• ETRI Journal
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• 제37권6호
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• pp.1188-1198
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• 2015

In this paper, a multi-time programmable (MTP) cell based on a $0.18{\mu}m$ bipolar-CMOS-DMOS backbone process that can be written into by using dual pumping voltages - VPP (boosted voltage) and VNN (negative voltage) - is used to design MTP memories without high voltage devices. The used MTP cell consists of a control gate (CG) capacitor, a TG_SENSE transistor, and a select transistor. To reduce the MTP cell size, the tunnel gate (TG) oxide and sense transistor are merged into a single TG_SENSE transistor; only two p-wells are used - one for the TG_SENSE and sense transistors and the other for the CG capacitor; moreover, only one deep n-well is used for the 256-bit MTP cell array. In addition, a three-stage voltage level translator, a VNN charge pump, and a VNN precharge circuit are newly proposed to secure the reliability of 5 V devices. Also, a dual memory structure, which is separated into a designer memory area of $1row{\times}64columns$ and a user memory area of $3rows{\times}64columns$, is newly proposed in this paper.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.412-419
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• 2020

In this study, a 70 W buck converter using GaN metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is developed. This converter exhibits over 97 % efficiency, high power density, and 48 V-to-12 V/1.2 V/1 V (triple output). Three gate drivers and six GaN MOSFETs are placed in a 1 ㎠ area to enhance power density and heat dissipation capacity. The theoretical switching and conduction losses of the GaN MOSFETs are calculated. Inductances, capacitances, and resistances for the output filters of the three buck converters are determined to achieve the desired current, voltage ripples, and efficiency. An equivalent circuit model for the thermal analysis of the proposed triple-output buck converter is presented. The junction temperatures of the GaN MOSFETs are estimated using the thermal model. Circuit operation and temperature analysis are evaluated using a circuit simulation tool and the finite element analysis results. An experimental test bed is built to evaluate the proposed design. The estimated switch and heat sink temperatures coincide well with the measured results. The designed buck converter has 130 W/in³ power density and 97.6 % efficiency.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.357-363
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• 2014

A programmable smart charger compatible to various load conditions is proposed in this paper. Since the proposed smart charger is compatible to various mobile devices having different rated voltage and power, it is convenient for carrying and easy to standardize many kinds of battery chargers. Moreover, since it uses the input impedance and built-in PMIC (Power management IC) of the load system to recognize the connection state and specifications of load system, hardware changes of load system is not only hardly necessary but it also features no addition communication cable and easy implementation. To confirm the validity of the proposed charger, the theoretical analysis and experiment results from a prototype compatible to three load conditions 5V/1A, 5V/2A and 12V/1A are provided.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.419-427
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• 2016

본 논문에서는 저면적 64bit MTP IP를 설계하였다. 저면적 설계기술로는 MTP cell의 inhibit voltage를 기존의 VPP/3과 VNN/3 전압 대신 모두 0V를 사용하므로 VPPL(=VPP/3) regulator 회로와 VNNL(VNN/3) charge pump 회로를 제거하였다. 그리고 external pad를 이용하여 VPP program voltage를 forcing하므로 VPP charge pump 회로를 제거하였다. 또한 VNN charge pump는 VPP 전압을 이용하여 1-stage negative charge pump 회로로 pumping해서 -VPP의 전압을 공급하도록 설계를 하였다. 설계된 64bit MTP IP size는 $377.585{\mu}m{\times}328.265{\mu}m$(=0.124mm2)이며, DC-DC converter관련 layout size는 기존의 회로 대비 76.4%를 줄였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.405-413
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• 2013

본 논문에서는 program-verify-read 모드를 갖는 고신뢰성 24bit differential paired eFuse OTP 메모리를 설계하였다. 제안된 program-verify-read 모드에서는 프로그램된 eFuse 저항의 변동을 고려하여 가변 풀-업 부하(variable pull-up load)를 갖는 센싱 마진 테스트 기능을 수행하는 동시에 프로그램 데이터와 read 데이터를 비교하여 PFb(pass fail bar) 핀으로 비교 결과를 출력한다. 그리고 모의실험 결과 program-verify-read 모드에서 24-비트 differential paired eFuse OTP와 24-비트 듀얼 포트 eFuse OTP IP의 센싱 저항은 각각 $4k{\Omega}$과 $50k{\Omega}$으로 differential paired eFuse OTP의 센싱 저항이 작게 나왔다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.310-318
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• 2015

