• 제목/요약/키워드: 전력집적화

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다채널 ISFET 측정용 단일 바이어스 회로의 설계 (Design of Bias Circuit for Measuring the Multi-channel ISFET)

  • 조병욱;김영진;김창수;최평;손병기
    • 센서학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.31-38
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    • 1998
  • ISFET을 측정할 때 다채널 센서를 이용하면 신뢰도를 향상시킬 수 있고 노이즈를 제거할 수 있다. 향후 하나의 소자를 이용하여 여러 가지 이온을 측정할 수 있는 센서를 제조하기 위해서도 다채널 센서는 반드시 필요한 과정이다. 그러나 다채널 센서를 개발시 각 센서에 개별적으로 바이어스를 인가한다면 센서의 개수만큼 바이어스 회로가 필요하다. 본 논문에서는 영전위회로에 스위칭방식을 도입하여 4개의 pH-ISFET을 바이어스 하는 방식을 제안하였다. 제안된 회로는 4개의 센서에 대해 단지 하나의 바이어스 회로가 필요하므로 개별적인 바이어스 인가방식에 비해 전력을 적게 소모하며 적은 면적에 구현할 수 있다. 제안된 회로는 이산소자를 이용하여 성능을 검증하였다. 또한 최근 센서시스템이 휴대화 되어지는 경향에 따라 검증된 바이어스 회로를 CMOS를 이용하여 집적화 하였다. 설계된 바이어스 회로의 마스크 면적은 $660{\mu}m{\times}500{\mu}m$이다. ISFET은 반도체 집적회로 공정에 의해 제조되므로 향후 CMOS를 이용한 신호처리 회로와 함께 하나의 칩에 집적화 하여 다기능, 다채널, 그리고 지능형의 스마트센서 시스템으로 개발되어져야 바람직할 것이다.

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HDP를 이용한 실리콘 단결정 Deep Dry Etching에 관한 특성 (Characterization of Deep Dry Etching of Silicon Single Crystal by HDP)

  • 박우정;김장현;김용탁;백형기;서수정;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.570-575
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    • 2002
  • 현재 전기 . 전자 기술의 추세는 소형화를 비롯하여 집적화, 저전력화, 저가격화의 장점을 가진 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) device의 개발에 주력하고 있으며, 이를 위해서는 고종횡비와 높은 식각 속도를 가진 HDP(High Density Plasma) etching 기술 개발이 필수적이라 할 수 있다. 이를 위하여 우리는 Inductively Coupled Plasma(ICP) 장비를 이용하여 각 공정 변수에 의한 실리콘 deep trench식각 반응을 연구하였다. 실험 공정 변수인 platen power, etch/passivation cycle time에서 etching 단계 시간에 따른 변화와 SF$_{6}$:C$_4$F$_{8}$ 가스유량을 변화시켜 연구하였으며 또한 이들의 profile, scallops, 식각 속도, 균일도, 선택비도 관찰하였다.

전류예측기를 이용한 10비트 저전력 전류구동 CMOS A/D 변환기 설계 (Design of a 10 bit Low-power current-mode CMOS A/D converter with Current predictors)

  • 심성훈;권용복;윤광섭
    • 전자공학회논문지C
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    • 제35C권10호
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    • pp.22-29
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    • 1998
  • 본 논문에서는 휴대용 영상신호처리 시스템에 집적화할 수 있는 전류예측기와 모듈형 기준전류원을 이용한 10비트 저전력 전류구동 CMOS A/D 변환기를 설계하였다. 전류예측기와 모듈형 기준 전류원을 사용함으로써 2단 플래시구조를 갖는 A/D 변환기에 비해 비교기와 기준전류원의 개수를 줄일 수 있게 되었고, 따라서 설계된 A/D변환기의 저전력 동작이 가능하였다. 설계된 10비트 저전력 전류구동 CMOS A/D 변환기는 0.6㎛ n-well single-poly triple metal CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. +5V 단일 공급전압하에서 동작할 때 측정된 전력소모는 94.4mW이며, 아날로그 입력 전류범위는 16㎂에서 528㎂로 측정되었으며, INL과 DNL은 각각 ±1LSB, ±0.5LSB이하로 나타났다. 또한 10MSamples/s의 변환속도를 나타내었고, 제작된 10비트 전류구동 CMOS 4/D 변환기의 유효 칩면적은 1.8㎜ x 2.4㎜이다.

