KR20230077618A - Semiconductor device and communication device comprising the same - Google Patents

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주성원
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Abstract

반도체 장치 및 이를 포함하는 통신 장치가 제공된다. 반도체 장치는, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제공받고 이를 증폭하여 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 출력하는 증폭기를 포함하되, 증폭기는, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로와, 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로와, 제1 증폭 트랜지스터와 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되고, 제1 바이어스 전압과 제1 바이어스 캐패시터를 이용하여 제1 바이어스 신호를 생성하는 제1 필터 회로와, 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백 회로를 포함하고, 제1 필터 회로는, 증폭기가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블 상태에서의 제1 바이어스 캐패시터의 제1 전압이 증폭기가 증폭 동작을 수행하는 인에이블 상태에서의 제1 바이어스 캐패시터의 제2 전압에 대응되도록 제1 바이어스 캐패시터의 전압을 조절한다.A semiconductor device and a communication device including the same are provided. The semiconductor device includes an amplifier that receives a first input signal and a second input signal, amplifies the received signal, and outputs a first output signal and a second output signal, wherein the amplifier outputs the first input signal and the second input signal. A first amplifying circuit that amplifies and outputs a first amplified signal and a second amplified signal, a first amplifying transistor that is turned on based on the first amplified signal to generate a first output signal, and based on the second amplified signal A second amplification circuit including a second amplifying transistor turned on to output a second output signal and a first bias transistor turned on based on the first bias signal to generate a first output signal; A first filter circuit connected to a bias transistor and generating a first bias signal using a first bias voltage and a first bias capacitor; receiving first and second output signals; and a common mode feedback circuit for outputting a feedback signal adjusted so that the average thereof corresponds to the reference signal to the first amplifier, wherein the first filter circuit comprises the output of the first bias capacitor in a disabled state in which the amplifier does not perform an amplification operation. A voltage of the first bias capacitor is adjusted such that the first voltage corresponds to a second voltage of the first bias capacitor in an enabled state in which the amplifier performs an amplification operation.

Figure P1020220063323
Figure P1020220063323

Description

반도체 장치 및 이를 포함하는 통신 장치{Semiconductor device and communication device comprising the same}Semiconductor device and communication device comprising the same

본 발명은 반도체 장치 및 이를 포함하는 통신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a communication device including the same.

최근 아날로그 통신 시스템에서는 소비 전력이 작고 소형화가 가능한 소자에 대한 요구가 증가하고 있다. 그리고, 빠른 데이터 전송 속도가 필요하기 때문에 넓은 대역폭(bandwidth)을 가지는 소자에 대한 요구도 증가하고 있다. 이에 따라, 이러한 요구들을 만족시키면서 고속으로 동작할 수 있는 소자에 대한 연구가 진행되고 있다.In recent analog communication systems, there is an increasing demand for devices capable of miniaturization with low power consumption. In addition, since a high data transmission rate is required, a demand for a device having a wide bandwidth is also increasing. Accordingly, research is being conducted on a device capable of operating at high speed while satisfying these requirements.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 고속 동작이 가능한 반도체 장치 및 이를 포함하는 통신 장치를 제공하는 것이다.A technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device capable of high-speed operation and a communication device including the same.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제공받고 이를 증폭하여 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 출력하는 증폭기를 포함하되, 증폭기는, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로와, 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로와, 제1 증폭 트랜지스터와 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되고, 제1 바이어스 전압과 제1 바이어스 캐패시터를 이용하여 제1 바이어스 신호를 생성하는 제1 필터 회로와, 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백 회로를 포함하고, 제1 필터 회로는, 증폭기가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블 상태에서의 제1 바이어스 캐패시터의 제1 전압이 증폭기가 증폭 동작을 수행하는 인에이블 상태에서의 제1 바이어스 캐패시터의 제2 전압에 대응되도록 제1 바이어스 캐패시터의 전압을 조절한다.A semiconductor device according to some embodiments for achieving the above technical problem includes an amplifier that receives a first input signal and a second input signal and outputs a first output signal and a second output signal by amplifying the first input signal, wherein the amplifier comprises: , A first amplification circuit for first amplifying the first input signal and the second input signal to output the first amplification signal and the second amplification signal, and a first amplification circuit that is turned on based on the first amplification signal to generate a first output signal. 1 amplification transistor, a second amplification transistor turned on based on the second amplification signal to output a second output signal, and a first bias transistor turned on based on the first bias signal to generate a first output signal A second amplification circuit, a first filter circuit connected to the first amplification transistor and the first bias transistor, and generating a first bias signal using a first bias voltage and a first bias capacitor, and first and second outputs and a common mode feedback circuit for receiving the signal and outputting a feedback signal to a first amplifier for adjusting an average of the first and second output signals to correspond to a reference signal, wherein the first filter circuit performs an amplification operation by the amplifier. A voltage of the first bias capacitor is adjusted such that a first voltage of the first bias capacitor in an enabled state in which the amplifier performs an amplification operation corresponds to a second voltage of the first bias capacitor in an enabled state in which the amplifier performs an amplification operation.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로, 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로, 제1 증폭 트랜지스터와 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되는 제1 바이어스 캐패시터, 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 바이어스 전압과 제1 증폭 신호 중 어느 하나가 제공되도록 제어하는 제1 스위치 회로, 및 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백 회로를 포함한다.A semiconductor device according to some embodiments to achieve the above technical problem includes a first amplifying circuit that first amplifies a first input signal and a second input signal and outputs a first amplified signal and a second amplified signal, and a first amplified signal. A first amplifying transistor turned on based on the signal to generate a first output signal, a second amplifying transistor turned on based on the second amplification signal and outputting a second output signal, and turned on based on the first bias signal A second amplification circuit including a first bias transistor generating a first output signal, a first bias capacitor connected to the first amplification transistor and the first bias transistor, a bias voltage at one end of the first bias capacitor and the first amplification circuit A first switch circuit for controlling the supply of one of the signals, and a feedback signal for receiving the first and second output signals and adjusting the average of the first and second output signals to correspond to the reference signal is output to the first amplifier. It includes a common mode feedback circuit that

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 통신 장치는, 수신 믹서로부터 제1 및 제2 입력 신호를 제공받고 이를 증폭하여 출력하는 트랜스임피던스 증폭기, 및 트랜스임피던스 증폭기의 출력을 필터링하는 수신 필터를 포함하되, 트랜스임피던스 증폭기는, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로와, 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로와, 제1 증폭 트랜지스터와 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되고, 제1 바이어스 캐패시터를 이용하여 제1 바이어스 신호를 생성하는 제1 필터 회로와, 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백 회로를 포함하고, 제1 필터 회로는, 트랜스임피던스 증폭기가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블 상태에서의 제1 바이어스 캐패시터의 제1 전압이 트랜스임피던스 증폭기가 증폭 동작을 수행하는 인에이블 상태에서의 제1 바이어스 캐패시터의 제2 전압에 대응되도록 제1 바이어스 캐패시터의 전압을 조절한다.A communication device according to some embodiments for achieving the above technical problem includes a transimpedance amplifier that receives first and second input signals from a receive mixer, amplifies and outputs them, and a receive filter that filters the output of the transimpedance amplifier. The transimpedance amplifier includes a first amplifying circuit that first amplifies the first input signal and the second input signal to output the first amplified signal and the second amplified signal, and is turned on based on the first amplified signal to generate a second amplified signal. A first amplifying transistor for generating 1 output signal, a second amplifying transistor that is turned on based on the second amplification signal and outputs a second output signal, and a second amplifying transistor that is turned on based on the first bias signal and generates a first output signal A second amplification circuit including a first bias transistor, a first filter circuit connected to the first amplification transistor and the first bias transistor and generating a first bias signal using the first bias capacitor; A common mode feedback circuit receiving two output signals and outputting a feedback signal to a first amplifier for adjusting an average of the first and second output signals to correspond to a reference signal, wherein the first filter circuit comprises a transimpedance amplifier of the first bias capacitor such that a first voltage of the first bias capacitor in a disabled state in which the amplification operation is not performed corresponds to a second voltage of the first bias capacitor in an enabled state in which the transimpedance amplifier performs an amplification operation. adjust the voltage

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 통신 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 트랜스임피던스 증폭기를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 증폭기의 회로도이다.
도 4 및 도 5는 몇몇 실시예에 따른 증폭기의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 8은 몇몇 실시예에 따른 트랜스임피던스 증폭기의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 다른 몇몇 실시예에 따른 증폭기의 회로도이다.
1 is a block diagram illustrating a communication device in accordance with some embodiments.
2 is a circuit diagram showing the transimpedance amplifier of FIG. 1;
3 is a circuit diagram of the amplifier of FIG. 2;
4 and 5 are diagrams for explaining the operation of an amplifier according to some embodiments.
6 to 8 are diagrams for explaining effects of a transimpedance amplifier according to some embodiments.
9 is a circuit diagram of an amplifier according to some other embodiments.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the technical idea of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 통신 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a communication device in accordance with some embodiments.

도 1을 참조하면, 통신 장치(1000)는 송수신기(1100), 데이터 프로세서(1200), 스위치(1300) 및 안테나(1400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a communication device 1000 may include a transceiver 1100, a data processor 1200, a switch 1300, and an antenna 1400.

송수신기(1100)는 저잡음 증폭기(1111), 수신 믹서(1113), 트랜스임피던스 증폭기(TIA; Trans Impedence Amplifier)(1114), 수신 필터(1116), 송신 필터(1121), 트랜스임피던스 증폭기(1122), 송신 믹서(1124) 및 전력 증폭기(1125)를 포함할 수 있다.The transceiver 1100 includes a low noise amplifier 1111, a receive mixer 1113, a transimpedance amplifier (TIA) 1114, a receive filter 1116, a transmit filter 1121, a transimpedance amplifier 1122, A transmit mixer 1124 and a power amplifier 1125 may be included.

