• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권3호
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• pp.7-17
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• 2010

본 논문은 4-트랜지스터 래치 셀을 이용한 저전력향 신개념의 SRAM을 제안한다. 4-트랜지스터 메모리 셀은 종래의 6-트랜지스터 SRAM 셀에서 access 트랜지스터를 제거한 형태로, PMOS 트랜지스터의 소스는 비트라인 쌍에 연결되고 NMOS 트랜지스터의 소스는 두개의 워드라인에 각각 연결된다. 동작시 워드라인에 일정크기의 전압을 인가할 때 비트라인에 흐르는 전류를 감지하여 읽기동작을 수행하고, 비트라인 쌍에 전압차이를 두고 워드라인에 일정크기의 전압을 인가하여 쓰기동작을 수행한다. 이는 공급전압 보다 낮은 소신호 전압으로 워드라인과 비트라인을 구동하여 메모리 셀의 데이터를 저장하고 읽어낼 수 있어서 동작 소비전력이 적다. 아울러 셀 누셀전류 경로의 감소로 인해 대기 소모전력 또한 개선되는 장점이 있다. 0.18-${\mu}m$ CMOS 공정으로 1.8-V, 16-kbit SRAM test chip을 제작하여 제안한 회로기술을 검증하였고, 칩 면적은 $0.2156\;mm^2$이며 access 속도는 17.5 ns 이다. 동일한 환경에서 구현한 종래의 6-트랜지스터 SRAM과 비교하여 읽기동작시 30% 쓰기동작시 42% 동작소비전력이 적고, 대기전력 또한 64% 적게 소비함을 관찰하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권6호
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• pp.802-809
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• 2014

This paper presents a dual-mode bias modulator (BM) for complementary metal oxide semiconductor (CMOS) power amplifiers (PAs). The BM includes a hybrid buck converter and a normal buck converter for an envelope tracking (ET) mode for high output power and for an average power tracking (APT) mode for low output power, respectively. The dual-mode BM and CMOS PA are designed using a $0.18-{\mu}m$ CMOS process for the 1.75 GHz band. For the 16-QAM LTE signal with a peak-to-average power ratio of 7.3 dB and a bandwidth of 5 MHz, the PA with the ET mode exhibited a poweradded efficiency (PAE) of 39.2%, an EVM of 4.8%, a gain of 19.0 dB, and an adjacent channel leakage power ratio of -30 dBc at an average output power of 22 dBm, while the stand-alone PA has a PAE of 8% lower at the same condition. The PA with APT mode has a PAE of 21.3%, which is an improvement of 13.4% from that of the stand-alone PA at an output power of 13 dBm.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권7호
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• pp.23-29
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• 2012

디지털 PLL의 핵심블록이 되는 디지털 제어 발진기를 LC 구조를 기반으로 설계하고 $0.18{\mu}m$ RF CMOS 공정을 사용하여 제작하였다. 2개의 교차쌍 구조의 NMOS 코어를 이용하여 광대역 특성을 구현하였으며, PMOS 배랙터쌍을 이용하여 수 aF의 작은 캐패시터값의 변화를 얻을 수 있었다. 캐패시터 축퇴 기법을 사용하여 캐패시턴스 값을 감소시키어 고해상도 주파수 특성을 구현하였다. 또한, 노이즈 필터링 기법을 바이어스 회로 등에 적용하여 위상잡음에 강한 구조로 설계를 하였다. 측정결과 중심주파수 2.7GHz에서 2.5GHz의 주파수 대역의 출력이 가능하였으며 2.9 ~ 7.1kHz의 높은 주파수해상도를 얻을 수 있었다. 미세튜닝범위와 코어의 전류 바이어스는 4개의 PMOS 배열을 통하여 제어가 가능하도록 하여 유연성을 높였다. 1.8V 전원에서 전류는 17~26mA 정도를 소모하였다. 설계한 DCO는 다양한 통신시스템에 응용이 가능하다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.193-198
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• 2005

