• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.31-39
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• 2011

본 논문에서는 Carbon Nanotube(CNT) 센서 어레이를 위한 저 전력, 소 면적의 신호 검출 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 신호 검출회로, 디지털 제어기, UART I/O로 구성된다. 신호 검출회로는 VGA를 공유하는 64개의 transimpedance amplifier(TIA)와 11비트 해상도의 successive approximation register-ADC(SAR-ADC)를 사용하였다. TIA는 센서의 전압 바이어스 및 전류를 증폭하기 위한 active input current mirror(AICM)와 증폭된 전류를 전압으로 변환하는 저항 피드백 방식의 VGA(Variable Gain Amplifier)로 구성되어있다. 이러한 구조는 큰 면적과 많은 전력을 필요로 하는 VGA를 공유하기 때문에 다수의 센서 어레이에 대해 검출 속도의 저하 없이 저 전력, 소 면적으로 신호 검출이 가능하게 한다. SAR-ADC는 저 전력을 위하여 입력 전압 level에 따라 하위 bit의 동작을 생략하는 수정된 알고리즘을 사용하였다. ADC 및 센서의 선택은 UART Protocol 기반의 디지털 제어기에 의해 선택되며, ADC의 data는 UART I/O를 통해 컴퓨터와 같은 단말기를 통해 모니터링 할 수 있다. 신호 검출회로는 0.13${\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 면적은 0.173 $mm^2$이며 640 sample/s의 속도에서 77.06${\mu}W$의 전력을 소모한다. 측정 결과 10nA - 10${\mu}A$의 전류 범위에서 5.3%의 선형성 오차를 가진다. 또한 UART I/O, 디지털 제어기는 0.18${\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작하였으며 총면적은 0.251 $mm^2$ 이다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권2호
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• pp.875-880
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• 2018

This paper proposes a novel combined compensation structure in the infrared receiver chip. For the infrared communication chip, the current-voltage (I-V) convert circuit is crucial and important. The circuit is composed by the transimpedance amplifier (TIA) and the combined compensation structures. The TIA converts the incited photons into photocurrent. In order to amplify the photocurrent and avoid the saturation, the TIA uses the combined compensation circuit. This novel compensation structure has the low frequency compensation and high frequency compensation circuit. The low frequency compensation circuit rejects the low frequency photocurrent in the ambient light preventing the saturation. The high frequency compensation circuit raises the high frequency input impedance preserving the sensitivity to the signal of interest. This circuit was implemented in a $0.6{\mu}m$ BiCMOS process. Simulation of the proposed circuit is carried out in the Cadence software, with the 3V power supply, it achieves a low frequency photocurrent rejection and the gain keeps 109dB ranging from 10nA to $300{\mu}A$. The test result fits the simulation and all the results exploit the validity of the circuit.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권8호
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• pp.13-22
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• 2010

Independent-Gate-Mode Double-Gate(IGM-DG) MOSFET은 기존의 bulk-MOSFET에 비해 향상된 채널 제어능력을 가지며, front-게이트와 back-게이트를 서로 다른 전압으로 구동가능하다는 이점을 가진다. 따라서, 이를 이용한 회로설계는 4-terminal의 자유도를 이용함으로써 회로성능의 향상 뿐 아니라 집적도 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 IGM-DG MOSFET의 장점을 이용하여 TIA, feedforward LA, 및 OB로 구성된 15Gb/s 광수신기를 설계하고, HSPICE 시뮬레이션을 통한 회로성능 검증 및 외부환경과 소자의 특성변화에 따른 안정성을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권3호
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• pp.15-20
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• 2012

본 논문에서는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 초고속 디지털 인터페이스 응용을 위한 5-Gb/s 광 수신기를 구현하였다. 전치증폭기인 TIA 내에는 낮은 전원전압에서도 동작이 가능한 개선된 RGC 입력구조를 사용하였고, 리미팅 증폭기 내에서는 interleaving 능동피드백 기법 및 소스 디제너레이션 기법을 활용하였다. 이로써, 제안한 광 수신기의 칩 측정결과, $72dB{\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 4.7GHz 대역폭, 및 400mVpp 차동 출력전압 스윙레벨을 얻었다. 또한, 단일 1.2V 전원전압에서 66mW의 낮은 전력을 소모하며, 칩 면적은 $1.6{\times}0.8mm^2$ 이다.

• 한국광학회지
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• 제19권5호
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• pp.343-348
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• 2008

본 논문은E-PON용 버스트모드 광 수신소자를 개발하여 FTTH의 상용화에 기여하고자 연구되었다. 수신소자는 1.25 Gb/s 데이터 전송속도에서 E-PON의 10, 20 Km OLT Rx규격에 만족할 수 있도록 수신감도를 향상 시키기 위해 정전용량을 최소화하여 제작하였다. 수신감도는 비트 오류율이 $10^{-12}$이고 PRBS가 $2^5-1$일 때 -26 dBm, loud/soft ratio는 23 dB으로 측정되었다. Preamble time과 guard time은 각각 102.4 ns(128 bit)로 설정하였다. 일반적으로 광 수신소자에 주로 사용되는 정전용량이 0.53 pF인 포토다이오드와 정전용량이 최소화된 0.26 pF인 포토다이오드를 비교한 결과 정전용량이 0.26 pF인 포토다이오드로 제작된 버스트모드 광 수신소자 가 수신감도는 0.7 dBm, 대역폭은 190 MHz 더 향상되었다.