본 논문에서는 cell 사이즈가 작은 dual port eFuse OTP(One-Time Programmable)를 사용하면서 VREF(Reference Voltage) 회로를 eFuse OTP IP(Intellectual Property)에 하나만 사용하고 S/A(Sense Amplifier) 기반의 D F/F을 사용하는 BL(Bit-Line) 센싱 회로를 제안하였다. 제안된 센싱 기술은 read current를 6.399mA에서 3.887mA로 줄일 수 있다. 그리고 아날로그 센싱을 하므로 program-verify-read 모드와 read 모드에서 프로그램된 eFuse의 센싱 저항은 각각 $9k{\Omega}$, $5k{\Omega}$으로 낮출 수 있다. 그리고 설계된 32비트 eFuse OTP 메모리의 레이아웃 면적은 $187.845{\mu}m{\times}113.180{\mu}m$ ($=0.0213mm^2$)으로 저면적 구현이 가능한 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권3호
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• pp.1-7
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• 2012

본 논문에서는 모바일 정보기기의 배터리 전력 관리를 제어하는 IBS(Intelligent Battery sensor), BMS(Battery Management System) 등의 PMIC(Power Management IC) 기술에 적합한 9b 2MHz 사이클릭 폴딩 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 제안한다. 제안하는 ADC는 응용기술에 적합한 고해상도를 만족시키는 동시에 폴딩 신호처리를 사용함으로써 고속 동작이 가능하다. 또한 폴딩 블록의 하나의 단만을 반복적으로 순환하는 구조로 설계되기 때문에 전체 크기가 줄어들 뿐 아니라 전력소모도 최소화 할 수 있다. 제안하는 시제품 ADC는 0.35um 2P4M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 INL 및 DNL은 각각 ${\pm}1.5/{\pm}1.0\;LSB$ 이내로 들어온 것을 확인하였다. 또한 2MS/s 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR 이 각각 최대 48dB, 60dB이고, 전력 소모는 3.3V 전원 전압에서 110mW 이며 제작된 ADC의 칩 면적은 $10mm^2$이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.1455-1462
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• 2012

본 논문에서는 BCD 공정 기반으로 PMIC용 고신뢰성 24비트 듀얼 포트(dual port) eFuse OTP 메모리를 설계하였다. 제안된 dynamic pseudo NMOS 로직회로를 이용한 프로그램 데이터 비교회로는 program-verify-read 모드에서 프로그램 데이터와 read 데이터를 비교하여 PFb(pass fail bar) 핀으로 비교 결과를 출력한다. 그래서 한 개의 PFb 핀만 테스트하므로 eFuse OTP 메모리가 정상적으로 프로그램 되었는지를 확인할 수 있다. 그리고 program-verify-read 모드를 이용하여 프로그램된 eFuse 저항의 변동을 고려한 가변 풀-업 부하(variable pull-up load)를 갖는 센싱 마진 테스트 회로를 설계하였다. Magnachip $0.35{\mu}m$ BCD 공정을 이용하여 설계된 24비트 eFuse OTP 메모리의 레이아웃 면적은 $289.9{\mu}m{\times}163.65{\mu}m$($=0.0475mm^2$)이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.2209-2216
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• 2011

본 논문에서는 Magnachip $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 PMIC용 32bit eFuse OTP IP를 설계하였다. eFuse 링크 아래에 N-Well을 두어 프로그램시 eFuse 링크와 p-기판의 VSS가 단락되는 문제점을 해결하였다. 그리고 디코딩된 WERP (WL Enable for Read or Program) 신호가 eFuse OTP 메모리로 바로 입력되는 경우 듀얼 포트 eFuse OTP 메모리 셀의 RWL (Read Word-Line)과 WWL (Write Word-Line)을 선택적으로 활성화해 주는 WL 구동회로를 제안하였다. 또한 BL 프리차징 회로에서 delay chain을 제거하여 제어회로의 레이아웃 면적을 줄였다. 메모리 테스트 장비를 이용하여 제작된 94개의 샘플 die를 측정한 결과 5.5V의 프로그램 전압에서 100%의 수율을 얻었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.82-89
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• 2010

본 논문에서는 기존의 벅-부스트 컨버터의 효율 보다 높은 효율을 갖는 세 개의 DTMOS 스위칭 소자를 사용한 벅-부스트 컨버터를 제안하였다. 낮은 온-저항을 갖는 DTMOS 스위칭 소자를 사용하여 전도 손실을 줄이도록 설계하였다. DTMOS 스위칭 소자의 문턱 전압은 게이트 전압이 증가함에 따라 감소하고 그 결과 표준 MOSFET보다 전류 구동 능력이 높다. 제안한 컨버터는 넓은 출력 전압 범위와 높은 전류 레벨에서 높은 전력 변환 효율을 갖기 위해 PWM 제어법을 이용하였다. 제안한 컨버터는 최대 출력전류 300mA, 입력 전압 3.3V, 출력 전압 700mV~12V, 1.2MHz의 스위칭 주파수, 최대 효율 90% 갖는다. 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.