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백승면,김태호,강형근,전성채,진승오,허영,하판봉,박무훈,김영희,Baek, Seung-Myun,Kim, Tae-Ho,Kang, Hyung-Geun,Jeon, Sung-Chae,Jin, Seung-Oh,Huh, Young,Ha, Pan-Bong,Park, Mu-Hun,Kim, Young-Hee 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2
본 논문에서는 디지털 의료 영상 및 진단 분야 그리고 산업용으로도 활용 가능한 싱글 포톤 계수형 영상센서를 $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 사용하여 설계하였다. 설계된 Readout 칩용 싱글 픽셀은 디지털 X-ray 이미지 센서모듈을 간단화 하기 위해 단일 전원전압을 사용하였으며, Preamplifier의 출력 전압인 signal voltage(${\Delta}Vs$)를 크게 하기 위해 Folded Cascode CMOS OP amp를 이용한 Preamplifier를 설계하였으며, 기존의 Readout 칩 외부에서 인가하던 threshold voltage를 Readout 칩 내부에서 생성해 줄 수 있도록 Externally Tunable Threshold Voltage Generator 회로를 새롭게 제안하였다. 그리고, Photo Diode에서 발생하는 Dark Current Noise를 제거하기 위한 Dark Current Compensation 회로를 제안하였으며, 고속 counting이 가능하고, layout 면적이 작은 15bit LFSR(Linear Feedback Shift Resister) Counter를 설계하였다. A single pixel photon counting type image sensor which is applicable for medical diagnosis with digitally obtained image and industrial purpose has been designed with $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS process. The designed single pixel for readout chip is able to be operated by single supply voltage to simplify digital X-ray image sensor module and a preamplifier which is consist of folded cascode CMOS operational amplifier has been designed to enlarge signal voltage(${\Delta}Vs$), the output voltage of preamplifier. And an externally tunable threshold voltage generator circuit which generates threshold voltage in the readout chip has been newly proposed against the conventional external threshold voltage supply. In addition, A dark current compensation circuit for reducing dark current noise from photo diode is proposed and 15bit LFSR(Linear Feedback Shift Resister) Counter which is able to have high counting frequency and small layout area is designed.
UHF RFID 태그 칩용 저전력, 저면적 비동기식 EEPROM 설계
백승면,이재형,송성영,김종희,박문훈,하판봉,김영희,Baek, Seung-Myun,Lee, Jae-Hyung,Song, Sung-Young,Kim, Jong-Hee,Park, Mu-Hun,Ha, Pan-Bong,Kim, Young-Hee 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.12
본 논문에서는 $0.18{\mu}m$의 EEPROM cell을 사용하여 수동형 UHF RFID 태그 칩에 사용되는 저전력, 저면적의 1Kbits 비동기식 EEPROM IP를 설계하였다. 저면적 회로 설계 기술로는 $0.18{\mu}m$ EEPROM 공정을 이용하여 비동기식 EEPROM IP를 설계하므로 command buffer와 address buffer를 제거하였고 separate I/O 방식을 사용하므로 tri-state 데이터 출력 버퍼(data output buffer)를 제거하였다. 그리고 저전압(low voltage)의 VDD에서 EEPROM cell이 필요로 하는 고전압(high voltage)인 VPP와 VPPL 전압을 안정적으로 공급하기 위해 기존의 PN 접합 다이오드 대신 Schottky 다이오드를 사용한 Dickson 전하펌프를 설계하므로 전하펌프의 펌핑단(pumping stage)의 수를 줄여 전하펌프가 차지하는 면적을 줄였다. 저전력 회로 설계 기술로 Dickson 전하 펌프(charge pump)를 이용하여 VPP generator를 만들고 Dickson 전하펌프의 임의의 노드 전압을 이용하여 프로그램과 지우기 모드에서 각각 필요로 하는 VPPL 전압을 선택하도록 하게 해주는 VPPL 전원 스위칭 회로를 제안하여 쓰기전류(write current)를 줄이므로 저전력 EEPROM IP를 구현하였다. $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 설계된 비동기식 EEPROM용 테스트 칩은 제작 중에 있으며, 비동기식 1Kbits EEPROM의 레이아웃 면적은 $554.8{\times}306.9{\mu}m2$로 동기식 1Kbits EEPROM에 비해 레이아웃면적을 11% 정도 줄였다. In this paper, a low-power and small-area asynchronous 1 kilobit EEPROM for passive UHF RFID tag chips is designed with $0.18{\mu}m$ EEPROM cells. As small area solutions, command and address buffers are removed since we design asynchronous I/O interface and data output buffer is also removed by using separate I/O. To supply stably high voltages VPP and VPPL used in the cell array from low voltage VDD, Dickson charge pump is designed with schottky diodes instead of a PN junction diodes. On that account, we can decrease the number of stages of the charge pump, which can decrease layout area of charge pump. As a low-power solution, we can reduce write current by using the proposed VPPL power switching circuit which selects each needed voltage at either program or write mode. A test chip of asynchronous 1 kilobit EEPROM is fabricated, and its layout area is $554.8{\times}306.9{\mu}m2$., 11% smaller than its synchronous counterpart.