수신 모드에서, 스위치(1300)는 안테나(1400)를 통해 수신된 제1 수신 신호(Rx1)를 저잡음 증폭기(1111)로 출력할 수 있다. 저잡음 증폭기(1111)는 제1 수신 신호(Rx1)를 증폭시켜 제2 수신 신호(Rx2)를 생성할 수 있다. 수신 믹서(1113)는 제2 수신 신호(Rx2)에 대한 다운-컨버팅(down-converting)을 수행함으로써 제3 수신 신호(Rx3)를 생성할 수 있다. In the reception mode, the switch 1300 may output the first reception signal Rx1 received through the antenna 1400 to the low noise amplifier 1111 . The low noise amplifier 1111 may generate a second received signal Rx2 by amplifying the first received signal Rx1. The receive mixer 1113 may generate a third received signal Rx3 by down-converting the second received signal Rx2.

트랜스임피던스 증폭기(1114)는 제3 수신 신호(Rx3)를 증폭시킴으로써 제4 수신 신호(Rx4)를 생성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수신 필터(1116)는 제4 수신 신호(Rx4)를 필터링 함으로써 제5 수신 신호(Rx5)를 생성하고, 데이터 프로세서(1200)에 출력할 수 있다.The transimpedance amplifier 1114 may generate a fourth received signal Rx4 by amplifying the third received signal Rx3. In some embodiments, the receive filter 1116 may generate a fifth received signal Rx5 by filtering the fourth received signal Rx4 and output it to the data processor 1200 .

몇몇 실시예에서, 트랜스임피던스 증폭기(1114)와 수신 필터(1116)는 수신 믹서(1113)를 통해 다운-컨버팅 수행된 RF(Radio Frequency) 전류 신호를 중간 주파수(IF; Intermediate Frequency) 전압 신호로 변환하고 필터링하는 역할을 할 수 있다.In some embodiments, the transimpedance amplifier 1114 and the receive filter 1116 convert the down-converted radio frequency (RF) current signal through the receive mixer 1113 into an intermediate frequency (IF) voltage signal. and can play a filtering role.

송신 모드에서, 데이터 프로세서(1200)는 제1 송신 신호(Tx1)를 생성하고, 송수신기(1100)에 출력할 수 있다. 송신 필터(1121)는 제1 송신 신호(Tx1)를 필터링 함으로써 제2 송신 신호(Tx2)를 생성하고, 트랜스임피던스 증폭기(1122)는 제2 송신 신호(Tx2)를 증폭시킴으로써 제3 송신 신호(Tx3)를 생성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 트랜스임피던스 증폭기(1122)는 트랜스임피던스 증폭기를 포함할 수 있다.In the transmission mode, the data processor 1200 may generate a first transmission signal Tx1 and output it to the transceiver 1100 . The transmit filter 1121 generates a second transmit signal Tx2 by filtering the first transmit signal Tx1, and the transimpedance amplifier 1122 amplifies the second transmit signal Tx2 to generate a third transmit signal Tx3. ) can be created. In some embodiments, transimpedance amplifier 1122 may include a transimpedance amplifier.

송신 믹서(1124)는 제3 송신 신호(Tx3)에 대한 업-컨버팅(up-converting)을 수행함으로써 제4 송신 신호(Tx4)를 생성하고, 전력 증폭기(1125)는 제4 송신 신호(Tx4)를 증폭시켜 제5 송신 신호(Tx5)를 생성할 수 있다. 스위치(1300)는 전력 증폭기(1125)와 안테나(1400)를 연결할 수 있고, 제5 송신 신호(Tx5)는 안테나(1400)를 통해 외부로 출력될 수 있다.The transmit mixer 1124 generates a fourth transmit signal Tx4 by performing up-converting on the third transmit signal Tx3, and the power amplifier 1125 generates a fourth transmit signal Tx4 A fifth transmission signal Tx5 may be generated by amplifying . The switch 1300 may connect the power amplifier 1125 and the antenna 1400, and the fifth transmission signal Tx5 may be externally output through the antenna 1400.

도 2는 도 1의 트랜스임피던스 증폭기를 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram showing the transimpedance amplifier of FIG. 1;

도 2를 참조하면, 트랜스임피던스 증폭기(1114)는 입력 신호(VIP, VIN)를 입력 받는 증폭기(100)와, 증폭기(100)의 입력단과 출력단에 병렬 연결된 피드백 저항(RM) 및 피드백 캐패시터(CM)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the transimpedance amplifier 1114 includes an amplifier 100 receiving input signals VIP and VIN, a feedback resistor RM and a feedback capacitor CM connected in parallel to the input and output terminals of the amplifier 100. ) may be included.

여기서는, 도 1의 트랜스임피던스 증폭기(1114)의 구성에 대해 설명할 것이나, 송신 증폭기(도 1의 1122) 역시 이하에서 설명할 구성과 동일한 구성을 포함할 수 있다.Here, the configuration of the transimpedance amplifier 1114 of FIG. 1 will be described, but the transmit amplifier (1122 of FIG. 1) may also include the same configuration as the configuration to be described below.

증폭기(100)로 제공된 입력 신호(VIP, VIN)는 증폭기(100)에 의해 증폭되어 출력 신호(VOP, VON)로 출력될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 입력 신호(VIP, VIN)는 예를 들어, 차동 신호(differential signal)일 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 증폭기(100)는 OTA(Operational Transconductance Amplifier)를 포함할 수 있으나 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.Input signals VIP and VIN provided to the amplifier 100 may be amplified by the amplifier 100 and output as output signals VOP and VON. In some embodiments, the input signals VIP and VIN may be, for example, differential signals, but the embodiments are not limited thereto. In addition, the amplifier 100 may include an Operational Transconductance Amplifier (OTA), but embodiments are not limited thereto.

피드백 저항(RM)과 피드백 캐패시터(CM)는 예를 들어, 가변 저항(variable resistor)과 가변 캐패시터(variable capacitor)을 포함할 수 있다. 피드백 저항(RM)의 저항 레벨을 변경함으로써 트랜스임피던스 증폭기(1114)의 게인(gain) 및 차단 주파수(cutoff frequency)가 변화될 수 있다.The feedback resistor RM and the feedback capacitor CM may include, for example, a variable resistor and a variable capacitor. By changing the resistance level of the feedback resistor RM, the gain and cutoff frequency of the transimpedance amplifier 1114 can be changed.

예를 들어, 트랜스임피던스 증폭기(1114)의 차단 주파수는, 피드백 저항(RM)의 저항 레벨과 피드백 캐패시터(CM)의 캐패시턴스 레벨에 반비례하는 특성을 가질 수 있다.For example, the cut-off frequency of the transimpedance amplifier 1114 may have a characteristic that is inversely proportional to the resistance level of the feedback resistor RM and the capacitance level of the feedback capacitor CM.

즉, 피드백 저항(RM)의 저항 레벨과 피드백 캐패시터(CM)의 캐패시턴스 레벨이 증가할 경우, 트랜스임피던스 증폭기(1114)의 차단 주파수가 감소하여, 트랜스임피던스 증폭기(1114)가 낮은 주파수를 갖는 입력 신호를 통과시키는 협대역(narrowband) 필터로 동작할 수 있다.That is, when the resistance level of the feedback resistor RM and the capacitance level of the feedback capacitor CM increase, the cut-off frequency of the transimpedance amplifier 1114 decreases, so that the transimpedance amplifier 1114 receives an input signal having a low frequency. It can act as a narrowband filter that passes .

또한, 피드백 저항(RM)의 저항 레벨과 피드백 캐패시터(CM)의 캐패시턴스 레벨이 감소할 경우, 트랜스임피던스 증폭기(1114)의 차단 주파수가 증가하여, 트랜스임피던스 증폭기(1114)가 높은 주파수를 갖는 입력 신호를 통과시키는 광대역(wideband) 필터로 동작할 수 있다.In addition, when the resistance level of the feedback resistor RM and the capacitance level of the feedback capacitor CM decrease, the cutoff frequency of the transimpedance amplifier 1114 increases, so that the transimpedance amplifier 1114 receives an input signal having a high frequency. It can act as a wideband filter that passes .

몇몇 실시예에서, 피드백 저항(RM)과 피드백 캐패시터(CM)는 예를 들어, 디지털 코드로 제어되어 선형적 또는 지수적으로 증감되도록 설정될 수 있다.In some embodiments, the feedback resistor RM and the feedback capacitor CM may be set to increase or decrease linearly or exponentially, for example controlled by a digital code.

도 3은 도 2의 증폭기의 회로도이다.3 is a circuit diagram of the amplifier of FIG. 2;

도 3을 참조하면, 증폭기(100)는 제1 증폭기(A1), 제2 증폭기(A2), 공통 모드 피드백(common mode feedback) 회로(CFC), 필터 회로들(FC1, FC2), 스위치 회로들(SC1, SC2)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the amplifier 100 includes a first amplifier A1, a second amplifier A2, a common mode feedback circuit CFC, filter circuits FC1 and FC2, and switch circuits. (SC1, SC2) may be included.

제1 증폭기(A1)는 제1 입력 신호(VIP)와 제2 입력 신호(VIN)를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호(VAP)와 제2 증폭 신호(VAN)를 출력할 수 있다.The first amplifier A1 may first amplify the first input signal VIP and the second input signal VIN to output the first amplified signal VAP and the second amplified signal VAN.

제1 증폭기(A1)는 바이어스 전압(VB)을 기초로 턴온(turn on)되는 바이어스 트랜지스터(MP3)와, 제1 입력 신호(VIP)를 기초로 턴온되는 트랜지스터(MP1)와, 제2 입력 신호(VIN)를 기초로 턴온되는 트랜지스터(MP2)와, 피드백 신호(VCMFB)를 기초로 턴온되는 트랜지스터들(MN1, MN2)를 포함할 수 있다.The first amplifier A1 includes a bias transistor MP3 turned on based on the bias voltage VB, a transistor MP1 turned on based on the first input signal VIP, and a second input signal. It may include a transistor MP2 turned on based on (VIN) and transistors MN1 and MN2 turned on based on the feedback signal VCMFB.

