• ETRI Journal
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• 제43권5호
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• pp.900-908
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• 2021

This paper proposes thermometer-code latches having five and six transistors for unidirectional and bidirectional thermometer-code shift-registers, respectively. The proposed latches omit the set and reset transistors by changing from two supply voltage nodes to the set and reset signals in the cross-coupled inverter. They set or reset the data by changing the supply voltage to ground in either of two inverters. They reduce the number of transistors to five and six compared with the conventional thermometer-code latches having six and eight transistors, respectively. The proposed thermometer-code latches were simulated using a 65 nm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) process. For comparison, the proposed and conventional latches are adapted to the 64 bit thermometer-code shift-registers. The proposed unidirectional and bidirectional shift-registers occupy 140 ㎛² and 197 ㎛², respectively. Their consumption powers are 4.6 ㎼ and 5.3 ㎼ at a 100 MHz clock frequency with the supply voltage of 1.2 V. They decrease the areas by 16% and 13% compared with the conventional thermometer-code shift-register.

• 전기학회논문지
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• 제58권3호
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• pp.627-631
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• 2009

This paper presents a novel current steering cell matrix DAC(digital-to-analog converter) architecture to reduce decoder area. The current cell matrix of a existing architecture is selected by columns and lows thermometer code decoder of input bits. But The current cell matrix of a proposal architecture is divided 2n by the thermometer code decoder of upper input bits and are selected by the thermometer code decoder of middle and lower input bits. Because of this configuration, decoder numbers have increased. But the gate number that composed of decoder has decreased. In case of the designed 8 bit current steering cell matrix DAC, the gate number of decoder has decreased by about 55% in comparison with a existing architecture.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.573-578
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• 2023

본 논문에서는 고성능 디지털 위상 고정 루프(DPLL)에 적용 가능한 새로운 잠금 기법을 소개한다. 이 연구는 LC 기반 디지털 제어 발진기(DCO)에서 발생하는 양자화 오류를 줄이기 위해 추가 서모미터 코드를 사용한다. 본 방식은 전체 DCO 코드를 서모미터 방식으로 구현하지 않음에도 불구하고 높은 선형성을 통해 양자화 오류를 감소시킨다. 초기 잠금 단계에서 바이너리 코드를 사용하고, 잠금이 완료되면 서모미터 코드로 전환하여 높은 주파수 대비 선형성과 낮은 지터 특성을 달성한다. 이 접근법은 낮은 DCO 이득(Kdco) 값을 요구하는 응용에서 서모미터 코드만을 사용하는 기존 방식과 비교하여 스위치의 수를 현저히 줄이고 발진기의 면적을 최소화한다. 또한, 지터 특성은 서모미터 코드만을 사용하는 방식과 동일한 수준을 유지한다. SystemVerilog 및 Verilog HDL을 사용한 모델링과 RTL 수준에서의 설계를 통해 이 기법의 효과가 입증되었다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제44권2호
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• pp.14-20
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• 2007

본 논문에서는 개선된 성능을 갖는 4치 D-플립플롭을 제안하였다. 제안된 4치 D 플립플롭은 뉴런모스를 기반으로 바이어스 인버터, 온도계 코드 출력회로, EX-OR 게이트, 전달 게이트를 이용하여 4치 항등 논리회로(Identity logic circuit)를 구성하고, 이를 2진의 RS 래치 회로와 결합하여 설계하였다. 설계된 회로들은 3.3V 단일 공급 전원에서 $0.35{\mu}m$ 1-poly 6-metal COMS 공정 파라미터 표준조건에서 HSPICE를 사용하여 모의실험 하였다. 모의실험 결과, 본 논문에서 제안된 4치 D 플립플롭은 100MHz 전후까지의 빠른 동작속도로 측정되었으며 PDP(Power dissipation-delay time product)와 FOM(Figure of merit)은 각각 59.3pJ과 33.7로 평가되어졌다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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• pp.1571-1574
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• 2002

This paper describes a circuit and its operations of a programmable digital on-chip terminator designed with CMOS circuits which are used in high speed I/O interface. The on-chip terminator matches external reference resistor with the accuracy of ${\pm}$ 4.1％ over process, voltage and temperature variation. The digital impedance codes are generated in programmable impedance controller (PIC), and the codes are sent to terminator transistor arrays at input pads serially to reduce the number of signal lines. The transistor array is thermometer-coded to reduce impedance glitches during code update and it is segmented to two different blocks of thermometer-coded transistor arrays to reduce the number of transistors. The terminator impedance is periodically updated during hold time to minimize inter-symbol interferences.

• 한국분무공학회지
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• 제21권4호
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• pp.184-194
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• 2016

Many industrial processes require reliable temperature measurements in harsh environments with high temperature, dust, humidity, and pressure. However, commercially-available conventional temperature measurement devices are not suitable for use in such conditions. This study thus proposes a reliable, durable two-color radiation thermometer (RT) for harsh environments that was developed by selecting the appropriate components, designing a suitable mechanical structure, and compensating environmental factors such as absorption by particles and gases. The two-color RT has a simple, compactly-designed probe with a well-structured data acquisition system combined with efficient LabVIEW-based code. As a result, the RT can measure the temperature in real time, ranging from 300 to $900^{\circ}C$ in extremely harsh environments, such as that above the burden zone of a blast furnace. The error in the temperature measurements taken with the proposed two-color RT compared to that obtained using K-type thermocouple readouts was within 6.1 to $1.4^{\circ}C$ at a temperature range from 200 to $700^{\circ}C$. The effects of absorption by gases including $CO_2$, CO and $H_2O$ and the scattering by fine particles were calculated to find the transmittance of the two wavelength bands of operation through the path between the measured burden surface and the two-color probe. This method is applied to determine the transmittance of the short and long wavelength bands to be 0.31 and 0.51, respectively. Accordingly, the signals that were measured were corrected, and the true burden surface temperature was calculated. The proposed two-color RT and the correction method can be applied to measure temperatures in harsh environments where light-absorbing gases and scattering particles exist and optical components can be contaminated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.30-35
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• 2022

