In this paper, new low pass filter structure using flipped voltage follower (FVF) and optimization design method of source follower based filter (SFB filter) for low power are proposed. The newly proposed filter structure is composed of FVF and source follower (SF). Negative feedback of FVF generates complex pole pair, and SF cancels the zero generated from FVF. Considering environment variation, zero cancellation technique is introduced. Proposed structure is analyzed in terms of BW-power efficiency, and shows highest BW-efficiency for low Q biquad cell, where large load cap is driven. In addition, proposed design method of SFB filter gives optimization design method using MATLAB and tuning method for accurate design, considering parasitic capacitance and non-ideality of gm of transistor. Proposed structure and design method are realized by 180nm technology, and measured. The measured results give enough effectiveness for proposed structure and design method.
본 논문에서는 저 전력을 위해 flipped voltage follower (FVF) 를 이용한 새로운 저역 필터 구조와 기존의 source follower (SF) based filter 를 이용한 최적화 설계 방법을 제안한다. 새롭게 제안된 필터 구조는 complex pole pair 를 생성하는 FVF 와 FVF 에서 발생하는 zero 를 제거 하기 위한 SF 로 구성이 된다. 새롭게 제안된 필터 구조는 환경 변수를 고려 하여 zero 제거 기술을 사용하였고, Bandwidth (BW)-power 효율성관점에서 분석이 되었다. 분석된 결과는 제안된 구조가 큰 load cap 을 drive 하면서 low Q 를 구현 할 때 높은 BW-power 효율성을 가진다는 것을 보여 준다. 기존의 source follower based filter 를 이용한 설계 방법은 MATLAB 을 이용한 최적화 방법과 기생 cap과 gm의 non-ideality 를 고려한 조절 방법을 제공한다. 제안된 구조와 설계 방법은 180nm 공정과 1.8V supply voltage 를 이용하여 구현 되었고 측정 되었다. 측정된 결과는 제안된 구조와 설계 방법의 충분한 용이성을 보여 줄 뿐만 아니라, 지금까지 발표된 다른 필터와 비교 하였을 때에도 우수한 성능을 보여 준다.