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하나의 코아로 집적화된 PFC 인덕터와 LLC 공진변압기 적용 AC-DC 컨버터 (AC-DC Converter using the PFC Inductor and LLC Resonant Transformer with an Integrated Magnetic Core)

  • 노영재;강철하;메아스사란;김은수;원종섭;김동희;이영수
    • 전력전자학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.262-272
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    • 2015
  • An integrated two-in-one transformer applicable to PSUs for a 120 W LED TV is proposed. This transformer comprises a PFC inductor and an LLC transformer placed and integrated on an E-I-E type magnetic core. Performance is evaluated by observing the coupling coefficients of the proposed two-in-one transformer under various air gap topologies. Among the topologies studied, an integrated transformer with centered air gap shows stable operational characteristics with a minimized mutual coupling (interference). Furthermore, applicability of the proposed integrated transformer to PSUs for a 120 W LED TV is studied from the viewpoint of integrating different magnetic components into one core, resulting to low weight, low cost, and high power density.

(Bi,La)$Ti_3O_12/$ 강유전체 물질을 갖는 전계효과형 트랜지스터의 제작과 특성연구 (Preparation and Properties of Field Effect Transistor with (Bi,La)$Ti_3O_12/$ Ferroelectric Materials)

  • 서강모;조중연;장호정
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.180-180
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    • 2003
  • FRAM (Ferroelectric Random Access Memory)은 DRAM(Dynamic Random Access Memory)in 커패시터 재료을 상유전체 물질에서 강유전체 물질로 대체하여 전원 공급이 차단되어도 정보를 기억할 수 있고, 데이터의 고속처리가 가능하고 저소비전력과 집적화가 뛰어난 차세대 메모리 소자이다. 본 연구에서는 n-Well/P-Si(100) 기판위에 $Y_2$O$_3$ 박막을 중간층 (buffer layer)으로 사용하여 (Bi,La) Ti$_3$O$_{12}$ (BLT) 강유전체 박막을 졸-겔 방법으로 형성하여 MFM(I)S(Metal Ferroelectric Metal (Insulation) Silicon) 구조의 커패시터 및 전계효과형 트랜지스터(Field Effect Transistor) 소자를 제작하였다. 제작된 소자에 대해 형상학적, 전기적 특성을 조사, 분석하였다.

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안테나로부터 인접 전송선로에 전달되는 노이즈 전력 예측 (Prediction of Noise Power Disturbance from Antenna to Transmission Line System)

  • 류수정;전지운;김광호;조정민;이승배;김소영;나완수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1172-1182
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    • 2014
  • 최근 모바일 기기는 더욱 더 경량화, 집적화되고 있을 뿐만 아니라, 안테나 출력의 향상을 위해 주파수 대역이 높아지면서 안테나로부터 방사되는 전자파가 기기 내부의 회로에 영향을 주어, 전체적으로 기기의 성능을 악화시키는 EMI(Electro Magnetic Interference) 문제가 빈번히 발생하게 되었다. 본 논문에서는 기기의 안테나로부터 인접한 내부 전송선로에 전달되는 노이즈 전력을 예측하기 위한 방법론을 제시한다. 전송선로에 전달되는 노이즈 전력은 기본적으로 안테나 내부 임피던스와 전송선로의 부하 임피던스에 따라 달라지지만, 그 변화의 폭이 크지 않아서 안테나와 전송선로 사이의 S-parameter 제곱의 형태로 전달되는 전력 이득의 크기로 나타낼 수 있음을 보였으며, 이렇게 정의된 전력 전달 인덱스(index)를 이용하여 전송선의 기하학적 형태에 따라서 달라지는 노이즈 전력을 표현하였다. 그 결과, 안테나의 위치의 변화에 따라서 전달되는 노이즈 전력에는 많은 차이가 났으며, 특히 굽은 전송선로에서 많은 노이즈 전달이 발생함을 알 수 있었다. 또, 이와 같은 실험적인 결과가 EM 시뮬레이션을 이용한 결과와 잘 일치하였고, 근거리, 원거리장에서의 전기장 분포를 고려할 때 그 결과들이 물리적으로 유의함을 보였다. 본 논문에서 사용한 EM 시뮬레이터는 Ansys HFSS이며, FPCB에서 많이 사용하는 Ground가 있는 CPW(Coplanar Waveguide) 형태의 전송선로를 사용하였다.

