In this paper, an analysis of the complementary CMOS active pixel and readout circuit is carried out. Complementary pixel structure which is different from conventional 3TR APS structure consists of photo diode, reset PMOS, several NMOSs and PMOSs sets for complementary signals. Proposed CMOS image sensors pixel has been fabricated using 0.5 standard CMOS process. Measured results show that the output signal range is from 0.8 V to 3.8 V. This output signal range increased 125 % compared to conventional 3TR pixel in the condition of 5 V power supply.
Highly integrated ISFETs require the monolithic implementation of ISFETs, CMOS electronics, and additional sensors on the same chip This paper presents novel packaging type of CMOS ISFET pH sensor using standard CMOS FET chip and extended sensing membrane which is separated from CMOS FET. This proposed packaging type will make it easy to fabricate CMOS ISFET pH sensors
In this paper, a circuit analysis of the complementary CMOS active pixel and readout circuit is carried out. Complementary pixel structure which is different from conventional 3TR APS structure is consist of photo diode, reset PMOS, several NMOSs and PMOSs sets for complementary signals. Photo diode is modelled with Medici device program. HSPICE was used to analyze the variation of the signal feature depending on light intensity using $0.5{\mu}M$ standard CMOS process. Simulation results show that the output signal range is from 0.8 V to 4.5 V. This signal range increased 135 % output dynamic range compared to conventional 3TR pixel in the condition of 5 V power supply.
본 논문은 CMOS 이미지센서 SPICE 회로 해석을 위한 포토다이오드 및 픽셀 모델링을 나타내었다. 소자 시뮬레이터인 메디치(Medici)를 이용하여 입사광의 세기에 따른 광전류 특성을 확보하고 SPICE 시뮬레이션에서 활용하기 위한 SPICE용 포토 다이오드 모델을 개발하였다. 그리고 그 결과를 검증하기 위하여 포토다이오드와 NMOS로 구성된 시험용 회로구조에 대한 메디치(Medici)의 mixed mode 시뮬레이션 결과와 SPICE 시뮬레이션 결과를 비교하였다.
This paper presents a low noise CMOS regulator for a low power capacitive sensor interface in a $0.5{\mu}m$ CMOS standard technology. Proposed LDO regulator circuit consist of a voltage reference block, an error amplifier and a new buffer between error amplifier and pass transistor for a good output stability. Conventional source follower buffer structure is simple, but has a narrow output swing and a low S/N ratio. In this paper, we use a 2-stage wide band OTA instead of source follower structure for a buffer. From SPICE simulation results, we got 0.8 % line regulation and 0.18 % load regulation.
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.
본 논문에서는 cobalt interlayer와 TiN capping을 적용한 Ni-Silicide 구조를 제안하여 100 ㎜ CMOS 소자에 적용하고 소자 특성 연구를 하였다. Ni-Silicide의 취약한 열 안정성을 개선하기 위해 열 안정성이 우수한 Cobalt interlayer이용하여 silicide의 열화됨을 개선하였고 또한 silicide 계면의 uniformity를 향상하기 위해 TiN capping을 동시에 적용하였다. 100 ㎚ CMOS 소자에 제안한 Co/Ni/TiN 구조를 적용하여 700℃, 30분에서의 열처리 시에도 silicide의 낮은 면저항과 낮은 접합 누설 전류가 유지되었으며 100 ㎚이하 소자의 특성 변화도 거의 없음을 확인하였다. 따라서 제안한 Co/Ni/TiN 구조가 NiSi의 열 안정성을 개선시킴으로써 100 ㎚ 이하의 Nano CNOS 소자에 매우 적합한 Ni-Silicide 특성을 확보하였다.
The IRFPA (InfraRed Focal Plane Array) ROIC (ReadOut Integrated Circuit) was designed in folded-cascode Op-Amp using $0.35{\mu}m$ CMOS technology. As the folded-cascode has high open-loop voltage gain and fast settling time, that used in many analog circuit designs. In this paper, folded-cascode Op-Amp for ROIC of the $32{\times}32$ IRFPA has been designed. HSPICE simulation results are unit gain bandwidth of 13.0MHz, 90.6 dB open loop gain, 8 V/${\mu}m$ slew rate, 600 ns settling time and $66^{\circ}$ phase margin.
생물학적 신경 세포의 모델링을 위한 펄스타입 실리콘 뉴런 회로를 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 반도체 집적회로로 설계하였다. 제안하는 뉴런 회로는 입력 전류신호를 위한 커패시터 입력단과, 출력 전압신호 생성을 위한 증폭단 및 펄스신호 초기화를 위한 MOS 스위치로 구성된다. 전압신호 입력을 전류신호 출력으로 변환하는 기능의 시냅스 회로는 몇 개의 PMOS와 NMOS 트랜지스터로 이루어지는 범프회로를 사용한다. 제안하는 뉴런 모델의 검증을 위하여, 2개의 뉴런과 시냅스가 직렬연결된 뉴런체인을 구성하여 SPICE 모의실험을 실시하였다. 모의실험 결과, 뉴런신호의 생성과 시냅스 전달특성의 정상적인 동작을 확인하였다.
In order to design SOI CMOS image sensors, SOI MOSFET model parameters were extracted using the equation of bulk MOSFET model parameters and were optimized using SPICE level 2. Simulated I-V characteristics of the SOI NMOSFET using the extracted model parameters were compared to the experimental I-V characteristics of the fabricated SOI NMOSFET. The simulation results agreed well with experimental results. A unit pixel for SOI CMOS image sensors was designed and was simulated for the PPS, APS, and logarithmic circuit using the extracted model parameters. In these CMOS image sensors, a nano-wire MOSFET photodetector was used. The output voltage levels of the PPS and APS are well-defined as the photocurrent varied. It is confirmed that SOI CMOS image sensors are faster than bulk CMOS image sensors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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