DC-DC buck converter is a critical building block in the power management integrated circuit (PMIC) architecture for the portable devices such as cellular phone, personal digital assistance (PDA) because of its power efficiency over a wide range of conversion ratio. To ensure a safe operation, avoid unexpected damages and enhance the reliability of the converter, fully-integrated protection circuits such as over voltage protection (OVP), under voltage lock out (UVLO), startup, and thermal shutdown (TSD) blocks are designed. In this paper, these three fully-integrated protection circuit blocks are proposed for use in the DC-DC buck converter. The buck converter with proposed protection blocks is operated with a switching frequency of 1 MHz in continuous conduction mode (CCM). In order to verify the proposed scheme, the buck converter has been designed using a 180 nm CMOS technology. The UVLO circuit is designed to track the input voltage and turns on/off the buck converter when the input voltage is higher/lower than 2.6 V, respectively. The OVP circuit blocks the buck converter's operation when the input voltage is over 3.3 V, thereby preventing the destruction of the devices inside the controller IC. The TSD circuit shuts down the converter's operation when the temperature is over $85^{\circ}C$. In order to verify the proposed scheme, these protection circuits were firstly verified through the simulation in SPICE. The proposed protection circuits were then fabricated and the measured results showed a good matching with the simulation results.
Hatalis, Miltiadis;Troccoli, M.;Chuang, T.;Jamshidi, A.;Reed, G.
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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pp.692-696
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2005
In an attempt to fabricate all inclusive display systems we are presenting a study on several elements that would be used as building blocks for all-on-board integrated applications on stainless steel foils. These systems would include in the same substrate all or many of the components needed to drive a flat panel OLED display. We are reporting results on both digital and analog circuits on stainless steel foils. Shift registers running at speeds greater than 1.0MHz are shown as well as oscillators operating at over 40MHz. Pixel circuits for driving organic light emitting diodes are presented. The device technology of choice is that based on poly-silicon TFT technology as it has the potential of producing circuits with good performance and considerable cost savings over the established processes on quartz or glass substrates (amorphous Silicon a-Si:H or silicon on Insulator SOI).
Ultra-high-speed analog and digital ICs (integrated circuits) fur 10Gbit/sec optical communication systems have been designed, fabricated and analyzed in this research. These circuits, which are laser diode (LD) driver, pre-amplifier, automatic gain controlled (AGC) amplifier, limiting amplifier and decision circuit, have been implemented with AIGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs). The optimized AIGaAs/GaAs HBTs for the 10Gbps circuits in this work showed the cutoff and maximum oscillation frequencies of 65㎓ and 53㎓, respectively. It is demonstrated in this paper that the 10Gbps optical communication system can be realized with the ICs designed and fabricated using AlGaAs/GaAs HBTs.
Sun, Nan;Andress, William F.;Woo, Kyoung-Ho;Ham, Don-Hee
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제8권3호
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pp.210-220
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2008
We review three examples (an on-chip transmission line resonator [1], a phase-locked loop [2], and an analog-to-digital converter [3]) of design tradeoffs which can in fact be circumvented; the key in each case is that the parameters that seem to trade off with each other are actually separated in time or space. This paper is an attempt to present these designs in such a way that this common approach can hopefully be applied to other circuits. We note reader that this paper is not a new contribution, but a review in which we highlight the common theme from our published works [1-3]. We published a similar paper [4], which, however, used only two examples from [1] and [2]. With the newly added content from [3] in the list of our examples, the present paper offers an expanded scope.
Gutmann, R.J.;Zeng, A.Y.;Devarajan, S.;Lu, J.Q.;Rose, K.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제4권3호
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pp.196-203
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2004
A three-dimensional (3D) IC technology platform is presented for high-performance, low-cost heterogeneous integration of silicon ICs. The platform uses dielectric adhesive bonding of fully-processed wafer-to-wafer aligned ICs, followed by a three-step thinning process and copper damascene patterning to form inter-wafer interconnects. Daisy-chain inter-wafer via test structures and compatibility of the process steps with 130 nm CMOS sal devices and circuits indicate the viability of the process flow. Such 3D integration with through-die vias enables high functionality in intelligent wireless terminals, as vertical integration of processor, large memory, image sensors and RF/microwave transceivers can be achieved with silicon-based ICs (Si CMOS and/or SiGe BiCMOS). Two examples of such capability are highlighted: memory-intensive Si CMOS digital processors with large L2 caches and SiGe BiCMOS pipelined A/D converters. A comparison of wafer-level 3D integration 'lith system-on-a-chip (SoC) and system-in-a-package (SiP) implementations is presented.
