• 전자공학회논문지
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• 제50권9호
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• pp.68-73
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• 2013

본 논문에서는 수면 중에 사용자의 건강상태를 모니터링 하기 위한 U-health 시스템으로 맥박 수와 맥박 파형 검출 회로를 제안하였다. 제안된 검출 회로의 출력은 배터리의 교체 없이 장시간 사용하기 위하여 건강 상태에 따라 맥박 수 또는 맥박 파형이 선택된다. 이러한 동작을 위해 제안된 신호 검출 회로는 ADC 모드 또는 카운트 모드로 동작하는 이중 모드 ADC와 간단한 디지털 로직으로 구성된 판별기를 사용하였다. 우선 초기에는 카운트 모드로 동작하는 이중 모드 ADC를 통해 4초 동안의 맥박 수를 검출한다. 검출된 맥박수는 판별기에서 1분간 누적한 뒤 건강 상태를 판별한다. 건강 이상 등으로 맥박 수가 설정된 정상 범위를 벗어난 경우 이중 모드 ADC는 ADC 모드로 동작하며 맥박 파형을 1kHz의 샘플링 주파수로 10bit의 디지털 데이터로 변환한다. 데이터는 버퍼에 저장하였다가 620kbps의 속도로 RF Tx를 통해 단말기로 전송한다. 이때 RF Tx는 모드에 따라 1분 혹은 1ms 간격으로 동작한다. 제안된 신호 검출 회로는 $0.11{\mu}m$ 공정으로 설계하였으며 $460{\times}800{\mu}m^2$의 면적을 차지한다. 측정결과 제안된 검출 회로는 1V의 동작 전압에서 카운트 모드에서는 $161.8{\mu}W$, ADC 모드에서는 $507.3{\mu}W$의 전력을 소모한다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권9호
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• pp.31-37
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• 2000

광굴절 부피격자에 집속되는 판독빔이 입사될 때 나타나는 각도 선태 특성을 기하학적으로 해석하고 실험결과를 제시하였다. 해석 결과 각도 선택 특성은 판독빔의 입사조건에 의해 결정되며, 기록빔의 입사조건에 독립적인 특성을 보였다. 제시된 각도 선택 특성 이론의 증명을 위해 기록빔의 입사각, 판독비의 폭, 집속렌즈의 초점거리에 대한 각도 선택 특성을 측정하였다. 실험 결과 기록빔의 외부 교차 반각이 8$^{\circ}$, 10$^{\circ}$, 14$^{\circ}$일 때의 각도 선택 특성은 각각 2.632$^{\circ}$, 2.618$^{\circ}$, 2.604$^{\circ}$로 기록 조건에 무관한 특성을 얻은 반면 동일한 기록빔의 입사각에 대해 판독빔의 폭을 9.7mm, 2.11mm로 조정한 경우 2.632$^{\circ}$, 1.588$^{\circ}$의 특성을 보임으로써 판독빔에 의해 각도 선택 특성 제어가 이루어짐을 볼 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제31권2호
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• pp.243-245
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• 2009

A novel ultra-low-power readout circuit for a pH-sensitive ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) is proposed. It uses an ISFET/reference FET (REFET) differential pair operating in weak-inversion and a simple current-mode metal-oxide semiconductor FET (MOSFET) translinear circuit. Simulation results verify that the circuit operates with excellent common-mode rejection ability and good linearity for a single pH range from 4 to 10, while only 4 nA is drawn from a single 1 V supply voltage.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.119-127
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• 2014

본 논문에서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 가속도센서를 위한 CMOS readout 회로를 설계하였다. 설계된 CMOS readout 회로는 MEMS 가속도 센서, 커패시턴스-전압 변환기(CVC), 그리고 2차 스위치드 커패시터 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기로 구성된다. 이들 회로에는 저주파 잡음과 오프셋을 감소시키기 위한 correlated-double-sampling(CDS)와 chopper-stabilization(CHS) 기법이 적용되었다. 설계 결과 CVC는 150mV/g의 민감도와 0.15%의 비선형성을 갖는다. 설계된 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기는 입력전압 진폭이 100mV가 증가할 때, 출력의 듀티 싸이클은 10%씩 증가하며, 0.45%의 비선형성을 갖는다. 전체 회로의 민감도는 150mV/g이며, 전력소모는 5.6mW이다. 제안된 회로는 CMOS 0.35um 공정을 이용하여 설계하였고, 공급 전압은 3.3V이며, 동작 주파수는 2MHz이다. 설계된 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $0.96mm{\times}0.85mm$이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권3호
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• pp.135-141
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• 1997

