• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.234-238
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• 2023

본 논문에서는 PVT(process, voltage, and temperature) 변화에 대한 보상기능을 가지는 시간-디지털 변환기(time-to-digital converter : TDC)를 제안한다. 일반적인 지연 라인(delay line) 기반의 TDC는 인버터의 전파 지연을 기반으로 시간을 측정하기 때문에 근본적으로 PVT 변화에 민감하다. 이 논문은 PVT 변화에 의한 전파 지연을 보상하여 TDC의 해상도 변화를 최소화시키는 방법을 제안한다. 또한 넓은 입력 측정 범위(detection range)를 갖기 위해 Cyclic Vernier TDC (CVTDC) 구조를 채택한다. 제안하는 PVT보상 기능의 CVTDC는 45nm CMOS 공정으로 설계되어, 8mW의 전력을 소모하며, 5 ps의 TDC 해상도 및 약 5.1 ns 입력 측정 범위를 갖는다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제7권1호
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• pp.93-102
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• 2011

In deeply scaled CMOS technologies, two major non-ideal factors are threatening the survival of the CMOS; i) PVT (process, voltage, and temperature) variations and ii) leakage power consumption. In this paper, we propose a novel post-silicon tuning methodology to scale optimum voltage and frequency "dynamically". The proposed design technique will use our PVT sensor circuits to monitor the variations and based on the monitored variation data, voltage and frequency will be compensated "automatically". During the compensation process, supply voltage is dynamically adjusted to guarantee the minimum total power consumption without violating the frequency requirement. The simulation results show that the proposed technique can reduce the total power by 85% and the static power by 53% on average for the selected ISCAS'85 benchmark circuits with 45 nm CMOS technology compared to the results of the traditional PVT compensation method.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.593-594
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• 2008

In this article, process voltage temperature (PVT) compensated on-chip oscillator is implemented by using proportional to absolute temperature (PTAT) circuit and process compensator. Process compensator circuit based on current subtracter and PTAT circuit are proposed for compensation of oscillation frequency to cope with process variation and temperature variation. All circuit can operate in the range of $3.5{\sim}5\;V$ supply voltage. It can be applied to PVT insensitive low frequency clock reference generator.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제11권3호
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• pp.198-206
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• 2011

This paper presents a new programmable compensation circuit (PCC) for a System-on-Chip (SoC). The PCC is integrated with $0.18-{\mu}m$ BiCMOS SiGe technology. It consists of RF Design-for-Testability (DFT) circuit, Resistor Array Bank (RAB) and digital signal processor (DSP). To verify performance of the PCC we built a 5-GHz low noise amplifier (LNA) with an on-chip RAB using the same technology. Proposed circuit helps it to provide DC output voltages, hence, making the RF system chain automatic. It automatically adjusts performance of an LNA with the processor in the SoC when it goes out of the normal range of operation. The PCC also compensates abnormal operation due to the unusual PVT (Process, Voltage and Thermal) variations in RF circuits.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.743-746
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• 2019

본 논문에서는 새로운 해양 방사선 자동 감시 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 다음과 같은 특징들을 가진다. 첫 번째로 NaI + PVT 혼합형 검출기를 사용함으로 반응속도가 빠르고 정밀분석이 가능하다. 두 번째로 섬광체형 센서에 온도보상 알고리즘을 적용함으로서 추가적인 냉각장치가 필요 없으며 시시각각 변화하는 해양환경에 안정적인 운영이 가능하다. 세 번째로 냉각장치가 필요 없으므로 전력소비량이 적어 태양열을 활용하여 전력의 안정적인 공급이 가능하므로 해양환경 관측부이에 설치 가능하다. 네 번째로 GPS 및 무선통신을 사용하여 측정지역에 대한 정확한 위치정보와 실시간 데이터 전송기능으로 주변국 등의 원전사고 등 발생 시 즉각적인 경보대응이 가능하다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 방사선 측정범위는 세계 최고 수준인 $5{\mu}Sv/h{\sim}15mSv/h$의 범위에서 측정이 되었고, 정확도는 ${\pm}8.1%$의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. 내환경등급(방수)은 IP67을 달성하였고, $-20{\sim}50^{\circ}C$ 동작온도에서 5% 이내로 변동률이 측정되어서 안정성이 확인되었다. 진동시험 후 측정값 변화율이 10% 이내로 측정되어서, 파도에 의한 해양환경에서 진동으로 인한 측정값의 변화가 없을 것으로 확인되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.673-675
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• 2011

