• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권11호
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• pp.9-16
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• 2005

이 논문에서는 다중 동작 주파수를 갖는 고성능 저전력 SoC에 사용 가능한 광대역 입출력 주파수를 지원하는 프로그램머블 PLL 기반의 클록킹 회로을 제안하였다. 제안된 클록 시스템은 이중 전하펌프를 이용 locking 시간을 감소시켰고, 광대역 주파영역에서 동작이 가능하도록 하였다. 칩의 저 전력 동작을 위해 동작 대기모드 시에 불필요한 PLL 회로를 지속적으로 동작시키지 않고 relocking 정보를 DAC를 통해 보존하고 불필요한 동작을 억제하였고, 대기모드에서 빠져나온 후 tracking ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 빠른 relocking이 가능하도록 설계하였다. 또한 프로그램머블하게 출력 주파수를 선택하게 하는 구조를 선택하여 저 전력으로 최적화된 동작 주파수를 지원하기 위한 DFS(Dynamic frequency scaling) 동작이 가능하도록 클록 시스템을 설계하였다. 제안된 PLL 기반의 클록 시스템은 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였으며 2.3V의 공급전압에서 $0.85{\mu}sec\~1.3{\mu}sec$($24\~26$사이클)의 relocking 시간을 가지며, 파워다운 모드 적용 시 PLL의 파워소모는 라킹 모드에 비해 $95\%$이상 절감된다. 또한 제안된 PLL은 프로그래머블 주파수 분주기를 이용하여 다중 IP 시스템에서의 다양한 클록 도메인을 위해 $81MHz\~556MHz$의 넓은 동작 주파수를 갖는다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권2호
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• pp.72-77
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• 2009

본 논문은 별도 기준 클록 없이 고속 시리얼 데이터 통신을 위한 3.2Gb/s 클록 데이터 복원(CDR) 회로를 설명한다. CDR회로는 전체적으로 5부분으로 구성되며, 위상검출기(PD)와 주파수 검출기(FD), 다중 위상 전압 제어 발진기(VCO), 전하펌프(CP), 외부 루프필터(LF)로 구성되어 있다. CDR회로는 half-rate bang-bang 타입의 위상 검출기와 입력 pull-in 범위를 늘릴 수 있도록 half-rate 주파수 검출기를 적용하였다. VCO는 4단의 차동 지연단(delay cell)으로 구성되어 있으며 튜닝 범위와 선형성 향상을 위해 rail-to-rail 전류 바이어스단을 적용하였다 각 지연단은 풀 스윙과 듀티의 부정합을 보상할 수 있는 출력 버퍼를 갖고 있다. 구현한 CDR회로는 별도의 기준 클록 없이 넓은 pull-in 범위를 확보할 수 있으며 기준 클록 생성을 위한 부가적인 Phase-Locked Loop를 필요치 않기 때문에 칩의 면적과 전력소비를 효과적으로 줄일 수 있다. 본 CDR 회로는 0.18um 1P6M CMOS 공정을 이용하여 제작하였고 루프 필터를 제외한 전체 칩 면적은 $1{\times}1mm^2$이다. 3.2Gb/s 입력 데이터 율에서 모의실험을 통한 복원된 클록의 pk-pk 지터는 26ps이며 1.8V 전원전압에서 전체 전력소모는 63mW로 나타났다. 동일한 입력 데이터 율에서 테스트를 통한 pk-pk 지터 결과는 55ps였으며 신뢰할 수 있는 입력 데이터율 범위는 약 2.4Gb/s에서 3.4Gb/s로 나타났다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제1권2호
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• pp.125-131
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• 2001

When the program voltage is applied to a word line, a part of the boosted channel charge in inhibited bit lines is lost due to the coupling between the string select line (SSL) and the adjacent word line. This phenomenon causes the program disturbance in the cells connected to the inhibited bit lines. This program disturbance becomes more serious, as the word line pitch is decreased. To reduce the word line coupling, the rising edge of the word-line voltage waveform was changed from a pulse step into a ramp waveform with a controlled slope. The word-line ramping circuit was composed of a timer, a decoder, a 8 b D/A converter, a comparator, and a high voltage switch pump (HVSP). The ramping voltage was generated by using a stepping waveform. The rising time and the stepping number of the word-line voltage for programming were set to $\mutextrm{m}-$ and 8, respectively,. The ramping circuit was used in a 512Mb NAND flash memory fabricated with a $0.15-\mutextrm{m}$ CMOS technology, reducing the SSL coupling voltage from 1.4V into a value below 0.4V.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.941-947
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• 2017

