• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.17-26
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• 2016

본 논문에서는 무선 통신 시스템 및 휴대용 비디오 처리 시스템과 같은 다양한 시스템 반도체 응용을 위한 12비트 60MS/s 0.18um CMOS Flash-SAR ADC를 제안한다. 제안하는 Flash-SAR ADC는 고속으로 동작하는 flash ADC의 장점을 이용하여 우선 상위 4비트를 결정한 후, 적은 전력 소모를 갖는 SAR ADC의 장점을 이용하여 하위 9비트를 결정함으로써 해상도가 증가함에 따라 동작 속도가 제한이 되는 전형적인 SAR ADC의 문제를 줄였다. 제안하는 ADC는 전형적인 Flash-SAR ADC에서 고속 동작 시 제한이 되는 입력 단 트랙-앤-홀드 회로를 사용하지 않는 대신 SAR ADC의 C-R DAC를 단일 샘플링-네트워크로 사용하여 입력 샘플링 부정합 문제를 제거하였다. 한편, flash ADC에는 인터폴레이션 기법을 적용하여 사용되는 프리앰프의 수를 절반 수준으로 줄이는 동시에 SAR 동작 시 flash ADC에서 불필요하게 소모되는 전력을 최소화하기 위해 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하였다. 또한 고속 동작을 위해 SAR 논리회로는 TSPC 기반의 D 플립플롭으로 구성하여 범용 D 플립플롭 대비 논리회로 게이트 지연시간을 55% 감소시킴과 동시에 사용되는 트랜지스터의 수를 절반 수준으로 줄였다. 시제품 ADC는 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 12비트 해상도에서 각각 최대 1.33LSB, 1.90LSB이며, 60MS/s 동작 속도에서 동적성능은 최대 58.27dB의 SNDR 및 69.29dB의 SFDR 성능을 보인다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.54mm^2$이며, 1.8V 전원전압에서 5.4mW의 전력을 소모한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권3호
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• pp.83-92
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• 2004

본 논문에서는 새로운 interpolation-2 방식의 비교기 구조를 제안하여 칩 면적과 전력 소모를 줄이며 오류정정 회로를 내장하는 6-비트 70㎒ ADC를 설계하였다. Interpolation 비교기를 적용하지 않은 flash ADC의 경우 2n개의 저항과 2n -1개의 비교기가 사용되며 이는 저항의 수와 비교기의 수에 비례하여 많은 전력과 큰 면적을 필요로 하고 있다. 또한, interpolation-4 비교기를 적용한 flash ADC는 면적은 작으나 단조도, SNR, INL, DNL 특성이 떨어진다는 단점이 있었다. 본 논문에서 설계한 interpolation-2 방식의 ADC는 저항, 비교기, 앰프, 래치, 오류정정 회로, 온도계코드 디텍터와 인코더로 구성되며, 32개의 저항과 31개의 비교기를 사용하였다. 제안된 회로는 0.18㎛ CMOS 공정으로 제작되어 3.3V에서 40mW의 전력소모로 interpolation 비교기를 적용하지 않은 flash ADC에 비해 50% 개선되었으며, 칩 면적도 20% 감소되었다. 또한 노이즈에 강한 오류정정 회로가 사용되어 interpolation-4 비교기를 적용한 flash ADC 에 비해 SNR이 75% 개선된 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권3호
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• pp.8-8
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• 2004

본 논문에서는 새로운 interpolation-2 방식의 비교기 구조를 제안하여 칩 면적과 전력 소모를 줄이며 오류정정 회로를 내장하는 6-비트 70㎒ ADC를 설계하였다. Interpolation 비교기를 적용하지 않은 flash ADC의 경우 2n개의 저항과 2n -1개의 비교기가 사용되며 이는 저항의 수와 비교기의 수에 비례하여 많은 전력과 큰 면적을 필요로 하고 있다. 또한, interpolation-4 비교기를 적용한 flash ADC는 면적은 작으나 단조도, SNR, INL, DNL 특성이 떨어진다는 단점이 있었다. 본 논문에서 설계한 interpolation-2 방식의 ADC는 저항, 비교기, 앰프, 래치, 오류정정 회로, 온도계코드 디텍터와 인코더로 구성되며, 32개의 저항과 31개의 비교기를 사용하였다. 제안된 회로는 0.18㎛ CMOS 공정으로 제작되어 3.3V에서 40mW의 전력소모로 interpolation 비교기를 적용하지 않은 flash ADC에 비해 50% 개선되었으며, 칩 면적도 20% 감소되었다. 또한 노이즈에 강한 오류정정 회로가 사용되어 interpolation-4 비교기를 적용한 flash ADC 에 비해 SNR이 75% 개선된 결과를 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.436-439
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• 2011

본 논문은 클록 보정회로를 가진 1V 2.56-GS/s 6-bit flash analog-to-digital converter (ADC) 제안한다. 제안하는 ADC 구조에서 아날로그 블록은 단일 T/H와 2단의 프리앰프, 그리고 비교기를 사용된다. 2단의 프리앰프와 비교기의 출력에 옵셋의 크기를 줄이기 위하여 저항 평균화 기법을 적용하였다. 디지털 블록은 quasi-gray rom base 구조를 사용한다. 3입력 voting 회로로 flash ADC에서 발생하기 쉬운 bubble error를 제거하였으며, 고속 동작을 위해 단일 클록을 사용하는 TSPC F/F로 구현한다. 제안하는 flash ADC는 클록 듀티 비를 조절할 수 있는 클록 보정회로를 사용한다. 클록 보정 회로는 비교기 클록 듀티 비를 조절하여 리셋 시간과 evaluation 시간의 비율을 최적화함으로 dynamic 특성을 확보한다. 제안한 flash ADC는 1V 90nm의 CMOS 공정에서 설계되었다. Full power bandwidth인 1.2 GHz 입력에 대하여 ADC 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 설계된 flash ADC의 면적과 전력소모는 각각 $800{\times}400\;{\mu}m^2$와 193.02mW 이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1847-1855
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• 2012

