• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.380-386
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• 2016

This paper presents a compact and low-power on-chip touch sensor and readout circuit using shunt proximity touch sensor and its design scheme. In the proposed touch sensor readout circuit, the touch panel condition depending on the proximity of the finger is directly converted into the corresponding voltage level without additional signal conditioning procedures. Furthermore, the additional circuitry including the comparator and the flip-flop does not consume any static current, which leads to a low-power design scheme. A new prototype touch sensor readout integrated circuit was fabricated using complementally metal oxide silicon (CMOS) $0.18{\mu}m$ technology with core area of $0.032mm^2$ and total current of $125{\mu}A$. Our measurement result shows that an actual 10.4 inches capacitive type touch screen panel (TSP) can detect the finger size from 0 to 1.52 mm, sharply.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.31-39
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• 2011

본 논문에서는 Carbon Nanotube(CNT) 센서 어레이를 위한 저 전력, 소 면적의 신호 검출 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 신호 검출회로, 디지털 제어기, UART I/O로 구성된다. 신호 검출회로는 VGA를 공유하는 64개의 transimpedance amplifier(TIA)와 11비트 해상도의 successive approximation register-ADC(SAR-ADC)를 사용하였다. TIA는 센서의 전압 바이어스 및 전류를 증폭하기 위한 active input current mirror(AICM)와 증폭된 전류를 전압으로 변환하는 저항 피드백 방식의 VGA(Variable Gain Amplifier)로 구성되어있다. 이러한 구조는 큰 면적과 많은 전력을 필요로 하는 VGA를 공유하기 때문에 다수의 센서 어레이에 대해 검출 속도의 저하 없이 저 전력, 소 면적으로 신호 검출이 가능하게 한다. SAR-ADC는 저 전력을 위하여 입력 전압 level에 따라 하위 bit의 동작을 생략하는 수정된 알고리즘을 사용하였다. ADC 및 센서의 선택은 UART Protocol 기반의 디지털 제어기에 의해 선택되며, ADC의 data는 UART I/O를 통해 컴퓨터와 같은 단말기를 통해 모니터링 할 수 있다. 신호 검출회로는 0.13${\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 면적은 0.173 $mm^2$이며 640 sample/s의 속도에서 77.06${\mu}W$의 전력을 소모한다. 측정 결과 10nA - 10${\mu}A$의 전류 범위에서 5.3%의 선형성 오차를 가진다. 또한 UART I/O, 디지털 제어기는 0.18${\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작하였으며 총면적은 0.251 $mm^2$ 이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.503-510
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• 2006

Readout 회로는 검출기에서 발생되는 신호를 영상신호처리에 적합한 신호로 변환시키는 회로를 말한다. 일반적으로 감지소자와의 임피던스 매칭, 증폭기능, 잡음제거 기능, 및 셀 선택 둥의 기능을 갖추어야하며, 저 전력, 저 잡음, 선형성, 단일성(uniformity),큰 동적 범위(dynamic range), 우수한 주파수 응답 특성 등의 조건을 만족하여야 한다. Focal Plane array (FPA)용 자외선 영상 장비 개발을 위한 기술 요소는 첫째, 자외선 검출기(detector) 재료 및 미세 가공 기술 둘째, detector에서 출력되는 전기신호를 처리하기 위한 ReadOut IC (ROIC) 설계기술 그리고, detector 와 ROIC를 하이브리드 본딩하기 위한 패키지 기술 등으로 구분할 수 있다. ROIC는 영상장비 지능화 및 다기능화를 가능하게 하며, 궁극적으로 고부가가치 상품화를 위한 핵심부품이다. 특히, 고해상도 영상 장비용 ROIC의 개발을 위해서는 검출기 특성, 신호의 동적 범위, readout rate, 잡음 특성, 셀 피치(cell pitch), 전력 소모 등의 설계사양을 만족하는 고집적, 저 전력 회로설계 기술이 필요하다. 본 연구에서는 칩 제작 기간 단축 및 비용의 절감을 위하여 $8\times8$ FPA용 prototype ROIC를 설계 및 제작한다. 제작된 $8\times8$ FPA용 ROIC의 단위블럭 및 전체기능을 테스트하며, ROIC 제어보드 및 영상보드를 제작하여 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 통신으로 PC의 모니터에서 검출된 영상을 확인함으로써, ROIC의 동작을 완전히 검증할 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권6호
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• pp.793-799
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• 2016

A multi-purpose sensor interface that provides dual-mode operation of fingerprint sensing and physiological signal detection is presented. The dual-mode sensing capability is achieved by utilizing inter-pixel shielding patterns as capacitive amplifier's input electrodes. A prototype readout circuit including a fingerprint panel for feasibility verification was fabricated in a $0.18{\mu}m$ CMOS process. A single-channel readout circuit was implemented and multiplexed to scan two-dimensional fingerprint pixels, where adaptive calibration capability against pixel-capacitance variations was also implemented. Feasibility of the proposed multi-purpose interface was experimentally verified keeping low-power consumption less than 1.9 mW under a 3.3 V supply.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1429-1434
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• 2003

A number of dust particles are intruded into ODD(Optical disk drive) due to the flow caused by disk rotation and are adhered to a lens or disk surface. The space between the disk and the lens is being reduced. Someone indicates the problems of this drive that are relatively small data storing capacity and slow access time. In recent, the problems of this optical disk drive mentioned above are being solved by adding the speed of the disk's revolution, making the actuator high-speed or light, and making the beam spot size smaller than making the space narrow between disk and lens. These particle contamination affects seriously RF Signal, readout signal in an ODD. Especially, the affected parts by a particle contamination in an ODD's readout signal are objective lens and media.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.38-45
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• 2010

