옵셋-보상된 바이폴라 트랜스레지스턴스 증폭기(TRA)의 설계 = Designs of an offset-compensated bipolar transresistance amplifier(TRA)
저자
발행사항
[]: 淸州大學校, 2001
학위논문사항
학위논문(석사)-- 淸州大學校 大學院: 電子工學 2001
발행연도
2001
작성언어
한국어
주제어
KDC
568.000
발행국(도시)
대한민국
형태사항
35 p..
소장기관
본 논문에서는 고정도 전류-모드 신호 처리를 위한 새로운 바이폴라 트랜스레지스턴스 증폭기(TRA)와 이것의 옵셋-보상된 TRA를 제안하였다. TRA는 전류 입력을 받아 이것의 레지스턴스 비에 해당되는 전압 출력을 얻는 전류-제어 전압원의 기능을 하는 능동소자이다. 현재 상용화되고 있는 TRA는 입력과 출력 임피던스가 크고, 전류 입력단의 옵셋 전압이 큰 문제점이 있다.
제안한 TRA는 전류 입력을 위한 두 개의 전류 폴로워, 두 입력 전류의 차를 얻기 위한 전류 가산기, 전류를 전압으로 변환시키기 위한 저항, 그리고 전압 출력을 위한 전압 폴로워로 구성되였으며, 상용화된 TRA의 문제점을 해결하였다. 그러나 이 TRA는 npn과 pnp 트랜지스터의 부정합에 의해 전류 입력 단에 수십 mV의 옵셋 전압이 발생하였으며, 이 문제점을 해결하기 위해서 다이오드 결선된 npn과 pnp 트랜지스터 2개만 추가함으로 옵셋 전압이 제거되는 옵셋-보상된 TRA도 아울러 제안하였다.
시뮬레이션 결과, 제안한 TRA는 전류 입력과 전압 출력 단자에서 0.36 Ω의 임피던스와 40 mV의 옵셋 전압을 각각 갖고 있다는 것이 확인되었다. 옵셋-보상된 TRA는 전류 입력과 전압 출력 단자에서 0.25 Ω의 임피던스와 1.1 mV의 옵셋 전압을 갖고 있지만 옵셋-보상 트랜지스터에 의해 전류 입력단과 전압 출력단의 전압의 스윙 폭이 약 0.7V 작아졌다는 것을 확인되었다. 제안한 두 개의 TRA를 단위-이득의 트랜스레지스턴스를 갖는 전류-전압 변환기로 이용할 때의 3-dB 차단 주파수는 4MHz이였으며, 이들의 전력 소비는 각각 11.25 mW이다.
A novel bipolar transresistance amplifier(TRA) and its offset-compensated TRA for high-performance current-mode signal processing were proposed. The TRA is a active device which is defined as current to voltage converter proportioned with its resistance as amplifier. The commercial available TRA has demerits of high impedance at the input and output and large offset voltage at the current input stages.
The proposed TRA can solve the problem of commercial available TRA. The proposed TRA consists of two current follower for current inputs, a current summer for the current-difference, a resistor for the current to voltage converter, and a voltage follower for the voltage output. However, the TRA had offset voltage of several tens mV due to the mismatch between npn and pnp transistor. An offset-compensated TRA which adopts only diode-connected npn and pnp transistor to reduce the offset voltage of the proposed TRA was also proposed.
The simulation results show that the proposed TRA has impedance of 0.36Ωand offset voltage of 40 mV at ;the input and output terminal, respectively. The offset-compensated TRA has the offset voltage of 1.1 mV and the impedance of 0.25 Ωat the input and output terminal. Howevere, the voltage swing range at these terminals was reduced with 0.7V due to offset-compensated transistors. The 3-dB cutoff frequency is 4 MHz for the two TRA's when they operate as a current to voltage converter with unit-gain transresistance. The power dissipation of the two TRA's was 11.25 mW, respectively.
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