Design of an Energy Harvesting Full-Wave Rectifier Using High-Performance Comparator

고성능 비교기를 이용한 에너지 하베스팅 전파정류회로 설계

In this paper, a full - wave rectifying harvesting circuit with a high-performance comparator is designed. Designed circuits are divided into Negative Voltage Converter and Active Diode stages. The comparator included in the active diode stage is implemented as a 3-stage type and divided into pre-amplification, decision circuit, and output buffer stages. The main purpose of this comparator is to reduce the propagation delay and improve the voltage and power efficiency of the harvesting circuit. The proposed circuit is designed with magna $0.35{\mu}m$ CMOS process and its operation is verified by simulation. The chip area of the designed energy harvesting circuit is $900{\mu}m{\times}712{\mu}m$.

본 논문에서는 고성능 비교기를 이용한 전파정류 애너지 하베스팅 회로를 설계하였다. 설계된 회로는 크게 Negative Voltage Converter, Active Diode단으로 나뉜다. 그리고 Active Diode단에 포함된 비교기는 3-stage 형태로 구현 하였으며 Pre-amplification, Decision circuit, Output buffer단으로 나뉜다. 이 비교기는 Propagation delay를 줄이고 하베스팅 회로의 전압 및 전력 효율을 향상 시키는 것이 주된 목적이다. 제안된 회로는 Magna $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였으며, 모의실험을 통해 동작을 검증하였다. 설계된 에너지 하베스팅 회로의 칩 면적은 $612{\mu}m{\times}444{\mu}m$이다.