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        새로운 게이트 드라이버를 이용한 완전 집적화된 DC-DC 벅 컨버터

        안영국(Youngkook Ahn),전인호(Inho Jeon),노정진(Jeongjin Roh) 대한전자공학회 2012 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.49 No.6

        본 논문은 패키징 인덕터를 이용한 완전 집적화된 DC-DC 벅 컨버터를 소개한다. 사용된 패키징 인덕터는 본딩 와이어와 리드 프레임의 기생 인덕턴스를 포함한다. 이들은 실리콘 위에서 구현되는 온-칩 인덕터 보다 높은 Q 인자를 가진다. 또한 본 논문은 고주파 스위칭 컨버터의 효율적인 레귤레이션을 위해 로우-스윙 게이트 드라이버를 제안한다. 로우-스윙 드라이버는 다이오드-커넥티드 트랜지스터의 전압 드롭을 이용한다. 제안된 컨버터는 0.13-μm CMOS 공정을 통해 설계 및 제작되었다. 제작된 벅 컨버터의 효율은 입출력 전압비가 3.3 V/ 2.0 V와 2.8 V/ 2.3 V 일 때, 각각 68.7%, 86.6%로 측정되었다. This paper presents a fully-integrated buck converter equipped with packaging inductors. These inductors include parasitic inductances of the bonding wires and lead frames in the package. They have significantly better Q factors than the best on-chip inductors implemented on silicon. This paper also proposes a low-swing gate driver for efficient regulation of high-frequency switching converters. The low-swing driver uses the voltage drop of a diode-connect transistor. The proposed converter is designed and fabricated using a 0.13-μm CMOS process. The fully-integrated buck converter achieves 68.7% and 86.6% efficiency for 3.3 V/2.0 V and 2.8 V/2.3 V conversions, respectively.

      • Stacked Interleaved 방식의 50㎒ 스위칭 주파수의 벅 변환기

        김영재(Youngjae Kim),남현석(Hyunseok Nam),안영국(Youngkook Ahn),노정진(Jeongjin Roh) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.46 No.6

        본 논문에서는 인덕터와 커패시터를 집적화한 DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 출력전압의 리플크기를 줄이기 위해 stacked interleaved 방식을 이용하였고 변환기의 제어부는 전압모드 방식의 제어방법을 사용하여 설계하였다. 설계한 DC-DC 벅 변환기는 표준 0.5㎛ CMOS 공정으로 제작 중이며 전체면적은 9㎟이다. 설계된 회로는 3V∼5V의 입력전압에서 동작하며 LC 필터의 크기를 줄이기 위해 50㎒의 주파수로 동작하였다. 최대 250㎃의 부하전류 구동이 가능하며 최대 71%의 전력변환 효율을 가졌다. In this paper, DC-DC buck converter with on-chip filter inductor and capacitor is presented. By operating at high switching frequency of 50㎒ with stacked interleaved topology, we reduced inductor and capacitor sizes compared to previously published DC-DC buck converters. The proposed circuit is designed in a standard 0.5㎛ CMOS process, and chip area is 9㎟. This circuit operated at the input voltage of 3∼5V range, the maximum load current of 250㎃, and the maximum efficiency of 71%.

      • 휴대용 멀티미디어 기기를 위한 400㎃급 전류 방식 DC-DC 컨버터

        허동훈(Donghun Heo),남현석(Hyunseok Nam),이민우(Minwoo Lee),안영국(Youngkook Ahn),노정진(Jeongjin Roh) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.8

        최근 휴대용 멀티미디어 기기에 있어서 파워 컨버터 블록이 매우 중요한 블록으로 부각되고 있다. 본 논문에서는 휴대 기기를 위한 고성능 DC-DC buck 컨버터를 설계하였다. DC-DC buck 컨버터의 컨트롤러에는 전류를 이용한 컨트롤 방법을 사용하였다. 설계된 전류 방식 DC-DC buck 컨버터는 standard 0.18㎛ 공정을 통하여 칩으로 제작 되었고, 전체 칩의 크기는 1.2㎟이다. 제작된 칩은 1∼1.5㎒의 주파수에서 동작 하였고, 최대 400㎃의 부하 전류를 구동할 수 있다. 또한 컨버터의 최대 변환 효율은 86%이다. Power converters are becoming an essential block in modern mobile multimedia application. This paper presents a high performance DC-DC buck converter for mobile applications. Controller of DC-DC buck converter is designed by current-mode control method. An current-mode DC-DC converter is implemented in a standard 0.18㎛ CMOS process, and the overall die size was 1.2㎟. The peak efficiency was 86 % with a switching frequency of 1∼1.5㎒ and a maximum load current of 400㎃.

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