클록 보정회로를 가진 1V 1.6-GS/s 6-비트 flash 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)가 제안된다. 1V의 저전압에서 고속 동작의 입력단을 위해 bootstrapped 아날로그 스위치를 사용하는 단일 track/hold 회로가 사용되며, 아날로그 노이즈의 감소와 고속의 동작을 위해 평균화 기법이 적용된 두 단의 프리앰프와 두 단의 비교기가 이용된다. 제안하는 flash ADC는 클록 보정회로에 의해 클록 duty cycle과 phase를 최적화함으로 flash ADC의 동적특성을 개선한다. 클록 보정 회로는 비교기를 위한 클록의 duty cycle을 제어하여 evaluation과 reset 시간을 최적화한다. 제안된 1.6-GS/s 6-비트 flash ADC는 1V 90nm의 1-poly 9-metal CMOS 공정에서 제작되었다. Nyquist sampling rate인 800 MHz의 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 32.8 dB이며, DNL과 INL은 각각 +0.38/-0.37 LSB, +0.64/-0.64 LSB이다. 구현된 flash ADC의 면적과 전력소모는 각각 $800{\times}500{\mu}m2$와 193.02 mW 이다.

• 융합정보논문지
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• 제11권9호
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• pp.124-129
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• 2021

본 연구는 시간-보간법을 적용한 FLASH analog-to-digital converter (ADC)에 관한 것이다. 시간-보간법은 기존의 FLASH ADC에서 요구되는 전압영역 비교기의 개수를 줄일 수 있으며 이 따른 전력 소모 및 칩 면적의 절약을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 5-bit, 즉 31개의 양자화 레벨을 갖는 ADC를 설계 및 구현하였으며, 16개의 양자화 레벨은 기존의 전압영역 비교기 방식을 유지하고, 나머지 15개의 양자화 레벨은 시간영역 비교기를 통하여 처리되도록 구성하여, 기존 5-bit FLASH ADC 대비 전압영역 비교기의 숫자를 48.4% 줄일 수 있었다. 시제품은 14 nm Fin Field-effect transistor (FinFET) 공정으로 제작되었으며 구현면적은 0.0024 mm², 전력소모는 0.8 V 전원전압에서 0.82 mW로 측정되었으며, 400 MS/s의 변환속도 21 MHz 정현파 입력에 대하여 ADC는 28.03 dB의 신호-대-잡음비 (SNDR), 즉 4.36 유효비트(ENOB)의 성능을 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.867-870
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• 1999

In this paper, we designed a 8-bit flash ADC, which can be used in fully differential circuits. We adopted a 2-step flash architecture with digital correction. The designed ADC is expected to work at the sampling frequency of 30MHz. We carried out the layout with 0.65${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS technology The core size is 1.587mm$\times$1.069mm.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.545-552
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• 2011

본 논문에서는 일반적인 플레쉬 ADC에서 저항열을 이용하여 기준전압을 생성한 것과는 달리, 부유게이트를 이용하여 기준전압을 생성한다. 제안된 플레쉬 ADC를 포함하는 파이프라인 ADC에서 행위모델 시뮬레이션을 수행했을 때 생성된 상기 플레쉬 ADC를 포함하는 파이프라인 ADC의 SNR은 약 77 dB, 해상도는 12 bit이고, 90 % 이상이 ${\pm}0.5$ LSB 이내의 INL을 보여주고 있으며, INL과 마찬가지로 90 % 이상이 ${\pm}0.5$ LSB 이내의 DNL 결과를 보였다.

• 센서학회지
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• 제26권3호
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• pp.155-159
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• 2017

The analog-to-digital converter (ADC) is an important component in various fields of sensor signal processing. This paper presents an expandable flash analog-to-digital converter (E-flash ADC) for sensor signal processing using a comparator, a subtractor, and a multiplexer (MUX). The E-flash ADC was simulated and designed in $0.35-{\mu}m$ standard complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology. For operating the E-flash ADC, input voltage is supplied to the inputs of the comparator and subtractor. When the input voltage is lower than the reference voltage, it is outputted through the MUX in its original form. When it is higher than the reference voltage, the reference voltage is subtracted from the input value and the resulting voltage is outputted through the MUX. Operation of the MUX is determined by the output of the comparator. Further, the output of the comparator is a digital code. The E-flash ADC can be expanded easily.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권6호
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• pp.695-702
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• 2015

A 1-V 1.6-GS/s 5.58-ENOB flash ADC with a high-speed time-domain comparator is proposed. The proposed time-domain comparator, which consumes low power, improves the comparison capability in high-speed operations and results in the removal of preamplifiers from the first-stage of the flash ADC. The time interpolation with two factors, implemented using the proposed time-domain comparator array and SR latch array, reduces the area and power consumption. The proposed flash ADC has been implemented using a 65-nm 1-poly 8-metal CMOS process with a 1-V supply voltage. The measured DNL and INL are 0.28 and 0.41 LSB, respectively. The SNDR is measured to be 35.37 dB at the Nyquist frequency. The FoM and chip area of the flash ADC are 0.38 pJ/c-s and $620{\times}340{\mu}m^2$, respectively.