광섬유 엔진 모니터용 압력센서를 위한 프로그램 가능한 고속 저전력 8 비트 아날로그/디지탈 변환기

A Programmable Fast, Low Power 8 Bit A/D Converter for Fiber-Optic Pressure Sensors Monitoring Engines

각각 8개의 N과 P채널 EEPROM을 이용하여 광섬유 엔진 모니터용 압력센서를 위한 A/D 변환기를 설계하였다. EEPROM의 쓰기와 소거동작에서 요구되는 높은 프로그래밍 전압의 크기를 낮추기 위한 지역전계강화 효과가 소개된다. 프로그래밍 모드에서 EEPROM의 선형적 저장능력을 관찰하기 위해 MOSIS의 $1.2\;{\mu}m$ double-poly CMOS 공정을 이용하여 셀이 제작되었다. 그 결과 1.25V와 2V구간에서 10mV 미만의 오차 내에서 셀이 선형적으로 프로그램 되는 것을 보았다. 이러한 실험 결과를 이용하여 프로그램 가능한 A/B 변환기의 동작이 Hspice에서 시뮤레이션 되었으며, 그 결과 A/D 변환기가 $37\;{\mu}W$의 전력을 소모하고 동작주파수는 333MHz 정도인 것으로 관찰되었다.

A programmable A/D converter for an embedded fiber-optic combustion pressure sensor has been designed with 8 N and P channel MOSFETs, respectively. A local field enhancement for reducing programming voltage during writing as well as erasing an EEPROM device is introduced. In order to observe linear programmability of the EEPROM device during programming mode, a cell is developed with a $1.2\;{\mu}m$ double poly CMOS fabrication process in MOSIS. It is observed that the high resolution, of say 10mVolt, is valid in the range 1.25volts to 2volts. The experimental result is used for simulating the programmable 8 bit A/D converter with Hspice. The A/D converter is demonstrated to consume low power, $37\;{\mu}W$ by utilizing a programming operation. In addition, the converter is attained at the conversion frequency of 333 MHz.