바이어스 트랜지스터(MP3)의 소오스 단은 전원 전압(VDD)에 연결되고, 바이어스 트랜지스터(MP3)의 드레인 단은 트랜지스터(MP1) 및 트랜지스터(MP2)의 소오스 단에 연결될 수 있다. 바이어스 트랜지스터(MP3)의 게이트 단에는 바이어스 전압(VB)이 제공될 수 있다.A source terminal of the bias transistor MP3 may be connected to the power supply voltage VDD, and a drain terminal of the bias transistor MP3 may be connected to the source terminals of the transistors MP1 and MP2. A bias voltage VB may be provided to a gate terminal of the bias transistor MP3.

트랜지스터(MP1)의 게이트 단에는 제1 입력 신호(VIP)가 제공되고, 트랜지스터(MP1)의 드레인 단은 트랜지스터(MN1)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 트랜지스터(MP2)의 게이트 단에는 제2 입력 신호(VIN)가 제공되고, 트랜지스터(MP2)의 드레인 단은 트랜지스터(MN2)의 드레인 단에 연결될 수 있다.The first input signal VIP is provided to a gate terminal of the transistor MP1 , and a drain terminal of the transistor MP1 may be connected to a drain terminal of the transistor MN1 . The second input signal VIN is provided to a gate terminal of the transistor MP2, and a drain terminal of the transistor MP2 may be connected to a drain terminal of the transistor MN2.

트랜지스터(MN1)의 게이트 단에는 피드백 신호(VCMFB)가 제공되고, 트랜지스터(MN1)의 소오스 단은 접지될 수 있다. 트랜지스터(MN2)의 게이트 단에는 피드백 신호(VCMFB)가 제공되고, 트랜지스터(MN2)의 소오스 단은 접지될 수 있다.The feedback signal VCMFB is provided to a gate terminal of the transistor MN1, and a source terminal of the transistor MN1 may be grounded. The feedback signal VCMFB is provided to a gate terminal of the transistor MN2, and a source terminal of the transistor MN2 may be grounded.

몇몇 실시예에서, 바이어스 트랜지스터(MP3)와 트랜지스터들(MP1, MP2)은 P형 트랜지스터를 포함하고, 트랜지스터들(MN1, MN2)은 N형 트랜지스터를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, bias transistor MP3 and transistors MP1 and MP2 may include P-type transistors, and transistors MN1 and MN2 may include N-type transistors, but embodiments are not limited thereto. .

트랜지스터(MP1)가 제1 입력 신호(VIP)를 기초로 턴온되고, 트랜지스터(MN1)가 피드백 신호(VCMFB)를 기초로 턴온되어 생성된 바이어스 전류에 의해 제1 입력 신호(VIP)가 제1 증폭되어 제1 증폭 신호(VAP)가 생성될 수 있다. 그리고, 생성된 제1 증폭 신호(VAP)가 제2 증폭기(A2)(예를 들어, 트랜지스터(MN6)의 게이트 단)에 전달될 수 있다.The first input signal VIP is first amplified by the bias current generated when the transistor MP1 is turned on based on the first input signal VIP and the transistor MN1 is turned on based on the feedback signal VCMFB. As a result, the first amplified signal VAP may be generated. Then, the generated first amplification signal VAP may be transmitted to the second amplifier A2 (eg, a gate terminal of the transistor MN6).

트랜지스터(MP2)가 제2 입력 신호(VIN)를 기초로 턴온되고, 트랜지스터(MN2)가 피드백 신호(VCMFB)를 기초로 턴온되어 생성된 바이어스 전류에 의해 제2 입력 신호(VIN)가 제1 증폭되어 제2 증폭 신호(VAN)가 생성될 수 있다. 그리고, 생성된 제2 증폭 신호(VAN)가 제2 증폭기(A2)(예를 들어, 트랜지스터(MN7)의 게이트 단)에 전달될 수 있다.The second input signal VIN is first amplified by the bias current generated when the transistor MP2 is turned on based on the second input signal VIN and the transistor MN2 is turned on based on the feedback signal VCMFB. As a result, the second amplified signal VAN may be generated. Then, the generated second amplified signal VAN may be transmitted to the second amplifier A2 (eg, a gate terminal of the transistor MN7).

몇몇 실시예에서, 제1 증폭기(A1)는 저항(RB)과 캐패시터(CC)를 포함하는 밀러 보상 회로(MCC3)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the first amplifier A1 may include a Miller compensation circuit MCC3 including a resistor RB and a capacitor CC.

밀러 보상 회로(MCC3)는 트랜지스터들(MN1, MN2)의 게이트 단과 드레인 단 사이에 연결되어 보상 동작을 수행할 수 있다.The Miller compensation circuit MCC3 may be connected between the gate and drain terminals of the transistors MN1 and MN2 to perform a compensation operation.

제2 증폭기(A2)는 제1 증폭 신호(VAP)와 제2 증폭 신호(VAN)를 제2 증폭하여 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)를 출력할 수 있다.The second amplifier A2 may second amplify the first amplification signal VAP and the second amplification signal VAN to output the first output signal VOP and the second output signal VON.

제2 증폭기(A2)는 제1 바이어스 신호(VBP)를 기초로 턴온되는 바이어스 트랜지스터(MP6)와, 제2 바이어스 신호(VBN)를 기초로 턴온되는 바이어스 트랜지스터(MP7)와, 제1 증폭기(A1)로부터 출력된 제1 증폭 신호(VAP)를 기초로 턴온되는 증폭 트랜지스터(MN6)와, 제1 증폭기(A1)로부터 출력된 제2 증폭 신호(VAN)를 기초로 턴온되는 증폭 트랜지스터(MN7)를 포함할 수 있다.The second amplifier A2 includes a bias transistor MP6 turned on based on the first bias signal VBP, a bias transistor MP7 turned on based on the second bias signal VBN, and a first amplifier A1. An amplification transistor MN6 turned on based on the first amplification signal VAP output from ) and an amplification transistor MN7 turned on based on the second amplification signal VAN output from the first amplifier A1. can include

제1 출력 신호(VOP)는 증폭 트랜지스터(MN6)가 생성하는 전류에 바이어스 트랜지스터(MP6)가 생성하는 바이어스 전류가 추가되어 생성될 수 있다. 즉, 제1 출력 신호(VOP)는 증폭 트랜지스터(MN6)와 바이어스 트랜지스터(MP6)가 생성하는 전류에 의해 생성될 수 있다.The first output signal VOP may be generated by adding a bias current generated by the bias transistor MP6 to a current generated by the amplification transistor MN6. That is, the first output signal VOP may be generated by the current generated by the amplification transistor MN6 and the bias transistor MP6.

제2 출력 신호(VON)는 증폭 트랜지스터(MN7)가 생성하는 전류에 바이어스 트랜지스터(MP7)가 생성하는 바이어스 전류가 추가되어 생성될 수 있다. 즉, 제2 출력 신호(VON)는 증폭 트랜지스터(MN7)와 바이어스 트랜지스터(MP7)가 생성하는 전류에 의해 생성될 수 있다.The second output signal VON may be generated by adding the bias current generated by the bias transistor MP7 to the current generated by the amplification transistor MN7. That is, the second output signal VON may be generated by the current generated by the amplification transistor MN7 and the bias transistor MP7.

바이어스 트랜지스터(MP6)의 소오스 단은 전원 전압(VDD)에 연결되고, 바이어스 트랜지스터(MP6)의 드레인 단은 증폭 트랜지스터(MN6)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 바이어스 트랜지스터(MP6)의 게이트 단은 필터 회로(FC1)에 연결될 수 있다.A source terminal of the bias transistor MP6 may be connected to the power supply voltage VDD, and a drain terminal of the bias transistor MP6 may be connected to a drain terminal of the amplification transistor MN6. A gate terminal of the bias transistor MP6 may be connected to the filter circuit FC1.

바이어스 트랜지스터(MP7)의 소오스 단은 전원 전압(VDD)에 연결되고, 바이어스 트랜지스터(MP7)의 드레인 단은 증폭 트랜지스터(MN7)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 바이어스 트랜지스터(MP7)의 게이트 단은 필터 회로(FC2)에 연결될 수 있다.A source terminal of the bias transistor MP7 may be connected to the power supply voltage VDD, and a drain terminal of the bias transistor MP7 may be connected to a drain terminal of the amplification transistor MN7. A gate terminal of the bias transistor MP7 may be connected to the filter circuit FC2.

증폭 트랜지스터(MN6)의 소오스 단은 접지되고, 증폭 트랜지스터(MN6)의 드레인 단은 바이어스 트랜지스터(MP6)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 증폭 트랜지스터(MN6)의 드레인 단으로 제1 출력 신호(VOP)가 출력될 수 있다. 증폭 트랜지스터(MN6)의 게이트 단은 제1 증폭기(A1)의 트랜지스터(MP1)의 드레인 단과 트랜지스터(MN1)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 증폭 트랜지스터(MN6)의 게이트 단은 스위치 회로(SC1)를 통해 필터 회로(FC1)에 연결될 수 있다.A source terminal of the amplification transistor MN6 may be grounded, and a drain terminal of the amplification transistor MN6 may be connected to a drain terminal of the bias transistor MP6. The first output signal VOP may be output to the drain terminal of the amplification transistor MN6. A gate terminal of the amplifying transistor MN6 may be connected to a drain terminal of the transistor MP1 and a drain terminal of the transistor MN1 of the first amplifier A1. A gate terminal of the amplifying transistor MN6 may be connected to the filter circuit FC1 through the switch circuit SC1.

