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본 발명은 Digital Low Dropout Voltage Regulator(DLDO)의 과도 응답 속도와 출력 안정성을 개선하기 위한 새로운 구조에 관한 것이다. 기존 DLDO 구조에서는 비교기의 성능이 고정되어 과도 응답 속도가 제한되는 문제가 있었다. 본 발명에서는 비교기(Comparator)의 최적 높은 이득점(Optimum High Gain Point)을 적응적으로 보정(Adaptive Calibration)할 수 있는 구조를 제안하여 과도 응답 속도를 개선하고, 안정적인 출력 전압을 유지할 수 있도록 하였다. 또한 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 통해 출력 상태를 즉각적으로 감지하고, 이에 따라 기존 방식에서는 1개씩만 조절되던 Coarse pass gate의 개수를 동적으로 조절하여 더욱 빠른 과도 응답 속도를 구현하였다. 이를 통해 DLDO Regulator는 고속 응답과 더불어 출력의 안정성을 동시에 확보할 수 있다.

본 발명은 고속 메모리 인터페이스(high speed memory interface)에서의 출력 드라이버(output driver)의 한계를 극복하기 위한 방식에 관한 내용이다. 데이터(data)를 송신할 때 기존 커패시터를 사용하여 데이터 출력에 피크(Peak)를 만들어 데이터의 고주파 성분을 강조(emphasis) 해주는 송신기는 출력 드라이버의 로드(load)에서 보이는 커패시터의 크기가 크기 때문에 대역폭(bandwidth)의 감소와 데이터의 전체 스윙(swing)이 감소하게 된다. 이를 보완하기 위해 고주파 성분 강조가 필요한 경우에만 스위치(switch)를 열어 강조를 하게 되며 강조가 필요하지 않은 상황에서 스위치가 꺼지게 되며 출력 드라이버에서 보이는 커패시터가 없어지게 된다. 이에 따라 대역폭의 감소 및 데이터의 전체 스윙이 감소하는 현상이 사라지며 고주파 성분만 강조를 할 수 있게된다.

본 발명은 전하 펌프(Charge Pump)의 전류를 공급하거나 흡수하는 과정에서 생기는 전류 불균형 문제와 전하 펌프의 좁은 출력 전압 범위의 한계를 극복하기 위한 방식의 내용이다. 기존 방식에서는 MOSFET의 기본 특성인 채널길이 변조 효과(Channel Length Modulation Effect)에 의해 전류 불균형 문제가 발생하였다. 기존 방식에서는 이를 해결하기 위해 증폭기(Amplifier)를 사용하였다. 하지만 증폭기를 사용하게 되면 증폭기 내의 MOSFET을 포화상태(Saturation)로 만들어 주어야 안정적인 동작이 가능하다. 이로 인하여 출력전압 범위가 좁아지는 문제가 있었다. 이를 보완하기 위해 비교기(Comparator)를 이용하여 넓은 출력 전압 범위를 사용 가능하게 하고, 전류 추가(Add Current) 회로를 통해 전류 불균형 문제를 최소화했다.

본 발명은 고속 데이터 통신에서 사용되는 4단계 펄스 진폭 변조(PAM-4) 송신기를 위한 전류 모드 피드포워드 등화기를 전하 제어 방식으로 구현한 전압 모드 출력 드라이버에 관한 것이다. 기존 NRZ 방식의 데이터 전송은 대역폭 활용 효율과 데이터 전송 속도가 제한되며, PAM-4 송신기 또한 전력 소모와 신호 왜곡 문제를 겪는다. 이를 해결하기 위해 본 발명은 전류원을 전하원으로, 저항 부하를 커패시터 부하로 대체하고, 이산 시간 회로를 구성하여 전력 소모를 감소시켰다. 또한, 단일 종단 전송 방식을 채택해 기존 차동 모드 대비 전력을 2배 이상 절감하고, 4단계 레벨 변화에 따른 보상을 통해 신호 품질을 개선하였다.