본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 FRS 대역 무전기용 반송파 신호를 쿼드러쳐(Quadrature) 형식으로 출력하는 Fractional-N 위상 고정루프(PLL) 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 설계한 주파수 합성기의 주요 블록은 전압 제어 발진기(VCO), 전하 펌프(CP), 루프 필터(LF), 위상 주파수 검출기(PFD) 그리고 주파수 분주기이다. VCO는 우수한 위상잡음과 전력 특성을 얻을 수 있는 LC 공진 방식으로 설계했고, CP는 참조 주파수에 따라 펌핑 전류를 조절할 수 있도록 설계하였다. 주파수 분주기는 16분주의 전치 분주기와 3차 델타-시그마 모듈레이터($3^{rd}$ DSM) 방식의 Fractional-N 분주기로 설계하였다. LF는 외부의 3차 RC 루프 필터로 구성하였다. 측정결과, 주파수 합성기의 동작 주파수 영역은 최소 460 MHz에서 최대 510 MHz이고, 출력전력으로는 약 -3.86 dBm을 얻었다. 출력의 위상잡음은 100 Hz offset 주파수에서 -94.8 dBc/Hz이며 위상 루프 고착 시간은 약 $300{\mu}s$이다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권2호
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• pp.187-193
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• 2012

A 1 GHz CMOS fast-lock phase-locked loop (PLL) is proposed to support the quick wake-up time of mobile consumer electronic devices. The proposed fast-lock PLL consists of a conventional charge-pump PLL, a frequency-to-digital converter (FDC) to measure the frequency of the input reference clock, and a digital-to-analog converter (DAC) to generate the initial control voltage of a voltage-controlled oscillator (VCO). The initial control voltage of the VCO is driven toward a reference voltage that is determined by the frequency of the input reference clock in the initial mode. For the speedy measurement of the frequency of the reference clock, an FDC with a parallel architecture is proposed, and its architecture is similar to that of a flash analog-to-digital converter. In addition, the frequency-to-voltage converter used in the FDC is designed simply by utilizing current integrators. The circuits for the proposed fast-lock scheme are disabled in the normal operation mode except in the initial mode to reduce the power consumption. The proposed PLL was fabricated by using a 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process with a 1.8 V supply. This PLL multiplies the frequency of the reference clock by 10 and generates the four-phase clock. The simulation results show a reduction of up to 40% in the worstcase PLL lock time over the device operating conditions. The root-mean-square (rms) jitter of the proposed PLL was measured as 2.94 ps at 1 GHz. The area and power consumption of the implemented PLL are $400{\times}450{\mu}m^2$ and 6 mW, respectively.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2627-2635
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• 2013

본 논문에서는 새로운 MPPT 제어기능을 갖는 빛에너지 하베스팅 회로를 제안한다. 기존의 빛 에너지 하베스팅 회로에서는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 구현하기 위해 전력 변환기(power converter)를 동작시키기 위한 클록의 주파수나 듀티 싸이클(duty cycle)을 지속적으로 변화시키는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 전력변환기에 전력 공급을 위한 전력 스위치의 듀티 싸이클을 제어하여 MPPT 기능을 구현하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계 되었으며 칩 면적은 패드를 포함하여 $770{\mu}m{\times}800{\mu}m$이다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권1호
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• pp.222-231
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• 2017

