일반기술

새로운 글리치 에너지 억제회로와 새로운 2차원적 전류셀 스위칭 순서를 이용한 10비트 디지

CMOS 전류 구동 D/A변환기는 고속동작이 가능하면서고, 저전압, 저전력 소모의 장점을 가지고 있지만, 공정변수 부정합과 전류원의 부정합 등으로 고해상도 응용이 제한되며, 고속 동작시 출력의 글리치에너지로 인해 주파수 성능이 제한되는 단점이 있다. 글리치란 일시적인 전원 중단이나 설명할 수 없는 전자 회로 이상을 말하며, 잘못된 출력이나 시스템 충돌을 일으키는 요인이 된다. 특히 영상처리용으로 설계된 D/A 변환기의 경우, 속도와 해상도는 우수한 반면, 주파수가 높아질수록 신호대 잡음비 성능이 급격히 떨어지는 단점이 있었으며, 10비트 이상의 해상도를 유지하며, 주파수 특성을 향상시키기 위해서는 추가회로에 의한 칩면적 증가 및 설계의 복잡도와 시간이 늘어나는 단점이 있다. 그리고 기존의 글리치 억제회로를 설계하는 경우 글리치 억제회로의 동작이 비대칭 스위칭 방법을 사용함으로 인해서 전류원 오차 유발의 문제도 있었다. 그동안 공정 및 구조상의 문제로 발생하는 무작위 오차 및 경사, 대칭 오차를 줄이기 위해 많은 스위칭 방법들이 제안되어 왔지만, 여러 가지 제한으로 인해 효과적이지 못한 결과가 발표되고 있는 실정이다. 본 기술은 영상처리용 D/A 변환기에서 주파수 특성에 따라 변동이 심해지는 동적규격을 만족하면서도 구조의 변화가 크게 일어나지 않도록 하기 위해 온도계 디코더의 복잡성을 감소시키고 선형성을 보장하는 혼합구조 방식을 채택하며 상위6비트는 중심형 전류원 매트릭스 구조로, 하위4비트는 2진 가중 구조와, 1차원적인 계층적 구조의 대칭 스위칭을 2차원으로 확장한 새로운 스위칭 방법을 이용하고, 정적, 동적 특성 모두를 만족시키기 위해 출력이 대칭인 글리치 억제회로를 설계 채용한 영상처리용 10비트 D/A 변환기를 제공하고, 주파수 성능도 향상시키며 전류셀 매트릭스 내에서 추가의 보정회로 없이 10비트의 선형성을 유지하도록 한다.본 기술의 글리치 억제회로를 사용할 경우 고속 동작시 출력에 글리치 에너지로 인해 주파수 성능이 제한되는 단점을 해결 할 수 있으며, 글리치 에너지를 효과적으로 억제함으로써 고속 및 고해상도 D/A 변환기 설계가 가능하다. 또한 새로운 2차원적 전류셀 스위칭 순서를 이용하면 공정 및 구조상의 문제로 발생하는 경사오류와 계층적 오류를 최소화하여 고선형성을 유지할 수 있는 특징이 있다.본 기술을 이용하면 정적 특성인 선형성과 동적 특성인 주파수 특성을 모두 향상시킬 수 있는 효과가 있다.본 기술은 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 변환기로서 D/A 변환기가 적용되는 제품은 매우 다양하며, 본 기술은 무선통신 시스템 등에 적용할 수 있어서 시장의 범위는 넓다.