기존 전달 임피던스 증폭기는 제한된 입력 다이내믹 레인지와 신호 손실 문제로 고속 대용량 신호 처리에 한계가 있었습니다. 본 기술은 복수 개의 전류 버퍼를 통해 입력 전류를 버퍼링하고, 입력 전압을 증폭하여 트랜스 임피던스 이득 조절 신호를 생성합니다. 이 조절 신호에 따라 가변 전달 임피던스 증폭기가 이득을 자동으로 제어하며, 전류 전달 스테이지의 모디파이드 캐스코드 회로로 전류 손실 없이 입력 민감도를 높입니다. 결과적으로, 넓은 입력 다이내믹 레인지에서도 뛰어난 선형성과 저잡음 특성을 유지하며, 3Gb/s 이상의 고속 데이터 통신 환경에서 안정적인 신호 복원 성능을 제공합니다.

기존 거리 측정 장치의 아날로그 초단부 설계 난점과 시간 디지털 변환기의 외란 및 진폭 차이로 인한 비교 오류 문제를 해결하고자 개발되었습니다. 본 기술은 스타트 및 스톱 신호의 에지를 활용하여 외란에 강한 시간 디지털 변환을 구현하며, 지연 고정 루프(DLL)를 통해 높은 해상도를 제공합니다. 또한, 리미팅 증폭기를 적용하여 아날로그 초단부 설계 용이성을 확보하고, 거친 검출과 정밀 검출을 병행하여 측정 정확도를 극대화합니다. 이로써 더욱 안정적이고 정밀한 거리 측정이 가능해지며, 다양한 응용 분야에서 효율적인 시스템 구축에 기여할 수 있습니다.

기존 전달 임피던스 증폭기는 이득과 대역폭 간의 상충 관계 및 노이즈 취약성이라는 한계가 있었습니다. 본 기술은 인버터와 공통 게이트 또는 공통 소스 증폭기를 조합하여 캐스케이드 연결하거나 출력을 합산하는 방식을 제안합니다. 입력 신호를 게이트 저항을 통해 피드 포워드하여 기생 발진을 억제하고, 특히 두 증폭기의 출력을 동일 노드에서 합산함으로써 신호는 증폭하고 노이즈는 상쇄하는 원리로 작동합니다. 이로써 고이득과 광대역폭을 동시에 확보하며 노이즈 민감도를 현저히 낮춥니다. 광통신 회로 및 레이저 레이다 수신단 등 고속 통신 환경에서 우수한 성능과 넓은 다이나믹 레인지를 제공합니다.

기존 단일단 전달 임피던스 증폭기는 노이즈에 취약하며, 이를 해결하기 위한 추가 회로는 다이 사이즈와 전력 소모를 증가시키는 문제가 있었습니다. 본 기술은 입력 신호에 대해 차동 출력을 제공하는 차동 전달 임피던스 증폭기입니다. 공통 게이트 증폭기와 피드백 저항을 갖는 공통 소스 증폭기를 통합하여 별도의 변환 회로 없이 차동 신호쌍을 형성합니다. 이를 통해 다이 사이즈와 전력 소모 증가 없이 노이즈 민감도를 낮추고 고속 통신 환경에서 높은 신호 품질을 제공합니다. 피드백 저항 조절로 회로의 입력 저항 및 이득을 최적화할 수 있으며, 변압기를 통한 부하 연결로 50GHz 및 32Gb/s 이상의 고속 동작을 구현합니다. 이 기술은 100Gb 이더넷용 광학 수신기 등 고속 통신 분야의 성능 향상에 기여합니다.

기존 트랜스임피던스 증폭기는 입력 전류 누설로 이득이 감소하고, 부하저항의 증가로 대역폭이 축소되는 문제가 있었습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 제1 도전형 모디파이드 캐스코드 전류 싱크와 제2 도전형 전류 미러 회로를 캐스코드 방식으로 연결하여 회로를 구성합니다. 이를 통해 부하저항으로 누설되는 입력 전류량을 효과적으로 줄이고, 기생 커패시턴스에 의한 대역폭 축소 문제를 해결합니다. 모의 실험 결과, 13.36MHz의 넓은 대역폭과 72.4dBΩ의 높은 트랜스임피던스 이득을 동시에 달성하며, 노이즈가 적고 깨끗한 아이 다이어그램을 제공합니다. 이 기술은 이득 손실 없이 넓은 대역폭을 유지하여 고성능 트랜스임피던스 증폭기가 필요한 다양한 응용 분야에 효과적으로 활용될 수 있습니다.

기존 트랜스 임피던스 증폭기는 단일 펄스 처리 시 지연과 펄스 스프레딩 문제로 후속 펄스 구별이 어려웠습니다. 본 기술은 전류 전달 스테이지와 가변 이득 트랜스 임피던스 증폭기, 그리고 입력 전류 크기에 따라 이득을 제어하는 피드포워드 제어 신호 형성부를 포함합니다. 모디파이드 캐스코드 회로를 적용한 전류 버퍼를 통해 전류 손실 없이 입력 전류를 전달하고, 낮은 구동 전압으로도 포화 영역 동작이 가능합니다. 이득 제어 신호는 낮은 지연으로 작동하여 펄스 스프레딩을 효과적으로 방지합니다. 이 증폭기는 단일 펄스에 대한 낮은 지연 이득 제어가 가능하며, 펄스 스프레딩을 감소시켜 인접 펄스를 용이하게 검출할 수 있습니다. 이를 통해 넓은 범위의 입력 전류에서 선형적인 증폭 성능을 제공하며, 라이다(LiDAR)와 같은 응용 분야에서 검출 한계를 크게 향상시킬 수 있습니다.