본 논문에서는 듀얼커패시터를 이용하여 Opamp에서 발생하는 옵셋 전압을 효과적으로 저감 시키는 회로를 소개한다. 제안하는 회로는 기존 Auto-zeroing 방식의 옵셋 전압 저감회로에서 가지는 단점을 보완하기 위해 커패시터와 mos스위치를 추가하였고, Chopping 방식을 응용하여 고주파수에서 효과적으로 옵셋 전압이 저감되도록 설계하였다. 실험은 TSMC 1.8V, $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 시뮬레이션 및 레이아웃 설계를 하였고, 실험 조건하에 1Ghz의 주파수에서 5mV 이하의 옵셋 전압이 발생되었다. 이를 통해 기존의 Auto-zeroing 옵셋 저감 방식과 비교하여 옵셋 전압이 효과적으로 저감된 것을 확인하였다.
본 논문에서는 듀얼 커패시터를 이용하여 Opamp에서 발생하는 옵셋 전압을 효과적으로 저감 시키는 회로를 소개한다. 제안하는 회로는 기존 Auto-zeroing 방식의 옵셋 전압 저감회로에서 가지는 단점을 보완하기 위해 커패시터와 mos스위치를 추가하였고, Chopping 방식을 응용하여 고주파수에서 효과적으로 옵셋 전압이 저감되도록 설계하였다. 실험은 TSMC 1.8V, $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 시뮬레이션 및 레이아웃 설계를 하였고, 실험 조건하에 1Ghz의 주파수에서 5mV 이하의 옵셋 전압이 발생되었다. 이를 통해 기존의 Auto-zeroing 옵셋 저감 방식과 비교하여 옵셋 전압이 효과적으로 저감된 것을 확인하였다.
In this paper, circuit of reducing the offset voltage in Op-amp, effectively, is newly proposed by using dual capacitor. Capacitors and MOS switches are added in proposed circuit to make up for the weak points of previous circuits ofr reducing the offset voltage in auto-zeroing method. Also, it is d...
In this paper, circuit of reducing the offset voltage in Op-amp, effectively, is newly proposed by using dual capacitor. Capacitors and MOS switches are added in proposed circuit to make up for the weak points of previous circuits ofr reducing the offset voltage in auto-zeroing method. Also, it is designed to reduce the offset voltage in high frequency range by using chopping method, effectively. Circuit simulation and layout are executed by TSMC 1.8V, 0.18um process. From the simulation results, it is verified that magnitude of offset voltage is under 5mV and proposed circuit is good for compensation of offset voltage better than previous auto-zeroing method.
In this paper, circuit of reducing the offset voltage in Op-amp, effectively, is newly proposed by using dual capacitor. Capacitors and MOS switches are added in proposed circuit to make up for the weak points of previous circuits ofr reducing the offset voltage in auto-zeroing method. Also, it is designed to reduce the offset voltage in high frequency range by using chopping method, effectively. Circuit simulation and layout are executed by TSMC 1.8V, 0.18um process. From the simulation results, it is verified that magnitude of offset voltage is under 5mV and proposed circuit is good for compensation of offset voltage better than previous auto-zeroing method.
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문제 정의
본 논문에서는 앞에서 설명한 Auto-zeroing 방식과 Chopping 방식의 회로를 응용한 회로를 제안하고자 한다. 그림5와 같이 듀얼 커패시터 및
본 논문에서는 연산증폭기에서 발생하는 옵셋 전압을 보다 효과적으로 저감시키기 위해 Auto-zeroing 방식과 Chopping 방식을 응용한 듀얼 커패시터 옵셋 저감 회로를 제안하였다. 실험은 TSMC 0.
또한 시스템이 집적화 및 소형화 됨에 따라 연산 증폭기에서 발생하는 옵셋 전압에 의해 시스템에 작용되는 영향이 대두되고 있다. 이에 연산 증폭기에서 발생하는 옵셋 전압을 저감시키기 위한 방법을 제시 한다.
가설 설정
다음의 그림7, 그림8은 기존의 Auto-zeroing 방식을 이용한 실험의 출력 결과 이다. 옵셋 전압은 30 mV로 가정하여 전압을 인가하였고, 그림7은 1khz 하에서 Auto-zeroing 회로의 출력 특성을 나타 낸다.
제안 방법
실험은 듀얼 커패시터 옵셋 저감 회로와 Autozeroing 방식의 결과 비교를 통해 제안한 회로의 특성을 분석 하였고 위의 표에 주어진 값의 조건 하에 실험을 하였다. 다음의 그림7, 그림8은 기존의 Auto-zeroing 방식을 이용한 실험의 출력 결과 이다.
대상 데이터
본 논문에서는 연산증폭기에서 발생하는 옵셋 전압을 보다 효과적으로 저감시키기 위해 Auto-zeroing 방식과 Chopping 방식을 응용한 듀얼 커패시터 옵셋 저감 회로를 제안하였다. 실험은 TSMC 0.18um 공정으로 시뮬레이션 하였다. 옵셋 전압이 30mV로 주어졌다는 가정하에 기존의 Auto-zeroing 방식에서는 1Ghz주파수에서 약 15mV의 옵셋 전압이 발생하였다.
성능/효과
다음의 결과를 통해 제안한 듀얼커패시터 회로는 연산증폭기의 내부에 스위칭을 추가하지 않고 외부에 커패시터와 스위칭 동작을 통해 Chopping 방식의 출력을 얻어 낼 수 있는 장점이 있고 고주파수의 스위치 동작을 통해서 Auto-zeroing 방식보다 향상된 옵셋 전압 저감 효과를 볼 수 있다.
그림10은 앞의 그림7,8과 마찬가지의 조건으로 1Ghz 의 고주파수와 LPF를 출력단에 추가하여 얻어낸 출력 결과이다. 얻어진 옵셋 전압은 약 3~5mV로 기존의 Auto-zeroing 방식의 옵셋 저감 회로와 비교하였을 때 보다 효과적으로 옵셋전압이 저감 된 것을 확인 할 수 있다.
옵셋 전압이 30mV로 주어졌다는 가정하에 기존의 Auto-zeroing 방식에서는 1Ghz주파수에서 약 15mV의 옵셋 전압이 발생하였다. 이와 비고하여 제안한 듀얼 커패시터에서는 약 5mV-7mV의 옵셋 전압이 발생한 것을 확인하였다. 실제 연산 증폭기에서 발생하는 옵셋 전압이 5-10mV 보다 작게 발생하는 경우 제안한 회로를 적용하였을 때 보다 높은 효율의 옵셋 저감 효과를 기대할 수 있다.
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