• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권4호
• /
• pp.318-330
• /
• 2013

This paper presents a high-linearity low-noise small-size programmable gain amplifier (PGA) based on a new low-noise low-distortion differential amplifier and a proposed reconfiguration technique. The proposed differential amplifier combines an inverter-based differential pair with an adaptive biasing circuit to reduce noise and distortion. The reconfiguration technique saves the chip size by half by utilizing the same differential pair for the input transconductance and load-stage, interchangeably. Fabricated in $0.18-{\mu}m$ CMOS, the proposed PGA shows a dB-linear control range of 21dB in 16 steps from -11 dB to 10 dB with a gain error of less than ${\pm}0.33$ dB, an IIP3 of 7.4~14.5 dBm, a P1dB of -7~1.2 dBm, a noise figure of 13dB, and a 3-dB bandwidth of 270MHz at the maximum gain, respectively. The PGA occupies a chip area of $0.04mm^2$ and consumes only 1.3 mA from the 1.8 V supply.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제5권6호
• /
• pp.753-758
• /
• 2002

본 논문에서는 ADSL용 아날로그 Front- end의 수신단과 송신단에 활용하기 위한 저전압 특성의 3V CMOS 프로그램머블 증폭기(PGA)를 설계하였다. 설계된 수신단의 PGA는 1.1MHz로 연속시간 저역통과 필터와 연결하여 0db에서 30db까지 이득을 조정해주며, 송신단의 PGA는 138MHz의 저역필터와 연결하여 15db에서 0db까지의 이득을 조정할 수 있다. 모든 PGA의 이득은 디지털 로직과 메인 컨트롤러에 의해서 프로그램 될 수 있도록 설계하였다. 설계된 PGA는 $0.35\mu{m}$ COMS 파라미터를 이용하여 Hspice시뮬레이션으로 그 특성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
• /
• pp.349-351
• /
• 2013

본 논문에서는 강판 결함 검출 시스템의 아날로그 신호처리를 하기 위해 저전력 이득 조절 증폭기(PGA)를 설계하였다. 설계된 PGA는 홀 센서에서 나오는 신호를 검출 하려는 결함의 종류에 따라 그 이득을 6dB에서 60dB까지 7가지 단계로 조절 가능하다. PGA이득은 선형성 및 칩 크기를 고려하여 스위치의 온-저항과 수동소자 크기에 의해서 조절 되도록 설계하였다. 이득오차는 0.2dB 보다 작으며 소비전력은 0.47mW이다. 전원전압 1.8V에 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 PGA를 설계하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
• /
• pp.299-301
• /
• 2014

본 논문에서는 직류 오프셋 (DC-offset) 제거 기능을 가진 저 전력 자동 이득 조절 증폭기 (PGA, Programmable Gain Amplifier)를 제안한다. 이러한 회로는 직류 오프셋 문제점을 해결하기 위해 기존의 gm-boosting 증폭기를 변형한 디지털 이득 제어 방식으로 설계되어 있기 때문에 우수한 선형성을 가진다. 또한 특수 목적에 맞도록 그 이득을 6dB에서 60dB까지 7단계로 조절 가능하며, 밀러효과를 이용한 AC-coupling 방식으로 큰 값의 유동적인 커패시터와 저항을 구현하여 직류 오프셋을 제거한다. 제안한 PGA는 기존 회로에 비해 0.2dB 보다 작은 이득오차와 0.47mW의 낮은 소비전력 특성을 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
• /
• pp.354-356
• /
• 2013

본 논문에서는 CMOS 스위치를 이용한 디지털 이득 제어 구조를 가진 이득 조절 증폭기 (PGA, Programmable Gain Amplifier)를 제안한다. 기존의 아날로그 이득 제어 방식에서는 가변적인 트랜스 컨덕턴스를 활용하는 과정에서 바이어스 전류나 전압에 의해 이득이 변하게 되어 순간적으로 구성회로의 바이어스 포인트가 변하기 때문에 왜곡이 발생하게 되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 gm-boosting 증폭기를 변형한 디지털 이득 제어 방식으로 설계되어 있기 때문에 우수한 선형성을 가지며 특수 목적에 맞도록 그 이득을 6dB에서 60dB까지 7가지 단계로 조절 가능하다. 제안한 PGA는 기존 회로에 비해 0.2dB 보다 작은 이득오차와 0.47mW의 낮은 소비전력 특성을 보였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제5권4호
• /
• pp.276-281
• /
• 2005

This paper presents a low voltage operating IF QPSK receiver block which is consisted of programmable gain amplifier (PGA) and analog to digital converter. This PGA has 6 bit control and 250MHz bandwidth, $0{\sim}20\;dB$ gain range. Using the proposed PGA architecture (low distortion gain control switch block), we can process the continuous fully differential $0.2{\sim}2.5Vpp$ input/output range and 44MHz carrier with 2 MHz bandwidth signal at 1.8V supply voltage. Using the sub-sampling technique (input freq. is $44{\sim}46MHz$, sampling freq. is 25MHz), we can process the IF QPSK signal ($44{\sim}46MHz$) which is the output of the 6 bit PGA. We can get the SNDR 35dB, which is the result of PGA and ADC at full gain mode. We fabricated the PGA and ADC and the digital signal processing block of the IF QPSK with the 0.18um CMOS MIM process 1.8V Supply.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권8호
• /
• pp.38-48
• /
• 2014

