• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권1호
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• pp.126-142
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• 2016

This paper presents a wide-frequency-range, low-power transceiver with an automatic impedance-matching calibration for TV-white-space (TVWS) application. The wide-range automatic impedance matching calibration (AIMC) is proposed for the Drive Amplifier (DA) and LNA. The optimal $S_{22}$ and $S_{11}$ matching capacitances are selected in the DA and LNA, respectively. Also, the Single Pole Double Throw (SPDT) switch is integrated to share the antenna and matching network between the transmitter and receiver, thereby minimizing the systemic cost. An N-path filter is proposed to reject the large interferers in the TVWS frequency band. The current-driven mixer with a 25% duty LO generator is designed to achieve the high-gain and low-noise figures; also, the frequency synthesizer is designed to generate the wide-range LO signals, and it is used to implement the FSK modulation with a programmable loop bandwidth for multi-rate communication. The TVWS transceiver is implemented in $0.13{\mu}m$, 1-poly, 6-metal CMOS technology. The die area of the transceiver is $4mm{\times}3mm$. The power consumption levels of the transmitter and receiver are 64.35 mW and 39.8 mW, respectively, when the output-power level of the transmitter is +10 dBm at a supply voltage of 3.3 V. The phase noise of the PLL output at Band 2 is -128.3 dBc/Hz with a 1 MHz offset.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.443-451
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• 2010

본 논문에서는 Band-III 지상파 디지털 멀티미디어 방송 수신용 저전력 CMOS RF 튜너 칩에 대해 기술한다. 제안된 RF 튜너 칩은 저전력의 소형 휴대단말기 개발에 적합한 Low-IF 수신 구조로 설계되었으며, 174~240 MHz의 RF 방송 신호를 수신하여 1.536 MHz 대역폭의 2.048 MHz IF 신호를 출력한다. RF 튜너 칩은 저잡음 증폭기, 이미지 신호 제거 믹스, 채널 필터, LC-VCO, PLL과 Band-gap 기준 전압 생성기 등의 모든 수신부 기능 블록들을 포함하고 있으며, 0.18 um RF CMOS 기술을 이용하여 단일 칩으로 제작되었다. 또한 전력 소모를 줄이기 위한 4단계 이득 가변이 가능한 저잡음 증폭기를 제안하였으며, Schmoock's 선형화 기법과 Current bleeding 회로 등을 이용하여 수신 성능을 개선하였다. 제작된 RF 튜너 칩의 이득 제어 범위는 -25~+88 dB, 잡음 특성(NF)은 Band-III 전체 대역에서 약 4.02~5.13 dB, 선형 특성(IIP3)은 약 +2.3 dBm 그리고 이미지 신호 제거비는 최대 63.4 dB로 측정되었다. 총 전력 소모는 1.8 V 단일 전원에서 약 54 mW로 우수하며, 칩 면적은 약 $3.0{\times}2.5mm^2$이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.55-60
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• 2014

고속 통신을 위해서 0.11um CMOS 공정을 사용하여 40GHz 전압 제어 발진기 (VCO : Voltage Controlled Oscillatior)를 제작했다. 밀리미터 웨이브 대역에서 동작하는 VCO는 높은 성능을 얻기 위하여 스마트 바이어스 테크닉을 사용하였고 스파이럴 형태의 인덕터와 출력버퍼를 추가하여 LC형 구조로 설계했다. 제안하는 VCO의 동작범위는 34~40GHz이며, 이 주파수 대역은 밀리미터 웨이브 통신 시스템에 적합하다. VCO의 측정결과 -16dBm의 출력파워와 16%의 동작범위, 38GHz 중심주파수에서 -100.33dBc/Hz(@1MHz)의 위상잡음을 갖는다. 또한 1.2V 전원에서 PAD를 포함한 전체 소모전력은 16.8mW이다. VCO의 성능을 비교할 수 있는 FOMT의 값은 -183.3dBc/Hz로 이전의 VCO에 비해 우수한 성능을 확인했다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권11호
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• pp.107-113
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• 2014

