초록
본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자를 사용한 모바일 기기용 고 효율 전원 제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 휴대기기에서 필요한 높은 출력 전압과 낮은 출력 전압을 제공하기 위하여, 부스트 변환기(Boost Converter)와 벅 변환기(Buck Converter)를 원칩(One-chip)으로 구현하였다. 그리고 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항 스위칭 소자를 사용하여 구현한 부스트 변환기와 벅 변환기는 100mA 출력 전류에서 92.1%와 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.
The high efficiency power management IC(PMIC) with DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) switching device for portable application is proposed in this paper. Because portable applications need high output voltages and low output voltage, Boost converter and Buck converter are embedded in One-chip. PMIC is controlled with PWM control method in order to have high power efficiency at high current level. DTMOS with low on-resistance is designed to decrease conduction loss. Boost converter and Buck converter, are based on Voltage-mode PWM control circuits and low on-resistance switching device, achieved the high efficiency near 92.1% and 95%, respectively, at 100mA output current. And Step-down DC-DC converter in stand-by mode below 1mA is designed with LDO in order to achive high efficiency.
