• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1532-1537
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• 2024

Time-of-flight (TOF) PET detectors with fast-rise-time scintillators and fast-single photon time resolution silicon photomultiplier (SiPM) have been developed to improve the coincidence timing resolution (CTR) to sub-100 ps. The CTR can be further improved with an optimal bandwidth and minimized electronic noise in the readout circuit and this helps reduce the distortion of the fast signals generated from the TOF-PET detector. The purpose of this study was to develop an ultra-high frequency and fully-differential (UF-FD) readout circuit that minimizes distortion in the fast signals produced using TOF-PET detectors, and suppresses the impact of the electronic noise generated from the detector and front-end readout circuits. The proposed UF-FD readout circuit is composed of two differential amplifiers (time) and a current feedback operational amplifier (energy). The ultra-high frequency differential (7 GHz) amplifiers can reduce the common ground noise in the fully-differential mode and minimize the distortion in the fast signal. The CTR and energy resolution were measured to evaluate the performance of the UF-FD readout circuit. These results were compared with those obtained from a high-frequency and single ended readout circuit. The experiment results indicated that the UF-FD readout circuit proposed in this study could substantially improve the best achievable CTR of TOF-PET detectors.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.403-409
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• 2013

본 논문에서는 Marchand 발룬, 트랜스포머와 주입 잠금 버퍼를 이용한 CMOS 2단 차동전력증폭기를 보여준다. 본 전력증폭기는 70 GHz 주파수 대역을 목표로 설계하였고, 65 nm 공정을 이용하여 제작하였다. 측정 결과, 71.3 GHz에서 8.5 dB의 최대 전압 이득과 7.3 GHz의 3 dB 대역폭을 얻었다. 측정된 최대 출력 전력은 8.2 dBm, 입력 $P_{1dB}$는 -2.8 dBm, 출력 $P_{1dB}$는 4.6 dBm이며, 최대 전력 부가 효율은 4.9 %이다. 본 전력증폭기는 1.2 V의 전원으로부터 102 mW의 DC 전력을 소모한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.777-784
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• 2023

감지 증폭기는 메모리 설계에 필수적인 주변 회로로서, 작은 차동 입력 신호를 감지하여 디지털 신호로 증폭하기 위해 사용된다. 본 논문에서는 인 메모리 컴퓨팅 회로에서 활용 가능한 고속 감지 증폭기를 제안하였다. 제안하는 회로는 추가적인 방전 경로를 제공하는 트랜지스터 Mtail을 통해 감지 지연 시간을 감소시키고, m-GDI(:modified Gate Diffusion Input)를 적용하여 감지 증폭기의 회로 성능을 개선하였다. 기존 구조와 비교했을 때 감지 지연 시간은 16.82% 감소하였으며, PDP(: Power Delay Product)는 17.23%, EDP(: Energy Delay Product)은 31.1%가 감소하는 결과를 보였다. 제안하는 회로는 TSMC의 65nm CMOS 공정을 사용하여 구현하였으며 SPECTRE 시뮬레이션을 통해 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.423-424
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• 2011

본 논문은 IEEE 802.15.4g SUN (Smart utility network)을 지원하는 920 MHz 대역 RF 송수신단 통합회로 구조를 제안한다. 제안하는 통합회로는 920 MHz에서 동작하고 구동증폭기, RF 스위치, 그리고 저잡음 증폭기로 구성되어 있다. 송신모드에서는 구동 증폭기가 동작하는데 싱글 구조로 설계되어 트랜스퍼머에 의한 출력 신호 손실을 제거 하였고 또한 RF 스위치의 위치를 수신단에 적용하여 출력 신호 손실을 제거 하였다. 수신모드에서는 RF 스위치와 저잡음 증폭기가 동작되는데 싱글 입력 신호에 대해 차동 출력 신호를 제공할 수 있다. 구동증폭기의 부하와 저잡음 증폭기의 입력 정합회로는 한 개의 LC 공진회로를 공유하여 칩 면적을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 통합회로는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 1.8 V 공급 전압에서 구동증폭기는 3.6 mA, 저잡음 증폭기는 3.1 mA의 전류를 소모한다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2014

A differential-cascode CMOS power amplifier (PA) with a supply modulator for envelope tracking (ET) has been implemented by 0.18 ${\mu}m$ RF CMOS technology. The loss at the output is minimized by implementing the output transformer on a FR-4 printed circuit board (PCB). The CMOS PA utilizes the $2^{nd}$ harmonic short at the input to enhance the linearity. The measurement was done by the 10MHz bandwidth 16QAM 6.88 dB peak-to-average power ratio long-term evolution (LTE) signal at 1.85 GHz. The ET operation of the CMOS PA with the supply modulator enhances the power-added efficiency (PAE) by 2.5, to 10% over the stand-alone CMOS PA for the LTE signal. The ET PA achieves a PAE of 36.5% and an $ACLR_{E-UTRA}$ of -32.7 dBc at an average output power of 27 dBm.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.219-225
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• 2012

