• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권2호
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• pp.184-193
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• 2015

This paper proposes a cost-efficient and automatic method for large data acquisition from a test chip without expensive equipment to characterize random process variation in an integrated circuit. Our method requires only a test chip, a personal computer, a cheap digital-to-analog converter, a controller and multimeters, and thus large volume measurement can be performed on an office desk at low cost. To demonstrate the proposed method, we designed a test chip with a current model logic driver and an array of 128 current mirrors that mimic the random process variation of the driver's tail current mirror. Using our method, we characterized the random process variation of the driver's voltage due to the random process variation on the driver's tail current mirror from large volume measurement data. The statistical characteristics of the driver's output voltage calculated from the measured data are compared with Monte Carlo simulation. The difference between the measured and the simulated averages and standard deviations are less than 20% showing that we can easily characterize the random process variation at low cost by using our cost-efficient automatic large data acquisition method.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권9호
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• pp.825-833
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• 2016

본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용한 저 전력 고 이득 주파수 상향변환기를 이용하여 IEEE 802.15.4 규격을 만족하는 직접 변환 송신기를 제안 및 설계한다. 설계된 RF 직접 변환 송신기는 차동입력 디지털-아날로그 변환기, 수동 저역통과 필터, 가변이득 증폭기, Quadrature 주파수 상향 변환기 그리고 차동 출력 구동증폭기로 구성되어 있다. 제안하는 직접변환 송신기에서 핵심적인 부분은 2.4 GHz Zigbee 규격을 저 전력으로 구동하는데 있다. 특히 Quadrature 주파수 상향변환기는 이득 Boosting을 통하여 적은 전류 소모로도 충분한 이득과 선형성을 보이고 있다. 측정결과, 공급전압 1.2 V에서 송신기의 총 소모 전류는 7.8 mA이고, 최대 출력 전력은 0 dBm 이상 그리고 -30 dBc의 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)을 나타내고 있다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.365-368
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• 1997

We are developing a small gamma camera or imaging malignant breast tumors. The small scintillation camera system consists of NaI(Tl) crystal ($60\;{\times}\;60\;{\times}\;6\;mm^3$) coupled to position sensitive photomultiplier tube (PSPMT), nuclear instrument module (NIM), analog to digital converter (ADC), and personal computer. High quality flood source image and hole mask image were obtained using the gamma camera developed in this study. Breast phantom containing $2{\sim}7\;mm$ diameter spheres was successfully imaged with parallel hole collimator. The obtained image displayed accurate activity distribution over the imaging field of view. Linearity and uniformity correction algorithms are being developed. It is believed that the developed small gamma camera could be useful or detection of malignant breast cancer.

• 로봇학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.29-36
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• 2013

This paper presents a sensitivity optimization of a MEMS (microelectromechanical systems) gyroscope for a magnet-gyro system. The magnet-gyro system, which is a guidance system for a AGV (automatic or automated guided vehicle), uses a magnet positioning system and a yaw gyroscope. The magnet positioning system measures magnetism of a cylindrical magnet embedded on the floor, and AGV is guided by the motion direction angle calculated with the measured magnetism. If the magnet positioning system does not measure the magnetism, the AGV is guided by using angular velocity measured with the gyroscope. The gyroscope used for the magnet-gyro system is usually MEMS type. Because the MEMS gyroscope is made from the process technology in semiconductor device fabrication, it has small size, low-power and low price. However, the MEMS gyroscope has drift phenomenon caused by noise and calculation error. Precision ADC (analog to digital converter) and accurate sensitivity are needed to minimize the drift phenomenon. Therefore, this paper proposes the method of the sensitivity optimization of the MEMS gyroscope using DEAS (dynamic encoding algorithm for searches). For experiment, we used the AGV mounted with a laser navigation system which is able to measure accurate position of the AGV and compared result by the sensitivity value calculated by the proposed method with result by the sensitivity in specification of the MEMS gyroscope. In experimental results, we verified that the sensitivity value through the proposed method can calculate more accurate motion direction angle of the AGV.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.249-254
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• 2013

아날로그 신호를 입력받아서 실시간으로 처리하기 위해서는 빠른 곱셈 연산회로와 고속 ADC(A/D converter) 회로가 필요하며 이를 위하여 Double-base Number System(DBNS)이 효과적인 것으로 알려져 있다. DBNS는 2와 3을 밑수로 이용하는 시스템으로서 이진 곱셈기와 비교할 때 곱셈 처리가 매우 빠르며, 칩 면적을 감소시킬 수 있으며, 저소비전력의 장점을 갖고 있다. 그러나 DBNS의 고유특성 때문에 변환오차가 발생하며, 디지털 필터의 구조로 인하여 오차가 연산결과에 누적되어 기존에 사용하던 2진수 방식에 비하여 차단 주파수의 S/N 특성이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 필터 계수에 대한 오차를 분석하여 ADC의 엔코더를 비선형으로 설계함으로써 DBNS의 누적오차를 상쇄시키는 방법을 제안하였다. 제안된 시스템은 엔코더 회로만이 수정되었으므로 DBNS의 장점은 그대로 유지된다. 제안한 ADC 엔코더가 비선형임에도 불구하고 -70dB의 차단 주파수 특성을 갖도록 설계한 FIR 필터와 비교하면, 기존의 DBNS 엔코더의 결과는 -35dB를 얻을 수 있었지만, 본 연구에서 제안된 비선형 DBNS 엔코더는 -45dB의 S/N로 -10dB의 향상을 이룰 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권1호
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• pp.28-36
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• 2008

