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AI 본문요약
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문제 정의

  • 반도체 공정 기술이 발전함에 따라 역설적으로 아날로그 회로의 설계는 그 난이도가 증가하게 된다. 본 논문에서는 10-nm 이하의 반도체 공정에서 아날로그 회로 설계의 어려움을 살펴보고 이를 해결하기 위한 다양한 접근 방식에 대해 논의한다.
  • 통상의 아날로그 회로 설계 기법만으로는 극복할 수 없는 상황이 되어 가고 있어 기존에 생각하지 않던 새로운 개념의 설계 기법이 많은 연구자에 의해 개발되고 있다. 본 논문에서는 이러한 새로운 아날로그 회로 설계 기법에 대해 간단히 살펴보았다. 아날로그 회로 관련 연구자와 개발자들이 해당 기술에 많은 관심을 가질 수 있는 계기가 되었기를 바란다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위상 검출기는 어떤 회로에 사용되는가? 아날로그-디지털 변환기 이외에도 확률적 신호 처리기법을 이용하면 bang-bang 위상 검출기의 선형성을 확보할 수 있다. 위상 동기 루프 (phase locked loop)와 클럭 및 데이터 복원 회로 (clock and data recovery) 등에 필요한 위상 검출기는 선형 위상 검출기와 bang-bang 위상 검출기로 나눌 수 있다. 그 중에서 선형 위상 검출기는 위상 오차에 비례하는 출력을 제공하는 장점이 있기는 하지만 클럭의 주파수 또는 데이터의 전송 속도가 높을 경우에는 설계가 매우 어렵다.
전압 증폭기의 설계가 어려운 이유는? CMOS 트랜지스터의 게이트 길이가 줄어들수록 아날로그 회로의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소인 intrinsic gain이 감소한다. 또한, 공급 전압이 줄어듦에 따라 트랜지스터를 수직으로 쌓아 전압 이득을 높이는 캐스코드 등의 설계 기법을 사용할 수 없게 된다. 즉, 아날로그 회로의 가장 기본적인 구성 요소인 전압 증폭기의 설계가 매우 어려워진다.
선형 위상 검출기의 장단점은? 위상 동기 루프 (phase locked loop)와 클럭 및 데이터 복원 회로 (clock and data recovery) 등에 필요한 위상 검출기는 선형 위상 검출기와 bang-bang 위상 검출기로 나눌 수 있다. 그 중에서 선형 위상 검출기는 위상 오차에 비례하는 출력을 제공하는 장점이 있기는 하지만 클럭의 주파수 또는 데이터의 전송 속도가 높을 경우에는 설계가 매우 어렵다. 따라서, 최근에는 bangbang 위상 검출기가 널리 사용되고 있는데 위상 오차와 출력 이 비선형 관계를 갖고 있어 전체 시스템의 동작을 분석하고 안정성 (stability)을 확보하는데 많은 어려움이 있다.
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참고문헌 (21)

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  19. O. Ibe, Fundamentals of applied probability and random processes, Elsevier Academic Press, Nov. 2005. 

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