• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권8호
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• pp.38-44
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• 2007

본 논문에서는 무선통신용 송신기에 적용 가능한 12비트 80MHz 전류구동 방식의 D/A 변환기를 설계하였다. 제안된 회로는 3비트 온도계 디코더 회로 4개를 병렬 연결한 혼합형 구조를 채택하였다. 제안된 D/A 변환기는 0.35um CMOS n-well 디지털 표준 공정을 사용하여 구현하였으며, 측정된 INL/DNL은 ${\pm}1.36SB/{\pm}0.62LSB$ 이하이며, 글리치 에너지는 $46pV{\cdot}s$이다. 샘플링 주파수 80MHz, 입력 주파수 19MHz에서 SNR과 SFDR은 58.5dB, 64.97dB로 측정되었다. 전력소모는 99mW로 나타났다. 본 논문에서 구현한 12비트 80MHz 전류구동 혼합구조 D/A 변환기는 고속, 고해상도의 성능을 필요로 하는 다양한 회로에 응용과 적용이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1908-1914
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• 2013

본 논문에서는 지상파 디지털 방송 수신용 광대역 평면 야기 안테나의 설계방법에 대해 연구하였다. 다이폴을 급전하는 코플래너 스트립은 스트립에 내장된 마이크로스트립과 연결되고 종단은 단락되어 있다. 급전되는 다이폴에 근접한 영역에 폭이 넓은 직사각형 스트립 도파기를 부가하여 광대역 임피던스 정합과 고주파 대역의 이득특성을 구현하였고, 접지면 반사기를 추가하여 저주파 대역의 이득 특성을 개선하였다. 안테나를 소형화하기 위해 다이폴과 반사기의 모양을 반 보우-타이(V) 형으로 변형하였으며, 여러 가지 파라미터들이 안테나 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 제안된 구조의 안테나를 지상파 DTV 주파수 대역인 470-806 MHz 대역에서 동작하도록 설계하였다. 최적화된 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 VSWR < 2 인 대역 450-848 MHz, 이득 > 4.1 dBi, 전후방비 > 10.4 dB 등의 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권9호
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• pp.10-17
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• 2007

기존의 트랜지스터 기반의 논리 연산자를 비휘발성 소자인 MTJ(Magnetic Tunneling Junction)로 대체하는 자기논리(magneto-logic) 회로는 그동안 기억 소자 분야에만 국한되어온 MTJ를 스핀전자공학 분야의 새로운 응용으로 논리 회로까지 확장하여 적용 가능하게 한다. 자기논리 회로는 회로 면적 면에서 우수하고 전원이 꺼져도 정보를 유지할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 불(Boolean) 연산을 수행함에 있어서 유연성을 보여, 단순히 입력을 바꾸는 것만으로도 한 MTJ 소자로 모든 논리 연산자를 구현 가능하게 한다. 이로써 물리적으로 완성된 회로 내에서, 재구성 가능한 자기논리 회로를 설계할 수 있다. 본 논문에서는 종래의 다층 입력 구조의 MTJ에 비해, 공정이 간단하고, 보다 유연한 함수 구현 능력을 갖는 단층 입력 구조의 새로운 MTJ 소자를 제안하며, 그 예로, 4비트 그레이 카운터를 설계하여 그 동작을 이전 논문에서 제안된 바 있는 macro-model을 보완 적용하여 검증하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.577-582
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• 2016

최근 급속한 녹색환경 정책으로 LED를 이용한 조명 광원들이 설치 운용하고 있으나, 이들 광원의 전원 공급은 안정된 직류 전원 공급을 위해서 스위칭 모드 전원 공급(SMPS) 장치로 전원을 공급하고 있다. 그러나, 이들 전원 공급 장치는 공급 단가 때문에 설계 및 설치과정에서 스위칭에 따른 전력과 변환역률, 전기적 노이즈 및 돌입전류들은 간과하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 SMPS는 고품질의 전원을 LED 조명 부하에 공급하기 위하여 스위칭 시에 다음과 같은 3가지 관점에서 회로를 연구하였다. 첫 번째, 역률과 효율을 약 85% 확보하고, 두 번째, 노이즈(고조파 포함) 최소화, 세 번째는 스위치-온 시 3A 돌입전류를 $100{\mu}sec$ 후 최소 0.3 A로 감소하여 돌입 전류 침입을 최소화 하고자 하였다. 본 연구에서는 IC형 구동기(LNK 409)를 적용하여 입력전압과 출력상황을 귀환 형태로 감시하도록 하였으며, 정전류 출력을 위하여 정전압을 유지할 수 있는 제어회로와 시상수를 개발하였다. 그러나, 부하 변동 시 미세한 전류의 불규칙으로 인한 발열 문제는 해결하지 못하고 있다. 이를 증명하고자 LED 조명 부하 46 W급을 대상으로 효과를 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.148-156
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• 2013

