• 전기전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.181-191
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• 2000

본 논문에서는 증식형 MOS 트랜지스터와 저항만을 사용하여 기준전압을 발생하기 위한 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째 방법은 문턱전압에 비례하는 전압성분과 열전압에 비례하는 전압성분을 합하여 온도보상을 하는 전압모드 방식이고, 두 번째는 문턱전압에 비례하는 전류성분과 열전압에 비례하는 전류성분을 합하여 온도보상을 하는 전류모드 방식이다. 설계된 회로들을 $0.65{\mu}m$ n-well CMOS 공정 페러미터를 사용하여 HSPICE 모의실험한 결과, 전압모드 회로의 경우 공급전압에 대한 변화율은 $-30^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$의 온도범위에서 0.21%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $3V{\sim}12V$의 공급전압 범위에서 $48.0ppm/^{\circ}C$ 이하이다. 전류모드 회로의 경우는 공급전압에 대한 변화율이 $-30^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$의 온도범위에서 0.08%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $4V{\sim}12V$의 공급전압 범위에서 $38.2ppm/^{\circ}C$ 이하이다. 또한 전력소모는 5V, $30^{\circ}C$일 때 전압모드 경우와 전류모드 경우 각각 $27{\mu}W$와 $65{\mu}W$로 저전력 특성을 보인다. 제작된 전압모드 기준전압 발생회로를 측정한 결과, 공급전압에 대한 변화율은 $30^{\circ}C{\sim}100^{\circ}C$의 온도범위에서 0.63%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $3.0{\sim}6.0V$의 공급전압 범위에서 $490ppm/^{\circ}C$ 보다 작다. 제안된 회로들은 구조가 간단하기 때문에 설계가 용이하고, 특히 전류모드의 경우 넓은 범위의 기준전압 발생이 가능하다는 장점을 갖는다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.180-184
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• 2013

이 논문에서는 (SOI) CMOS 공정을 이용한 저전력 안테나 스위치 컨트롤러 IC가 설계되었다. 제안 된 컨트롤러는 전력 수용능력과 고조파 왜곡 성능을 향상시키기 위하여 입력 신호에 따라 안테나 스위치를 구성하는 FET소자의 게이트 단자와 바디 단자에 +VDD, GND 그리고 -VDD에 해당하는 3 가지 상태의 로직 레벨을 제공한다. 또한, 입력-결합 전류제한 링 발진기와 하드웨어 효율적인 레벨 시프터를 적용함으로서 전력소모와 하드웨어 복잡도를 크게 감소시켰다. 제안 된 회로는 +2.5 V 전원을 공급받으며 송신 모드에서 135 ${\mu}A$를 소모하며 10 ${\mu}s$의 빠른 start-up 시간을 달성하였고, 전체 면적은 $1.3mm{\times}0.5mm$로 설계되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.659-664
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• 2016

본 논문에서는 고속 동작과 저전력 동작을 요구하는 디지털 회로 시스템에 사용될 수 있는 Current-mode FIR Filter를 위한 OTA(:Operational Trans-conductance Amplifier) 회로를 제안한다. Current-mode 신호처리는 동작 주파수와 상관없이 일정한 전력을 유지하는 특징이 있기 때문에 고속 동작을 요구하는 디지털 회로 시스템의 저전력 동작에 매우 유용한 회로설계 기술이라고 할 수 있다. 0.35um CMOS 공정을 이용한 시뮬레이션 결과, Vdd=2V에서 전원 전압의 50%에 해당하는 약 1V의 Dynamic Range를 확보하였으며, 약 0~200uA의 출력전류를 확인하였다. 설계한 OTA 회로의 전력은 약 21uW가 계산되었으며, Active Layout 면적은 $71um{\times}166um$ 사이즈로 집적화에 유리할 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.80-88
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• 2008