증폭 트랜지스터(MN7)의 소오스 단은 접지되고, 증폭 트랜지스터(MN7)의 드레인 단은 바이어스 트랜지스터(MP7)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 증폭 트랜지스터(MN7)의 드레인 단으로 제2 출력 신호(VON)가 출력될 수 있다. 증폭 트랜지스터(MN7)의 게이트 단은 제1 증폭기(A1)의 트랜지스터(MP2)의 드레인 단과 트랜지스터(MN2)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 증폭 트랜지스터(MN7)의 게이트 단은 스위치 회로(SC2)를 통해 필터 회로(FC2)에 연결될 수 있다.A source terminal of the amplification transistor MN7 may be grounded, and a drain terminal of the amplification transistor MN7 may be connected to a drain terminal of the bias transistor MP7. The second output signal VON may be output to the drain terminal of the amplification transistor MN7. A gate terminal of the amplifying transistor MN7 may be connected to a drain terminal of the transistor MP2 and a drain terminal of the transistor MN2 of the first amplifier A1. A gate terminal of the amplification transistor MN7 may be connected to the filter circuit FC2 through the switch circuit SC2.

몇몇 실시예에서, 바이어스 트랜지스터들(MP7, MP6)은 P형 트랜지스터를 포함하고, 증폭 트랜지스터들(MN7, MN6)은 N형 트랜지스터를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the bias transistors MP7 and MP6 may include P-type transistors, and the amplification transistors MN7 and MN6 may include N-type transistors, but embodiments are not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 제2 증폭기(A2)는 가변 저항(RZ)과 가변 캐패시터(CC)를 포함하는 제1 밀러 보상 회로(MCC1)와 제2 밀러 보상 회로(MCC2)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the second amplifier A2 may include a first mirror compensation circuit MCC1 and a second mirror compensation circuit MCC2 including a variable resistor RZ and a variable capacitor CC.

제1 밀러 보상 회로(MCC1)는 트랜지스터(MN6)의 게이트 단과 드레인 단 사이에 연결되어 보상 동작을 수행할 수 있다. 제2 밀러 보상 회로(MCC2)는 트랜지스터(MN7)의 게이트 단과 드레인 단 사이에 연결되어 보상 동작을 수행할 수 있다.The first Miller compensation circuit MCC1 may be connected between the gate terminal and the drain terminal of the transistor MN6 to perform a compensation operation. The second Miller compensation circuit MCC2 is connected between the gate terminal and the drain terminal of the transistor MN7 to perform a compensation operation.

몇몇 실시예에서, 증폭기(100)는 공통 모드 피드백 회로(CFC)와 밀러 효과(Miller Effect)를 이용한 주극점 보상(Dominant Pole Compensation)을 수행하는 제1 및 제2 밀러 보상 회로(MCC1, MCC2)를 포함할 수 있다. In some embodiments, the amplifier 100 includes first and second Miller compensation circuits MCC1 and MCC2 performing dominant pole compensation using a common mode feedback circuit (CFC) and a Miller effect. can include

공통 모드 피드백 회로(CFC)는 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)를 제공받고, 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)의 평균이 기준 신호(VCM)에 대응되도록 조절하는 피드백 신호(VCMFB)를 출력할 수 있다.The common mode feedback circuit (CFC) receives the first output signal (VOP) and the second output signal (VON), and the average of the first output signal (VOP) and the second output signal (VON) is the reference signal (VCM). A feedback signal VCMFB adjusted to correspond to may be output.

증폭기(100)에서, 차동 신호인 제1 입력 신호(VIP)와 제2 입력 신호(VIN) 간의 차이가 없는 경우, 증폭기(100)의 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)는 전체 전압 스윙(Swing) 범위의 중간 레벨에 위치하여야 하나, 파워, 온도, 공정의 변화 및 증폭기(100)의 입력 공통 모드와 출력 공통 모드 사이, 또는 노이즈에 의한 출력 공통 모드의 변화 등에 의해 증폭기(100)의 출력이 중간 레벨이 아닌 다른 레벨로 치우치게 되어 증폭기(100)의 동작이 제한될 수 있다.In the amplifier 100, when there is no difference between the first input signal VIP and the second input signal VIN, which are differential signals, the first output signal VOP and the second output signal VON of the amplifier 100 Should be located at the middle level of the entire voltage swing range, but due to changes in power, temperature, process, between the input common mode and the output common mode of the amplifier 100, or the change in the output common mode due to noise, the amplifier The operation of the amplifier 100 may be limited because the output of the amplifier 100 is biased to a level other than the intermediate level.

이를 위해 공통 모드 피드백 회로(CFC)가 사용될 수 있는데, 공통 모드 피드백 회로(CFC)는 증폭기(100)의 공통 모드 전압을 감지하고, 감지된 공통 모드 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 감지된 공통 모드 전압을 기준 전압에 가깝게 만드는 부 귀환(Negative feedback) 회로이다.For this purpose, a common mode feedback circuit (CFC) may be used. The common mode feedback circuit (CFC) detects the common mode voltage of the amplifier 100, compares the detected common mode voltage with a reference voltage, and determines the comparison result. It is a negative feedback circuit that makes the sensed common mode voltage close to the reference voltage.

공통 모드 피드백 회로(CFC)는 차동 출력 신호들의 공통 모드를 설정하기 위해 증폭기(100)의 출력단에 사용될 수 있다.A common mode feedback circuit (CFC) may be used at the output of amplifier 100 to establish the common mode of the differential output signals.

공통 모드 피드백 회로(CFC)는 바이어스 전압(VB)을 기초로 턴온되는 바이어스 트랜지스터(MP8)와, 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)의 평균을 기초로 턴온되는 트랜지스터(MP9)와, 기준 신호(VCM)를 기초로 턴온되는 트랜지스터(MP10)와, 트랜지스터(MP9)의 드레인 단의 출력으로 턴온되는 트랜지스터(MN8)와 트랜지스터(MP10)의 드레인 단의 출력으로 턴온되는 트랜지스터(MN9)를 포함할 수 있다.The common mode feedback circuit CFC includes a bias transistor MP8 turned on based on the bias voltage VB and a transistor MP9 turned on based on the average of the first output signal VOP and the second output signal VON. ), the transistor MP10 turned on based on the reference signal VCM, the transistor MN8 turned on by the output of the drain terminal of the transistor MP9, and the transistor turned on by the output of the drain terminal of the transistor MP10 ( MN9) may be included.

바이어스 트랜지스터(MP8)의 소오스 단은 전원 전압(VDD)에 연결되고, 바이어스 트랜지스터(MP8)의 드레인 단은 트랜지스터(MP9) 및 트랜지스터(MP10)의 소오스 단에 연결될 수 있다. 바이어스 트랜지스터(MP8)의 게이트 단에는 바이어스 전압(VB)이 제공될 수 있다.A source terminal of the bias transistor MP8 may be connected to the power supply voltage VDD, and a drain terminal of the bias transistor MP8 may be connected to the source terminals of the transistors MP9 and MP10. A bias voltage VB may be provided to a gate terminal of the bias transistor MP8.

트랜지스터(MP9)의 게이트 단에는 저항들(RS)과 캐패시터들(CS)에 의해 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)의 평균이 제공될 수 있다. 트랜지스터(MP9)의 드레인 단은 트랜지스터(MN8)의 드레인 단에 연결될 수 있다. 트랜지스터(MP10)의 게이트 단에는 기준 신호(VCM)가 제공되고, 트랜지스터(MP10)의 드레인 단은 트랜지스터(MN9)의 드레인 단에 연결될 수 있다.An average of the first output signal VOP and the second output signal VON may be provided to the gate terminal of the transistor MP9 by the resistors RS and the capacitors CS. A drain terminal of the transistor MP9 may be connected to a drain terminal of the transistor MN8. The reference signal VCM is provided to a gate terminal of the transistor MP10, and a drain terminal of the transistor MP10 may be connected to a drain terminal of the transistor MN9.

트랜지스터(MN8)의 게이트 단은 트랜지스터(MN8)의 드레인 단과 연결되고, 트랜지스터(MN8)의 드레인 단을 통해 피드백 신호(VCMFB)가 출력될 수 있다. 트랜지스터(MN8)의 소오스 단은 접지될 수 있다. 트랜지스터(MN9)의 게이트 단은 트랜지스터(MN8)의 드레인 단과 연결되고, 트랜지스터(MN9)의 소오스 단은 접지될 수 있다.The gate terminal of the transistor MN8 is connected to the drain terminal of the transistor MN8, and the feedback signal VCMFB may be output through the drain terminal of the transistor MN8. A source terminal of the transistor MN8 may be grounded. A gate terminal of the transistor MN9 is connected to a drain terminal of the transistor MN8, and a source terminal of the transistor MN9 may be grounded.

몇몇 실시예에서, 바이어스 트랜지스터(MP8)와 트랜지스터들(MP9, MP10)은 P형 트랜지스터를 포함하고, 트랜지스터들(MN8, MN9)은 N형 트랜지스터를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the bias transistor MP8 and the transistors MP9 and MP10 may include a P-type transistor, and the transistors MN8 and MN9 may include an N-type transistor, but the embodiment is not limited thereto. .

트랜지스터들(MP9. MP10, MN8, MN9)은 제1 출력 신호(VOP)와 제2 출력 신호(VON)의 평균이 기준 신호(VCM)에 대응되도록 조절하기 위한 피드백 신호(VCMFB)를 생성할 수 있다. 생성된 피드백 신호(VCMFB)는 제1 증폭기(A1)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 생성된 피드백 신호(VCMFB)는 제1 증폭기(A1)의 트랜지스터들(MN1, MN2)의 게이트 단에 제공될 수 있다.The transistors MP9, MP10, MN8, and MN9 may generate a feedback signal VCMFB for adjusting an average of the first output signal VOP and the second output signal VON to correspond to the reference signal VCM. there is. The generated feedback signal VCMFB may be provided to the first amplifier A1. For example, the generated feedback signal VCMFB may be provided to gate terminals of the transistors MN1 and MN2 of the first amplifier A1.

