수동 소자를 사용하지 않는 가변 이득 증폭기 설계

Abstract

본 논문은 수동소자를 사용하지 않고 선형성 향상을 얻는 가변이득증폭기(VGA, variable gain amplifier) 설계에 관련된 것이다. 이 제안된 VGA는 전류 귀환 증폭기 구조를 이용하고, 이득은 입력단과 귀환부의 트랜스컨덕턴스(GM) 비로 얻어진다. 선형성과 높은 이득을 얻기 위하여 귀환 트랜스컨덕턴스에 전류 분할 기법과 소스 축퇴(degeneration) 기법을 사용하였다. 이득의 변화는 가변 정류기로 입력 트랜스컨덕턴스의 바이어스 전류를 변화시켜 얻을 수 있다. 이 VGA는 <TEX>$0.35{\mu}m$</TEX> CMOS공정을 사용하여 설계하였고, 저 전력을 위해 sub-threshold 영역에서 동작시키게 하였다. 가변 이득은 23dB~43dB의 결과를 얻도록 하였고, 소모 전류는 3.3V에서 <TEX>$2.82{\mu}A{\sim}3{\mu}A$</TEX> 이다. 이 VGA가 차지하는 칩 면적은 <TEX>$120{\mu}m{\times}100{\mu}m$</TEX>이다. This paper presents a variable gain amplifier(VGA) without passive devices. This VGA employes the architecture of current feedback amplifier and variable gain can be achieved by using the GM ratios of two trans-conductance(gm) circuits. To obtain linearity and high gain, it uses current division technique and source degeneration in feedback GM circuits. Input trans-conductance(GM) circuit was biased by using a tunable voltage controller to obtain variable gain. The prototype of the VGA is designed in <TEX>$0.35{\mu}m$</TEX> CMOS technology and it is operating in sub-threshold region for low power consumption. The the gain of proposed VGA is varied from 23dB to 43dB, and current consumption is <TEX>$2.82{\mu}A{\sim}3{\mu}A$</TEX> at 3.3V. The area of VGA is 1<TEX>$120{\mu}m{\times}100{\mu}m$</TEX>.