저전력 8-비트 마이크로콘트롤러의 설계 (A Design of Low-Power 8-bit Microcontroller)

  • 이상재;정항근
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권2호
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    • pp.63-71
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    • 2002
  • 본 논문에서는 저전력 8-비트 RISC 마이크로콘트롤러 구조를 제안하였다. 설계된 마이크로콘트롤러는 4단계 파이프라인 구조를 가지며 기존의 여러 가지 저전력 설계 기법들을 이용하여 구현되었다. 전력 소모는 0.6㎛ 공정을 사용했을 때 MIPS당 600㎼를 소모했으며 0.25㎛ 공정을 사용했을 때 MIPS당 70㎼를 소모했다. RTL 레벨의 설계는 VHDL을 이용해서 수행되었고, 0.6㎛/0.2㎛ CMOS IDEC(Integrated Circuit Design Education Center) standard cell library를 이용해서 게이트 레벨에서 기능 검증을 하였다. 합성된 코어는 0.25㎛ 공정을 용했을 때 약 7000개의 NAND 게이트를 0.36㎟의 작은 면적에 집적화 시킬 수 있었다. 마지막으로 기존의 상용 마이크로콘트롤러와의 성능 비교를 수행하였다.

저 전력 버퍼 회로를 이용한 무선 모바일 용 스텝다운 DC-DC 변환기 (Design of the High Efficiency DC-DC Converter Using Low Power Buffer and On-chip)

  • 조대웅;김석진;박승찬;임동균;장경운;윤광섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권9호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • 본 논문은 0.35$\mu$m CMOS 공정으로 설계된 무선 모바일 시스템의 전력구동을 위한 3.3V 입력 1.8V 출력의 스텝다운 전압모드 DC-DC 변환기를 제안한다. 제안된 커패시터 멀티플라이어 기법은 오차보정중폭기의 보상회로 블록의 크기를 30%까지 줄여서 칩 안에 집적화 하였다. 이를 통하여 회로의 안정성을 향상시키기 위해서 칩 외부에 위치되었던 수동소자들이 없어지게 되었다. 또한 저 전력 버퍼를 이용해서 기존의 DC-DC 변환기보다 효율을 평균 3%정도 향상 시켰다. 제안한 변환기는 측정 결과, 부하전류 200mA에서 1.17%의 미만의 출력전압 리플을 가지며 최대 83.9%의 전력효율을 가진다.

Current-mode FIR Filter 동작을 위한 OTA 회로 설계 (Design of OTA Circuit for Current-mode FIR Filter)

  • 여성대;조태일;신영철;김성권
    • 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.

일렉트로웨팅구동형 MEMS기반 액체렌즈 (Electrowetting-based liquid lens fabricated by MEMS technology)

  • 이준규;박경우;강현오;김재건;김학린;공성호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1537_1538
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    • 2009
  • 기존의 초소형 렌즈모듈들은 초점 거리 가변을 위한 구동장치가 필요하여 소형화 한계, 큰 전력소모, 부품의 기계적 결함 등 해결해야 할 부가적인 문제점들이 존재하였다. 액체렌즈는 이러한 문제를 해결할 수 있는 유력한 기술로 주목받고 있으며, 특히 부가적인 구동 장치가 필요없고 비교적 간단한 원리로 렌즈 곡률을 조절할 수 있는 일렉트로웨팅 기반의 액체렌즈는 초점 거리 조절 및 줌 조절이 필요한 휴대폰, 캡슐 내시경 등에 적용이 가능하다. 그러나 기존의 일렉트로웨팅 기반의 액체렌즈는 렌즈 캐비티의 크기에서 큰 단점이 있으며, 렌즈모듈구성 시에도 소형화하는데 한계가 존재하였다. 본 연구에서는 렌즈 캐비티를 MEMS 기술을 이용하여 실리콘 기판 상에 제작함으로써 구동회로의 집적이 가능한 액체렌즈를 제작하였다.

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