필터 회로(FC1)는 저항(R1)과 바이어스 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필터 회로(FC1)는 저항(R1)과 바이어스 캐패시터(C1)를 포함하는 하이 패스 필터(high pass filter)일 수 있다. 필터 회로(FC1)는 저항(R1)과 바이어스 캐패시터(C1)를 이용하여 제1 바이어스 신호(VBP)를 생성할 수 있다.The filter circuit FC1 may include a resistor R1 and a bias capacitor C1. In some embodiments, the filter circuit FC1 may be a high pass filter including a resistor R1 and a bias capacitor C1. The filter circuit FC1 may generate the first bias signal VBP using the resistor R1 and the bias capacitor C1.

저항(R1)의 일 단에는 바이어스 전압(VB)이 제공되고 저항(R1)의 타단은 바이어스 캐패시터(C1)에 연결될 수 있다. 바이어스 캐패시터(C1)는 제2 증폭기(A2)의 바이어스 트랜지스터(MP6)가 추가적인 바이어스 전류를 생성하는데 이용되므로, 전류 재사용 캐패시터(current reuse capacitor)로 호칭될 수 있다. 또한, 바이어스 캐패시터(C1)는 제2 증폭기(A2)의 바이어스 트랜지스터(MP6)가 추가적인 게인(gain)을 생성하는데 이용되므로, 게인 부스팅 캐패시터(gain boosting capacitor)로 호칭될 수도 있다.One end of the resistor R1 may be provided with the bias voltage VB and the other end of the resistor R1 may be connected to the bias capacitor C1. The bias capacitor C1 may be referred to as a current reuse capacitor since the bias transistor MP6 of the second amplifier A2 is used to generate an additional bias current. In addition, the bias capacitor C1 may be referred to as a gain boosting capacitor since the bias transistor MP6 of the second amplifier A2 is used to generate additional gain.

바이어스 캐패시터(C1)의 일 단은 스위치 회로(SC1)에 연결되고, 바이어스 캐패시터(C1)의 타 단은 저항(R1)에 연결될 수 있다.One end of the bias capacitor C1 may be connected to the switch circuit SC1, and the other end of the bias capacitor C1 may be connected to the resistor R1.

스위치 회로(SC1)는 바이어스 캐패시터(C1)의 일 단에 바이어스 전압(VA)과 제1 증폭 신호(VAP) 중 어느 하나가 제공되도록 제어할 수 있다. 즉, 스위치 회로(SC1)는 바이어스 캐패시터(C1)의 일 단을 바이어스 전압(VA)에 연결하거나 제2 증폭기(A2)의 증폭 트랜지스터(MN6)의 게이트 단에 연결할 수 있다.The switch circuit SC1 may control one end of the bias capacitor C1 to provide one of the bias voltage VA and the first amplification signal VAP. That is, the switch circuit SC1 may connect one terminal of the bias capacitor C1 to the bias voltage VA or connect it to the gate terminal of the amplifying transistor MN6 of the second amplifier A2.

몇몇 실시예에서, 바이어스 전압(VA)은 바이어스 전압(VB)과 다른 전압일 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전압(VA)의 크기는 접지 전압(GND)의 크기보다 크고 전원 전압(VDD)의 크기보다 작으면서 바이어스 전압(VB)의 크기와는 다른 크기의 전압일 수 있다.In some embodiments, the bias voltage VA may be a different voltage than the bias voltage VB. For example, the bias voltage VA may have a voltage greater than the ground voltage GND and smaller than the power supply voltage VDD, but different from the bias voltage VB.

몇몇 실시예에서, 바이어스 전압(VA)은 증폭기(100)가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블(disable) 상태에서의 바이어스 캐패시터(C1)의 전압이 증폭기(100)가 증폭 동작을 수행하는 인에이블(enable) 상태에서의 바이어스 캐패시터(C1)의 전압에 대응되도록 하는 전압일 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전압(VA)의 크기는 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때 바이어스 캐패시터(C1)의 양 단의 전압 차이가 증폭기(100)가 인에이블 상태일 때 바이어스 캐패시터(C1)의 양 단의 전압 차이와 실질적으로 동일하도록 결정될 수 있다. In some embodiments, the bias voltage VA is the voltage of the bias capacitor C1 in a disabled state in which the amplifier 100 does not perform an amplification operation, and the voltage of the bias capacitor C1 enables the amplifier 100 to perform an amplification operation. It may be a voltage corresponding to the voltage of the bias capacitor C1 in the (enable) state. For example, the magnitude of the bias voltage VA is such that when the amplifier 100 is in a disabled state, the voltage difference between both ends of the bias capacitor C1 is equal to that of the bias capacitor C1 when the amplifier 100 is in an enabled state. It may be determined to be substantially equal to the voltage difference between both ends.

예를 들어, 전원 전압(VDD)이 1.2V일 때, 증폭기(100)가 증폭 동작을 수행하는 인에이블 상태에서, 증폭기(100)에 포함되는 트랜지스터들이나 수동 소자들의 특성에 따라 제1 바이어스 신호(VBP)가 0.8V가 되고, 제1 증폭 신호(VAP)가 0.4V가 될 수 있다. 이 경우, 증폭기(100)의 인에이블 상태에서 바이어스 캐패시터(C1)의 양 단 전압 차이는 0.4V이다.For example, when the power supply voltage VDD is 1.2V, in an enabled state in which the amplifier 100 performs an amplification operation, the first bias signal ( VBP) may become 0.8V, and the first amplification signal VAP may become 0.4V. In this case, when the amplifier 100 is enabled, the voltage difference between both ends of the bias capacitor C1 is 0.4V.

따라서, 이 경우 바이어스 전압(VA)은 0.8V로 결정될 수 있다. 이처럼 바이어스 전압(VA)이 0.8V로 결정될 경우, 증폭기(100)가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블 상태에서, 바이어스 캐패시터(C1)의 일 단에는 전원 전압(VDD)인 1.2V가 인가되고 바이어스 캐패시터(C1)의 타 단에는 바이어스 전압(VA)인 0.8V가 인가되어, 증폭기(100)의 디스에이블 상태에서 바이어스 캐패시터(C1)의 양 단 전압 차이가 0.4V가 될 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.Accordingly, in this case, the bias voltage VA may be determined to be 0.8V. In this way, when the bias voltage VA is determined to be 0.8V, in a disabled state in which the amplifier 100 does not perform an amplification operation, 1.2V, which is the power supply voltage VDD, is applied to one end of the bias capacitor C1 and bias A bias voltage VA of 0.8V may be applied to the other terminal of the capacitor C1, so that a voltage difference between both terminals of the bias capacitor C1 may be 0.4V in a disabled state of the amplifier 100. A more detailed description of this will be described later.

몇몇 실시예에서, 스위치 회로(FC1)는 스위치(S5)와 스위치(S6)를 포함할 수 있다. 스위치(S5)는 바이어스 전압(VA)과 바이어스 캐패시터(C1) 사이의 연결 여부를 제어하고, 스위치(S5)는 증폭 트랜지스터(MN6)의 게이트 단과 바이어스 캐패시터(C1) 사이의 연결 여부를 제어할 수 있다.In some embodiments, the switch circuit FC1 may include a switch S5 and a switch S6. The switch S5 controls whether the bias voltage VA and the bias capacitor C1 are connected, and the switch S5 controls whether the gate terminal of the amplification transistor MN6 and the bias capacitor C1 are connected. there is.

필터 회로(FC2)는 저항(R2)과 바이어스 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필터 회로(FC2)는 저항(R2)과 바이어스 캐패시터(C2)를 포함하는 하이 패스 필터일 수 있다. 필터 회로(FC2)는 저항(R2)과 바이어스 캐패시터(C2)를 이용하여 제2 바이어스 신호(VBN)를 생성할 수 있다.The filter circuit FC2 may include a resistor R2 and a bias capacitor C2. In some embodiments, the filter circuit FC2 may be a high pass filter including a resistor R2 and a bias capacitor C2. The filter circuit FC2 may generate the second bias signal VBN by using the resistor R2 and the bias capacitor C2.

저항(R2)의 일 단에는 바이어스 전압(VB)이 제공되고 저항(R2)의 타단은 바이어스 캐패시터(C2)에 연결될 수 있다. 바이어스 캐패시터(C2)는 앞서 설명한 것과 같이 전류 재사용 캐패시터 또는 게인 부스팅 캐패시터로 호칭될 수도 있다.One end of the resistor R2 may be provided with the bias voltage VB and the other end of the resistor R2 may be connected to the bias capacitor C2. As described above, the bias capacitor C2 may also be referred to as a current reuse capacitor or a gain boosting capacitor.

바이어스 캐패시터(C2)의 일 단은 스위치 회로(SC2)에 연결되고, 바이어스 캐패시터(C2)의 타 단은 저항(R2)에 연결될 수 있다.One end of the bias capacitor C2 may be connected to the switch circuit SC2, and the other end of the bias capacitor C2 may be connected to the resistor R2.

스위치 회로(SC2)는 바이어스 캐패시터(C2)의 일 단에 바이어스 전압(VA)과 제2 증폭 신호(VAN) 중 어느 하나가 제공되도록 제어할 수 있다. 즉, 스위치 회로(SC2)는 바이어스 캐패시터(C2)의 일 단을 바이어스 전압(VA)에 연결하거나 제2 증폭기(A2)의 증폭 트랜지스터(MN7)의 게이트 단에 연결할 수 있다.The switch circuit SC2 may control one end of the bias capacitor C2 to provide one of the bias voltage VA and the second amplification signal VAN. That is, the switch circuit SC2 may connect one terminal of the bias capacitor C2 to the bias voltage VA or connect it to the gate terminal of the amplifying transistor MN7 of the second amplifier A2.