본 논문에서는 디지털 제어부를 공유하며, 회로 동작시간의 분배 방식을 통해 다중 출력을 지원하는 SMPS를 제안한다. 제안된 회로는 Pseudo Relaxation Oscillating 기법의 DPWM 발생기를 사용한다. 제안된 SMPS는 회로의 동작시간 분배 방식을 사용하여 기존의 DPWM 발생기에서 문제가 되는 큰 면적의 디지털 로직 컨트롤러를 공유하는 형태이기 때문에 칩 면적과 효율 측면에서 큰 이점을 가지지만, 각 DPWM 발생기의 실시간 제어가 어려우며 불안정한 출력 전압을 공급할 수 있다는 단점을 가진다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 동작시간 분배 방식으로 인해 동작클록이 인가되지 않은 DPWM 발생기들의 출력전압을 실시간으로 피드백 받아 안정된 출력 전압을 공급할 수 있는 실시간 전류 보정 기법을 제안한다. 제안된 SMPS를 100MHz의 내부 제어 동작 주파수와 10MHz 스위칭 주파수로 동작시킬 시, 소모되는 내부 코어 회로의 최대 전류는 4.9mA이며, 출력 버퍼를 포함한 전체 시스템의 전력 소모는 30mA이다. 또한 800mA, 100KHz의 load current regulation 조건으로 시뮬레이션 시, 3.3V 출력전압에 대한 최대 리플 전압은 11mV, Over/Undershoot voltage는 각각 10mV, 19.6mV 이다. 코어 회로의 크기는 $700{\mu}m{\times}800{\mu}m$의 작은 면적으로 구현가능하다. 제안된 회로는 Dong-bu Hitek BCD $0.35{\mu}m$ 공정을 이용한 시뮬레이션을 통해 검증되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1914-1924
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• 2014

본 논문에서는 행의 개수가 열의 개수보다 작은 4행 ${\times}$ 8열의 셀 어레이를 갖는 eFuse OTP IP 설계에서 eFuse의 프로그램 전류를 공급하는 SL 구동 라인을 열 방향으로 라우팅 하는 대신 행 방향으로 라우팅 하므로 레이아웃 면적을 많이 차지하는 SL 구동회로 수를 8개에서 4개로 줄이는 셀 어레이 방식과 코어 회로를 제안하였다. 제안된 셀 어레이 방식과 코어 회로는 32비트 eFuse OTP IP의 레이아웃 면적을 줄였다. 그리고 큰 read 전류에 의해 blowing 되지 않은 eFuse가 EM 현상에 의해 blowing되는 현상을 방지하기 위하여 RWL 구동회로와 BL 풀-업 부하회로에 필요한 V2V($=2V{\pm}10%$) 레귤레이터를 설계하였다. 설계된 4행 ${\times}$ 8열의 32비트 eFuse OTP IP의 레이아웃 면적은 $120.1{\mu}m{\times}127.51{\mu}m$ ($=0.01531mm^2$)로 기존의 eFuse OTP IP의 면적인 $187.065{\mu}m{\times}94.525{\mu}m$ ($=0.01768mm^2$)보다 13.4% 더 작은 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.58-65
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• 2015