In this paper, a new architecture for a cost-effective power conditioning systems (PCS) using a single-sourced asymmetric cascaded H-bridge multilevel inverter (MLI) for photovoltaic (PV) applications is proposed. The asymmetric MLI topology has a reduced number of parts compared to the symmetrical type for the same number of voltage level. However, the modulation index threshold related to the drop in the number of levels of the inverter output is higher than that of the symmetrical MLI. This problem results in a modulation index limitation which is relatively higher than that of the symmetrical MLI. Hence, an extra voltage pre-regulator becomes a necessary component in the PCS under a wide operating bias variation. In addition to pre-stage voltage regulation for the constant MLI dc-links, another auxiliary pre-regulator should provide isolation and voltage balance among the multiple H-bridge cells in the asymmetrical MLI as well as the symmetrical ones. The proposed PCS uses a single-ended DC-DC converter topology with a coupled inductor and charge-pump circuit to satisfy all of the aforementioned requirements. Since the proposed integrated-type voltage pre-regulator circuit uses only a single MOSFET switch and a single magnetic component, the size and cost of the PCS is an optimal trade-off. In addition, the voltage balance between the separate H-bridge cells is automatically maintained by the number of turns in the coupled inductor transformer regardless of the duty cycle, which eliminates the need for an extra voltage regulator for the auxiliary H-bridge in MLIs. The voltage balance is also maintained under the discontinuous conduction mode (DCM). Thus, the PCS is also operational during light load conditions. The proposed architecture can apply the module-integrated converter (MIC) concept to perform distributed MPPT. The proposed architecture is analyzed and verified for a 7-level asymmetric MLI, using simulation results and a hardware implementation.

• 전기전자학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.10-15
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• 2006

본 논문에서는 기준동작 클럭없이 데이터만으로 구현되는 반주기의 4x 오버샘플링 위상/주파수검출기를 이용한 클럭 데이터 복원회로에 대하여 서술하였다. 위상 및 주파수검출기는 4x 오버샘플링 기법을 이용하여 설계되었다. 위상검출기는 뱅뱅 제어방법에 의해, 주파수검출기는 로테이션방법에 의해 동작한다. 위상 및 주파수 검출기로부터 발생된 6개의 신호들은 전하펌프로 들어갈 전하량을 결정한다. VCO단은 4개의 차동 지연단으로 구성되고 8개의 클럭신호를 생성한다. 제안된 회로는 공급전압 1.8V, 0.18um MOCS 공정으로 설계 시뮬레이션되었다. 제안된 구조의 PD와 FD를 사용하여 25%의 넓은 트래킹 주파수 범위를 가진다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.77-86
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• 2016

본 논문에서는 full / half-rate의 이중 모드로 동작하는 기준 클록을 사용하지 않는 클록 데이터 복원 회로와 그 동작 알고리즘에 관하여 기술한다. 클록 데이터 복원 회로는 주파수 검출기, 위상 검출기, 차지 펌프 및 루프 필터, 그리고 전압 제어 발진기와 알고리즘 구현을 위한 디지털 블록으로 구성되어 있다. 주파수 검출기와 위상 검출기는 클록 데이터 복원 회로의 이중 모드 기능을 위하여 full / half-rate에서 동작하며 주파수 검출기는 이에 더해 일반 주파수 검출기의 불감대 영역에서도 데이터 전송률과 클록 주파수 차이를 판별할 수 있다. 제안한 이중 모드 클록 데이터 복원 회로를 시뮬레이션을 통해 검증한 결과 클록 데이터 복원에 전체 1.2-1.3 us의 동기화 시간이 소요되었으며, 0.5-UI 지터를 인가하였을 때 full-rate (2.7 Gb/s)와 half-rate (5.4 Gb/s) 모드에서 모두 안정적으로 클록 데이터를 복원한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.549-557
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• 2012

본 논문에서는 CMOS 공정의 p-diff/n-well 다이오드만을 사용한 ISC(Integrated Solar Cell)를 이용하여 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 온칩 빛에너지 하베스팅 시스템을 제안하였다. MPPT 제어는 PV(Photovoltaic) 셀의 개방전압과 MPP(Maximum Power Point) 전압간의 비례관계를 이용하여, 작은 pilot PV 셀로 하여금 main PV 셀의 MPP를 실시간 추적할 수 있도록 설계하였다. 모의실험 결과 설계된 회로는 MPPT 제어기능을 적용했을 때 부하가 큰 경우에도 MPP 근처의 전압을 부하에 공급함으로써 부하에 연결된 회로가 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다. 제안된 회로는 0.18um CMOS 공정으로 설계하였으며, main PV 셀과 pilot PV 셀의 면적은 각각 $8mm^2$와 $0.4mm^2$이다.