대한전자공학회논문지SD (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

새로운 감폭회로를 사용한 CMOS RFID 트랜스폰더 IC 설계

Design of a CMOS RFID Transponder IC Using a New Damping Circuit

  • O, Won-Seok (Dept.of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Lee, Sang-Hun (Dept.of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Lee, Gang-Myeong (Dept.of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Park, Jong-Tae (Dept.of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Yu, Jong-Geun (Dept.of Electronics Engineering, University of Incheon)
  • 발행 : 2001.03.01
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초록

본 논문에서는 RFID를 위한 읽기 전용 CMOS 트랜스폰더를 one-chip으로 설계하였다. 리더에서 공급되는 자기장으로부터 트랜스폰더 칩의 전원을 공급하기 위한 전파정류기를 NMOS 트랜지스터를 사용하여 설계하였으며, 데이터 저장 소자로는 64비트의 ROM을 사용하였다. 메모리에 저장되어 있는 ID 코드는 Manchester 코딩되어 front-end 임피던스 변조 방식으로 리더에 전송된다. 임피던스 변조를 위한 감폭회로로는 리더와 트랜스폰더 사이의 거리가 변해도 일정한 감폭율을 갖는 새로운 감폭회로를 사용하였다. 설계된 회로는 0.65㎛ 2-poly, 2-metal CMOS 공정을 사용하여 IC로 제작되었다. 칩 면적은 0.9㎜×0.4㎜이다. 측정 결과 설계된 트랜스폰더 IC는 인식거리 내에서 약 20∼25%의 일정한 감폭율을 보이며, 125㎑의 RF에 대해 3.9kbps의 데이터 전송속도를 보인다. 트랜스폰더 칩의 전력소모는 읽기 모드시 약 100㎼이다. 인식거리는 약 7㎝이다.

This paper describes a read-only CMOS transponder IC for RFID applications. A full-wave rectifier implemented using NMOS transistors supplies the transponder with a dc supply voltage using the magnetic field generated from a reader. A 64-bit ROM has been designed for a data memory. Front-end impedance modulation and Manchester coding are used for transmitting the data from the transponder memory to the reader. A new damping circuit which has almost constant damping rate under the variations of the distance between the transponder and the reader has been employed for impedance modulation. The designed circuit has been fabricated using a 0.65${\mu}{\textrm}{m}$2-poly, 2-metal CMOS process. Die area is 0.9mm$\times$0.4mm. Measurement results show that it has a constant damping rate of around 20~25% and a data transmission rate of 3.9kbps at a 125KHz RF carrier. The power required for reading operation is about 100㎼. The measured reading distance is around 7cm.

키워드

참고문헌

  1. U. Kaiser and W. Steinhagen, 'A Low-Power Transponder IC for High-Performance Identification Systems', IEEE J Solid-State Circuits, Vol. 30, pp. 306-310, Mar. 1995 https://doi.org/10.1109/4.364446
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  3. J. Bouvier, et al., 'A Smart Card CMOS Circuit with Magnetic Power and Communications Interface,' ISSCC97, pp. 296-297, 1997 https://doi.org/10.1109/ISSCC.1997.585391