본 논문에서는 신경 관련 인공 전자기기를 위한 신경 자극 집적회로를 $0.18-{\mu}m$ 표준 CMOS 반도체 공정을 이용하여 설계하였다. 제안 된 신경 자극 회로는 12.8-V 전원을 사용하면서 $10-k{\Omega}$의 부하에 최대 1 mA의 전류까지 전달이 가능하다. 표준 CMOS 공정 기술로 구현을 위해서 저전압 트랜지스터만을 이용하여 설계를 하였고, 고전압에서의 안정적인 동작을 위하여 트랜지스터 스태킹 기술을 적용하였다. 또한, 신경 자극 동작 후 전하 잔여량이 남아 있지 않도록 active charge balancing회로를 포함하였다. 제안 된 단일 채널 자극 집적회로의 경우 디지털-아날로그 변환기, 전류 출력 드라이버, 레벨 시프터, 디지털 제어 부분, 그리고 active charge balancing 회로까지 모두 포함하여 전체 칩 레이아웃 면적은 $0.13mm^2$을 차지하며, 다중 채널 방식의 신경 자극 기능의 체내 이식용 인공 전자기기 시스템에 적용을 하는데 적합하다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.658-665
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• 2014

The neural stimulators have been employed to the visual prostheses system based on the functional electrical stimulation (FES). Due to the size limitation of the implantable device, the smaller area of the unit current driver pixel is highly desired for higher resolution current stimulation system. This paper presents a 16-channel compact current-mode neural stimulator IC with digital to analog converter (DAC) sharing scheme for artificial retinal prostheses. The individual pixel circuits in the stimulator IC share a single 6 bit DAC using the sample-and-hold scheme. The DAC sharing scheme enables the simultaneous stimulation on multiple active pixels with a single DAC while maintaining small size and low power. The layout size of the stimulator circuit with the DAC sharing scheme is reduced to be 51.98 %, compared to the conventional scheme. The stimulator IC is designed using standard $0.18{\mu}m$ 1P6M process. The chip size except the I/O cells is $437{\mu}m{\times}501{\mu}m$.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.25-31
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• 2017

본 논문에서는 270/540/750/1500-Mb/s 동작속도를 갖는 영상신호 전송용 시리얼 송신기 칩을 $0.13-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 전송 채널은 저가형 RG-58 계열의 5C-HFBT-RG6T 동축 케이블로서, 싱글 BNC 커넥터로 연결되어 있으며, 1.5-GHz 주파수에서 케이블 손실은 최대 45 dB이다. 이를 RLGC 모델링을 통해 SPICE용 회로로 구현하였고, 케이블 손실측정결과와 매우 유사한 특성을 갖는다. 신호감쇄의 보상은 송신기 회로의 프리앰퍼시스 기능 및 수신단의 이퀄라이저 기능을 통해 복원하며, 송신기 칩의 측정 결과 270-Mb/s, 540-Mb/s, 750-Mb/s 및 1.5-Gb/s 동작속도를 모두 만족하며, 프리앰퍼시스 기능을 OFF 했을 때에도 1.5 Gb/s에서 $370-mV_{pp}$ 출력전압을 갖는다. 칩의 전력소모는 1.2/3.3-V 전원전압으로부터 104 mW, 칩 면적은 I/O 패드를 포함하여 $1.65{\times}0.9mm^2$ 이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2497-2503
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• 2012

본 연구에서는 프로그래밍 학습을 위한 교육용 로봇을 설계하고 구현하였다. 제작된 로봇은 센서와 프로세서 그리고 모터 구동회로를 포함하고 있는 하드웨어와 교육용 로봇 제어 소프트웨어, 로봇 구조물 제작용 기계부품 그리고 교육내용과 제작 매뉴얼이 포함된 교재로 구성되어 있다. 제작된 로봇은 컴퓨터를 사용하지 않고 로봇에 직접 프로그래밍이 가능한 특징을 갖고 있는데 이는 로봇 교육에 있어서 장소의 제약을 받지 않고 교육이 가능함을 의미하며 학생들의 프로그래밍 결과가 로봇의 움직임으로 나타나므로 기존의 정적인 컴퓨터 프로그램 교육의 한계를 넘어 동적인 프로그램 교육이 가능하다. 그리고 간단한 하드웨어 지식과 기초 명령어만으로도 로봇을 제어할 수 있도록 사용자 중심의 함수화된 명령어를 사용하여 로봇이나 컴퓨터 프로그램을 처음 접하는 학생들도 쉽게 접근이 가능하도록 설계 하였다.