몇몇 실시예에서, 스위치 회로(FC2)는 스위치(S7)와 스위치(S8)를 포함할 수 있다. 스위치(S7)는 바이어스 전압(VA)과 바이어스 캐패시터(C2) 사이의 연결 여부를 제어하고, 스위치(S8)는 증폭 트랜지스터(MN7)의 게이트 단과 바이어스 캐패시터(C2) 사이의 연결 여부를 제어할 수 있다.In some embodiments, the switch circuit FC2 may include a switch S7 and a switch S8. The switch S7 controls whether the bias voltage VA and the bias capacitor C2 are connected, and the switch S8 controls whether the gate end of the amplifying transistor MN7 and the bias capacitor C2 are connected. there is.

스위치(S1)는 바이어스 트랜지스터(MP6)의 게이트 단에 전원 전압(VDD)의 인가 여부를 제어할 수 있다. 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때, 스위치(S1)는 턴 온되어 바이어스 트랜지스터(MP6)의 게이트 단에 전원 전압(VDD)을 제공하고, 증폭기(100)가 인에이블 상태일 때, 스위치(S1)는 턴 오프될 수 있다.The switch S1 may control whether the power voltage VDD is applied to the gate terminal of the bias transistor MP6. When the amplifier 100 is in a disabled state, the switch S1 is turned on to provide the power supply voltage VDD to the gate terminal of the bias transistor MP6, and when the amplifier 100 is in an enabled state, the switch ( S1) can be turned off.

스위치(S3)는 증폭 트랜지스터(MN6)의 게이트 단에 접지 전압(GND)의 인가 여부를 제어할 수 있다. 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때, 스위치(S3)는 턴 온되어 증폭 트랜지스터(MN6)의 게이트 단에 접지 전압(GND)을 제공하고, 증폭기(100)가 인에이블 상태일 때, 스위치(S3)는 턴 오프될 수 있다.The switch S3 may control whether or not the ground voltage GND is applied to the gate terminal of the amplification transistor MN6. When the amplifier 100 is in a disabled state, the switch S3 is turned on to provide a ground voltage (GND) to the gate terminal of the amplifying transistor MN6, and when the amplifier 100 is in an enabled state, the switch ( S3) can be turned off.

스위치(S2)는 바이어스 트랜지스터(MP7)의 게이트 단에 전원 전압(VDD)의 인가 여부를 제어할 수 있다. 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때, 스위치(S2)는 턴 온되어 바이어스 트랜지스터(MP6)의 게이트 단에 전원 전압(VDD)을 제공하고, 증폭기(100)가 인에이블 상태일 때, 스위치(S2)는 턴 오프될 수 있다.The switch S2 may control whether the power voltage VDD is applied to the gate terminal of the bias transistor MP7. When the amplifier 100 is in a disabled state, the switch S2 is turned on to provide the power supply voltage VDD to the gate terminal of the bias transistor MP6, and when the amplifier 100 is in an enabled state, the switch ( S2) can be turned off.

스위치(S4)는 증폭 트랜지스터(MN7)의 게이트 단에 접지 전압(GND)의 인가 여부를 제어할 수 있다. 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때, 스위치(S4)는 턴 온되어 증폭 트랜지스터(MN7)의 게이트 단에 접지 전압(GND)을 제공하고, 증폭기(100)가 인에이블 상태일 때, 스위치(S4)는 턴 오프될 수 있다.The switch S4 may control whether or not the ground voltage GND is applied to the gate terminal of the amplification transistor MN7. When the amplifier 100 is in a disabled state, the switch S4 is turned on to provide a ground voltage (GND) to the gate terminal of the amplification transistor MN7, and when the amplifier 100 is in an enabled state, the switch ( S4) can be turned off.

도 4 및 도 5는 몇몇 실시예에 따른 트랜스임피던스 증폭기의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 4는 증폭기가 디스에이블 상태일 때의 회로도이고, 도 5는 증폭기가 인에이블 상태일 때의 회로도이다.4 and 5 are diagrams for explaining the operation of a transimpedance amplifier according to some embodiments. 4 is a circuit diagram when the amplifier is disabled, and FIG. 5 is a circuit diagram when the amplifier is enabled.

먼저, 도 4를 참조하면, 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때, 스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S7)은 턴 온되고, 스위치들(S6, S8)은 턴 오프된다.First, referring to FIG. 4, when the amplifier 100 is in a disabled state, switches S1, S2, S3, S4, S5, and S7 are turned on, and switches S6 and S8 are turned off. .

이에 따라, 바이어스 캐패시터(C1)와 바이어스 캐패시터(C2)의 양 단의 전압 차이는 VDD-VA가 된다.Accordingly, the voltage difference between the bias capacitor C1 and the bias capacitor C2 becomes VDD-VA.

다음, 도 5를 참조하면, 증폭기(100)가 인에이블 상태일 때, 스위치들(S6, S8)이 턴 온되고, 스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S7)이 턴 오프된다.Next, referring to FIG. 5, when the amplifier 100 is in an enabled state, switches S6 and S8 are turned on, and switches S1, S2, S3, S4, S5 and S7 are turned off. .

이에 따라, 바이어스 캐패시터(C1)의 양 단의 전압 차이는 VBP-VAP가 되고, 바이어스 캐패시터(C2)의 양 단의 전압 차이는 VBN-VAN이 된다. 여기서, 제1 및 제2 바이어스 신호(VBP, VBN)와 제1 및 제2 증폭 신호(VAP, VAN)의 크기는 증폭기(100)에 포함되는 소자들의 설계 특성에 따라 변할 수 있다. 본 실시예에서는 아래 수학식 1을 만족하도록 바이어스 전압(VA)의 크기가 결정될 수 있다.Accordingly, the voltage difference between both ends of the bias capacitor C1 becomes VBP-VAP, and the voltage difference between both ends of the bias capacitor C2 becomes VBN-VAN. Here, the magnitudes of the first and second bias signals VBP and VBN and the first and second amplification signals VAP and VAN may vary according to design characteristics of elements included in the amplifier 100 . In this embodiment, the magnitude of the bias voltage VA may be determined to satisfy Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

바이어스 전압(VA)의 크기를 이와 같이 설정하고, 증폭기(100)의 디스에이블 상태에서 스위치 회로들(SC1, SC2)을 도 4에 도시된 것과 같이 제어하고, 증폭기(100)의 인에이블 상태에서 스위치 회로들(SC1, SC2)을 도 5에 도시된 것과 같이 제어할 경우, 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 캐패시턴스를 크게 설계하여도 증폭기(100)의 스타트업(start-up) 시간이 저하되지 않고 고속 동작이 가능할 수 있다.The magnitude of the bias voltage VA is set in this way, the switch circuits SC1 and SC2 are controlled as shown in FIG. 4 in the disabled state of the amplifier 100, and in the enabled state of the amplifier 100 When the switch circuits SC1 and SC2 are controlled as shown in FIG. 5, the start-up time of the amplifier 100 is reduced even when the capacitance of the bias capacitors C1 and C2 is designed to be large. However, high-speed operation may be possible.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 이에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, this will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 8 .

도 6 내지 도 8은 몇몇 실시예에 따른 트랜스임피던스 증폭기의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.6 to 8 are diagrams for explaining effects of a transimpedance amplifier according to some embodiments.

도 6은 앞서 설명한 증폭기(도 3의 100)와 다른 구성을 갖는 증폭기(99)의 회로도이다. 도 7은 도 6의 증폭기가 디스에이블 상태일 때의 회로도이고, 도 8은 도 6의 증폭기가 인에이블 상태일 때의 회로도이다.6 is a circuit diagram of an amplifier 99 having a configuration different from the previously described amplifier (100 in FIG. 3). 7 is a circuit diagram when the amplifier of FIG. 6 is disabled, and FIG. 8 is a circuit diagram when the amplifier of FIG. 6 is enabled.

도 6을 참조하면, 증폭기(99)는 앞서 설명한 증폭기(도 3의 100)와 달리 스위치 회로들(도 3의 SC1, SC2)을 포함하지 않는다.Referring to FIG. 6 , the amplifier 99 does not include switch circuits (SC1 and SC2 in FIG. 3 ) unlike the amplifier (100 in FIG. 3 ) described above.

필터 회로들(FC1, FC2)은 하이 패스 필터이므로 하이 패스 필터의 차단 주파수(cutoff frequency)는 1/RC에 의해 결정된다. 따라서, 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 캐패시턴스 값이 커질수록 낮은 주파수에서도 필터 회로들(FC1, FC2)의 필터 선형성(linearity)이 좋아질 수 있다. 따라서, 필터 회로들(FC1, FC2)의 성능을 향상시키기 위해서는 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 캐패시턴스 값을 크게 설계할 필요가 있다.Since the filter circuits FC1 and FC2 are high pass filters, a cutoff frequency of the high pass filter is determined by 1/RC. Accordingly, as the capacitance values of the bias capacitors C1 and C2 increase, the filter linearity of the filter circuits FC1 and FC2 may improve even at low frequencies. Therefore, in order to improve the performance of the filter circuits FC1 and FC2, it is necessary to design the capacitance values of the bias capacitors C1 and C2 to be large.

