• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.71-77
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• 2009

본 논문에서는 다중 전하펌프를 이용하여 빠른 위상고정 시간을 갖는 새로운 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정 루프는 세 개의 전하펌프를 사용하여 루프필터의 실효 커패시턴스와 저항을 위상고정 상태에 따라 각 전하펌프의 전류량 크기와 방향 제어를 통해 증감시킬 수 있다. 위상고정루프의 위상고정 상태에 따라 루프 대역폭을 제어하여 빠른 위상고정 시간을 갖는 위상고정루프를 설계하였다. 또한 전체 칩 영역의 많은 부분을 차지하는 커패시터의 크기를 제안된 구조로 최소화하였다. 저항과 커패시터를 모두 포함한 29.9KHz의 대역폭의 위상고정루프를 $990{\mu}m\;{\times}\;670{\mu}m$ 크기로 설계하였다. 제안된 위상고정 루프는 3.3V $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 851.2MHz 출력 주파수에서 측정된 위상 잡음은 -90.45 dBc/Hz@1MHz이며, 위상고정시간은 $6{\mu}s$ 보다 작은 값을 가진다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1935-1940
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• 2016

본 논문에서는 RC 시정수 회로를 포함하는 비교기를 이용해 보조 전하펌프를 제어하여 루프 필터 출력 전압 변동 폭을 최소화 하는 위상고정루프(PLL)를 제안하였다. 루프 필터의 출력 전압변화는 작은 시정수 값을 가지는 RC와 큰 시정수 값을 가지는 RC를 통해 비교기의 입력으로 각각 전달된다. 작은 시정수를 가지는 RC는 루프 필터의 신호의 변화를 빠르게 전달하는 반면 큰 시정수를 가지는 RC는 루프 필터의 신호를 매우 느리게 전달하여 일정한 크기의 전압과 같이 동작한다. 비교기의 출력 신호는 보조 전하펌프를 제어하고, 이는 전압제어발진기(VCO)의 입력 전압 변동 폭을 줄여준다. 그러므로 제안한 위상고정루프는 위상 잡음이 많이 제거된 신호를 생성한다. 제안된 위상고정 루프는 1.8V의 공급전압에서 0.18um CMOS 공정의 파라미터를 이용하여 Hspice로 시뮬레이션을 수행하고, 동작을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.776-780
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• 2007

본 논문에서는 저전압 DRAM용 VPP Generator의 전하펌프회로(Charge Pump Circuit)를 새롭게 제안하였다. 제안된 전하펌프회로는 2-Stage 크로스 커플 전하펌프회로(Cross-Coupled Charge Pump Circuit)이다. 4개의 비중첩 클럭신호들을 이용하여 전하전달 효율을 향상시켰고, 각 전하펌프단 마다 Oscillation 주기를 줄일 목적으로 Distributed Clock Driver인 Inverter 4개를 추가하여 펌핑전류(Pumping Current)를 증가시켰다. 그리고 전하전달 트랜지스터의 게이트단에 프리차지회로 (Precharge Circuit)를 두어 대기모드진입 시 펌핑된 전하를 방전하지 못하고 고전압을 유지하여 소자의 신뢰성을 떨어트리는 문제를 해결하였다. 모의실험결과 펌핑전류, 펌핑효율(Pumping Efficiency), 파워효율(Power Efficiency) 모두 향상된 것을 확인하였고, $0.18{\mu}m$ Triple-Well 공정을 이용하여 Layout 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.135-144
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• 2008

일반적으로 Intelligent power module (IPM)의 상부 스위치 구동을 위한 플로팅 전원 공급 방법으로 부트스트랩 회로가 많이 사용되고 있다. 부트스트랩 회로는 구성이 간단하고 집적화가 가능하다는 장점이 있으나 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 상부 스위치 게이트 드라이버 회로에 전원을 공급하기 위해 매 주기마다 충분한 에너지를 충전할 수 있는 시간이 요구되며, 충전된 에너지는 한정적이므로 스위치 턴 온 (turn-on)시간의 제한을 갖게 된다. 그리고 주파수가 낮아질수록 부트스트랩 커패시터 용량이 증가하여 집적화에 장애요인이 된다. 이러한 단점은 전하 펌프 회로를 사용함으로써 보완될 수 있다. 본 논문에서는 IPM의 플로팅 전원 공급 방법으로 전하 펌프 회로를 적용하여 분석하였으며, 이러한 분석을 기반으로 전하 펌프 회로의 설계 방법을 제안하였다. 분석과 제안된 설계 방법의 타당성을 검증하기 위하여 시뮬레이션과 실험을 수행하였으며, 제시된 결과는 제안된 설계 방법의 유용성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.297-298
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• 2016

