1.0V 90nm CMOSプロセスにおいて、増幅回路の差動対個々のトランジスタのV_<th>をDC測定によってその場評価できるテストチップの開発を行った。また、連続時間で信号波形を検出できるオンチップモニタ回路を同時に実装し、V_<th>評価とAC応答の両方を同じトランジスタについて評価できる評価系の構築を行い、実測評価を行った。これらの結果より、におけるV_<th>とAC利得の相関性を評価した。意図的に非対称な設計を行った増幅回路の差動対を評価することにより、差動対のミスマッチ量と同相信号除去効果の劣化を実験的に評価した。

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The　differential　amplifier　circuit　is　one　of　the　most　important　basic　circuit　used　in　analog　integrated　circuit.　ln　designing　this　circuit　integrated　as　an　LSI,　we　have　conducted　a　parameter　design using　a　dynamic　characteristic.　The　ideal　function　of　this　circuit　is　to　generate　the　output　voltage equal　to　the　input　voltage.　ln　order　to　achieve　its　robust　function,　it　is　essential　to　take　LSI　manufac　turing　variability　noise　factors　into　consideration.　We　have　found　the　conventional　method　where circuit　elements　were　simulated　at　3-1evels(min./mean/max.)to　determine　the　optimum　design,cannot　reduce　variability　of　output　voltage　effectively.　At　this　time,　we　selected　circuit　parameters that　may　influence　the　characteristic　and　assigned　them　to　an　L18　orthogonal　array　and　conducted　a parameter　design　by　varying　LSI　manufacturing　noise　factors.　Circuit　simulator　was　used　to　run the　experiments.　As　a　result　we　have　confirmed　that　we　can　achieve　our　objective.

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In this study, the prototype of CMOS Inverter-Based Differential Amplifier has been developed with ROHM 0.18 mm standard CMOS process. In order to get high DC gain, Nauta’s operational transconductance amplifier (OTA) is adopted as the amplifier stage and nested miller compensation is selected as the phase compensation. The measurement results indicate that power consumption is 18µW, DC Gain is 71dB, input offset voltage is 1.2mV, CMRR is 57dB and PSRR is 83dB at the supply voltage V_DD=1V.

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この研究は、テスト容易化を目的としたアナログLSI回路を設計、評価したものである。テスト容易化設計の中でもBOST(Built Out Self Test)技術に着目し、電圧指定電流測定(VSIM)をLSI内部で実行するCMOSアナログ回路を設計し、試作チップの評価を行った。VSIM(Voltage sourced current measurement)とは、測定対象に指定した電圧をかけ、そのとき流れる電流を読み取るものである。rail to railオペアンプを用いており、試作チップにおいてVSIMの電圧指定は3.3v rail to rail動作することを確認し、電流測定精度は補正後±10μAとなった。

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本稿では、スイッチトキャパシタ抵抗の周波数校正回路を提案する。電流源を定電圧源と抵抗を用いて構成する場合、抵抗のプロセス変動によりLSIチップごとの誤差が大きくなるが、スイッチトキャパシタによる等価抵抗回路を用いることで誤差を低減することができる。提案回路では、BOST回路立ち上げ時に、外部参照電流によりキャパシタのプロセス変動に対してスイッチング周波数を初期化校正することで、チップ間の抵抗誤差をなくすことを目指した。HspiceによるシミュレーションおよびRohm0.18μmプロセスによる試作チップの測定結果を報告する。

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The purpose of this study is to design a low voltage differential amplifier circuit for sensor signal processing. The prototype of CMOS Inverter-Based pseudo-differential amplifier has been designed with 0.18 µm standard CMOS process. The maximum differential gain was measured as 63.4 dB and the CMRR was 63.6 dB at 1 V supply voltage. The input offset temperature drift is 2.56 µV/°C. In addition, the hole-sensor-combination measurement was carried out by using the differential amplifier circuit.

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本論文は新しい電流臨界モード力率改善回路(PFC回路)を提案している。リアクトル電流の臨界点検出精度の改善のため，新しい臨界点検出回路を提案する。これまで,既に定格動作の時に提案する検出回路の適用により臨界点検出精度が向上し，PFC回路の力率および入力電流歪率の改善に有効であることが確認された。今回，提案方式の負荷が変動した時の力率および入力電流歪率特性について報告する。

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We proposed elemental technique for reducing power supply voltage and circuit scale for CMOS exponentiation conversion IC utilizing weak inversion operation to mount it on microcomputer chip. This IC implements to change the power exponent to any value by amplifying with adjusting gain after converting signal logarithmically, and finally converting it exponentially. We showed that the circuit scale can be reduced to several tenth times in order to generate a weak inversion current by cascading multiple stages of current-dividing current mirror circuits. Due to this current mirror circuit, circuit scale was reduced to 34.4%. We also proposed an exponential converting circuit that can halve the input voltage by using one pair of weak inversion MOSFETs. However, the proposed control method of the exponential value by utilizing the substrate effect was found to have about 8% of narrow control range. Although measured result shows that this IC does exponentiation conversion, power exponent value was 56% smaller than simulation result.

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