NOR type flash 32 ${\times}$ 32 way are fabricated by using the typical 0.35 ${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS process. The structure of array is the NOR type with common source line. In this paper, optimized program and erase voltage conditions are presented to realize multi-bit per cell at the CSL-NOR array. These are considered selectivity of selected bit and disturbances of unselected bits. Retention characteristics of locally trapped-charges in the nitride layer are investigated. The lateral diffusion and vertical detrapping to the tunneling oxide of locally trapped charges as a function of retention time are investigated by using the charge pumping method. The results are directly shown by change of the trapped-charges quantities.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권1호
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• pp.18-23
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• 2012

We propose and implement a single-wire communication protocol for thermal management systems using thin film thermoelectric modules for 3D IC cooling. The proposed single-wire communication protocol connects the temperature sensors, located near hot spots, to measure the local temperature of the chip. A unique ID number identifying the location of each hot spot is assigned to each temperature sensor. The prototype chip was fabricated by a $0.13{\mu}m$ CMOS MPW process, and the operation of the chip is verified.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권4호
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• pp.300-308
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• 2010

This paper describes the development of a low-power electrocardiogram (ECG) touch sensor intended for the use with two dry metal electrodes. An equivalent ECG extraction circuit model encountered in a ground-free two-electrode configuration is investigated for an optimal sensor read-out circuit design criteria. From the equivalent circuit model, (1) maximum sensor resolution is derived based on the electrode's background thermal noise, which originates from high electrode-skin contact impedance, together with the input referred noise of instrumentation amplifier (IA), (2) 60 Hz electrostatic coupling from mains and motion artifact are also considered to determine minimum requirement of common mode rejection ratio (CMRR) and input impedance of IA. A dedicated ECG read-out front end incorporating chopping scheme is introduced to provide an input referred circuit noise of 1.3 ${\mu}V_{rms}$ over 0.5 Hz ~ 200 Hz, CMRR of IA > 100 dB, sensor resolution of 7 bits, and dissipating only 36 ${\mu}W$. Together with 8 bits synchronous successive approximation register (SAR) ADC, the sensor IC chip is implemented in 0.18 ${\mu}m$ CMOS technology and integrated on a 5 cm $\times$ 8 cm PCB with two copper patterned electrodes. With the help of proposed touch sensor, ECG signal containing QRS complex and P, T waves are successfully extracted by simply touching the electrodes with two thumbs.

• 센서학회지
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• 제24권2호
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• pp.131-136
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• 2015

This paper presents a wide dynamic range complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor with column capacitor and feedback structure. The designed circuit has been fabricated by using $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal standard CMOS technology. This sensor has dual mode operation using combination of active pixel sensor (APS) and passive pixel sensor (PPS) structure. The proposed pixel operates in the APS mode for high-sensitivity in normal light intensity, while it operates in the PPS mode for low-sensitivity in high light intensity. The proposed PPS structure is consisted of a conventional PPS with column capacitor and feedback structure. The capacitance of column capacitor is changed by controlling the reference voltage using feedback structure. By using the proposed structure, it is possible to store more electric charge, which results in a wider dynamic range. The simulation and measurement results demonstrate wide dynamic range feature of the proposed PPS.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권2호
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• pp.640-650
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• 2018

A TRIAC dimmable LED driver with a wide tuning range and a two-stage uniform dimming scheme is proposed in this paper. To solve the restricted dimming range problem caused by the limited conduction ratio of TRIAC dimmers, a conduction ratio compensation technique is introduced, which can increase the output current up to the rated output current when the TRIAC dimmer turns to the maximum conduction ratio. For further optimization, a two-stage uniform dimming diagram with a rapid dimming curve and a slow dimming curve is designed to make the LED driver regulated visually uniform in the whole adjustable range of the TRIAC dimmer. The proposed control chip is fabricated in a TSMC $0.35{\mu}m$ 5V/650V CMOS/LDMOS process, and verified on a 21V/500mA circuit prototype. The test results show that, in the 90V/60Hz~132V/60Hz ac input range, the voltage linear regulation is 2.6%, the power factor is 99.5% and the efficiency is 83%. Moreover, in the dimming mode, the dimming rate is less than 1% when the maximum dimming current is 516mA and the minimum dimming current is only about 5mA.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.90-95
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• 2014

