigma modulator for audio application is presented. A 9-level quantizer with a tree-structured dynamic element matching (DEM) was employed to improve the linearity by shaping the distortion resulted from the capacitor mismatch of the feedback digital-toanalog converter (DAC). A chopper stabilization technique (CHS) is used to reduce the flicker noise in the first integrator. The prototype delta-sigma analogto-digital converter (ADC) implemented in a 65 nm 1P8M CMOS process occupies 0.747 $mm^2$ and achieves 109.1 dB dynamic range (DR), 85.4 dB signal-to-noise ratio (SNR) in a 24 kHz audio signal bandwidth, while consuming 14.75 mW from a 2.5 V supply.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.48-53
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• 1999

We demonstrate small-scale high-T$_c$ superconductor RSFQ(Rapid Single Flux Quantum) circuits using multilayer bicrystal technology. An RSFQ balanced comparator is demonstrated with good current resolution, and its operating conditions are discussed in some detail. A single-loop delta-sigma modulator is realized adding a feedback loop to the comparator. The effect of the feedback is confirmed by dc measurement and simulation. A design of an RSFQ toggle flip-flop with the same multilayer bicrystal technology is suggested.

• 전기학회논문지P
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• 제60권1호
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• pp.19-26
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• 2011

In this paper, we designed Interpolation FIR(Finite Impulse Response) filter and 1-bit SDM(Sigma- Delta Modulator) for small digital audio speaker, which has low power consumption and high output characteristics. In order to achieve high linearity and low distortion performance of the systems, we adopt Type I Chevychev FIR filter which has equiripple characteristics in the pass band and proposed high efficient FIR filter structure. SDM is the most efficient modulation technique among the noise shaping techniques. In this paper, we implemented SDM using CIFB(Cascade of Intergrators, Feed-Back) which is generally used in DAC of small digital audio speakers. The proposed SDM structure can achieve high SNR, high-efficiency characteristics and low power consumption in mobile devices. Also considering manufacture of SoC(System on Chip), we performed simulation with Matlab and Verilog HDL to obtain optimal number of operational bits and verified a good experimental results.

• 전기학회논문지P
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• 제59권4호
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• pp.401-404
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• 2010

In multibit Sigma-Delta Modulator, DWA(Data Weighted Averaging) among the DEM(Dynamic Element Matching) techniques was widely used to get rid of non-linearity that caused by mismatching of unit capacitor in feedback DAC path. this paper proposed the improved DWA architecture by adjusting clock timing of the existing DWA architecture. 2n Register block used for output was replaced with 2n S-R latch block. As a result of this, MOS Tr. can be reduced and extra clock can also be removed. Moreover, two n-bit Register block used to delay n-bit data code is decreased to one n-bit Register. In order to confirm characteristics, DWA for the 3-bit output with the proposed DWA architecture was designed on 0.18um process under 1.8V supply. Compared with the existing architecture. It was able to reduce the number of 222 MOS Tr.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.425-435
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• 2016

This paper describes a spread-spectrum clock generation method by utilizing a ${\Delta}{\Sigma}$ digital PLL (DPLL) which is solely based on binary phase detection and does not require a linear time-to-digital converter (TDC) or other linear digital-to-time converter (DTC) circuitry. A 1-bit high-order ${\Delta}{\Sigma}$ modulator and a hybrid finite-impulse response (FIR) filter are employed to mitigate the phase-folding problem caused by the nonlinearity of the bang-bang phase detector (BBPD). The ${\Delta}{\Sigma}$ DPLL employs a two-point modulation technique to further enhance linearity at the turning point of a triangular modulation profile. We also show that the two-point modulation is useful for the BBPLL to improve the spread-spectrum performance by suppressing the frequency deviation at the input of the BBPD, thus reducing the peak phase deviation. Based on the proposed architecture, a 3.2 GHz spread-spectrum clock generator (SSCG) is implemented in 65 nm CMOS. Experimental results show that the proposed SSCG achieves peak power reductions of 18.5 dB and 11 dB with 10 kHz and 100 kHz resolution bandwidths respectively, consuming 6.34 mW from a 1 V supply.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권1호
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• pp.109-116
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• 2014

This paper presents a high-efficiency digital class-D audio amplifier using a composite interpolation filter for portable audio devices. The proposed audio amplifier is composed of an interpolation filter, a delta-sigma modulator, and a class-D output stage. To reduce power consumption, the designed interpolation filter has an optimized composite structure that uses a direct-form symmetric and Lagrange FIR filters. Compared to the filters with homogeneous structures, the hardware cost and complexity are reduced by about half by the optimization. The coefficients of the digital delta-sigma modulator are also optimized for low power consumption. The class-D output stage has gate driver circuits to reduce shoot-through current. The implemented class-D audio amplifier exhibited a high efficiency of 87.8 % with an output power of 57 mW at a load impedance of $16{\Omega}$ and a power supply voltage of 1.8 V. An outstanding signal-to-noise ratio of 90 dB and a total harmonic distortion plus noise of 0.03 % are achieved for a single-tone input signal with a frequency of 1 kHz.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.331-337
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• 2017

