• 제목/요약/키워드: CMOS sensor

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A CMOS-based Temperature Sensor with Subthreshold Operation for Low-voltage and Low-power On-chip Thermal Monitoring

  • Na, Jun-Seok;Shin, Woosul;Kwak, Bong-Choon;Hong, Seong-Kwan;Kwon, Oh-Kyong
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제17권1호
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    • pp.29-34
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    • 2017
  • A CMOS-based temperature sensor is proposed for low-voltage and low-power on-chip thermal monitoring applications. The proposed temperature sensor converts a proportional to absolute temperature (PTAT) current to a PTAT frequency using an integrator and hysteresis comparator. In addition, it operates in the subthreshold region, allowing reduced power consumption. The proposed temperature sensor was fabricated in a standard 90 nm CMOS technology. Measurement results of the proposed temperature sensor show a temperature error of between -0.81 and $+0.94^{\circ}C$ in the temperature range of 0 to $70^{\circ}C$ after one-point calibration at $30^{\circ}C$, with a temperature coefficient of $218Hz/^{\circ}C$. Moreover, the measured energy of the proposed temperature sensor is 36 pJ per conversion, the lowest compared to prior works.

SOI CMOS-Based Smart Gas Sensor System for Ubiquitous Sensor Networks

  • Maeng, Sung-Lyul;Guha, Prasanta;Udrea, Florin;Ali, Syed Z.;Santra, Sumita;Gardner, Julian;Park, Jong-Hyurk;Kim, Sang-Hyeob;Moon, Seung-Eon;Park, Kang-Ho;Kim, Jong-Dae;Choi, Young-Jin;Milne, William I.
    • ETRI Journal
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    • 제30권4호
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    • pp.516-525
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    • 2008
  • This paper proposes a compact, energy-efficient, and smart gas sensor platform technology for ubiquitous sensor network (USN) applications. The compact design of the platform is realized by employing silicon-on-insulator (SOI) technology. The sensing element is fully integrated with SOI CMOS circuits for signal processing and communication. Also, the micro-hotplate operates at high temperatures with extremely low power consumption, which is important for USN applications. ZnO nanowires are synthesized onto the micro-hotplate by a simple hydrothermal process and are patterned by a lift-off to form the gas sensor. The sensor was operated at $200^{\circ}C$ and showed a good response to 100 ppb $NO_2$ gas.

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802.15.4기반의 RT-WISN(Real Time-Wireless Image Sensor Network) (RT-WISN(Real Time-Wireless Image Sensor Network) based on 802.15.4)

  • 임희성;이강환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.287-290
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    • 2009
  • 무선 통신 기술과 하드웨어의 발전으로 인해 무선 센서 네트워크를 위한 센서 노드들은 저전력화 및 소형화되었고, 사용 목적에 따라 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 들어서는 온도나 가속도 등의 간단한 정보뿐만 아니라 이미지를 센싱할 수 있는 초소형 카메라 등을 이용한 멀티미디어 센서 네트워크에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이미지 센싱에 있어서는 CCD Sensor에 비해 적은 전력을 소모하고 빠른 전송에 적합한 CMOS Sensor가 최근의 연구에 이용되고 있다. 이러한 추세에서 실시간의 데이터 검출을 위한 센서와 네트워크의 기능이 통합된 프로세서 구조의 기능이 요구되고 있다. 기존의 무선 이미지 전송 기술을 살펴보면 범용성 제어의 사용으로 데이터의 전송 처리를 위한 대역폭이 제한되고, 내부 메모리 또한 적은 용량으로 제한되어 있다. 한 예로 JPEG으로 압축된 이미지라도 데이터의 크기가 수 Kbytes에 이르기 때문에 전체 데이터를 한 번에 전송받지 못해 전송 속도나 패킷 정확도에 있어 효율이 떨어지게 된다. 따라서 실시간의 데이터의 전송에는 부족한 면이 있다. 본 논문에서는 CMOS Sensor Module을 이용하여 RT-WISN을 구성하였다. 구성된 센서 네트워크를 통하여 Peer to Peer에서 이미지의 데이터 크기에 따른 전송 시간을 측정하고 RT-WISN이 실시간 전송에 적합함을 보인다.

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Sensor Utility Network를 위한 저전력 Burst 클록-데이터 복원 회로를 포함한 클록 시스템 (A Clock System including Low-power Burst Clock-data Recovery Circuit for Sensor Utility Network)

  • 송창민;서재훈;장영찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.858-864
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    • 2019
  • 본 논문에서는 센서 유틸리티 네트워크에서 센서 노드들 사이의 주파수 차이로 인한 데이터 손실을 제거하기 위한 클록 시스템이 제안된다. 각 센서 노드를 위한 제안된 클록 시스템은 버스트 클록-데이터 복원 회로, 32-위상 클록을 출력하는 디지털 위상 고정 루프, 그리고 프로그래밍 가능한 개방형 루프 분수 분할기를 사용하는 디지털 주파수 합성기로 구성된다. 첫번째 센서 노드에는 버스트 클록-데이터 복원 회로 대신 능동 인덕터를 사용하는 CMOS 발진기가 사용된다. 제안된 클록 시스템은 1.2 V 공급 전압을 이용하는 65nm CMOS 공정에서 설계된다. 센서 노드들 사이의 주파수 오류가 1%일 때, 제안하는 버스트 클록-데이터 복원 회로는 기준 클록으로 5Mbps 데이터 속도에 대해 64배 체배된 주파수를 가짐으로 4.95 ns의 시간지터를 가진다. 설계된 디지털 주파수 합성기의 주파수 변경은 100 kHz에서 320 MHz의 주파수 범위에서 출력 클록의 한 주기 내에 수행된다.