본 논문에서는 제안하는 컨버터와 인버터의 회로를 통합하여 다중레벨의 출력 전압과 커패시터의 전압 균등화 동작을 부스트와 차지펌프 회로를 이용하여 고효율의 회로를 구성하였다. 또한 결합 인덕터를 사용함으로써 누설인덕턴스를 최소화 할 뿐만 아니라 추가적인 전하균등화 회로를 추가하지 않음으로 써 가격에서도 유리함을 제공한다. 부스트-차지펌프회로와 멀티레벨 인버터가 결합된 새로운 구조를 제안하고 이를 수식적으로 정리하고 시뮬레이션과 실제 하드웨어를 통하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.183-184
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• 2015

본 논문에서는 차지펌프를 적용한 부스트 플라이백 컨버터를 사용하여 연속 모드로 동작하는 전하 균등화 방법을 제안한다. 이 컨버터는 전압균형 상태일 때 부스트만 동작하므로 높은 효율을 가지며 전압불균형 상태일 때 플라이백이 동작하여 전압을 균등화시키는 특징을 지닌다. 이 때 차지 펌프를 적용한 플라이백을 사용하기 때문에 도통율에 따른 전압의 이득이 부스트와 동일하므로, 부스트 입출력 전압 변화에 자동으로 대응하며 가격과 효율 측면에서 우수하다. 제안된 회로의 동작 원리를 설명하고 400W급 하드웨어로 설계를 하여 검증하였다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권3호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 다중 PFD(Phase Frequency Detector)와 적응 전하펌프 회로를 설계하여 지터 잡음 특성과 주파수 획득 과정을 향상시킨 새로운 PLL 클럭 발생기를 제안한다. 기존의 PLL은 넓은 데드존과 듀티 사이클 특성을 갖고 있기 때문에 지터잡음을 발생하고, 긴 지연시간 때문에 고속 동작에는 부적합하다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, TSPC(True Single Phase Clocking) 회로를 이용하여 다중 구조를 갖는 PFD를 설계하였다. 데드존 특성, 듀티 사이클의 제한조건을 개선할 수 있도록 회로를 설계하였으며, 탁월한 지터잡음 성능을 향상시킬 수 있었다. 또한 적응 전하펌프 회로를 사용하여 PLL을 설계하였으며 루프필터의 전하펌프 전류를 증가시킴으로써 주파수 획득 특성을 개선 할 수 있었다. Hspice 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 PLL은 데드존이 0.01ns 미만이고, 입력신호의 듀티 사이클에 무관하며, 50ns의 빠른 획득시간을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제안된 회로는 고성능 마이크로프로세서 및 디지털시스템에 적용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.301-306
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• 2005

본 논문에서는 gain-boosting 회로를 이용하여 전류 미스매치를 줄일 수 있는 전하펌프와 전압제어 저항기를 사용하여 선형성이 우수한 래치 구조의 전압제어발생기를 제안하여 위상고정루프를 설계하였다. Cain-boosting 전하펌프를 사용한 위상고정루프는 루프필터 출력 전압 구간에서 11$mu$V(최대 43$mu$V, 최소 32$mu$V)의 전압 흔들림 차이를 나타내었다. 전압제어저항기를 이용한 전압제어발진기는 입력전압 동작 구간에서 우수한 선형성을 나타내었다. 또한 제작된 전압제어발진기의 위상 잡음 특성은 -1084Bc/Hz(a)100kHz이며 CMOS 공정으로 만들어진 LC 전압제어발진기와 비슷한 성능을 가진다. 0.35$mu$m CMOS 공정으로 시뮬레이션 하였으며 록킹 시간은 150$mu$s이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.37-44
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• 2009

본 논문에서는 다중 전하펌프를 이용하여 저항과 커패시턴스 크기를 변화시키는 구조의 새로운 위상고정루프를 제안하였다. 제안된 위상고정루프는 세 개의 전하펌프를 사용하여 루프필터의 실효 커패시턴스와 저항을 위상고정 상태에 따라 각 전하펌프의 전류량 크기와 방향 제어를 통해 증감시킬 수 있다. 이러한 구조는 좁은 대역폭과 작은 루프 필터 저항 값을 가능하게 하여 좋은 잡음 특성과 기준 주파수 의사 잡음 특성을 가지도록 한다. 제안된 위상고정루프는 3.3V $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작되었다. 851.2MHz 출력 주파수에서 측정된 위상 잡음은 -105.37 dBc/Hz @1MHz이며, 기준 주파수 의사 잡음은 -50dBc이다. 측정된 위상고정시간은 $25{\mu}s$이다.