Intra Oral CMOS X-ray Image Sensor용 DC-DC 변환기 설계 = Design of a DC-DC converter for intra-oral CMOS X-ray image sensors

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 구강센서를 소형화하고 제조 원가를 낮추기 위해 구강센서에서 필요로 하는 바이어스 회로를 구강센서 칩 내부에서 만들어주었다. 제안된 DC-DC 변환기 회로는 기준전류 발생기(reference current generator) 회로의 IREF를 이용하여 전압 레귤레이터(voltage regulator)에 필요한 기준전류와 바이어스 전류를 각각 공급해준다. 이들 전류가 각각의 전압 레귤레이 회로에서 해당되는 기준전압을 생성하여 부궤환(negative feedback)에 의해 목표전압을 regulation하게 된다. 그리고 기준전류가 전류 복사비(current mirror ratio)에 의해 mirroring되어 정전류인 IB0/IB1을 공급해주고, VREF 전압을 공급해주도록 설계하였다. $0.18{\mu}m$ X-ray CMOS 이미지 센서 공정을 이용하여 설계된 구강센서의 DC-DC 변환기의 출력 전압의 평균 전압, ${\sigma}$와 $4{\sigma}$는 양호한 측정 결과를 얻었다. 그리고 line-pair pattern 영상은 blurring 없이 높은 해상도 특성을 보였으며, 좋은 구강 영상을 획득하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A bias circuit required for an oral sensor is manufactured inside the oral sensor chip to reduce its size and cost. The proposed DC-DC converter supplies the required reference and bias currents for their corresponding regulators by using IREF of the reference current generator. Their target voltages of the voltage regulators are regulated by the negative mechanism by generating their reference voltages required for their corresponding regulators. In addition, a constant current IB0/IB1 is supplied by being mirrored by a current mirror ratio and then VREF is generated. It is confirmed by measurements that the average volatge, ${\sigma}$, and $4{\sigma}$ of the designed DC-DC converter for intra oral sensors with a $0.18{\mu}m$ X-ray CMOS process are within their required ranges. And the line-pair pattern image shows a high-resolution characteristic without blurring. Also, a good oral image can be obtained.

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