60GHz 무선 통신 시스템에 적용 가능한 전압 제어 발진기와 고속 4분주기를 65nm CMOS 공정을 사용하여 설계했다. 전압제어 발진기는 전류소스와 NMOS 차동쌍 LC구조로 설계하였으며 분주기는 차동 인젝션 록킹 구조에 베렉터를 추가하여 동작주파수 범위를 조절할 수 있는 구조로 설계했다. 전압 제어 발진기와 분주기에 모두 전류소스를 추가하여 전원잡음에 따른 위상잡음 특성을 개선하였다. 전압 제어 발진기는 64.36~67.68GHz의 동작범위가 측정됐고, 고속 4분주기는 전압 제어 발진기의 동작범위에 대해 정확한 4분주가 가능하며 5.47~5.97dBm의 높은 출력전력이 측정됐다. 분주기를 포함한 전압제어 발진기의 위상잡음은 1MHz 오프셋 주파수에서 -77.17dBc/Hz이고 10MHz 오프셋 주파수에서 -110.83dBc/Hz이다. 소모전력은 전원전압 1.2V에서 38.4mW 이다 (VCO 포함).

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.739-745
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• 2017

선박에서 배출되는 환경오염물질 저감 및 연료 소비를 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 기존의 전력망과 신재생에너지를 연계 시킬 수 있는 직류배전시스템의 한 부분인 전력변환시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 현재 전력변환장치로 주로 사용되고 있는 다이오드 정류기는 부하의 입력전류에 많은 저차고조파가 포함되어 공급전압의 왜곡을 초래하고 전체시스템의 전력품질을 저하시킨다. 일정하지 않은 출력 전압파형은 발전기, 부하기기 등에 오작동 유발 및 인버터 단의 스위칭 소자에 영향을 미치며 스위칭 손실을 증가 시킨다. 본 논문에서는 AFE(Active Front End) 방식 PWM(Pulse Width Modulation) 정류기의 직류출력, 입력 전원의 역률 및 총고조파왜형률(Total Harmonic Distortion)을 개선하기 위해서 PLL회로를 사용한 제어기를 설계하였고, 시뮬레이션 결과 직류 출력전압 파형과 입력전원의 역률이 기존 보다 개선되었으며 총고조파왜형률 또한 IEEE Std514-2014 규정에 적합한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.110-116
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• 2016

본 논문에서는 디지털 임피던스 보정 회로와 이퀄라이저 회로를 가진 1.2V 5Gb/s SLVS 차동 송신단을 제안한다. 제안하는 송신단은 4-위상 출력 클록을 갖는 위상 고정 루프, 4-to-1 직렬변환기, 레귤레이터, 출력 드라이버, 그리고 신호보존성을 향상하기 위한 이퀄라이저 회로를 포함한다. 또한, built-in self-test를 위해 pseudo random bit sequence 발생기를 함께 구현한다. 제안하는 SLVS 송신단은 80mV에서 500mV의 차동 출력 전압범위를 지원한다. SLVS 송신단은 1.2V의 공급전압을 가지는 65nm CMOS공정을 이용하여 구현한다. 측정된 5Gb/s SLVS 송신단의 peak-to-peak 시간 지터는 46.67ps이며, 전력소모는 1.88mW/Gb/s이다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권5호
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• pp.1224-1234
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• 2019

Hybrid rotor position estimation methods that integrate a fundamental model and high frequency (HF) signal injection are widely used for the wide speed-range sensorless control of interior permanent-magnet synchronous machines (IPMSMs). However, the direct transition of two different schemes may lead to system fluctuations or system instability since two estimated rotor positions based on two different schemes are always unequal due to the effects of parameter variations, system delays and inverter nonlinearities. In order to avoid these problems, a seamless transition strategy to define and construct a virtual q-axis inductance is proposed in this paper. With the proposed seamless transition strategy, an estimated rotor position based on a fundamental model is forced to track that based on HF signal injection before the transition by adjusting the constructed virtual q-axis inductance. Meanwhile, considering that the virtual q-axis inductance changes with rotor position estimation errors, a new observer with a two-phase phase-locked loop (TP-PLL) is developed to accurately obtain the virtual q-axis inductance online. Furthermore, IPMSM sensorless control with maximum torque per ampere (MTPA) operations can be tracked automatically by selecting the proper virtual q-axis inductance. Finally, experimental results obtained from an IPMSM demonstrate the feasibility of the proposed seamless transition strategy.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.17-24
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• 2014