본 논문에서는 스마트카드 적용을 위하여 국내외 블록 암호화 표준 알고리즘인 3-DES(Triple Data Encryption Standard), AES(Advanced Encryption Standard), SEED, HASH(SHA-1)를 통합한 저전력 암호화 엔진을 하드웨어로 구현하였다. 휴대용 기기에 필수적인 작은 면적과 저전력을 위하여 하나의 라운드에 대한 각각의 암호화 블록을 구현한 후 반복동작을 하도록 설계하였고 두 단계의 클록 게이팅 기술을 적용하였다. 설계한 통합 암호화 엔진은 ALTERA Excalibur EPXA10F1020C2를 사용하여 검증하였고 합성결과 7,729 LEs와 512 바이트 ROM을 사용하여 최대 24.83 MHz 속도로 동작이 가능하였다. 삼성 0.18 um STD130 CMOS 스탠다드 셀 라이브러리로 합성한 결과 44,452 게이트를 사용하며 최대 50 MHz의 속도로 동작이 가능하였다. 또한 전력소모를 측정한 결과 25 MHz의 속도로 동작할 경우 3-DES, AES, SEED, SHA-1 모드일 때 각각 2.96 mW, 3.03 mW, 2.63 mW, 7.06 mW의 전력소모를 할 것으로 예측되었다. 이러한 저전력 통합 암호화 엔진은 스마트카드 적용에 가장 적합한 구조를 갖고 있으며 그 외에도 다양한 암호화 시스템에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.754-759
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• 2015

오늘날 선박 내 승선자의 위치인식과, 이를 모니터링을 하는 데 저 전력 근거리 통신시스템이 많이 개발되고 있으며, 이러한 저 전력 근거리 통신을 위해서 BLE, Zigbee 등과 같은 저 전력 통신 모듈이 이용되고 있다. 저 전력 통신 모듈은 1:N 통신이 가능하고, 휴대폰, 인체 등의 이동 물체에 탑재할 수 있어 각광을 받고 있다. 저 전력 통신모듈을 사용하는 데 있어서, 배터리의 용량이나 크기가 각각 시스템의 작동시간이나 통신모듈의 디자인에 중요한 요소가 된다. 따라서 모듈은 가급적 작게 만들어져야 하고, 배터리는 모듈의 크기보다 더 작게 선정되는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 전송률 1/250 조건에서 데이터 시트와 방전특성 그래프를 참조하여 SIVCP용 BLE 모듈에 사용되고 있는 배터리의 이론 수명을 산출하고, 위와 동일한 전송률과 1/5000 전송률의 조건에서 각각 송전전류와 저속모드 전류를 검출하여 실험수명을 산출하며, 전송률을 1/25로 하여 수일 동안 고속 방전 장기 실험수명을 측정한다. 이와 같은 실험을 통하여, 배터리의 수명예측과 수명연장 방법을 실험적으로 검증하고, 이를 선박의 용도와 승객의 유형에 따른 적절한 배터리 선정에 활용하고자 한다. 모듈의 전송률과 배터리 크기 선정은 모듈의 설계비용의 감소, 배터리 유지관리 및 승객의 편의 등에 중요한 영향을 미치는 요소가 된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.2366-2373
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• 2007

본 논문에서는 $0.18{\mu}m$의 EEPROM cell을 사용하여 수동형 UHF RFID 태그 칩에 사용되는 저전력, 저면적의 1Kbits 비동기식 EEPROM IP를 설계하였다. 저면적 회로 설계 기술로는 $0.18{\mu}m$ EEPROM 공정을 이용하여 비동기식 EEPROM IP를 설계하므로 command buffer와 address buffer를 제거하였고 separate I/O 방식을 사용하므로 tri-state 데이터 출력 버퍼(data output buffer)를 제거하였다. 그리고 저전압(low voltage)의 VDD에서 EEPROM cell이 필요로 하는 고전압(high voltage)인 VPP와 VPPL 전압을 안정적으로 공급하기 위해 기존의 PN 접합 다이오드 대신 Schottky 다이오드를 사용한 Dickson 전하펌프를 설계하므로 전하펌프의 펌핑단(pumping stage)의 수를 줄여 전하펌프가 차지하는 면적을 줄였다. 저전력 회로 설계 기술로 Dickson 전하 펌프(charge pump)를 이용하여 VPP generator를 만들고 Dickson 전하펌프의 임의의 노드 전압을 이용하여 프로그램과 지우기 모드에서 각각 필요로 하는 VPPL 전압을 선택하도록 하게 해주는 VPPL 전원 스위칭 회로를 제안하여 쓰기전류(write current)를 줄이므로 저전력 EEPROM IP를 구현하였다. $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 설계된 비동기식 EEPROM용 테스트 칩은 제작 중에 있으며, 비동기식 1Kbits EEPROM의 레이아웃 면적은 $554.8{\times}306.9{\mu}m2$로 동기식 1Kbits EEPROM에 비해 레이아웃면적을 11% 정도 줄였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.165-170
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• 2015