이번 논문은 implantable cardiac 페이스메이커의 검출 단 로서 저전압, 저전력 단일-비트 삼차 델타-시그마 모듈레이터를 구현하였다. 1V이하의 전원 전압에서 효과적으로 동작하기 위하여 distributed feedforward구조와 벌크-드리븐 OTA를 활용하였다. 설계된 모듈레이터는 0.8V의 전원 전압에서 49dB의 dynamic range를 가지면서 816nW의 파워를 소모하였다. 파워 소모를 획기적으로 줄임으로서 페이스메이커뿐만 아니라 제한된 배터리에서 동작하는 implantable 의료 기기에서 다양한 활용이 가능할 것으로 생각된다. 본 모듈레이터의 칩 크기는 $1000{\mu}m{\times}500{\mu}m$로서 $0.18{\mu}m$ CMOS standard 공정으로 제작되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.274-286
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• 2016

This paper presents a 4-channel multi-rate vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) driver. In order to keep the output power constant with respect to the process, voltage, temperature (PVT) variations, this research proposes automatic power and magnitude. For the fast settling time, the high-speed 10-bit time-interleaved Flash-successive approximation analog to digital converter (Flash-SAR ADC) is proposed and shared for automatic power and magnitude calibration to reduce the die area and power consumption. This chip is fabricated using $0.13-{\mu}m$ CMOS technology and the die area is $4.2mm^2$. The power consumption is 117.84 mW per channel from a 3.3 V supply voltage at 10 Gbps. The measured resolution of bias /modulation current for APC/AMC is 0.015 mA.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.385-391
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• 2001

본 연구는 해저면의 뻘, 모래, 자갈, 패류 등을 초음파를 이용하여 형태별로 신호패턴을 데이터베이스로 구축한 후, 바다 현장에서 어군탐지기에 수신된 아날로그 신호를 A/D변환기를 사용하여 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 컴퓨터에서 가공, 분석한 후 DB에 있는 신호패턴과 실시간으로 비교하여 해저면 목표물을 인식할 수 있는 판독시스템을 개발하는 것이다. 지금까지 연구한 결과를 바탕으로 많은 실험을 거친 후(수조 및 현장 실험 등) 침전물의 데이터를 세밀히 샘플링하여 분석하면 해저면의 저질 상태 및 침전물들의 정확한 정보를 알아낼 수 있다. 또한, 수중에서 어종별로 어체에서 반사되는 초음파 특성과, 해저면에서 뻘과 딱딱한 패류 껍질, 모래, 자갈 등에서 반사되는 초음파 특성 등을 1차 신호와 2차, 3차 신호들에 대한 성분을 분석하여, 해저 목표물을 나타내는 1차 신호의 필요한 값은 추출하고, 그 외의 2차, 3차 신호는 필터링 시키는 해저면 판독시스템을 개발하는 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.861-862
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• 2015

In this paper we present a low area 12-bit SAR ADC (Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter). The proposed circuit is fabricated using Magnachip/SK Hynix 1-Poly 6-Metal $0.18-{\mu}m$ CMOS process, and it is powered by a 1.8-V supply. Total chip area is reduced by replacing the MIM capacitors with MOS capacitors instead of the capacitors consisting of overall part in chip area. The proposed circuit showed improved power dissipation of 1.9mW, and chip area of $0.45mm^2$ as compared to conventional research results at the power supply of 1.8V. The designed circuit also showed high SNDR (Signal-to-Noise Distortion Ratio) of 70.51dB, and excellent effective number of bits of 11.4bits.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권2호
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• pp.98-107
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• 2013

This work describes a 13b 100 MS/s 0.13 um CMOS four-stage pipeline ADC for 3G communication systems. The proposed SHA-free ADC employs a range-scaling technique based on switched-capacitor circuits to properly handle a wide input range of $2V_{P-P}$ using a single on-chip reference of $1V_{P-P}$. The proposed range scaling makes the reference buffers keep a sufficient voltage headroom and doubles the offset tolerance of a latched comparator in the flash ADC1 with a doubled input range. A two-step reference selection technique in the back-end 5b flash ADC reduces both power dissipation and chip area by 50%. The prototype ADC in a 0.13 um CMOS demonstrates the measured differential and integral nonlinearities within 0.57 LSB and 0.99 LSB, respectively. The ADC shows a maximum signal-to-noise-and-distortion ratio of 64.6 dB and a maximum spurious-free dynamic range of 74.0 dB at 100 MS/s, respectively. The ADC with an active die area of 1.2 $mm^2$ consumes 145.6 mW including high-speed reference buffers and 91 mW excluding buffers at 100 MS/s and a 1.3 V supply voltage.