• 전자공학회논문지SC
• /
• 제43권4호
• /
• pp.53-59
• /
• 2006

본 논문에서는 새로운 정밀 계측기용 전파 정류 회로를 제안하고 설계하여, 칩으로 구현 후 검증한 것에 대해 기술하였다. 기존의 회로는 회로가 복잡하고, 신호의 출력범위가 공통모드 (VDD/2) 전압부터 제한된 크기의 출력 전압 까지만 동작하는 문제점이 있었다. 제안된 회로에서는 2개의 2x1 먹스, 1개의 차동 차이 증폭기, 1개의 고속비교기를 이용하여 간단하게 구현하였다. 특히 하나의 차동 차이 증폭기를 이용하여 입력된 신호를 접지(Ground) 레벨로 낮추는 기능과 2배 증폭 기능을 동시에 수행하게 함으로서 신호 전압 전 영역 (Vss 부터 전원 전압 VDD 까지)으로 동작하도록 설계하였다. 기존의 회로에 비해 50% 이상의 하드웨어 면적과 소모전력 감소 효과를 얻었다. 제안된 전파정류회로는 0.35 um 1-poly 2-metal 표준 CMOS 공정을 이용하여 구현하여 검증하였다. 칩 면적은 $150um{\times}450um$ 이며 전력 소모는 3.3V 전원 전압에서 840uW이다

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제16권3호
• /
• pp.255-260
• /
• 2016

In this paper, a full-wave rectifier (FWR) with a simple vibration detector suitable for use with vibrational energy harvesting systems is presented. Conventional active FWRs where active diodes are used to reduce the diode voltage drop and increase the system efficiency are usually powered from the output. Output-powered FWRs exhibit relatively high efficiencies because the comparators used in active diodes are powered from the stable output voltage. Nevertheless, a major drawback is that these FWRs consume power from the output storage capacitor even when the system is not harvesting any energy. To overcome the problem, a technique using a simple vibration detector consisting of a peak detector and a level converter is proposed. The vibration detector detects whether vibrational energy exists or not in the input terminal and disables the comparators when there is no vibrational energy. The proposed FWR with the vibration detector is designed using a $0.35-{\mu}m$ CMOS process. Simulation results have verified the effectiveness of the proposed scheme. By using the proposed vibration detector, a decrease in leakage current by approximately 67,000 times can be achieved after the vibration disappears.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제44권3호
• /
• pp.26-34
• /
• 2007

본 논문에서는 신체 임피던스 측정법(Bioelectrical Impedance Analysis, 이하 BIA)을 기초로 한 체지방 측정 칩 설계에 대한 내용을 서술하였다. 제안된 회로는 인체에 전류 신호를 인가하는 회로, 인체를 통해 나온 전압 신호를 측정하는 회로, 회로의 동작을 제어하는 마이크로 콘트롤러(Micom), 그리고 분석프로그램이 내장된 메모리(SRAM, EEPROMs) 의 모든 기능을 하나의 칩에 집적하였다. 특히 정밀한 인체 임피던스 측정을 위하여 다주파수 동작이 가능한 대역통과필터(Band Pass Filter, BPF)를 설계하였다. 또한, 설계된 대역통과필터는 weak inversion 영역에서 동작하기 때문에 면적과 전력소모를 줄일 수 있었다. 그리고 측정부분 회로의 성능을 개선하기 위해서 차동차이증폭기(Differential difference amplifier, DDA)를 이용한 새로운 전파정류기(Full wave rectifier, FWR)를 설계하였다. 또한 이 회로는 마지막 단에 연결될 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 설계에 대한 부담을 덜어주는 장점도 있다. 이 칩의 시제품은 CMOS 0.35um 공정을 이용하였고 전력소모는 모든 주파수에서 6mW 이며 전원전압은 3.3V이다. 전체 칩의 크기는 $5mm\times5mm$ 이다.