본 논문에서는 20MHz 대역폭, 저잡음, 저전력의 3차 저역 통과 시그마-델타 모듈레이터를 개발한다. 본 시스템의 대역폭은 LTE 및 그 외 다른 광대역 무선통신 표준을 만족할 수 있다. Feed-forward 구조의 3차 저역 통과 필터를 통해 저전력 및 저복잡도를 실현한다. 개발된 시스템은 빠른 데이터 변환을 실현하기 위해 3bit-flash 타입의 양자화 회로를 사용하였다. Current-steering DAC의 경우 추가적인 회로 없이 높은 정확도와 낮은 전력 소모의 이유로 고안되었다. DAC의 입력 전압이 변할 경우 생기는 glitch들을 없애기 위해 cross-coupled 트랜시스터를 사용하여 glitch 상쇄(cancellation)를 실현하였다. 개발된 시스템은 32.65mW의 저전력 구현과 함께 65.9dB의 peak SNDR, 20MHz의 대역폭을 실현한다. 600mVp-p의 입력 two-tone 신호 입력 인가후의 IM3는 69dBc를 실현하였으며 TSMC의 0.18-um CMOS 공정을 이용하여 설계되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권1호
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• pp.9-15
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• 2015

S급 전력 증폭기 응용을 위한 CMOS 대역 통과 델타 시그마 변조기(BPDSM)와 캐스코드 E급 전력 증폭기를 설계 및 제작 하였다. 대역 통과 델타 시그마 변조기는 1 GHz의 샘플링 주파수로 250 MHz의 입력 신호를 펄스폭 변조 방식의 디지털 신호로 변조하며 양자화 잡음을 효과적으로 제거하였다. 대역 통과 델타 시그마 변조기는 25 dB의 SQNR을 가지며 1.2 V 전원 전압에서 24 mW의 전력을 소비한다. 캐스코드 E급 전력 3.3V 전원에서 동작하며 최대 18.1 dBm의 출력 전력을 가지며 25%의 드레인 효율을 보였다. 두 회로 모두 동부 0.11 um RF CMOS 공정으로 제작되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권7호
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• pp.68-73
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• 2009

본 논문에서는 CMOS 회로를 이용하여 디스플레이포트(DisplayPort)에 사용 가능한 스프레드 스펙트럼 클록 발생기(SSCG)를 제안하고 구현하였다. 스프레드 스펙트럼 클록 발생기를 1-1 MASH 시그마-델타 변조기(Sigma-delta modular)를 이용한 분수형 분주기를 사용하여 분주비를 변화시켜 확산시키는 구조를 사용하였다. MASH 1-1 시그마-델타 변조기를 사용하게 되면 회로구성이 용이해지고 면적일 줄일 수 있는 장점이 있다. 시그마 델타 변조기를 이용한 스프레드스펙트럼 생성기의 장점은 확산비율과 변조율을 시그마 델타 변조기의 입력 값을 변조하여 정확하게 조절할 수 있다는 것이다. 확산비율과 변조율은 디스플레이포트 표준 스펙에 만족되도록 설계하였고, 디스플레이포트 링크심볼클록인 270MHz/162MHz 듀얼 모드 클록에서도 만족하도록 설계하였다. 그리고 변조파형은 33KHz의 삼각파의 형태를 취하고 있고, 0.25%의 다운스프레드 스펙트럼 클록이 발생한다. 스프레드 스펙트럼 클록 발생기의 세부 설계블록들은 모두 풀커스텀 방식으로 설계하였다. 또한 0.18$\mu$m 1P-6M CMOS 공정을 사용하여 설계 및 제작되었으며, 레이아웃 된 전체 블록의 면적은 0.620mm $\times$ 0.780mm이었다. 칩 측정결과 디스플레이포트 동작기준을 잘 만족함을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.161-162
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• 2008

본 논문에서는 820.11n 규격에 적합한 Fractional-N 주파수 합성기를 설계하였다. 본 논문에서 설계한 주파수 합성기의 특징은 PFD(Phase Frequency Detector) 뒷단에 잔여 펄스를 제거하는 Pulse Remover를 연결하여 이중 궤환 Charge Pump의 안정도를 향상시켰으며, Charge Pump에서 동시에 발생하는 Up/Down 전류로 인한 Spike성 전류를 없앰으로서 스퓨리어스를 최소화 시켰다. Pulse Removed RFD를 사용함으로서 발생하는 PFD Deadzon문제는 2N+2분주와 2N-2분주기를 3차의 ${\Delta}{\Sigma}$ Modulator가 선택해줌으로 해결하였다. 삼성 0.18u 공정을 이용하여 설계 하였으며 각 블록은 Cadence spectre를 이용하여 검증하였다.