그런데, 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 캐패시턴스 값을 크게 설계할 경우, 증폭기(99)가 디스에이블 상태에서 인에이블 상태로 전환될 때 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전하량의 변화량이 커진다.However, when the capacitance values of the bias capacitors C1 and C2 are designed to be large, the amount of charge change in the bias capacitors C1 and C2 increases when the amplifier 99 is switched from a disabled state to an enabled state.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이 증폭기(99)가 디스에이블 상태일 때 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전압은 VDD-GND(예를 들어, 1.2V-0V = 1.2V)이나, 도 8에 도시된 것과 같이 증폭기(99)가 인에이블 상태일 때 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전압은 VBP(VBN) - VAP(VAN)(예를 들어, 0.8V-0.4V=0.4V)로 변한다. 이러한 전압 변화는 증폭기(99)의 스타트업(start-up) 시간을 증가시키는 요인이되어 증폭기(99)의 동작 속도를 늦춘다.For example, as shown in FIG. 7, when the amplifier 99 is in a disabled state, the voltages of the bias capacitors C1 and C2 are VDD-GND (eg, 1.2V-0V = 1.2V), As shown in FIG. 8, when the amplifier 99 is enabled, the voltages of the bias capacitors C1 and C2 are VBP(VBN) - VAP(VAN) (e.g., 0.8V-0.4V=0.4V). ) turns into This voltage change becomes a factor that increases the start-up time of the amplifier 99, thereby slowing down the operating speed of the amplifier 99.

하지만, 앞서 설명한 본 실시예에 따른 증폭기(100)는, 디스에이블 상태일 때, 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전압이 스위치 회로들(SC1, SC2)에 의해, VDD-VA(예를 들어, 1.2V-0.8V = 0.4V)이다. 그리고, 앞서 설명한 본 실시예에 따른 증폭기(100)는, 인에이블 상태일 때, 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전압이 VBP(VBN) - VAP(VAN)(예를 들어, 0.8V-0.4V=0.4V)이다. However, when the amplifier 100 according to the present embodiment described above is in a disabled state, the voltages of the bias capacitors C1 and C2 are changed by the switch circuits SC1 and SC2 to VDD-VA (eg, , 1.2V-0.8V = 0.4V). Further, in the amplifier 100 according to the present embodiment described above, when in an enabled state, the voltages of the bias capacitors C1 and C2 are VBP(VBN) - VAP(VAN) (eg, 0.8V-0.4 V=0.4V).

즉, 증폭기(100)가 디스에이블 상태일 때, 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전압을 증폭기(100)가 인에이블 상태의 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전압으로 미리 조절(예를 들어, 충전)하여, 증폭기(100)가 디스에이블 상태에서 인에이블 상태로 전환될 때 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 전하량의 변화량을 최소화시킨다.That is, when the amplifier 100 is in a disabled state, the voltages of the bias capacitors C1 and C2 are previously adjusted to the voltages of the bias capacitors C1 and C2 in which the amplifier 100 is enabled (for example, , charging) to minimize the amount of charge change in the bias capacitors C1 and C2 when the amplifier 100 is switched from a disabled state to an enabled state.

이에 따라, 필터 회로들(FC1, FC2)의 성능을 향상시키기 위해 바이어스 캐패시터들(C1, C2)의 캐패시턴스 값을 크게 설계하더라도 증폭기(100)의 스타트업 시간이 증가되지 않으므로 짧은 스타트업 시간으로 인한 고속 동작이 가능하다.Accordingly, even if the capacitance values of the bias capacitors C1 and C2 are designed to increase the performance of the filter circuits FC1 and FC2, the start-up time of the amplifier 100 does not increase. High-speed operation is possible.

도 9는 다른 몇몇 실시예에 따른 증폭기의 회로도이다.9 is a circuit diagram of an amplifier according to some other embodiments.

이하에서는 앞서 설명한 실시예와 공통된 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.Hereinafter, descriptions common to the above-described embodiments will be omitted and differences will be mainly described.

도 9를 참조하면, 증폭기(101)는 전원 전압(VDD)과 접지 전압(GND) 사이에 배치된 가변 저항들(R11, R22)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the amplifier 101 may further include variable resistors R11 and R22 disposed between the power supply voltage VDD and the ground voltage GND.

본 실시예에서, 가변 저항들(R11, R22)은 바이어스 전압(VA)을 생성하기 위한 분배 저항일 수 있다. 즉, 바이어스 전압(VA)은 가변 저항들(R11, R22)의 저항 값에 의해 생성될 수 있다. In this embodiment, the variable resistors R11 and R22 may be distribution resistors for generating the bias voltage VA. That is, the bias voltage VA may be generated by the resistance values of the variable resistors R11 and R22.

예를 들어, 전원 전압(VDD)의 크기가 1.2V이고, 바이어스 전압(VA)의 크기가 0.8V일 때, 가변 저항(R11)의 저항 값과 가변 저항(R12)의 저항 값의 비는 1 : 2일 수 있다.For example, when the magnitude of the power supply voltage VDD is 1.2V and the magnitude of the bias voltage VA is 0.8V, the ratio of the resistance value of the variable resistor R11 to that of the variable resistor R12 is 1. : Can be 2.

증폭기(101)가 디스에이블 상태로 동작할 때와 인에이블 상태로 동작할 때의 스위치 회로들(SC1, SC2)의 동작은 앞서 설명한 것과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.Operations of the switch circuits SC1 and SC2 when the amplifier 101 operates in a disabled state and in an enabled state are the same as those described above, so duplicate descriptions are omitted.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs A person will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

100: 증폭기
A1: 제1 증폭기
A2: 제2 증폭기
CFC: 공통 모드 피드백 회로
100: amplifier
A1: first amplifier
A2: second amplifier
CFC: common mode feedback circuit

Claims (20)

