BRONZE
BRONZE ๋“ฑ๊ธ‰์˜ ํŒ๋งค์ž ์ž๋ฃŒ

์•„์ฃผ๋Œฟ’ ์ „์žํšŒ๋กœ์‹คํ—˜ ์„ค๊ณ„2 ๊ฒฐ๊ณผ๋ณด๊ณ ์„œ CMOS ์ฆํญ๋‹จ ์„ค๊ณ„

"์•„์ฃผ๋Œฟ’ ์ „์žํšŒ๋กœ์‹คํ—˜ ์„ค๊ณ„2 ๊ฒฐ๊ณผ๋ณด๊ณ ์„œ CMOS ์ฆํญ๋‹จ ์„ค๊ณ„"์— ๋Œ€ํ•œ ๋‚ด์šฉ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
20 ํŽ˜์ด์งฟ’
์›Œ๋“œ
์ตœ์ดˆ๋“ฑ๋ก์ผ 2020.11.30 ์ตœ์ข…์ ฟ’์ž‘์ผ 2020.06
20P ๋ฏธ๋้ฉ๋ณด๊ธฐ
์•„์ฃผ๋Œฟ’ ์ „์žํšŒ๋กœ์‹คํ—˜ ์„ค๊ณ„2 ๊ฒฐ๊ณผ๋ณด๊ณ ์„œ CMOS ์ฆํญ๋‹จ ์„ค๊ณ„
  • ๋ฏธ๋้ฉ๋ณด๊ธฐ

    ์†Œ๊ฐœ

    "์•„์ฃผ๋Œฟ’ ์ „์žํšŒ๋กœ์‹คํ—˜ ์„ค๊ณ„2 ๊ฒฐ๊ณผ๋ณด๊ณ ์„œ CMOS ์ฆํญ๋‹จ ์„ค๊ณ„"์— ๋Œ€ํ•œ ๋‚ด์šฉ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

    ๋ชฉ์ฐจ

    1. ์‹คํ—˜๋ชฉํ‘œ

    2. ์‹คํ—˜ ์ด๋ก  ๋ฐ ์‹œ๋ฎฌ๋ ˆ์ด์…˜
    1) CS amplifier ํŠน์„ฑ ์ธก์ •
    2) ๋Šฅ๋™ ๋ถ€ํ•˜ (Active-Load) ์ฆํญ๋‹จ ํŠน์„ฑ

    3. ์‹คํ—˜ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ„์„
    1) MOSFET ํŠน์„ฑ ์ธก์ •
    2) CS amplifier ํŠน์„ฑ ์ธก์ •
    3) ๋Šฅ๋™ ๋ถ€ํ•˜ (Active-Load) ์ฆํญ๋‹จ ํŠน์„ฑ

    4. ๊ณ ์ฐฐ

    5. ์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ—Œ

    ๋ณธ๋ๅฉ๋‚ด์šฉ

    1. ์‹คํ—˜๋ชฉํ‘œ
    ์ด๋ฒˆ ์‹คํ—˜์˜ ๋ชฉํ‘œ๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ๊ฐ€์ง€ CMOS์ฆํญ๋‹จ์„ ์„ค๊ณ„ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค.
    2. ์‹คํ—˜ ์ด๋ก  ๋ฐ ์‹œ๋ฎฌ๋ ˆ์ด์…˜
    ์šฐ์„  ์‹คํ—˜๊ณผ ์ตœ๋Œ€ํ•œ ๋™์ผํ•œ ์กฐ๊ฑด์œผ๋กœ ๊ตฌ์„ฑํ•˜๊ณ ์ž pspice model๊ณผ W, L์˜ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ–ˆ๋‹ค.
    .model MbreakND NMOS
    + Level=1 Gamma= 0 Xj=0
    + Tox=1200n Phi=.6 Rs=0 Kp=111u Vto=1.3 Lambda=0.01
    + Rd=0 Cbd=2.0p Cbs=2.0p Pb=.8 Cgso=0.1p
    + Cgdo=0.1p Is=16.64p N=1

    W = 50um L = 10 um

    .model MbreakPD PMOS
    + Level=1 Gamma= 0 Xj=0
    + Tox=1200n Phi=.6 Rs=0 Kp=55u Vto=-1.3 Lambda=0.04
    + Rd=0 Cbd=4.0p Cbs=4.0p Pb=.8 Cgso=0.2p
    + Cgdo=0.2p Is=16.64p N=1

    W = 25um L = 10 um
    1) CS amplifier ํŠน์„ฑ ์ธก์ •

    RD = 1kโ„ฆ์ผ ๋•Œ Voutp-p = 63.625mV๋กœ Av๋Š” ๋Œ€๋žต 0.6์ด์—ˆ๋‹ค.

