• Journal of Power Electronics
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• 제17권5호
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• pp.1372-1381
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• 2017

This paper presents a high-side switch driver IC capable of improving the current sensing accuracy and providing reverse battery protection. Power semiconductor switches used to replace relay switches are encumbered by two disadvantages: they are prone to current sensing errors and they require additional external protection circuits for reverse battery protection. The proposed IC integrates a gate driver and current sensing blocks, thus compensating for these two disadvantages with a single IC. A p-sub-based 90-V $0.13-{\mu}m$ bipolar-CMOS-DMOS (BCD) process is used for the design and fabrication of the proposed IC. The current sensing accuracy (error ${\leq}{\pm}5%$ in the range of 0.1 A-6.5 A) and the reverse battery protection features of the proposed IC were experimentally tested and verified.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.85-88
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• 2001

This paper suggests an improved switch architecture for the rechargeable battery protection IC. In the existing protection IC, charging and discharging switches composed of the CMOS transistor and the diode are external components. It is difficult to integrate the switches in a CMOS process due to the large chip-size overhead and inevitable parasitic effects. In this paper, we propose a new switch architecture of the MOSFET's 'diode connection' method. The performance and chip-size overhead are proved to be adequate for the fully integrated protection IC.

• 전기전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.172-180
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• 2003

CMOS RF IC에서 중요한 문제가 되는 입력 노드에의 기생 커패시턴스 추가 문제를 줄이기 위해, 2차원 소자 시뮬레이션 결과 및 그에 따른 분석을 기반으로, 표준 CMOS 공정에서 쉽게 제작 가능한 pnpn 싸이리스터 구조의 ESD 보호용 소자를 제안한다. 제안된 소자의 DC 항복특성을 일반적으로 사용되고 있는 보호용 NMOS 트랜지스터 경우와 비교 분석하여 제안된 소자를 사용하였을 경우의 이점을 입증한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 소자에 의한 특성 향상을 보이고 이와 관련된 미케니즘들에 대해 설명한다. 또한 제안된 소자의 최적 구조를 정의하기 위해 소자구조에 따른 특성변화를 조사한다. ESD 보호용으로 제안된 소자를 사용할 경우 추가되는 기생 커패시턴스의 감소 정도를 보이기 위해 AC 시뮬레이션 결과도 소개한다. 본 논문의 분석 결과는, CMOS RF IC에서 ESD 보호용으로 제안된 소자를 사용할 경우 NMOS 트랜지스터를 사용할 경우와 대비, 동일한 ESD 강도를 유지하면서 입력노드에 추가되는 커패시턴스의 양을 1/40 정도로 줄일 수 있는 가능성을 보여준다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권4호
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• pp.445-453
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• 2015

A fully integrated cost-effective and low-power single chip Lithium-Ion (Li-Ion) battery protection IC (BPIC) for portable devices is presented. The control unit of the battery protection system and the MOSFET switches are integrated in a single package to protect the battery from over-charge, over-discharge, and over-current. The proposed BPIC enters into low-power standby mode when the battery becomes over-discharged. A new auto release function (ARF) is adopted to release the BPIC from standby mode and safely return it to normal operation mode. A new delay shorten mode (DSM) is also proposed to reduce the test time without increasing pin counts. The BPIC implemented in a $0.18-{\mu}m$ CMOS process occupies an area of $750{\mu}m{\times}610{\mu}m$. With DSM enabled, the measured test time is dramatically reduced from 56.82 s to 0.15 s. The BPIC chip consumes $3{\mu}A$ under normal operating conditions and $0.45{\mu}A$ under standby mode.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.911-914
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• 2000

본 논문에서는 배터리가 없는 ASK 전송방식의 RFID(Radio Frequency IDentification) Transponder 칩 설계에 관한 내용을 다룬다. Transponder IC는 power-generation 회로, clock-generation 회로, digital block, modulator, overoltge protection 회로로 구성된다. 설계된 칩은 저전력 회로를 적용하여 원거리 transponder칩을 구현할 수 있도록 하였다. 설계된 회로는 0.25㎛ 표준 CMOS 공정으로 레이아웃하여 제작하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1-7
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• 2020

