Fully Differential 연산 증폭기 회로는 SCF(Switched Capacitor Filter), D/A 컴버터, A/D 컨버터, 통신 회로 등의 VLSI 설계시 외부 부하 구동에 필수적이다. 기존의 CMOS 연산 증폭기 회로는 CMOS 기술에 따른 여러 가지 단점을 갖는데 우선 큰 부하 용량에 대한 구동 능력이 양호하지 못하고, 집적도의 증가에 따른 전원 전압의 감소로 인해 입출력 전압의 동작 특성이 저하되어 전체 회로의 동특성 법위가 감소된다. 이러한 단잠들을 개선하기 위하여 출력부의 출력 스윙을 늘릴 수 있는 차동 출력 구조를 사용한 회로가 Fully Differential 연산 증폭기 회로이며, 단일 출력 구조의 연산 증폭기 보다 스윙 폭이 향상된다. Fully Differential 연산 증폭기의 구성에서 전류 미러가 그 성능을 결정하며, 따라서 큰 출력 스윙과 안정된 회로 동작을 위해서는 출력 저항이 크고, 기준 전류와의 정합이 잘 되는 전류 미러의 설계가 중요하다. 본 논문에서는 큰 출력 저항과 기준 전류와의 정합 특성이 우수한 새로운 전류 미러를 제시하였다. 출력 스윙을 키우고 전력 소모를 줄이기 위해 새로운 전류 미러를 사용하여 2단 증폭 형태의 Fully Differential 연산 증폭기를 설계하였으며, 설계한 증폭기는 레이아웃으로 구현하여 시뮬레이션 프로그램(SPICE3f)을 통하여 성능을 검증하였다.
아날로그 IC의 signal swing을 증가시키고 노이즈를 감소시키는 효율적이고 기본적인 방법은 fully-differential 회로를 이용하는 것이다. 하지만 differential-mode 신호처리에 영향을 미치는 common-mode 출력 레벨을 안정되도록 하기 위해서는 common-mode feedback (CMFB)회로가 사용되어야 한다. 본 논문에서는 CMFB 구성과 출력 레벨을 안정되도록 하기 위해 사용되는 에러증폭기 회로들의 설계 방법을 기술하고, 트랜지스터들로만 구성된 효율적인 저 증폭도 에러증폭기론 제안한다. 제안된 에러증폭기는 phase margin 증가 및 differential-mode 입력 신호의 swing 폭을 증가시킨다.
A new fully differential sample-and-hold circuit which can effectively compensate the offset voltage of an operational amplifier and the charge injection of a MOS switch is presented. The proposed circuit shows a true sample-and-hold function without a reset period or an input-track period. The prototype fabricated using a 1.2$\mu$m double-polysilicon CMOS process occupies an area of 550$\mu$m$\times$288$\mu$m and the error of the sampled ouput is 0.056% on average for 3V input at DC.
Let $f=h+{\bar{g}}$ be a normalized harmonic mapping in the unit disk $\mathbb{D}$. In this paper, we obtain the sharp radius of univalence, fully starlikeness and fully convexity of the harmonic linear differential operators $D^{\epsilon}{_f}=zf_z-{\epsilon}{\bar{z}}f_{\bar{z}}({\mid}{\epsilon}{\mid}=1)$ and $F_{\lambda}(z)=(1-{\lambda)f+{\lambda}D^{\epsilon}{_f}(0{\leq}{\lambda}{\leq}1)$ when the coefficients of h and g satisfy harmonic Bieberbach coefficients conjecture conditions. Similar problems are also solved when the coefficients of h and g satisfy the corresponding necessary conditions of the harmonic convex function $f=h+{\bar{g}}$. All results are sharp. Some of the results are motivated by the work of Kalaj et al. [8].