    RD = 5kโ„ฆ์ผ ๋•Œ 310mVp-p๋ฅผ ์–ป์–ด Av = 3.1[V/V]๋ฅผ ์–ป์„ ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค.
    CS์ฆํญ๋‹จ์˜ ์ „์••์ด๋“๊ณต์‹์€ Av = -gm(Rout//ro)์ด๋‹ค. ์ „์••์ด๋“์˜ ๋ถ€ํ˜ธ๊ฐ€ -๋ผ์„œ ๋ฐ˜์ „๋œ sinํŒŒ ํ˜•ํƒœ๋ฅผ ๋ค๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์œผ๋ฉฐ ro๋Š” ๊ต‰์žฅํžˆ ํฐ ๊ฐ’์œผ๋กœ Rout//ro = Rout์œผ๋กœ ๊ทผ์‚ฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์‹œ๋ฎฌ๋ ˆ์ด์…˜ ๊ฒฐ๊ณผ์—์„œ RD์˜ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ 5๋ฐฐ ๋Š˜๋ ธ์„ ๋•Œ ์ „์••์ด๋“์€ ๋Œ€๋žต 5๋ฐฐ ์ปค์ง€๋Š” ๊ฒƒ์„ ํ™•์ธํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์—ˆ๋‹ค.

    M1์˜ ๋“œ๋ ˆ์ธ๋‹จ์˜ bias์ „์••์€ 4.649V, bias์ „๋ฅ˜๋Š” 0.3514mA์ด๋ฉฐ VGS = 2.4V์ด๋‹ค.
    2) ๋Šฅ๋™ ๋ถ€ํ•˜ (Active-Load) ์ฆํญ๋‹จ ํŠน์„ฑ

    VGS = 2V์ผ ๋•Œ Voutp-p = 194.8mV๋กœ Av = 1.94[V/V]์˜ 2์— ์กฐ๊ธˆ ๋ชป๋ฏธ์น˜๋Š” ๊ฐ’์ด ๋‚˜์™”๋‹ค.

    ๊ณตํ†ต์†Œ์Šค ์ฆํญ๋‹จ์˜ ์ „์••์ด๋“์€ Vout/Vin = -gmRout ์ด๋‹ค. ์‹คํ—˜2์—์„œ Rout = (RD//ro)์˜ ์‹์œผ๋กœ ํ‘œํ˜„๋๋˜ ๊ฒƒ๊ณผ ๋‹ฌ๋ฆฌ RD๋Œ€์‹  PMOS๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ–ˆ๋‹ค.

    ์ฐธ๊ณ ์ž๋ฃŒ

    ยท Behzad Razavi(2012), Microelectronics 2nd edition, WILEY
  • ์ž๋ฃŒํ›„๊ธฐ

      Ai ๋ฆฌ๋ทฐ
      ์งฟ’์‹ํŒ๋งค์ž์˜ ์ž๋ฃŒ๋Š” ์งˆ์ด ๋†’๊ณ , ๊ฐ ๋ถ„์•ผ์˜ ์ „๋ฌธ ์ง€์‹์„ ๋ฐ”ํƒ•์œผ๋กœ ํ•œ ์ฝ˜ํ…์ธ ๊ฐ€ ๋งŽ์•„ ํ•™์Šตํ•˜๋Š” ์žฌ๋ฏธ๊ฐ€ ์ ์ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์•ž์œผ๋กœ๋„ ๋งŽ์€ ์œ ์ตํ•œ ์ž๋ฃŒ๋ฅผ ๊ธฐ๋Œ€ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค!
    • ์ž์ฃผ๋ฌป๋Š”์งˆ๋ๅฉ์˜ ๋‹ต๋ณ€์„ ํ™•์ธํ•ด ์ฃผ์„ธ์š”

      ํ•ดํ”ผ์บ ํผ์Šค FAQ ๋”๋ต–๊ธฐ

      ๊ผญ ์•Œ์•„์ฃผ์„ธ์š”