본 논문에서 2개의 다른 특성을 갖는 FM 안테나들을 사용할 수 있도록 자동 변환 매칭 네트워크를 갖는 CMOS FM 수신기 프론트엔드 구조를 제안하였고 이를 65nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안된 FM 수신기는 높은 주파수 선택 특성을 갖는 임베디드 안테나를 사용 시 FM 전체 주파수 밴드에서 일정한 수신감도를 유지하기 위해서 저 잡음 증폭기의 입력 매칭 회로의 공진 주파수를 채널 주파수에 따라 가변이 가능하도록 구현하였다. 구현된 FM 프론트엔드의 시뮬레이션 결과는 약 38dB 전압이득, 2.5dB 이하의 잡음 지수 특성, -15.5dBm의 IIP3 선형성 특성을 보이고 1.8V 전원에 3.5mA 전류를 소모한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.68-70
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• 1998

본 논문에서는 클록들을 주기적으로 동기화하는 분산 실시간 시스템에서 주어진 태스크의 시간 제약(timing constraint)을 변환시는 구가지 기법을 제안한다. 전형적인 이산 클록 동기화(discrete clock synchronization)알고리즘은 클록의 값을 순간적으로 보정(correct)하여 클록의 시간이 불연속적으로 진행학 한다. 이러한 시간상의 불연속성은 태스크의 시작제한시간(release time)이나 종료시한(deadline)과 같은 이벤트를 잃어버리거나 다시 발생시키는 오류를 범하게 한다. 클록 시간의 불연속성을 피하기 위해 일반적으로 연속 클록 동기화(continuous clock synchronization) 기법이제안되었지만 소프트웨어적으로 구현되기에는 많은 오버헤드를 유발시키는 문제점이 있다. 이에 따라 연속 클록 동기화는 PLL (Phase-Locked Loop)을 이용한 별도의 하드웨어를 사용하는 것이 보통이다. 본 논문에서는 연속 클록 동기화 기법을 사용하는 대신, 태스크의 시간 제약을 동적으로 변환시키는 DCT (Dynamic Constraint Transformation) 기법을 제안하였다. DCT는 소프트웨어 으로 구현이 가능하여 새로운 하드웨어를 필요로 하지 않으며, 이를 통해 기존의 이산적으로 동기화된 시스템에서 클록 시간의 불연속성에 의한 문제점들을 해결할 수 있다. 또 다른 문제점으로서, 클록의 물리적인 특성으로 인해 동기화된 클록들이 상한된(bounded from the above)오차(skew)를 갖는다는 것이다. 이러한 오차는 지역 클록(local clock)에 대해 만족될 수 있는 임의의 실기간 제약 조건이 전역 클록(global clock)에 대해서는 만족되지 않을 수 있음을 의미한다. 본 논문에서는 이를 위해 먼저 두 가지의 스케줄링 가능성, 지역적 스케줄링 가능서(local schedulability)과 전역적 스케줄링 가능성(global schedulability)을 정의하고, 실시간 제약을 정적으로 변환시키는 SCT (Static Constraint Transformation)기법을 제안하였다. SCT를 통해 지역적으로 스케줄링 가능한 태스크는 전역적으로 스케줄링이 가능하므로, 단지 지역적 스케줄링 가능성만을 검사하면서 스케줄링 문제를 해결할 수 있도록 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.498-498
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• 2013

Atmospheric Pressure Plasmas have pioneered a new field of plasma for biomedical application bridging plasma physics and biology. Biological and medical applications of plasmas have attracted considerable attention due to promising applications in medicine such as electro-surgery, dentistry, skin care and sterilization of heat-sensitive medical instruments [1]. Traditional approaches using electronic devices have limits in heating, high voltage shock, and high current shock for patients. It is a great demand for plasma medical industrial acceptance that the plasma generation device should be compact, inexpensive, and safe for patients. Microwave-excited micro-plasma has the highest feasibility compared with other types of plasma sources since it has the advantages of low power, low voltage, safety from high-voltage shock, electromagnetic compatibility, and long lifetime due to the low energy of striking ions [2]. Recent experiment [2] shows three-log reduction within 180-s treatment of S. mutans with a low-power palm-size microwave power module for biomedical application. Experiments using microwave plasma are discussed. This low-power palm-size microwave power module board includes a power amplifier (PA) chip, a phase locked loop (PLL) chip, and an impedance matching network. As it has been a success, more compact-size module is needed for the portability of microwave devices and for the various medical applications of microwave plasma source. For the plasma generator, a 1.35-GHz coaxial transmission line resonator (CTLR) [3] is used. The way of reducing the size and enhancing the performances of the module is examined.