2.4 GHz 대역 완전차동 직접변환 수신기를 위한 저전력, 저잡음, 고선형성을 가지는 새로운 구조의 하이브리드 발룬(Hybrid Balun) 회로를 제안한다. 제안된 하이브리드 발룬은 수동형 트랜스포머(Passive Transformer)와 손실 보상용 보조 증폭기(Loss-compensating Auxiliary Amplifiers)로 구성된다. 트랜스포머와 보상용 증폭기 사이의 신호의 분리와 결합에 대한 설계 이슈들을 제시하였다. $0.18{\mu}m$ 공정으로 제작된 하이브리드 발룬은 수동형 발룬에 비해 2.4 GHz 대역에서 이득은 2.8 dB 높고 잡음지수는 1.9 dB 낮으며, 측정된 IIP3는 +23 dBm 이다. 전체 전력소모는 1.2 V 전원 전압에서 0.67 mA로서 저전력으로 구현되었다. 하이브리드 발룬 기술을 적용하여 설계된 무선센서노드용 CMOS 직접변환 수신기는 수동형 발룬을 사용했을 때 비해 0.82 mW의 추가 전력소모만으로 전체 잡음 지수를 현저히 낮출 수 있음을 확인하였다.
A fully balanced differential amplifier can achieve high-gain wide-bandwidth characteristics. And also, Offset PSRR, CMRR and Noise performance of that are excellent, but these merits can be achieved only when the architecture holds fully balanced. Commonly, the fully balanced differential amplifier has a common mode feedback(CMFB) circuit in order to maintain the balance. This paper presents improved characteristics of the CMFB circuit and designs the wide-bandwidth CMOS Op-amp. The unity gain bandwidth of this Op-amp is 50MHz with the load capacitor 2pF, and the value of phase margin is $85^{\circ}$.
두 개의 완전-차동형 OTA들과 하나의 커패시터를 이용한 시뮬레이티드 플로팅 인덕터를 제안했다. 제안한 플로팅 인덕터의 동작 원리를 기술했고, 실험 결과들을 제시했다. 실험 결과들은 이론적인 예측과 실험적인 성능이 잘 일치한다는 것을 보였고, 제안한 플로팅 인덕터가 기존의 인덕터들보다 약 두 배 큰 Q 인수를 가진다는 것을 보였다. 제안한 인덕터의 3차 일립틱 저역-통과 여파기에 응용 역시 제시하였다.
본 논문은 3.3V, $0.35{\mu}m$ CMOS 기술을 이용하여 I/O 인터페이스를 설계, 검증하였다. LVDS (low-voltage differential signaling)는 차동전송 방식과 저 전압의 스윙으로 저 전력 고속의 데이터를 전송할 수 있다. 본 논문은 기존의 차동증폭기나 감지 증폭기를 사용한 LVDS와 달리 telescopic 증폭기를 이용하여 2.3 Gbps의 빠른 전송속도를 갖는 LVDS 고속 인터페이스를 구현하였다. LVDS의 표준을 모두 충족하였고 25.5mW의 전력소모를 갖는다. 이 회로는 삼성 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.
트랜스리니어 셀을 이용한 새로운 200 MHz CMOS 트랜스컨덕터를 제안하였다. 제안한 트랜스컨덕터는 트랜스리니어 셀에 기초를 둔 전압 폴로워 및 전류 폴로워와 하나의 저항기로 구성된다. 트랜스컨덕터의 폭 넓은 응용을 위해, 단일-입력 단일-출력, 단일-입력 차동-출력, 그리고 완전-차동 트랜스컨덕터를 각각 체계적으로 설계하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과, 완전-차동 트랜스컨덕터는 ${\pm}3$ V의 공급 전압에서 ${\pm}2.7$ V의 입력 선형 범위, 200 MHz의 3-dB 주파수, 그리고 41 $ppm/^{\circ}C$ 이하의 온도 계수를· 가진다는 것을 확인하였다. 완선-차동 트랜스컨덕터의 응용성을 확인하기 위해, 인덕턴스 시뮬레이션 방식에 기초한 3차 사다리형 일립틱 저역-통과 여파기를 설계하였다. 설계된 저역-통과 여파기는 22 MHz의 리플 대역폭파 0.36 dB의 통과 대역 리플, 그리고 26 MHz의 차단 주파수를 가진다.
The spectral responsivity of solar cells has been measured under high background irradiance using an LED-based differential spectral responsivity Comparator (DSR-C). The comparator developed is fully automated and has some advantages: It does not need a chopper to modulate the light. Unlike the conventional method, it does not require a monochromator to select wavelength. It covers a wavelength range up to 1200 nm. The wavelength range of the comparator is limited by the spectral power distribution of the LEDs and the spectral responsivity of the standard detector. An active temperature control was utilized to meet the specified standard conditions of solar cell test. This work shows the effect of different levels of background irradiance on the spectral responsivity and the importance of same background irradiance for solar cell test as specified by the corresponding standard.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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