제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제공받고 이를 증폭하여 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 출력하는 증폭기를 포함하되,
상기 증폭기는,
상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로와,
상기 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 상기 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 상기 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로와,
상기 제1 증폭 트랜지스터와 상기 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되고, 제1 바이어스 전압과 제1 바이어스 캐패시터를 이용하여 상기 제1 바이어스 신호를 생성하는 제1 필터 회로와,
상기 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 상기 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 상기 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백(common mode feedback) 회로를 포함하고,
상기 제1 필터 회로는, 상기 증폭기가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블 상태에서의 상기 제1 바이어스 캐패시터의 제1 전압이 상기 증폭기가 증폭 동작을 수행하는 인에이블 상태에서의 상기 제1 바이어스 캐패시터의 제2 전압에 대응되도록 상기 제1 바이어스 캐패시터의 전압을 조절하는 반도체 장치.
An amplifier receiving a first input signal and a second input signal and outputting a first output signal and a second output signal by amplifying them,
The amplifier is
A first amplification circuit for first amplifying the first input signal and the second input signal and outputting a first amplification signal and a second amplification signal;
A first amplification transistor turned on based on the first amplification signal to generate a first output signal, a second amplification transistor turned on based on the second amplification signal to output a second output signal, and a first bias signal A second amplifier circuit including a first bias transistor turned on based on and generating the first output signal;
a first filter circuit connected to the first amplifying transistor and the first bias transistor and configured to generate the first bias signal using a first bias voltage and a first bias capacitor;
A common mode feedback circuit receiving the first and second output signals and outputting a feedback signal to the first amplifier for adjusting an average of the first and second output signals to correspond to a reference signal do,
The first filter circuit is such that a first voltage of the first bias capacitor in a disabled state in which the amplifier does not perform an amplification operation is equal to a voltage of the first bias capacitor in an enabled state in which the amplifier performs an amplification operation. A semiconductor device configured to adjust a voltage of the first bias capacitor to correspond to a second voltage.
제1항에 있어서,
상기 제1 바이어스 캐패시터는 상기 제1 증폭 트랜지스터의 게이트 단과 상기 제1 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 반도체 장치.
According to claim 1,
The first bias capacitor is connected to a gate terminal of the first amplifying transistor and a gate terminal of the first bias transistor.
제2항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 그 일 단에 상기 제1 바이어스 전압이 제공되고, 그 타 단이 상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단과 상기 제1 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 저항을 포함하는 반도체 장치.
According to claim 2,
The semiconductor device of claim 1 , wherein the first filter circuit includes a resistor having one end provided with the first bias voltage and another end connected to one end of the first bias capacitor and a gate terminal of the first bias transistor.
제2항에 있어서,
상기 제2 증폭 회로는,
제2 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 상기 제2 출력 신호를 생성하는 제2 바이어스 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 증폭기는,
상기 제2 바이어스 트랜지스터와 상기 제2 증폭 트랜지스터에 연결되고, 제2 바이어스 전압과 제2 바이어스 캐패시터를 이용하여 상기 제2 바이어스 신호를 생성하는 제2 필터 회로를 더 포함하고,
상기 제2 필터 회로는,
상기 디스에이블 상태에서의 상기 제2 바이어스 캐패시터의 제3 전압이 상기 인에이블 상태에서의 상기 제2 바이어스 캐패시터의 제4 전압에 대응되도록 상기 제2 바이어스 캐패시터의 전압을 조절하는 반도체 장치.
According to claim 2,
The second amplifier circuit,
A second bias transistor turned on based on a second bias signal to generate the second output signal;
The amplifier is
A second filter circuit connected to the second bias transistor and the second amplifying transistor and configured to generate the second bias signal using a second bias voltage and a second bias capacitor;
The second filter circuit,
and adjusting a voltage of the second bias capacitor such that a third voltage of the second bias capacitor in the disabled state corresponds to a fourth voltage of the second bias capacitor in the enabled state.
제4항에 있어서,
상기 제2 바이어스 캐패시터는 상기 제2 증폭 트랜지스터의 게이트 단과 상기 제2 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되고,
상기 제2 필터 회로는, 그 일 단에 상기 제2 바이어스 전압이 제공되고, 그 타 단이 상기 제2 바이어스 캐패시터의 일 단과 상기 제2 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 저항을 포함하는 반도체 장치.
According to claim 4,
the second bias capacitor is connected to a gate terminal of the second amplifying transistor and a gate terminal of the second bias transistor;
The second filter circuit includes a resistor to which the second bias voltage is applied at one end and a resistor whose other end is connected to one end of the second bias capacitor and a gate terminal of the second bias transistor.
제1항에 있어서,
상기 증폭기는,
상기 디스에이블 상태에서 상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 제2 바이어스 전압을 제공하고, 상기 인에이블 상태에서 상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 제1 증폭 신호를 제공하는 스위치 회로를 더 포함하는 반도체 장치.
According to claim 1,
The amplifier is
A switch circuit providing a second bias voltage to one terminal of the first bias capacitor in the disabled state and providing the first amplification signal to one terminal of the first bias capacitor in the enabled state semiconductor device.
제6항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 그 일 단에 상기 제1 바이어스 전압이 제공되고, 그 타 단이 상기 제1 바이어스 캐패시터의 타 단과 상기 제1 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 저항을 포함하는 반도체 장치.
According to claim 6,
The semiconductor device of claim 1 , wherein the first filter circuit includes a resistor to which the first bias voltage is applied at one end and a resistor whose other end is connected to the other end of the first bias capacitor and the gate end of the first bias transistor.
제6항에 있어서,
상기 스위치 회로는,
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 제2 바이어스 전압을 제공하는 제1 스위치와,
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 제1 증폭 신호를 제공하는 제2 스위치를 포함하는 반도체 장치.
According to claim 6,
The switch circuit,
a first switch providing the second bias voltage to one terminal of the first bias capacitor;
and a second switch providing the first amplification signal to one terminal of the first bias capacitor.
제6항에 있어서,
전원 전압으로부터 상기 제2 바이어스 전압을 생성하는 제1 저항과 제2 저항을 더 포함하는 반도체 장치.
According to claim 6,
The semiconductor device further includes a first resistor and a second resistor configured to generate the second bias voltage from a power supply voltage.
제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로;
상기 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 상기 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 상기 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로;
상기 제1 증폭 트랜지스터와 상기 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되는 제1 바이어스 캐패시터;
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 바이어스 전압과 상기 제1 증폭 신호 중 어느 하나가 제공되도록 제어하는 제1 스위치 회로; 및
상기 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 상기 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 상기 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백 회로를 포함하는 반도체 장치.
a first amplifying circuit that first amplifies the first input signal and the second input signal and outputs the first amplified signal and the second amplified signal;
A first amplification transistor turned on based on the first amplification signal to generate a first output signal, a second amplification transistor turned on based on the second amplification signal to output a second output signal, and a first bias signal a second amplifier circuit including a first bias transistor turned on based on and generating the first output signal;
a first bias capacitor connected to the first amplifying transistor and the first bias transistor;
a first switch circuit which controls to provide one of a bias voltage and the first amplification signal to one terminal of the first bias capacitor; and
and a common mode feedback circuit receiving the first and second output signals and outputting, to the first amplifier, a feedback signal for adjusting an average of the first and second output signals to correspond to a reference signal.
제10항에 있어서,
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단은 상기 제1 스위치 회로를 통해 상기 제1 증폭 트랜지스터의 게이트 단에 연결되고, 상기 제1 바이어스 캐패시터의 타 단은 상기 제1 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 반도체 장치.
According to claim 10,
One terminal of the first bias capacitor is connected to the gate terminal of the first amplifying transistor through the first switch circuit, and the other terminal of the first bias capacitor is connected to the gate terminal of the first bias transistor. .
제11항에 있어서,
상기 제1 스위치 회로는,
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 바이어스 전압을 제공하는 제1 스위치와,
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 제1 증폭 신호를 제공하는 제2 스위치를 포함하는 반도체 장치.
According to claim 11,
The first switch circuit,
a first switch providing the bias voltage to one terminal of the first bias capacitor;
and a second switch providing the first amplification signal to one terminal of the first bias capacitor.
제12항에 있어서,
상기 바이어스 전압의 크기는 전원 전압의 크기보다 작고 접지 전압의 크기보다 큰 반도체 장치.
According to claim 12,
The bias voltage is smaller than the power supply voltage and larger than the ground voltage.
제10항에 있어서,
전원 전압으로부터 상기 바이어스 전압을 생성하는 제1 저항과 제2 저항을 더 포함하는 반도체 장치.
According to claim 10,
The semiconductor device further includes a first resistor and a second resistor configured to generate the bias voltage from a power supply voltage.
제14항에 있어서,
상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단은 상기 제1 스위치 회로를 통해 상기 제1 증폭 트랜지스터의 게이트 단과 상기 제1 저항에 연결되고, 상기 제1 바이어스 캐패시터의 타 단은 상기 제1 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 반도체 장치.
According to claim 14,
One end of the first bias capacitor is connected to the gate end of the first amplifying transistor and the first resistor through the first switch circuit, and the other end of the first bias capacitor is connected to the gate end of the first bias transistor. semiconductor device to be connected.
제10항에 있어서,
제2 바이어스 캐패시터; 및
상기 제2 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 바이어스 전압과 상기 제2 증폭 신호 중 어느 하나가 제공되도록 제어하는 제2 스위치 회로를 더 포함하고,
상기 제2 증폭 회로는,
제2 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 상기 제2 출력 신호를 생성하는 제2 바이어스 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 제2 바이어스 캐패시터는,
상기 제2 증폭 트랜지스터와 상기 제2 바이어스 트랜지스터에 연결되는 반도체 장치.
According to claim 10,
a second bias capacitor; and
A second switch circuit for controlling the bias voltage and the second amplification signal to be provided to one terminal of the second bias capacitor;
The second amplifier circuit,
A second bias transistor turned on based on a second bias signal to generate the second output signal;
The second bias capacitor,
A semiconductor device coupled to the second amplification transistor and the second bias transistor.
수신 믹서로부터 제1 및 제2 입력 신호를 제공받고 이를 증폭하여 출력하는 트랜스임피던스 증폭기; 및
상기 트랜스임피던스 증폭기의 출력을 필터링하는 수신 필터를 포함하되,
상기 트랜스임피던스 증폭기는,
상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호를 제1 증폭하여 제1 증폭 신호와 제2 증폭 신호를 출력하는 제1 증폭 회로와,
상기 제1 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제1 출력 신호를 생성하는 제1 증폭 트랜지스터와, 상기 제2 증폭 신호를 기초로 턴온되어 제2 출력 신호를 출력하는 제2 증폭 트랜지스터와, 제1 바이어스 신호를 기초로 턴온되어 상기 제1 출력 신호를 생성하는 제1 바이어스 트랜지스터를 포함하는 제2 증폭 회로와,
상기 제1 증폭 트랜지스터와 상기 제1 바이어스 트랜지스터에 연결되고, 제1 바이어스 전압과 제1 바이어스 캐패시터를 이용하여 상기 제1 바이어스 신호를 생성하는 제1 필터 회로와,
상기 제1 및 제2 출력 신호를 제공받고 상기 제1 및 제2 출력 신호의 평균이 기준 신호에 대응되도록 조절하는 피드백 신호를 상기 제1 증폭기에 출력하는 공통 모드 피드백 회로를 포함하고,
상기 제1 필터 회로는, 상기 트랜스임피던스 증폭기가 증폭 동작을 수행하지 않는 디스에이블 상태에서의 상기 제1 바이어스 캐패시터의 제1 전압이 상기 트랜스임피던스 증폭기가 증폭 동작을 수행하는 인에이블 상태에서의 상기 제1 바이어스 캐패시터의 제2 전압에 대응되도록 상기 제1 바이어스 캐패시터의 전압을 조절하는 통신 장치.
a transimpedance amplifier receiving first and second input signals from the receiving mixer and amplifying and outputting the first and second input signals; and
Including a receive filter for filtering the output of the transimpedance amplifier,
The transimpedance amplifier,
A first amplification circuit for first amplifying the first input signal and the second input signal and outputting a first amplification signal and a second amplification signal;
A first amplification transistor turned on based on the first amplification signal to generate a first output signal, a second amplification transistor turned on based on the second amplification signal to output a second output signal, and a first bias signal A second amplifier circuit including a first bias transistor turned on based on and generating the first output signal;
a first filter circuit connected to the first amplifying transistor and the first bias transistor and configured to generate the first bias signal using a first bias voltage and a first bias capacitor;
A common mode feedback circuit receiving the first and second output signals and outputting a feedback signal to the first amplifier for adjusting an average of the first and second output signals to correspond to a reference signal;
The first filter circuit is configured so that the first voltage of the first bias capacitor in a disabled state in which the transimpedance amplifier does not perform an amplification operation corresponds to the first voltage in an enabled state in which the transimpedance amplifier performs an amplification operation. 1 The communication device for adjusting the voltage of the first bias capacitor to correspond to the second voltage of the bias capacitor.
제17항에 있어서,
상기 트랜스임피던스 증폭기는,
상기 디스에이블 상태에서 상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 제2 바이어스 전압을 제공하고, 상기 인에이블 상태에서 상기 제1 바이어스 캐패시터의 일 단에 상기 제1 증폭 신호를 제공하는 스위치 회로를 더 포함하는 통신 장치.
According to claim 17,
The transimpedance amplifier,
A switch circuit providing a second bias voltage to one terminal of the first bias capacitor in the disabled state and providing the first amplification signal to one terminal of the first bias capacitor in the enabled state communication device.
제18항에 있어서,
상기 제2 바이어스 전압의 크기는 전원 전압의 크기보다 작고 접지 전압의 크기보다 큰 통신 장치.
According to claim 18,
The second bias voltage is smaller than the power supply voltage and larger than the ground voltage.
제19항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 그 일 단에 상기 제1 바이어스 전압이 제공되고, 그 타 단이 상기 제1 바이어스 캐패시터의 타 단과 상기 제1 바이어스 트랜지스터의 게이트 단에 연결되는 저항을 포함하는 통신 장치.
According to claim 19,
The communication device of claim 1 , wherein the first filter circuit includes a resistor to which the first bias voltage is applied at one end and a resistor whose other end is connected to the other end of the first bias capacitor and the gate end of the first bias transistor.
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