김태호(Tae-Ho Kim),백승면(Seung-Myun Baek),강형근(Hyung-Geun Kang),전성채(Sung-Chae Jeon),진승오(Seung-Oh Jin),허영(Young Huh),하판봉(Pan-Bong Ha),박무훈(Mu-Hun Park),김영희(Young-Hee Kim) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11
A single pixel photon counting type image sensor which is applicable for medical diagnosis with digitally obtained image and industrial purpose has been designed using 0.18㎛ triple well CMOS process. The designed single pixel for readout chip is able to be operated by single supply voltage to simplify digital X-ray image sensor module and a preamplifier using folded cascade CMOS OP amp has been designed to enlarge signal voltage(Δ Vs), the output voltage of preamplifier. Also, a threshold voltage generator circuit which generates threshold voltage in the readout chip has been newly proposed against the conventional external threshold voltage supply. This makes proper threshold voltage supply despite of the pixel common voltage variation.
TFT -LCD 구동 IC용 커패시터 내장형 DC-DC 변환기 설계
임규호,강형근,이재형,손기성,조기석,백승면,성관영,이용진,박무훈,하판봉,김영희,Lim Gyu-Ho,Kang Hyung-Geun,Lee Jae-Hyung,Sohn Ki-Sung,Cho Ki-Seok,Baek Seung-Myun,Sung Kwan-Young,Li Long-Zhen,Park Mu-Hun,Ha Pan-Bong,Kim Young-Hee 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.7
A non-overlap boosted-clock charge pump(NBCCP) with internal pumping capacitor, an advantageous circuit from a minimizing point of TFT-LCD driver IC module, is proposed in this paper. By using the non-overlap boosted-clock swinging in 2VDC voltage, the number of pumping stages is reduced to half and a back current of pumping charge from charge pumping node to input stage is also prevented compared with conventional cross-coupled charge pump with internal pumping capacitor. As a result, pumping current of the proposed NBCCP circuit is increased more than conventional cross-coupled charge pump, and a layout area is decreased. A proposed DC-DC converter for TFT-LCD driver IC is designed with $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS process and a test chip is in the marking. 본 논문에서는 TFT-LCD 구동 IC 모듈의 소형화측면에서 유리한 DC-DC 변환기 회로인 펌핑 커패시터 내장형 비중첩 부스트-클락 전하펌프 (Non-overlap Boosted-Clock Charge Pump: NBCCP) 회로가 제안되었다 .2VDC 전압으로 스윙하는 비중첩 부스트-클럭의 사용으로 기존의 펌핑 커패시터 내장형 크로스-커플드 전하펌프에 비해 펌핑 단의 수를 반으로 줄일 수 있었고, 전하 펌핑 노드의 펌핑된 전하가 입력 단으로 역류되는 현상을 방지하였다 . 그 결과 제안된 펌핑 커패시터 내장형 비중첩 부스트-클럭 전하펌프 회로는 기존의 펌핑 커패시터 내장형 크로스-커플드 전하펌프에 비해 펌핑 전류가 증가하였고, 레이아웃 면적은 감소되었다. 제안된 TFT-LCD 구동 IC용 DC-DC 변환기 회로를 $0.18{\mu}m$ Triple-Well CMOS 공정을 사용하여 설계하고, 테스트 칩을 제작 중에 있다.