본 논문에서는 고속 혼성모드 집적회로를 위한 온-칩(on-chip) CMOS 전류 및 전압 레퍼런스 회로를 제안한다. 제안하는 전류 레퍼런스 회로는 기존의 전류 레퍼런스 회로에서 부정확한 전류 값을 조정하기 위해 주로 사용되는 아날로그 보정 기법과는 달리 디지털 영역에서의 보정 기법을 사용한다. 또한, 제안하는 전압 레퍼런스 회로는 고속으로 동작하는 혼성모드 집적회로의 출력단에서 발생할 수 있는 고주파수의 잡음 성분을 최소한으로 줄이기 위해 고주파 신호 성분에 대해 작은 출력 저항을 볼 수 있는 구조의 레퍼런스 전압 구동회로를 사용한다. 이 레퍼런스 전압 구동회로는 전력 소모 및 칩 면적을 최소화하기 위해서 저 전력의 증폭기와 크기가 작은 온-칩 캐패시터를 사용하여 구현하였다. 제안하는 레퍼런스 회로는 0.18 um n-well CMOS 공정으로 설계 및 제작되었으며, 250 um x 200 um의 면적을 차지한다. 칩 제작 및 측정결과, 제안하는 전류 및 전압 레퍼런스 회로는 공급 전압 및 온도의 변화에 대해서 각각 2.59 %/V와 48 ppm/℃의 변화율을 보인다.
This work proposes on-chip full CMOS current and voltage references for high-speed mixed-mode circuits. The proposed current reference circuit uses a digital-domain calibration method instead of a conventional analog calibration to obtain accurate current values. The proposed voltage reference employs internal reference voltage drivers to minimize the high-frequency noise from the output stages of high-speed mixed-mode circuits. The reference voltage drivers adopt low power op amps and small- sized on-chip capacitors for low power consumption and small chip area. The proposed references are designed, laid out, and fabricated in a 0.18 um n-well CMOS process and the active chip area is 250 um x 200 um. The measured results show the reference circuits have the power supply variation of 2.59 %/V and the temperature coefficient of 48 ppm/$^{circ}C$ E.
