• 센서학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.12-17
• /
• 2024

Floating inverter amplifiers (FIAs) have recently garnered considerable attention owing to their high energy efficiency and inherent resilience to input common-mode voltages and process-voltage-temperature variations. Since the voltage gain of a simple FIA is low, it is typically cascaded or cascoded to achieve a higher voltage gain. However, cascading poses stability concerns in closed-loop applications, while cascoding limits the output swing. This study introduces a gain-enhanced FIA that features cross-coupled body biasing. Through simulations, it is demonstrated that the proposed FIA designed using a 28-nm complementary metal-oxide-semiconductor technology with a 1-V power supply can achieve a high voltage gain (> 90 dB) suitable for dynamic open-loop applications. The proposed FIA can also be used as a closed-loop amplifier by adjusting the amount of positive feedback due to the cross-coupled body biasing. The capability of achieving a high gain with minimum-length devices makes the proposed FIA a promising candidate for low-power, high-speed sensor interface systems.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제24권11호
• /
• pp.1091-1097
• /
• 2013

이 논문은 $0.11{\mu}m$ RF CMOS 공정에서 비대칭 몸체 바이어싱을 적용한 비교기를 사용한 정류기를 제안한다. 제안하는 정류기는 MOSFET와 두 개의 비교기로 이루어져 있다. 이 비교기는 부하 전압이 입력 전압보다 높을 때 생기는 역방향 누설 전류를 줄이는 데 사용한다. 비대칭 몸체 바이어싱을 사용함으로써 비교기의 High에서 Low 상태로 바꾸는 기준 전압을 높이고, 누설 전류가 흐르는 시간을 줄인다. 13.56 MHz의 2 Vpp 교류전압을 입력하고, $1k{\Omega}$의 저항과 1 nF의 커패시터를 부하에 연결한 환경에서 측정하였다. 시뮬레이션 결과, 전압 변환 효율은 87.5 %, 전력 변환 효율은 45 %이고, 측정한 전압 변환 효율은 85.215 %, 전력 변환 효율은 50 %이다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제26권10호
• /
• pp.932-935
• /
• 2015

본 논문은 $0.11{\mu}m$ RF CMOS 공정에서 부트스트래핑 및 능동 몸체 바이어싱을 사용한 정류기를 제안한다. 제안하는 정류기는 교차 커플링을 이용한 전파정류기의 구조로 이루어져 있으며, 부트스트래핑과 능동 몸체 바이어싱을 이용하여 문턱전압 및 누설전류를 감소시켜 전력변환효율을 증가시켰다. 또한, 무선전력전송용 주파수인 13.56 MHz부터 RFID용 주파수인 915 MHz에서 사용할 수 있으며, 다양한 분야에서 응용될 수 있도록 설계하였다. 측정결과, 부하저항 $10k{\Omega}$ 기준으로 입력전력 0 dBm일 때, 13.56 MHz 주파수에서 전력변환효율 80 %, 915 MHz 주파수에서 40 %를 나타낸다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제12권2호
• /
• pp.139-149
• /
• 2012

A 3D stacked IC is made by multiple dies (possibly) with heterogeneous process technologies. Therefore, die-to-die variation in 2D chips renders on-package variation (OPV) in a 3D chip. In spite of the different variation effect in 3D chips, generally, 3D die stacking can produce high yield due to the smaller individual die area and the averaging effect of variation on data path. However, 3D clock network can experience unintended huge clock skew due to the different clock propagation routes on multiple stacked dies. In this paper, we analyze the on-package variation effect on 3D clock networks and show the necessity of a post silicon management method such as body biasing technique for the OPV induced 3D clock skew control in 3D stacked IC designs. Then, we present a parametric yield improvement method to mitigate the OPV induced 3D clock skew.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.25-30
• /
• 2013

나노크기 MOSFET 공정에서 회로의 신뢰도에 영향을 미치는 음 바이어스 온도 불안정성(NBTI), 핫 캐리어 주입(HCI), 시간 의존 유전체 파손(TDDB) 등과 같은 노화 현상들에 의해서 회로 성능의 심각한 저하를 가져올 수 있다. 그러므로, 본 논문에서는 디지털회로에서 발생할 수 있는 노화를 극복할 수 있는 적응형 보상 회로를 제안하고자 한다. 제안된 보상회로는 노화에 의해 감소하는 회로 성능을 적응적으로 보상해 주기 위해서 노화 정도에 따라 파워스위치 폭을 조절할 수 있고, 순방향 바디 바이어싱 전압을 걸어줄 수 있는 파워 게이팅 구조를 사용하여서 45nm의 공정기술에서 설계되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제14권2호
• /
• pp.139-145
• /
• 2014

Control of threshold voltage ($V_T$) by ground-plane (GP) technique for planar tunnel field-effect transistor (TFET) is studied for the first time using TCAD simulation method. Although GP technique appears to be similarly useful for the TFET as for the metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET), some unique behaviors such as the small controllability under weak ground doping and dependence on the dopant polarity are also observed. For $V_T$-modulation larger than 100 mV, heavy ground doping over $1{\times}10^{20}cm^{-3}$ or back biasing scheme is preferred in case of TFETs. Polarity dependence is explained with a mechanism similar to the punch-through of MOSFETs. In spite of some minor differences, this result shows that both MOSFETs and TFETs can share common $V_T$-control scheme when these devices are co-integrated.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.491-491
• /
• 2011