본 논문은 Piezo Resistive Type(PRT) 압력 센서용 신호 처리 아날로그 전단부 IC 설계를 주제로 한다. 센서의 출력 전압을 개선을 하기 위해 센서의 전류를 보상하는 Gauge Factor Calibration 회로, 같은 센서와의 오차가 있더라도 적용이 가능하도록 설계한 Programmable Gain Amplifier (PGA), 클록 생성기에서 발생하는 EMI를 감소시키기 위한 확산 스펙트럼 클록 생성기, 압력 센서의 분해능을 향상시키기 위한 10Bit ADC와 14Bit DAC 그리고 기존 아날로그 방식으로 처리하던 방식과는 달리 디지털 신호처리 방식을 이용한 Calibration Microcontroller (CMC)를 설계하였다. $0.35{\mu}m$ CMOS Process를 이용하여 설계 하였으며, 설계된 IC의 공급 전압은 5V와 3.3V의 전원 분리를 통하여 아날로그 회로는 5V를 사용하고 디지털 회로는 LDO로부터 3.3V를 공급 받도록 구성하였다. Gauge Factor Calibration 회로는 3.75uA부터 120uA까지 보상이 가능하며 PGA는 30dB부터 45dB까지 제어가 가능하고 확산 스펙트럼 클록 생성기는 2.13dB에서 -5.94dB로의 EMI를 감소시킬 수 있다. 공급전압에 대한 ASIC 보호 회로는 800mV부터 6.4V를 제외한 나머지 전압은 차단이 가능하고 14Bit DAC는 0.305mV의 해상도를 가지고 있다. 총 전류 5.32mA를 소모하고 있으며, Die 크기는 $1.94mm{\times}1.94mm$의 면적을 갖는다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
• /
• pp.769-772
• /
• 2005

This paper describes a low-voltage and low-power channel selection analog front end with continuous-time low pass filters and highly linear programmable-gain amplifier(PGA). The filters were realized as balanced Gm-C biquadratic filters to achieve a low current consumption. High linearity and a constant wide bandwidth are achieved by using a new transconductance(Gm) cell. The PGA has a voltage gain varying from 0 to 65dB, while maintaining a constant bandwidth. A filter tuning circuit that requires an accurate time base but no external components is presented. With a 1-Vrms differential input and output, the filter achieves -85dB THD and a 78dB signal-to-noise ratio. Both the filter and PGA were implemented in a 0.18um 1P6M n-well CMOS process. They consume 3.2mW from a 1.8V power supply and occupy an area of $0.19mm^2$.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
• /
• pp.358-361
• /
• 2011

본 논문에서는 ADSL용 아날로그 Front-end의 수신단과 송신단에 활용하기 위한 저전압 특성의 3V CMOS 프로그램머블 증폭기(PGA)를 설계하였다. 설계된 수신단의 PGA는 1.1MHz로 연속시간 저역통과 필터와 연결하여 0dB에서 30dB까지 이득을 조정해주며, 송신단의 PGA는 138kHz의 저역필터와 연결하여 -15dB에서 0dB까지의 이득을 조정할 수 있다. 모든 PGA의 이득은 디지털 로직과 메인 컨트롤러에 의해서 프로그램될 수 있도록 설계하였다. 설계된 PGA는 $0.35{\mu}m$ CMOS 파라미터를 이용하여 Hspice 시뮬레이션으로 그 특성을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권9호
• /
• pp.13-21
• /
• 2011

본 논문에서는 MEMS 용량형 각속도 센서용 프로그래머블 CMOS 인터페이스 회로를 제작하고, 이를 MEMS 센싱 엘리먼트와 결합하여 평가하였다. 본 회로는 10 bit 프로그래머블 캐패시터 어레이 를 이용한 전하 증폭기, 오프셋 미세 조정을 위한 9 비트 DAC, 출력 민감도의 미세 조정을 위한 10 비트 PGA를 내장하여, 오프셋 및 민감도 오차를 정밀 조정할 수 있다. 제작 결과 자동 이득 제어 회로를 포함한 자가 발진 루프의 정상 동작을 확인하였다. 오프셋 오차와 민감도 오차는 각각 0.36%FSO 와 0.19%FSO 로 측정되었으며, 잡음 등가 해상도와 바이어스 불안정도는 각각 0.016 deg/sec 와 0.012 deg/sec 으로 평가되었다. 본 회로의 조정 기능을 이용하여 MEMS 용량형 각속도 센서의 기생 용량으로 인하여 발생되는 출력 오프셋 및 출력 민감도의 산포를 감소시킬 수 있으며, 이는 센서의 양산성 및 수율 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.