본 논문에서는 GaAs 기반 저잡음 증폭기가 사용되고 있는 레이더 수신기의 잡음지수를 낮추고, 저잡음 증폭기의 강인성(robustness)을 위하여 GaN HEMT 기반의 저잡음 증폭기를 설계하고 측정하였다. GaAs 기반의 저잡음 증폭기를 사용하는 레이더 수신기의 경우, 맨 앞단에 저잡음 증폭기를 보호하기 위한 리미터(limiter)가 필요하고, 이는 레이더 수신기 전체 잡음지수를 나빠지게 한다. 본 연구에서 측정한 GaN 기반 저잡음 증폭기의 잡음지수는 2 dB 이하로 측정되었다. 상용화된 GaAs 기반 저잡음 증폭기의 경우, 최대 입력 전력은 약 30 dBm인 반면 본 연구에서는 입력 전력이 43 dBm일 때 소자가 번아웃(burn-out)되었고, 전류 제한 모드로 동작시킬 경우 45.4 dBm에서도 강인성이 보장되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.35-41
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• 2008

본 논문은 디지털 오디오 신호처리의 고속 및 저전력 동작을 구현하기 위한 전류모드 신호처리의 고성능 회로에 관하여 설계방안을 제시한다. 디지털 오디오 프로세서는 FFT(fast Fourier transform)와 같은 디지털 연산 동작이 필요하며, FFT 프로세서는 그 설정 포인트에 따라, 전력이 많이 필요하게 되며, 또한 고속 동작의 요구에 따라, 전력의 부담은 증대되고 있다. 따라서, 디지털 오디오 프로세서에 SI(switched current) circuit을 이용하는 analog current-mode 신호처리의 응용이 적용되게 되었다. 그러나 SI circuit을 구성하는 current memory는 clock-feedthrough의 문제점을 갖기 때문에, 전류 전달 특성에 있어서 오차를 발생시킨다. 본 논문에서는 current memory의 문제점인 clock- feedthrough의 해결방안으로 switch MOS에 dummy MOS의 연결을 검토하고, 0.25um process로 제작하기 위하여 switch MOS와 dummy MOS의 width의 관계를 도출하고자 한다. 시뮬레이션 결과, memory MOS의 width가 20um, 입력전류와 바이어스전류의 비가 0.3, switch MOS의 width가 2~5um일 경우에 switch MOS와 dummy MOS의 width는 $W_{M4}=1.95W_{M3}+1.2$의 관계로 정의되고, switch MOS의 width가 5~10um일 경우에 width는 $W_{M4}=0.92W_{M3}+6.3$의 관계로 정의되는 것을 확인하였다. 이 때, 정의된 MOS transistor의 width관계는 memory MOS의 설계에 유용한 지침이 될 것이며, 저전력 고속 동작의 디지털 오디오 프로세서의 적용에 매우 유용할 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.28-36
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• 2008

본 논문에서는 UHF 대역 RFID 태그(tag) 칩을 위한 저전력 CMOS 아날로그 회로를 설계하였다. 설계된 아날로그 front-end 블록은 국제표준인 ISO/EC 18000-6C 표준규격을 따르며, 성능테스트를 위한 메모리 블록을 포함하고 있다. 모든 회로를 1V에서 동작하도록 하여 세부 회로들의 전력소모를 최소화 하였으며, 보다 적은 전류소모로 정확한 복조를 위해 전류 모드 슈미트 트리거를 이용한 ASK 복조기를 제안 하였다. 설계된 회로는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작되었으며, 측정결과 최소 $0.25V_{peak}$ 입력으로 동작 가능하였고, 1V 전원전압에서 $2.63{\mu}A$의 전류소모를 갖는다. 칩 면적은 $0.12mm^2$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.45-49
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• 2009

본 논문에서는 900Mhz 대역의 UHF RFID에서 직접변환방식의 LNA/Mixer를 설계하였다. 설계된 회로는 3.3V로 동작하며, 0.18um CMOS 공정으로 구현되었다. 본 논문은 높은 self jamming 신호를 극복하기 위해 공통게이트 입력 구조를 사용하였으며, 고이득, 저이득의 두 가지 동작 모드를 갖도록 설계되었다 측정결과, 설계된 LNA/Mixer는 고이득 모드와 저이득 모드에서 각각 4dBm과 11dBm의 입력 p1dB를 갖고, 12dB와 3dB의 변환이득을 갖는다. 또한, 두 가지 모드에서 각각 60mW와 79mW의 전력을 소비하며, 16dB와 20dB의 잡음지수를 갖는다.