      • ์ž๋ฃŒ์˜ ์ •๋ณด ๋ฐ ๋‚ด์šฉ์˜ ์ง„์‹ค์„ฑ์— ๋Œ€ํ•˜์—ฌ ํ•ดํ”ผ์บ ํผ์Šค๋Š” ๋ณด์ฆํ•˜์ง€ ์•Š์œผ๋ฉฐ, ํ•ด๋‹น ์ •๋ณด ๋ฐ ๊ฒŒ์‹œ๋ฌผ ์ €์ž‘๊ถŒ๊ณผ ๊ธฐํƒ€ ๋ฒ•์  ์ฑ…์ž„์€ ์ž๋ฃŒ ๋“ฑ๋ก์ž์—๊ฒŒ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
        ์ž๋ฃŒ ๋ฐ ๊ฒŒ์‹œ๋ฌผ ๋‚ด์šฉ์˜ ๋ถˆ๋ฒ•์  ์ด์šฉ, ๋ฌด๋‹จ ์ „์žฌโˆ™๋ฐฐํฌ๋Š” ๊ธˆ์ง€๋˜์–ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
        ์ €์ž‘๊ถŒ์นจํ•ด, ๋ช…์˜ˆํ›ผ์† ๋“ฑ ๋ถ„์Ÿ ์š”์†Œ ๋ฐœ๊ฒฌ ์‹œ ๊ณ ๊ฐ๋น„๋ฐ”์นด์ง€๋…ธ Viva์˜ ์ €์ž‘๊ถŒ์นจํ•ด ์‹ ๊ณ ๋น„๋ฐ”์นด์ง€๋…ธ Viva๋ฅผ ์ด์šฉํ•ด ์ฃผ์‹œ๊ธฐ ๋ฐ”๋ž๋‹ˆ๋‹ค.
      • ํ•ดํ”ผ์บ ํผ์Šค๋Š” ๊ตฌ๋งค์ž์™ฟ’ ํŒ๋งค์ž ๋ชจ๋‘๊ฐ€ ๋งŒ์กฑํ•˜๋Š” ์„œ๋น„์Šค๊ฐ€ ๋˜๋„๋ก ๋…ธ๋ ฅํ•˜๊ณ  ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ์•„๋ž˜์˜ 4๊ฐ€์ง€ ์ž๋ฃŒํ™˜๋ถˆ ์กฐ๊ฑด์„ ๊ผญ ํ™•์ธํ•ด์ฃผ์‹œ๊ธฐ ๋ฐ”๋ž๋‹ˆ๋‹ค.
        ํŒŒ์ผ์˜ค๋ฅ˜ ์ค‘๋ณต์ž๋ฃŒ ์ €์ž‘๊ถŒ ์—†์Œ ์„ค๋ช…๊ณผ ์‹ค์ œ ๋‚ด์šฉ ๋ถˆ์ผ์น˜
        ํŒŒ์ผ์˜ ๋‹ค์šด๋กœ๋“œ๊ฐ€ ์ œ๋Œ€๋กœ ๋˜์ง€ ์•Š๊ฑฐ๋‚˜ ํŒŒ์ผํ˜•์‹์— ๋งž๋Š” ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ์œผ๋กœ ์ •์ƒ ์ž‘๋™ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๊ฒฝ์šฐ ๋‹ค๋ฅธ ์ž๋ฃŒ์™ฟ’ 70% ์ด์ƒ ๋‚ด์šฉ์ด ์ผ์น˜ํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ (์ค‘๋ณต์ž„์„ ํ™•์ธํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๊ทผ๊ฑฐ ํ•„์š”ํ•จ) ์ธํ„ฐ๋„ท์˜ ๋‹ค๋ฅธ ์‚ฌ์ดํŠธ, ์—ฐ๊ตฌ๊ธฐ๊ด€, ํ•™๊ป“, ์„œ์  ๋“ฑ์˜ ์ž๋ฃŒ๋ฅผ ๋„์šฉํ•œ ๊ฒฝ์šฐ ์ž๋ฃŒ์˜ ์„ค๋ช…๊ณผ ์‹ค์ œ ์ž๋ฃŒ์˜ ๋‚ด์šฉ์ด ์ผ์น˜ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๊ฒฝ์šฐ

    ํ•จ๊ป˜ ๊ตฌ๋งคํ•œ ์ž๋ฃŒ๋„ ํ™•์ธํ•ด ๋ณด์„ธ์š”!