본 고에서는 디지털 회로의 저 전력소모의 설계와 구현에 관련된 디지털 전대역 회로 설계를 통해서 전반적인 전력 소모의 방법론과 이의 특성을 고찰하고자 한다. 디지털 집적회로의 설계는 광대하고 복잡한 영역이기에 우리는 이를 저전력 소모의 전반적인 회로 설계에 한정할 필요가 있다. 여기에는 로직회로의 합성과, 디지털 전대역 회로설계에 포함되어 있는 입력 clock 버퍼, 레치, 전압 Regulator, 그리고 케페시턴스와 전압기가 0.12 마이크론의 기술로 0.9V의 전압과 함께 쓰여져서 동적 그리고 정적 에너지 소모와 압력, 가속, Junction temperature 등을 모니터 할 수 있게 되어 있다.
Heo, Sewan;Oh, Jimin;Kim, Minki;Suk, Jung-Hee;Yang, Yil Suk;Park, Ki-Tae;Kim, Jinsung
ETRI Journal
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제37권6호
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pp.1154-1164
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2015
This paper proposes a fully sensorless driver for a permanent magnet synchronous motor (PMSM) integrated with a digital motor controller and an analog pre-driver, including sensing circuits and estimators. In the motor controller, a position estimator estimates the back electromotive force and rotor position using a sliding-mode observer. In the pre-driver, drivers for the power devices are designed with a level shifter and isolation technique. In addition, a current sensing circuit measures a three-phase current. All of these circuits are integrated in a single chip such that the driver achieves control of the speed with high accuracy. Using an IC fabricated using a $0.18{\mu}m$ BCDMOS process, the performance was verified experimentally. The driver showed stable operation in spite of the variation in speed and load, a similar efficiency near 1% compared to a commercial driver, a low speed error of about 0.1%, and therefore good performance for the PMSM drive.
저 비용으로 개발되는 초소형 위성의 경우 개발비용을 줄이기 위해서 상용제품(COTS; Commercial-Off-The Shelf)을 많이 사용하는 추세이며, 따라서 실제 위성을 운용하고 데이터를 수집 처리하는 명령 및 데이터 처리계(C&DH; Command and Data Handling)도 상용 컨트롤러를 중심으로 설계 및 개발되고 있다. 하지만 상용 컨트롤러는 그 기능이 제작사의 규격에 따라 한정되어 있기 때문에 다양한 인터페이스를 갖는 위성 개발에 적용할 경우 별도의 인터페이스 회로 구성이 필수적이다. 따라서 상용 컨트롤러가 지원하지 못하는 다수의 디지털 인터페이스를 쉽게 확장하고 SEU 보상을 위해서 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 다중 디지털 데이터 처리 시스템(MDDCS; Multi Digital Data Control System)을 개발하였다. 개발 언어로 VHDL(Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language)을 사용하였으며 Actel의 A3P1000에 구현하였다.
자기 띠 저장 시스템에서 데이터를 저장하고 복원할 수 있는 칩을 구현하였다. 구현된 칩은 아날로그 회로와 디지털 회로가 한 칩안에 같이 내장되어 있으며 F/2F 인코딩과 디코딩을 동시에 지원한다. 아날로그 부분은 초단 앰프, 첨두치 검출기, 비교기, 기준전압 생성회로 등으로 구현 되었으며 디지탈 회로 부분은 기준 윈도우 신호 발생부, F/2F 신호 길이를 측정하는 up/down 계수부, 비트 에러 검출부 및 기타 제어(control) 회로 등을 포함한다. 검출되는 신호특성을 파악하여 아날로그 회로부 설계를 최적화 함으로써 기존의 시스템에서 흔히 쓰이는 AGC(automatic gain control) 회로를 제거하였다. 또 일정한 비트의 길이를 초과한 파손 비트 또는 다분할로 파손된 비트 등을 감지한 경우 신속하게 기준 비트를 재 설정함으로서 데이터의 오인식을 없애주는 회로를 제안하였다. 제안된 회로는 $0.8{\mu}m$ CMOS N-well 일반 공정을 이용하여 구현 되었으며 3.3 V에서 부터 7.5 V의 공급 전압 범위에서 동작하도록 설계 되었다. 5 V의 전원 공급시 약 8 mW의 소모 전력을 보여 주고 있으며 칩 면적은 패드를 포함하여 $3.04mm^2(1.6mm{\times}1.9mm)$이다.
電話信號에 대하여 syllabic companding 과 비슷한 變形된 ADM을 論하였다. 入力과 歸還回路를 포함한 大部分의 回路에 digital 技法을 사용함으로 DM의 IC化가 용이 하게 된다. 廣帶域 ADM의 slope over load 最適化, 安定化, SNR에 對하여 解析하였고 實驗 結果 周波數帶域이 改善됨을 確認하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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