저소음 고이득 광대역 변압기 기반 인버터 기반 전류-전압 변환 증폭기

이 논문에서는 변압기 기반 대역폭(BW) 확장 기법을 사용하여 인버터 기반 전류-전압 증폭기(TIA)의 BW, 노이즈, 실리콘 면적을 개선한다. 특히 유도 피크를 사용하는 경우에도 이를 적용할 수 있다. 제안된 기법을 기반으로 설계되고 16nm FinFET 공정에서 레이아웃된 TIA는 유도 피크를 사용하는 일반적인 TIA와 비교하여 BW가 36% 증가하고 입력 참조 노이즈가 19% 감소하며 실리콘 면적이 57% 감소하였다. 제안된 TIA 구조에서는 전방 경로에 변압기를 포함하여 인버터의 부수적인 용량을 부분적으로 보상하고 일반적인 TIA의 전류-전압 한계를 완화한다. 제안된 기법은 또한 TIA의 입력 참조 전류 노이즈 스펙트럼을 낮춘다. 레이아웃 후에 전자기학적(EM) 시뮬레이션 및 통계적 분석을 통해 제안된 구조의 효과성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, TIA는 58 dB Ω 의 전류-전압 이득, 17.4 GHz의 BW, 17.4 pA/sqrt (Hz)의 입력 참조 노이즈, 64 Gbps PAM4 데이터 속도에서 1E-6의 비트 오류율(BER)에서 20 mV의 눈 열림을 달성하였다. 전체 TIA 체인은 19 mW의 소비 전력과 0.023 mm 2 의 활성 면적을 차지할 것으로 예상된다.

출처: IEEE Xplore

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