    ์ฐพ์œผ์‹œ๋˜ ์ž๋ฃŒ๊ฐ€ ์•„๋‹Œ๊ฐ€์š”?

    ์ง€๊ธˆ ๋ณด๋Š” ์ž๋ฃŒ์™ฟ’ ์—ฐ๊ด€๋˜์–ด ์žˆ์–ด์š”!
    ๋ฌธ์„œ ์ดˆ์•ˆ์„ ์ƒ์„ฑํ•ด์ฃผ๋Š” EasyAI
    ์•ˆ๋…•ํ•˜์„ธ์š”. ํ•ดํ”ผ์บ ํผ์Šค์˜ ๋ฐฉ๋Œ€ํ•œ ์ž๋ฃŒ ์ค‘์—์„œ ์„ ๋ณ„ํ•˜์—ฌ ๋‹น์‹ ๋งŒ์˜ ์ดˆ์•ˆ์„ ๋งŒ๋“ค์–ด์ฃผ๋Š” EasyAI ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
    ์ €๋Š” ์•„๋ž˜์™ฟ’ ๊ฐ™์ด ์ž‘์—…์„ ๋„์™ฟ’๋“œ๋ฆฝ๋‹ˆ๋‹ค.
    - ์ฃผ์ œ๋งŒ ์ž…๋ ฅํ•˜๋ฉด ๋ชฉ์ฐจ๋ถ€ํ„ฐ ๋ณธ๋ๅฉ๋‚ด์šฉ๊นŒ์ง€ ์ž๋™ ์ƒ์„ฑํ•ด ๋“œ๋ฆฝ๋‹ˆ๋‹ค.
    - ์žฅ๋ฌธ์˜ ์ฝ˜ํ…์ธ ๋ฅผ ์‰ฝ๊ณ  ๋น ๋ฅด๊ฒŒ ์ž‘์„ฑํ•ด ๋“œ๋ฆฝ๋‹ˆ๋‹ค.
    - ์Šคํ† ์–ด์—์„œ ๋ฌด๋ฃŒ ์บ์‹œ๋ฅผ ๊ณ„์ •๋ณ„๋กœ 1ํšŒ ๋ฐœ๊ธ‰ ๋ฐ›์„ ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ง€๊ธˆ ๋ฐ”๋กœ ์ฒดํ—˜ํ•ด ๋ณด์„ธ์š”!
    ์ด๋Ÿฐ ์ฃผ์ œ๋“ค์„ ์ž…๋ ฅํ•ด ๋ณด์„ธ์š”.
    - ์œ ์•„์—๊ฒŒ ์ ํ•ฉํ•œ ๋ฌธํ•™์ž‘ํ’ˆ์˜ ๊ธฐ์ค€๊ณผ ํŠน์„ฑ
    - ํ•œ๊ตญ์ธ์˜ ๊ฐ€์น˜๊ด€ ์ค‘์—์„œ ์ •์‹ ์  ๊ฐ€์น˜๊ด€์„ ์ด๋ฃจ๋Š” ๊ฒƒ๋“ค์„ ๋ฌธํ™”์  ๋ฌธ๋ฒ•์œผ๋กœ ์ •๋ฆฌํ•˜๊ณ , ํ˜„๋Œ€ํ•œ๊ตญ์‚ฌํšŒ์—์„œ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ์‚ฌ๊ฑด๊ณผ ์‚ฌ๊ณ ๋ฅผ ๋น„๊ตํ•˜์—ฌ ์ž์‹ ์˜ ์˜๊ฒฌ์œผ๋กœ ๊ธฐ์ˆ ํ•˜์„ธ์š”
    - ์ž‘๋ณ„์ธ์‚ฌ ๋…ํ›„๊ฐ
    ํ•ด์บ  AI ์ฑ—๋ด‡๊ณผ ๋Œ€ํ™”ํ•˜๊ธฐ
    ์ฑ—๋ด‡์œผ๋กœ ๊ฐ„ํŽธํ•˜๊ฒŒ ์ƒ๋‹ดํ•ด๋ณด์„ธ์š”.
    2025๋…„ 06์›” 12์ผ ๋ชฉ์š”์ผ
    AI ์ฑ—๋ด‡
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