In a nuclear reactor, gamma radiation is the dominant energy deposition in non-fuel regions. Heat is generated upon gamma deposition and consequently affects the mechanical and thermal structure of the material. Therefore, the safety of samples should be carefully considered so that their integrity and quality can be retained. To evaluate relevant parameters, an in-core gamma thermometer (GT) was used to measure gamma heating (GH) throughout the operation of the McMaster nuclear reactor (MNR) at four irradiation sites. Additionally, a Monte Carlo reactor physics code (Serpent-2) was utilized to model the MNR with the GT located in the same irradiation sites used in the measurement to verify its predictions against measured GH. This research aids in the development of modeling, calculation, and prediction of the GH utilizing Serpent-2 as well as implementing a new GH measurement at the MNR core. After all uncertainties were quantified for both approaches, comparable GH profiles were observed between the measurements and calculations. In addition, the GH values found in the four sites represent a strong level of radiation based on the distance of the sample from the core. In this study, the maximum and minimum GH values were found at 0.32 ± 0.05 W/g and 0.15 ± 0.02 W/g, respectively, corresponding to 320 Sv/s and 150 Sv/s. These values are crucial to be considered whenever sample is planned to be irradiated inside the MNR core.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.777-780
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• 2005

모바일 오디오 적용을 위한 저전력 ${\Sigma}{\Delta}$ Modulator 에 대한 설계와 layout 을 보였다. 전체 구조는 3 차 단일 피드백 루프이며, 해상도는 16bit 을 갖는다. 샘플링 주파수에 따른 Over-sampling Ratio 는 128(46kHz) 또는 64(96kHz) 가 되도록 하였다. 차동 구조를 사용한 3 차 ${\Sigma}{\Delta}$ modulator 내의 적분기에 사용된 Op-Amp 는 DC-Gain 을 높이기 위해서 Gain-boosting 기법이 적용되었다. ${\Sigma}{\Delta}$ modulator 의 기준 전압은 전류 모드 Band-Gap Reference 회로에서 공급이 되며, PVT(Process, Voltage, Temperature) 변화에 따른 기준 전압의 편차를 보정하기 위하여, binary 3bit 으로 선택하도록 하였다. DAC 에서 사용되는 단위 커패시터의 mismatch 에 의한 성능 감소를 막기 위해, DAC 신호의 경로를 임의적으로 바꿔주는 scrambler 회로를 이용하였다. 4bit Quantizer 내부의 비교기 회로는 고해상도를 갖도록 설계하였고, 16bit thermometer code 에서 4bit binary code 변환시 발생하는 에러를 줄이기 위해 thermometer-to-gray, gray-to-binary 인코딩 방법을 적용하였다. 0.18um CMOS standard logic 공정 내 thick oxide transistor(3.3V supply) 공정을 이용하였다. 입력 전압 범위는 2.2Vp-p,diff. 이며, Typical process, 3.3V supply, 50' C 시뮬레이션 조건에서 2Vpp,diff. 20kHz sine wave 를 입력으로 할 때 SNR 110dB, THD 는 -95dB 이상의 성능을 보였고, 전류 소모는 6.67mA 이다. 또한 전체 layout 크기는 가로 1100um, 세로 840um 이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권7호
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• pp.57-65
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• 2002

본 논문에서는 CMOS로 구현된 2.5v 10-bit 300MSPS의 D/A 변환기를 제안하였다. 이를 위해 전체구조는 고속동작에 유리한 전류구동 방식의 8+2 분할 타입으로 상위 8-bit은 Thermometer Code 기법을 이용한 전류셀 매트릭스(Current Cell Matrix)로, 하위 2-bit은 이진 가중 전류열(Binary Weighted Current Array)로 설계하였다. 우수한 다이내믹 특성 및 고속 동작을 만족시키기 위해 낮은 글리치 에너지를 갖는 새로운 전류셀과 BDD(Binary Decision Diagram)에 의한 논리합성 기법을 활용한 새로운 역 Thermometer Decoder를 제안하였다. 제안된 DAC는 $0.25{\mu}m$, 1-Poly, 5-Metal, n-well CMOS 공정으로 제작되었으며, 유효 칩 면적은 $1.56mm^2$이고, 2.5V의 전원전압에서 84mW의 전력소모를 나타내었다. 모의실험 및 측정을 통해 최대 글리치 에너지는 0.9pVsec@fs=100MHz, 15pVsec@fs=300MHz로 나타났다. 또한 출력 주파수가 1MHz, 샘플링 주파수가 300MHz에서의 INL과 DNL은 약 ${\pm}$1.5LSB 이내로, SFDR은 45dB로 측정되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5C호
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• pp.378-385
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• 2008

본 논문은 고속 임베디드 시스템에 사용하기 위해 CMOS AD 변환기(Analog-to-Digital Converter)를 설계하였다. 이 AD 변환기는 효율적인 구조로 설계하기 위하여 전압을 예측할 수 있는 플래시 AD 변환기와 자동 영을 기반으로 하여 설계된 비교기를 사용하였다. 이 구조의 변환속도는 기존의 플래시 AD 변환기와 거의 같지만 비교기와 연결된 회로가 줄어들었기 때문에 전체 회로의 크기를 크게 줄일 수 있었다. 이 ADC는 $0.25{\mu}m$ 디지털 CMOS 기술로 구현되었다.