본 논문에서는 다양한 모바일 TV 규격을 지원할 수 있는 모바일 TV 튜너용 VHF 및 UHF 대역 가변 이득 저잡음 증폭기를 제안한다. 제안한 VHF 대역 가변 이득 증폭기는 외부 매칭 소자를 제거하기 위해 저항 피드백을 이용하여 저잡음 증폭기와 저주파수 잡음 특성을 개선하기 위해 PMOS 입력을 사용하는 싱글-차동 증폭기, 이득 범위를 제어하기 위해 저항 피드백 부분과 감쇄기로 구성된다. 제안한 UHF 대역 가변 이득 증폭기는 잡음 특성과 외부 간섭 신호 제거 특성을 향상시키기 위해 협대역 저잡음 증폭기와 $g_m$ 가변 방식을 이용하여 이득을 제어할 수 있는 싱글-차동 증폭기와 감쇄기로 구성된다. 제안한 VHF 및 UHF 대역 가변 이득 저잡음 증폭기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 전원 전압 1.8 V에서 각각 22 mA와 17 mA 의 전류를 소모하면서 약 27 dB와 27 dB의 전압 이득, 1.6-1.7 dB와 1.3-1.7 dB의 잡음 지수, 13.5 dBm와 16 dBm의 OIP3의 성능을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권6호
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• pp.30-39
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• 2017

본 논문은 디지털영역에서의 평균화 기법을 이용한 cyclic ADC의 디지털 보정기법을 제안한다. 제안하는 보정기법은 1.5비트 MDAC의 커패시터 부정합으로 인해 발생하는 ADC의 비선형성을 보정한다. 부정합을 지니는 커패시터로 이루어진 1.5비트 MDAC은 이상적인 1.5비트 MDAC의 레지듀 플롯(residue plot)에 대해 대칭적인 레지듀 플롯을 지닌다. 커패시터 부정합을 지니는 1.5비트 MDAC의 고유한 레지듀 플롯은 대칭적인 아날로그-디지털 전달함수로 반영된다. 이상적인 아날로그-디지털 전달함수에 대해 대칭적인 두 아날로그-디지털 전달함수를 평균화함으로써, 비선형성이 보정된 아날로그-디지털 전달함수를 얻을 수 있다. 해당 아날로그-디지털 전달함수 평균화의 구현을 위해, 본 논문의 12비트 cyclic ADC는 1.5비트 MDAC의 동작 모드를 2개로 정의한다. 해당 cyclic ADC는 MDAC을 첫 번째 동작모드로 동작시킴으로써, 비선형성을 지니는 12.5비트 출력 코드를 획득한다. 샘플링 된 동일한 입력 아날로그 전압에 대해, MDAC을 두 번째 동작모드로 동작시킴으로써, cyclic ADC는 비선형성을 지니는 또 다른 12.5비트 출력 코드를 획득한다. 각 MDAC의 동작모드에 의해 발생하는 아날로그-디지털 전달함수는 이상적인 아날로그-디지털 전달함수에 대해 대칭적이기 때문에, 앞서 획득한 두 개의 비선형성을 지니는 12.5비트를 평균화함으로써, 비선형성이 보정된 최종 12비트 출력 코드를 획득할 수 있다. 제안하는 디지털 보정기법과 12비트 cyclic ADC는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 full-custom 형식으로 구현되었다. 측정된 SNDR(ENOB)와 SFDR은 각각 65.3dB(10.6비트 ENOB)와 71.7dB이다. 측정된 INL과 DNL은 각각 -0.30/+0.33LSB와 -0.63/+0.56LSB이다.