열처리 특성의 연구는 열형광선량계를 재 사용하는데 있어서 중요하다. 최근 개발된 디스크 형태 (직경 4.5 mm, 두께 약 $90mg/cm^2$)의 LiF:Mg,Cu,Na,Si Teflon TLD의 열처리 조건을 구하기 위하여 조사전열처리, 판독과정 및 판독 후 열처리의 순서로 연구하였다. Teflon TLD의 감마선 조사는 $^{60}Co$ 0.1 Gy로 하였다. LiF:Mg,Cu,Na,Si Teflon TLD의 열처리 특성의 연구는 전기로와 판독장치를 이용하여 열처리 온도와 열처리 시간을 변화시키면서, 측정반복횟수에 따른 열형광강도 변화를 관찰하는 방법으로 수행하였다. LiF:Mg,Cu,Na,Si Teflon TLD의 열처리 조건은 조사전 열처리를 $80^{\circ}C$에서 1 시간 한 후 $280^{\circ}C$까지 판독하고 판독 후 열처리를 $270^{\circ}C$에서 20 초간 하는 것으로 결정되었고, 이 조건에서 10 회 반복측정시 원래의 열형광강도는 5%의 감소를 보였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권1호
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• pp.83-91
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• 2014

This paper presents a capacitive readout circuit for tri-axes microaccelerometer with sub-fF offset calibration capability. A charge sensitive amplifier (CSA) with correlated double sampling (CDS) and digital to equivalent capacitance converter (DECC) is proposed. The DECC is implemented using 10-bit DAC, charge transfer switches, and a charge-storing capacitor. The DECC circuit can realize the equivalent capacitance of sub-fF range with a smaller area and higher accuracy than previous offset cancelling circuit using series-connected capacitor arrays. The readout circuit and MEMS sensing element are integrated in a single package. The supply voltage and the current consumption of analog blocks are 3.3 V and $230{\mu}A$, respectively. The sensitivities of tri-axes are measured to be 3.87 mg/LSB, 3.87 mg/LSB and 3.90 mg/LSB, respectively. The offset calibration which is controlled by 10-bit DECC has a resolution of 12.4 LSB per step with high linearity. The noise levels of tri-axes are $349{\mu}g$/${\sqrt}$Hz, $341{\mu}g$/${\sqrt}$Hz and $411{\mu}g$/${\sqrt}$Hz, respectively.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3790-3797
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• 2021

Although the individual channel readout method can improve the performance of PET detectors with pixelated photo-sensors, such as silicon photomultiplier (SiPM), this method leads to a significant increase in the number of readout channels. In this study, we proposed a novel multiplexing method that could effectively reduce the number of readout channels to reduce system complexity and development cost. The proposed multiplexing circuit was designed to generate bipolar pulses with different zero-crossing points by adjusting the time constant of the high-pass filter connected to each channel of a pixelated photo-sensor. The channel position of the detected gamma-ray was identified by estimating the width between the rising edge and the zero-crossing point of the bipolar pulse. In order to evaluate the performance of the proposed multiplexing circuit, four detector blocks, each consisting of a 4 × 4 array of 3 mm × 3 mm × 20 mm LYSO and a 4 × 4 SiPM array, were constructed. The average energy resolution was 13.2 ± 1.1% for all 64 crystal pixels and each pixel position was accurately identified. A coincidence timing resolution was 580 ± 12 ps. The experimental results indicated that the novel multiplexing method proposed in this study is able to effectively reduce the number of readout channels while maintaining accurate position identification with good energy and timing performance. In addition, it could be useful for the development of PET systems consisting of a large number of pixelated detectors.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권3호
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• pp.278-285
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• 2012

A digital readout IC for capacitive sensors is presented. Digital capacitance readout circuits suffer from static capacitance of sensors, especially single-ended sensors, and require large passive elements to cancel such DC offset signal. For this reason, to maximize a dynamic range with a small die area, the proposed circuit features digital filters having a coarse and fine compensation steps. Moreover, by employing switched-capacitor circuit for the front-end, correlated double sampling (CDS) technique can be adopted to minimize low-frequency device noise. The proposed circuit targeted 8-kHz signal bandwidth and oversampling ratio (OSR) of 64, thus a $3^{rd}$-order ${\Delta}{\Sigma}$ modulator operating at 1 MH was used for pulse-density-modulated (PDM) output. The proposed IC was designed in a 0.18-${\mu}m$ CMOS mixed-mode process, and occupied $0.86{\times}1.33mm^2$. The measurement results shows suppressed DC power under about -30 dBFS with minimized device flicker noise.

• Progress in Superconductivity
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• 제5권1호
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• pp.55-60
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• 2003

We designed and constructed integrated 3-channel flux-locked-loop (FLL) electronic system for the control and readout of high-T$_{c}$ SQUIDs. This system consists of low noise preamplifiers, integrators, interface circuits, and software. FLL operation was carried out with biased signals of 19 KHz modulated current and 150 KHz modulated flux, which are reconstructed as detected signals by preamplifier and demodulator. Computer controlled interface circuits regulate FLL circuit and adjust SQUID parameters to the optimum operating condition. The software regulates interface circuits to make an auto-tuning for the control of SQUIDs, and displays readout data from FLL circuit. 3-channel SQUID electronic system was assembled with 3 FLL-interface circuit boards and a power supply board in the aluminum case of 56 mm ${\times}$ 53 mm${\times}$ 150 mm. Overall noise of the system was around 150 fT/(equation omitted)Hz when measured in the shielded room, 200 fT/(equation omitted)Hz in a weakly shielded room, respectively.y.