디지털 보청기용 저전력, 저잡음 전치증폭기를 설계하였다. 본 전치증폭기는 일렛트렛 마이크로부터 싱글엔드 형태로 입력 받은 신호를 증폭한 후, 차동신호의 형태로 ADC에 전달한다. 또, 3.6, 7.2, 14.4, 28.8의 가변이득을 가지며 100Hz~10kHz의 주파수 대역에서 동작한다. 설계된 증폭기는 130nm CMOS 공정으로 제작되었으며, 1.2V 전원을 사용하여 측정한 결과 85dB의 SNR, 0.05%의 고조파 왜곡 및 $200{\mu}W$의 파워소모를 얻었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권4호
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• pp.443-450
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• 2014

This paper presents a 20-Gb/s optical receiver circuit fabricated with standard 65-nm CMOS technology. Our receiver circuits are designed with consideration for parasitic inductance and capacitance due to bonding wires connecting the photodetector and the circuit realized separately. Such parasitic inductance and capacitance usually disturb the high-speed performance but, with careful circuit design, we achieve optimized wide and flat response. The receiver circuit is composed of a transimpedance amplifier (TIA) with a DC-balancing buffer, a post amplifier (PA), and an output buffer. The TIA is designed in the shunt-feedback configuration with inductive peaking. The PA is composed of a 6-stage differential amplifier having interleaved active feedback. The receiver circuit is mounted on a FR4 PCB and wire-bonded to an equivalent circuit that emulates a photodetector. The measured transimpedance gain and 3-dB bandwidth of our optical receiver circuit is 84 $dB{\Omega}$ and 12 GHz, respectively. 20-Gb/s $2^{31}-1$ electrical pseudo-random bit sequence data are successfully received with the bit-error rate less than $10^{-12}$. The receiver circuit has chip area of $0.5mm{\times}0.44mm$ and it consumes excluding the output buffer 84 mW with 1.2-V supply voltage.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.3124-3126
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• 2000

The application of IR(Infrared) communication is very wide and IR receiver has become a standard of home entertainment. A preamplifier with single 5V supply was designed for IR receiver IC. To operate at long distance, receiver IC should have high gain and low noise characteristic. To provide constant output signal magnitude, independent of transciever distance, gain limiting stage is needed. And to cut-off DC noise component effectively, large resistance and capacitance are required. Transimpedance type preamplifier, and diode limiting amplifier, and current limiting amplifier were designed. It is another function of current limiting amplifier that transforms single input signal to differential output signal. Using AMS BiCMOS model, both BJT version and MOS version was designed. Total power consumption is O.lmW, and IC size is $0.3mm^2$

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.83-91
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• 1990

전압제어 발진기(VCO:coltage controlled oscillator)는 FM 신호 변조, 주파수 안정기와 디지탈 클럭 재생과 같은 부분의 적용에 필수적인 기본회로이다. 본 논문에서는 BiCMOS 회로를 이용한 차동 증폭기를 사용하여 OTA(operational transconductance amplifier)회로와 OP amp를 설계하고 이를 토대로 하여 VCO 회로를 설계하였다. 그리고 이 VCO는 OTA와 전압 제어 적분기, 그리고 슈미트 트리거 회로로 구성이 되어 있다. 종래에는 CMOS를 사용하여 VCO를 설계하였지만 여기서는 구동능력이 좋은 BiCMOS를 사용하여 VCO를 설계하였다. 이 회로를 SPICE로 시뮬레이션 한 결과 출력 주파수는 105KHz에서 141KHz이며 변화 감도는 15KHz였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권1호
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• pp.85-93
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• 2007

본 논문에서는 다수의 병렬 입.출력 환경을 위한 높은 노이즈 마진을 갖고 있는 LVDS I/O 회로를 소개한다. 제안된 LVDS I/O회로는 송신단과 수신단으로 구성되어 있으며 송신단 회로는 차동위상 분할기와 공통모드 피드백(common mode feedback)을 가지고 있는 출력단으로 이루어져 있다. 차동위상 분할기는 SSO(simultaneous switching output) 노이즈에 의해 공급전압이 변하더라도 안정된 듀티 싸이클(duty cycle)과 $180^{\circ}$의 위상차를 가진 두 개의 신호를 생성한다. 공통모드 피로백을 가지고 있는 출력단 회로는 공급전압의 변화에 상관없이 일정한 출력전류를 생성하고 공통모드 전압(common mode voltage)을 ${\pm}$0.1V 이내로 유지한다. LVDS 수신단 회로는 VCDA(very wide common mode input range differential amplifier)구조를 사용하여 넓은 공통 입력전압 범위를 확보하고 SSO 노이즈에 의한 공급 전압의 변화에도 안정된 듀티 싸이클(50% ${\pm}$ 3%)을 유지하여 정확한 데이터 복원이 가능하다. 본 논문에서 제안한 LVDS I/O 회로는 0.18um TSMC 라이브러리를 기본으로 하여 설계 되었으며 H-SPICE를 이용하여 시뮬레이션 하였다.