Transparent and flexible electronic devices that are light-weight, unbreakable, low power consumption, optically transparent, and mechanical flexible possibly have great potential in new applications of digital gadgets. Potential applications include transparent displays, heads-up display, sensor, and artificial skin. Recent reports on transparent and flexible field-effect transistors (tf-FETs) have focused on improving mechanical properties, optical transmittance, and performances. Most of tf-FET devices were fabricated with transparent oxide semiconductors which mechanical flexibility is limited. And, there have been no reports of transparent and flexible all-organic tf-FETs fabricated with organic semiconductor channel, gate dielectric, gate electrode, source/drain electrode, and encapsulation for sensor applications. We present the first demonstration of transparent, flexible all-organic sensor based on multifunctional organic FETs with organic semiconductor channel, gate dielectric, and electrodes having a capability of sensing infrared (IR) radiation and mechanical strain. The key component of our device design is to integrate the poly(vinylidene fluoride-triflouroethylene) (P(VDF-TrFE) co-polymer directly into transparent and flexible OFETs as a multi-functional dielectric layer, which has both piezoelectric and pyroelectric properties. The P(VDF-TrFE) co-polumer gate dielectric has a high sensitivity to the wavelength regime over 800 nm. In particular, wavelength variations of P(VDF-TrFE) molecules coincide with wavelength range of IR radiation from human body (7000 nm ~14000 nm) so that the devices are highly sensitive with IR radiation of human body. Devices were examined by measuring IR light response at different powers. After that, we continued to measure IR response under various bending radius. AC (alternating current) gate biasing method was used to separate the response of direct pyroelectric gate dielectric and other electrical parameters such as mobility, capacitance, and contact resistance. Experiment results demonstrate that the tf-OTFT with high sensitivity to IR radiation can be applied for IR sensors.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.294-301
• /
• 2020

Man-In-Simulant Test(MIST) provides a test method to evaluate chemical protective equipments such as protective garments, gloves, footwear and gas mask. The MIST chamber is built to control concentration of chemical vapor that has a activity space for two persons. Non-toxic methyl-salicylate(MeS) is used to simulate chemical agent vapor. We carried out to measure inward leakage MeS vapors by using passive adsorbent dosimeter(PAD) which are placed on the skin at specific locations of the body while man is activity according to the standard procedure in MIST chamber. But more time is required for PADs and there is concern of contamination in PADs by recovering after experiment. Therefore detector for measuring in real time is necessary. In order to analyze in real time the contamination of the personal protective equipment inside the chemical environment, we have developed a wireless real-time gas detector. The detector consists of 8 gas-sensors and 1 control-board. The control-board includes a CPU for processing a signal, a power supply unit for biasing the sensor and Bluetooth-chipset for transmission of signals to external PC. All signals from gas-sensors are converted into digital signals simultaneously in the control-board. These digital signals are stored in external PC via Bluetooth wireless communication. The experiment is performed by using protective equipment worn on manikin. The detector is mounted inside protective equipment which is capable of providing a real-time monitoring inward leakage MeS vapor. Developed detector is demonstrated the feasibility as real-time detector for MIST.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권2호
• /
• pp.87-93
• /
• 2010

이 글은 공정, 전압, 온도 변화를 극복하기 위한 2단계 자동 트랜스컨덕턴스 조절 기능을 가진 저전력, 광대역 전압제어발진기의 설계에 관한 논문이다. 광대역에서 전압제어발진기를 발진시키기 위해, 디지털 자동 트랜스컨덕턴스 조절 루프와 아날로그 자동 진폭조절 루프가 사용되었다. 전압제어발진기의 출력 스윙 크기에 따라 트랜지스터의 바디전압을 조절하는 기능도 저전력 구현을 위해 설계되었다. 소모전류는 1.2 V 공급전압에서 2 mA에서 6 mA까지 1 mA 단위로 조절된다. 전압제어발진기의 튜닝 범위는 2.35 GHz에서 5 GHz까지 2.65 GHz로써 72%이다. 위상잡음은 중심주파수 3.2 GHz를 기준으로 1MHz 떨어진 지점에서 -117 dBc/Hz 이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제10권6호
• /
• pp.558-569
• /
• 2017

본 논문에서는 MCU 내장형 1.5V 단일전원 256Kb EEPROM IP는 배터리 응용을 위해 설계되었다. 기존의 body-potential 바이어싱 회로를 사용하는 cross-coupled VPP (Boosted Voltage) 전하펌프회로는 erase와 program 모드에서 빠져나올 때 5V cross-coupled PMOS 소자에 8.53V의 고전압이 걸리면서 junction breakdown이나 gate oxide breakdown에 의해 소자가 파괴될 수 있다. 그래서 본 논문에서는 cross-coupled 전하펌프회로의 출력 노드는 VDD로 프리차징시키는 동시에 펌핑 노드들을 각 펌핑 단의 입력전압으로 프리차징하므로 5V PMOS 소자에 5.5V 이상의 고전압이 걸리지 않도록 하므로 breakdown이 일어나는 것을 방지하였다. 한편 256Kb을 erase하거나 program하는 시간을 줄이기 위해 all erase, even program, odd program과 all program 모드를 지원하고 있다. 또한 cell disturb 테스트 시간을 줄이기 위해 cell disturb 테스트 모드를 이용하여 256Kb EEPROM 셀의 disturb를 한꺼번에 인가하므로 disturb 테스트 시간을 줄였다. 마지막으로 이 논문에서는 erase-verify-read 모드에서 40ns의 cycle 시간을 만족하기 위해 CG disable 시간이 빠른 CG 구동회로는 새롭게 제안되었다.