본 논문은 GHz 대역 소자 응용을 위한 프로그램 가능 보상 회로를 제안한다. 이러한 회로는 5.2GHz대에서 동작하는 고주파 회로의 칩 제작과정에서 예기치 않게 발생한 미세한 PVT (공정, 전압, 온도) 변동을 검출하여 미세 변동된 회로 성능 변수들을 자동으로 보상한다. 자동으로 보상 가능한 고주파 회로 성능 변수들은 중요한 요소인 입력 임피던스, 전압이득과 잡음지수를 포함한다. 이러한 회로는 미세 변동을 자동으로 보상할 수 있도록 고주파 신호를 직류 신호로 변환하는 DFT (Design-for-Testability) 회로를 포함한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.718-721
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• 2010

본 논문은 고주파 시스템-온-칩 응용을 위한 자동 보상 시스템을 제안한다. 이러한 시스템은 고주파 회로 칩 제작과정에서 예기치 않게 발생한 미세한 PVT(공정, 전압, 온도) 변동으로 인한 회로 성능 변수들의 미세변동을 검출하여 이를 자동으로 보상한다. 자동으로 보상 가능한 고주파 회로 성능 변수들은 중요한 요소인 입력 임피던스, 전압이득 및 잡음지수를 포함한다. 이러한 시스템은 미세 변동을 자동으로 보상할 수 있도록 고주파 신호를 직류 신호로 변환하는 DFT(Design-for-Testability) 회로를 포함한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.528-533
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• 2016

A low voltage high PSRR CMOS Bandgap circuit capable of generating a stable voltage of less than 1 V (0.8 V and 0.5 V) robust to Process, Voltage and Temperature (PVT) variations is proposed. The high PSRR of the circuit is guaranteed by a low-voltage current mode regulator at the central aspect of the bandgap circuitry, which isolates the bandgap voltage from power supply variations and noise. The isolating current mirrors create an internal regulated voltage $V_{reg}$ for the BG core and Op-Amp rather than the VDD. These current mirrors reduce the impact of supply voltage variations. The proposed circuit is implemented in a $0.35{\mu}m$ CMOS technology. The BGR circuit occupies $0.024mm^2$ of the die area and consumes $200{\mu}W$ from a 5 V supply voltage at room temperature. Experimental results demonstrate that the PSRR of the voltage reference achieved -118 dB at frequencies up to 1 kHz and -55 dB at 1 MHz without additional circuits for the curvature compensation. A temperature coefficient of $60 ppm/^{\circ}C$ is obtained in the range of -40 to $120^{\circ}C$.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권6호
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• pp.2024-2034
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• 2016

This paper presents a DC-DC buck converter with a Phase-Locked Loop (PLL) that can compensates for power efficiency degradation over a wide input range. Its switching frequency is kept at 2 MHz and the delay difference between the High side driver and the Low side driver can be minimized with respect to Process, Voltage and Temperature (PVT) variations by adopting the PLL. The operation mode of the proposed DC-DC buck converter is automatically changed to Pulse Width Modulation (PWM) or PWM frequency modes according to the load condition (heavy load or light load) while supporting a maximum load current of up to 1.2 A. The PWM frequency mode is used to extend the CCM region under the light load condition for the PWM operation. As a result, high efficiency can be achieved under the light load condition by the PWM frequency mode and the delay compensation with the PLL. The proposed DC-DC buck converter is fabricated with a $0.18{\mu}m$ BCD process, and the die area is $3.96mm^2$. It is implemented to have over a 90 % efficiency at an output voltage of 5 V when the input range is between 8 V and 20 V. As a result, the variation in the power efficiency is less than 1 % and the maximum efficiency of the proposed DC-DC buck converter with the PLL is 95.4 %.