초점면 배열 원적외선 검출기를 위한 새로운 신호취득 회로를 연구하였다. 각 픽셀 감지소자에 흐르는 전류에 따라, 각 픽셀 회로의 적분시간이 능동적으로 최적화될 수 있도록 리셋 신호를 조정하는 방식이다. 따라서, 제안하는 신호취득 회로는 넓은 동작 범위와 뛰어난 신호 대 잡음 비 특성을 동시에 가질 수 있다. 회로 제작에 사용한 공정은 $0.35{\mu}m$ 2-poly 4-metal CMOS 공정이다. 원적외선 감지소자로서 HgCdTe 다이오드를 사용했고, 배열의 크기는 $128{\times}128$이며, 단위 픽셀의 크기는 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$이다. 기존에 제안한 이 단계 암전류 억제 방식과 더불어 본 논문에서 제안하는 리셋 조정 회로를 함께 사용할 경우, 신호 대 잡음 비와 동작 범위를 각각 87dB와 95.8dB 까지 향상시킬 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.322-329
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• 2007

본 논문에서는 디지털 의료 영상 및 진단 분야 그리고 산업용으로도 활용 가능한 싱글 포톤 계수형 영상센서를 $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 사용하여 설계하였다. 설계된 Readout 칩용 싱글 픽셀은 디지털 X-ray 이미지 센서모듈을 간단화 하기 위해 단일 전원전압을 사용하였으며, Preamplifier의 출력 전압인 signal voltage(${\Delta}Vs$)를 크게 하기 위해 Folded Cascode CMOS OP amp를 이용한 Preamplifier를 설계하였으며, 기존의 Readout 칩 외부에서 인가하던 threshold voltage를 Readout 칩 내부에서 생성해 줄 수 있도록 Externally Tunable Threshold Voltage Generator 회로를 새롭게 제안하였다. 그리고, Photo Diode에서 발생하는 Dark Current Noise를 제거하기 위한 Dark Current Compensation 회로를 제안하였으며, 고속 counting이 가능하고, layout 면적이 작은 15bit LFSR(Linear Feedback Shift Resister) Counter를 설계하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.330-336
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• 2007

본 논문에서는 디지털 의료 영상 및 진단 분야 그리고 산업용으로도 활용 가능한 싱글 포톤 계수형 영상센서를 $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 사용하여 설계하였다. 설계된 Readout 칩용 싱글 픽셀은 디지털 X-ray 이미지 센서모듈을 간단화 하기 위해 단일 전원전압을 사용하였으며, Preamplifier의 출력 전압인 signal voltage(${\Delta}Vs$)를 크게 하기 위해 Folded Cascode CMOS OP amp를 이용한 Preamplifier를 설계하였으며, 기존의 Readout 칩 외부에서 인가하던 threshold voltage를 Readout 칩 내부에서 생성해 줄 수 있도록 Externally Tunable Threshold Voltage Generator 회로를 새롭게 제안하였다. 그리고, Photo Diode에서 발생하는 Dark Current Noise를 제거하기 위한 Dark Current Compensation 회로를 제안하였으며, 고속 counting이 가능하고, layout 면적이 작은 15bit LFSR(Linear Feedback Shift Resister) Counter를 설계하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.423-432
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• 2023

With the increasing demand for mobile devices featuring multi-touch operation, extensive research is being conducted on touch screen panel (TSP) Readout ICs (ROICs) that should possess low power consumption, compact chip size, and immunity to external noise. Therefore, this paper discusses capacitive touch sensors and their readout circuits, and it introduces research trends in various circuit designs that are robust against external noise sources. The recent state-of-the-art TSP ROICs have primarily focused on minimizing the impact of parasitic capacitance (Cp) caused by thin panel thickness. The large Cp can be effectively compensated using an area-efficient current compensator and Current Conveyor (CC), while a display noise reduction scheme utilizing a noise-antenna (NA) electrode significantly improves the signal-to-noise ratio (SNR). Based on these achievements, it is expected that future TSP ROICs will be capable of stable operation with thinner and flexible Touch Screen Panels (TSPs).

• 센서학회지
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• 제31권2호
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• pp.115-119
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• 2022

A readout circuit for a mercury-cadmium-telluride (MCT)-amplified mid-wave infrared (IR) photodetector was realized and applied to noncontact chemical agent detectors based on a quantum cascade laser (QCL). The QCL emitted 250 times for each wavelength in 0.2-㎛ steps from 8 to 12 ㎛ with a frequency of 100 kHz and duty ratio of 10%. Because of the nonconstant QCL emission power during on-duty, averaging the photodetector signals is essential. Averaging can be performed in digital back-end processing through a high-speed analog-to-digital converter (ADC) or in analog front-end processing through an integrator circuit. In addition, it should be considered that the 250 IR data points should be completely transferred to a PC during each wavelength tuning period of the QCL. To average and minimize the IR data, we designed a readout circuit using the analog front-end processing method. The proposed readout circuit consisted of a switched-capacitor integrator, voltage level shifter, relatively low-speed analog-to-digital converter, and micro-control unit. We confirmed that the MCT photodetector signal according to the QCL source can be accurately read and transferred to the PC without omissions.