다중 Gate 및 Channel 구조를 갖는 CMOS 영상 센서용 Floating-Gate MOSFET 소자의 제작 및 특성 평가 (Fabrication and Characterization of Floating-Gate MOSFET with Multi-Gate and Channel Structures for CMOS Image Sensor Applications)

  • 주병권;신경식;이영석;백경갑;이윤희;박정호
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제50권1호
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    • pp.17-22
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    • 2001
  • The floating-gate MOSFETs were fabricated by employing 1.5 m n-well CMOS process and their optical-electrical properties were characterized for the application to CMOS image sensor system. Based on the simulation of energy band diagram and operating mechanism of parasitic BJT were proposed as solutions for the increase of photo-current value. In order to realize them, MOSFETs having multi-gate and channel structures were fabricated and 60% increase in photo-current was achieved through enlargement of depletion layer and parallel connection of parasitic BJTs by channel division.

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저전력 10 Gbps CMOS 병렬-직렬 변환기 (A low-power 10 Gbps CMOS parallel-to-serial converter)

  • 심재훈
    • 센서학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.469-474
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    • 2010
  • This paper presents a 10Gbps CMOS parallel-to-serial converter for transmission of sensor data. A low-noise clock multiplying unit(CMU) and a multiplexer with controllable data sequence are proposed. The transmitter was fabricated in 0.13 um CMOS process and the measured total output jitter was less than 0.1 UIpp(unit-interval, peak-to-peak) over 20 kHz to 80 MHz bandwidth. The jitter of the CMU output only was measured as 0.2 ps,rms. The transmitter dissipates less than 200 mW from 1.5 V/2.5 V power supplies.

임베디드 시스템에서 CIS 카메라 인터페이스의 구현 (Developing a CIS Camera Interface for Embedded Systems)

  • 이완수;오삼권;황희융;노영섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.513-521
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    • 2007
  • 최근 소형 이동단말기 시장에서 멀티미디어 기능 중에서 카메라 기능은 필수 항목으로 자리 잡았다. 그러나 많은 SoC들 중에서는 아직도 카메라 인터페이스를 지원하지 않는 경우가 많아 저 가격으로 임베디드 기기를 구현하고자 하는 경우 많은 애로사항이 따르게 된다. 따라서 본 논문에서는 임베디드 시스템에서 필수 기능으로 자리 잡은 카메라 인터페이스가 없는 경우 쉽게 카메라를 지원할 수 있는 방안을 제시 하였다. 이를 위하여 CMOS Image Sensor(CIS)를 사용하여 그 인터페이스를 구현하고 디바이스 드라이버를 작성함으로써 간단히 임베디드 시스템에서 CIS를 지원할 수 있는 방안을 제시 하였다.

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링발진기를 이용한 CMOS 온도센서 설계 (Design of CMOS Temperature Sensor Using Ring Oscillator)

  • 최진호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.2081-2086
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    • 2015
  • 링 발진기를 이용한 온도센서를 공급전압 1.5volts를 사용하여 0.18㎛ CMOS 공정으로 설계하였다. 온도센서는 온도가 변화하더라도 일정한 출력주파수를 가지는 링 발진기와 온도가 증가하면 출력주파수가 감소하는 링 발진기를 이용하여 설계하였다. 온도를 디지털 값으로 변환하기 위해 온도에 무관한 링 발진기의 출력 신호는 카운터의 클럭 신호로 사용하였으며, 온도에 따라 변화하는 링 발진기의 출력신호는 카운터의 인에이블 신호로 사용하였다. 설계된 회로의 HPICE 시뮬레이션 결과 회로의 동작온도가 -20℃에서 70℃까지 변화할 때 온도 에러는 -0.7℃에서 1.0℃ 이내였다.

광학 박막을 채용한 CMOS 이미지 센서 픽셀의 수광 효율 (Enhancement of Light Guiding Efficiency in CMOS Image Sensor by Introducing an Optical Thin Film)

  • 강명훈;고은미;이제원;조관식
    • 한국광학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.57-60
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    • 2009
  • CMOS 이미지 센서의 수광 효율을 높이기 위해서 픽셀의 광 통로 벽에 광학 박막의 도입을 제안하고자 한다. Essential Macleod를 이용하여 시뮬레이션해 본 결과, 전반사가 일어나는 범위가 현저히 증가하였다. 특히 공기 박막을 도입할 경우에, 그 효과가 가장 현저하여, 광 통로 벽에서의 전반사 임계각이 50도로까지 확대되었다.