최근 LED 디스플레이 시스템이 활발히 보급됨에 따라서 시스템 구동을 위한 LED 드라이버의 효과적인 제어방법에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중에 가장 대표적인 것이 LED Driver 채널의 균일한 밝기 제어이다. 본 논문 에서는 채널 휘도 편차 최소화를 위한 전류보상 및 시스템 보호 기능을 갖는 BLU용 LED driver IC를 제안하였다. 제안하는 LED Driver IC는 채널 간 ±3% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 전류를 목표로 설계하였다. 설계 사양을 만족시키기 위해 채널 구동 PWM 신호를 이용한 chopping 동작을 수행하도록 하여 채널 앰프 옵셋을 상쇄할 수 있도록 하였다. 또한 pre-charge기능을 구현하여 빠른 동작 속도와 채널간 휘도 편차를 최소화할 수 있도록 하였다. LED에러(오픈, 쇼트), 스위치 TR 쇼트 감지 및 동작 온도 보호 회로를 설계하여 IC 및 BLU시스템을 보호할 수 있도록 하였다. 제안된 IC는 Cadence 및 Synopsys사의 Design Tool을 사용하여 설계 하였으며, Magnachip 0.35um CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 제작된 LED driver IC는 채널 간 ±1.5% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 출력특성을 만족하였으며, 평가 보드를 통해 에러 검출 회로들이 정상 동작함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.735-740
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• 2021

본 논문에서는 기존의 LTDDSCR의 구조를 개선하여 기생 NPN BJT의 낮은 전류이득으로 높은 홀딩전압을 갖는 새로운 ESD 보호 소자를 제안한다. 제안된 보호 소자는 Synopsys사의 TCAD simulation을 이용하여 HBM simulation으로 전기적 특성을 분석하였고 current flow와 impact ionization 및 recombination Simulation으로 추가된 BJT가 동작하는 것을 확인하였다. 또한, 설계변수 D1, D2로 홀딩전압 특성을 최적화하였다. Simulation 수행결과, 새로운 ESD 보호 소자는 기존의 LTDDSCR과 비교하여 높은 홀딩전압을 갖는 것이 검증되었고 대칭적인 양방향 특성을 갖는 것이 확인되었다. 따라서 제안된 ESD 보호 소자는 IC에 적용될시 높은 면적 효율성을 가지며 IC의 신뢰성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
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• 제4권3호
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• pp.132-137
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• 2001

최근 리튬이온전지를 채용한 노트북 PC의 수요는 계속 증가하고 있으며, 노트북 PC용 전지로는 잔존용량과 사용가능 시간을 정확하게 예측하며, 스스로 최적조건으로 충방전을 제어할 수 있는 SBP(smart battery pack)를 많이 채용하고 있다. SBP는 과충전, 과방전 및 과전류로부터 리튬이온전지의 안전성을 확보하기 위한 보호회로부 (protection IC)와 잔존용량 및 사용가능시간 등의 계산을 위한 지능회로부 (smart IC)로 구성되어있다. 보호회로는 충전 및 방전 FET를 이용하여 이상전류를 차단하며, SBS(smart battery system)는 system host, smart battery 및 smart battery charger로 구성되어 있다. 향후, SBP에 사용되는 IC는 저가이면서, 소비전류가 낮고, 소형화가 요구된다. 또한, microcomputer control type의 IC를 사용하고, 최적의 알고리즘을 개발하여 잔존용량 및 사용가능시간을 정확하게 예측할 필요가 있다. 이러한 SBS 기술은 노트북 PC 이외에도 전기자전거, 전기자동차, 전력저장용, 군사분야 등 광범위한 분야에서 사용될 것으로 예상된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.1217-1220
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• 2003

A low-power design technique for lithium-ion Battery-Protection Integrated Circuit (BPIC) for multi cell configuration is proposed. The hardware sharing scheme with more precisely divided operating states in the detection range could reduce the power consumption significantly, especially during the normal state. The usefulness of the proposed scheme was confirmed through HSPICE simulations.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권3호
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• pp.96-102
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• 2009

본 논문에서는 600V/200A 또는 1200V/150A와 같은 고전력 절연 게이트 소자를 구동 및 보호하기 위한 파워 IC에 대한 연구에 대해서 살펴보았다. 고전력 소자의 구동을 위해서 최대 Sourcing 전류 4A, 최대 Sinking 전류 8A로 설계하였으며, 과전류 보호회로로는 전력소자의 드레인(콜렉터) 전압을 측정하여, Desaturation을 검출하는 방식을 사용하였다. 또한 과전류 보호시 기생 인덕턴스에 의해 발생할 수 있는 과전압을 억제하기 위해서 soft-shutdown 기능을 추가하였다. 제안된 게이트 구동 IC는 동부하이텍의 고전압 BCDMOS 공정인 0.35um BDA350 공정과 PDK를 사용하여 설계 및 제작하여 검증하였다.