일반기술

선형화된 저항성을 이용한 모스펫 아날로그 곱셈기

본 기술의 선형화된 저항성을 이용한 모스펫 아날로그 곱셈기는 고속의 아날로그 곱셈 기능을 수행하는 MOSFET의 가변 저항성을 이용하여 기존의 장치에 비하여 성능의 향상과 비용의 축소가 가능하다. 본 기술의 제1 MOSFET은 게이트로 직류성분 전압을 인가 받고, 제2 MOSFET는 게이트로 직류성분 전압과 제2변수 전압의 합을 공급받는다. 다수의 전류미러는 제1 및 제2 MOSFET에 흐르는 전류를 각각 감지 및 복제하여 제1 및 제2전류의 차를 생성하고 선형화된 저항성의 출력전류를 출력단(B)으로 출력하며, 전류미러는 다수의 BJT로 이뤄진다.VLSI 기술의 발전으로 디지털 기술이 국한된 장소나 용도가 아닌 원거리 통신방식이나 사용자 접속부의 인간화 혹은 신경망의 구현이라는 새로운 분야 등으로 종합적 적용이 요구되어 디지털과 아날로그 시스템 모두의 집적화가 필요하게 되었다. 그러나, 기존 VLSI의 주요 기술인 디지털 회로나 시스템의 한계로 신호처리의 기본인 곱셈기능을 구현하기 위해서는 칩 면적의 증가와 동기식 동작에 따른 속도제한이 생기며, 현재의 아날로그 집적회로 방식은 제한된 정밀도와 설계의 난이도 문제로 VLSI화가 어렵다. 특히 양극성 대칭 신호나 연산증폭기의 사용에 따른 비디오 영역과 같은 고주파 대역에서 사용 등에 제한이 있었다. 그러나, 본 기술은 MOSFET이 가지는 고유의 비선형성을 간단하게 제거하는 회로 설계방식을 제시하며, 증폭기 사용을 배제하는 구성방식을 제안하여, 채널 저항의 가변성을 이용한 MOSFET 곱셈기를 구성하였다. 또한 처리과정의 속도와 제조 가격 면에서 성능을 향상시켜 선형화된 저항성을 이용한 모스펫 아날로그 곱셈기를 제공하였다. 또한, 최근 보편화되는 BiCMOS 공정을 통해 MOSFET의 저항성에서 매치된 쌍을 이용하여 오프셋항인 2차 비선형 항을 제거하는 할 수 있다. 이와 같이, 아날로그 곱셈기의 획기적인 구성 방법을 제시하여, 종래의 고가격, 고난이도 및 제한성 등의 문제를 해결하였다. 즉, 기존의 문제점인 ASIC화를 소수의 트랜지스터만으로 구성하여 회로를 간단하게 설계하였고, 고속 아날로그 연산이 모든 응용분야에서 소자 의 일부분으로 구현되도록 하였다. 또한, 곱셈은 물론 덧셈 연산도 수행되어 모든 수치 연산이 가능하며, 특히 신경망 컴퓨터나 고속 모뎀, 무선 종단 기술, 비디오/오디오 처리 기술에서 탁월한 효과를 나타낸다.