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부트스트래핑과 능동 몸체 바이어싱을 이용한 13.56~915 MHz용 CMOS 정류기
진호정(Ho Jeong Jin),조춘식(Choon Sik Cho) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.10
본 논문은 0.11 μm RF CMOS 공정에서 부트스트래핑 및 능동 몸체 바이어싱을 사용한 정류기를 제안한다. 제안하는 정류기는 교차 커플링을 이용한 전파정류기의 구조로 이루어져 있으며, 부트스트래핑과 능동 몸체 바이어싱을 이용하여 문턱전압 및 누설전류를 감소시켜 전력변환효율을 증가시켰다. 또한, 무선전력전송용 주파수인 13.56 MHz부터 RFID용 주파수인 915 MHz에서 사용할 수 있으며, 다양한 분야에서 응용될 수 있도록 설계하였다. 측정결과, 부하저항 10 kΩ 기준으로 입력전력 0 dBm일 때, 13.56 MHz 주파수에서 전력변환효율 80 %, 915 MHz 주파수에서 40 %를 나타낸다. This paper proposes a rectifier using bootstrapping and active body biasing in 0.11 μm RF CMOS process. The proposed rectifier employs the full-wave rectifying structure with cross coupling and increases the power conversion efficiency by reducing the threshold voltage and leakage current using bootstrapping and active bias biasing. Also, it has been designed to be applied to a wide range of applications from 13.56 MHz used in wireless power transmission to 915 MHz used in RFID. As a measured result, 80 % of power conversion efficiency is obtained when the input power is 0 dBm at 10 kΩ load resistance and 13.56 MHz. Also 40 % of power conversion efficiency is shown in 915 MHz.
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진화된 위상보정 구조를 갖는 0.6~2.0 GHz 광대역 Active Balun 설계
박지안(Ji An Park),진호정(Ho Jeong Jin),조춘식(Choon Sik Cho) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.3
본 논문에서는 진화된 위상보정 구조를 이용한 0.6~2.0 GHz에서 동작하는 Active Balun을 제안한다. 제안하는 회로는 서로 다른 구조 및 성능을 보이는 Active Balun 회로를 Cascode 구조와 더불어 구현하여 기존의 위상 보정구조를 갖는 회로보다 위상보정에 있어 높은 성능을 보인다. 제안하는 Active Balun은 0.6~2.0 GHz 대역에서 10°의 위상 오차 및 2dB의 진폭오차를 가지며, 1.8 V DC에서 약 7 mW의 전력을 소모한다. In this paper a wideband active balun using advanced phase correction architecture is proposed. The proposed active balun is constructed with each different architecture of active balun combined with the cascode architecture to improve phase correction performance compared with conventional phase correction techniques. Operating over 0.6~2.0 GHz band, the proposed balun shows 10° of phase error and 2 dB of gain error with 7 mW power consumption from 1.8 V supply voltage.
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저 전력 고 이득 주파수 상향변환기를 이용한 Zigbee 송신기 설계
백세영(Seyoung Baik),서창원(Changwon Seo),진호정(Ho Jeong Jin),조춘식(Choon Sik Cho) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.9
본 논문에서는 0.18 ㎛ CMOS 공정을 사용한 저 전력 고 이득 주파수 상향변환기를 이용하여 IEEE 802.15.4 규격을 만족하는 직접 변환 송신기를 제안 및 설계한다. 설계된 RF 직접 변환 송신기는 차동입력 디지털-아날로그 변환기, 수동저역통과 필터, 가변이득 증폭기, Quadrature 주파수 상향 변환기 그리고 차동 출력 구동증폭기로 구성되어 있다. 제안하는 직접변환 송신기에서 핵심적인 부분은 2.4 ㎓ Zigbee 규격을 저 전력으로 구동하는데 있다. 특히 Quadrature 주파수 상향변환기는 이득 Boosting을 통하여 적은 전류 소모로도 충분한 이득과 선형성을 보이고 있다. 측정결과, 공급전압 1.2 V에서 송신기의 총 소모 전류는 7.8 ㎃이고, 최대 출력 전력은 0 ㏈m 이상 그리고 —30 ㏈c의 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)을 나타내고 있다. This paper introduces a direct-conversion CMOS RF transmitter for the IEEE 802.15.4 standard with a low-power high-gain up-conversion mixer designed in 0.18 ㎛ process. The designed RF DCT(Direct Conversion Transmitter) is composed of differential DAC(Digital to Analog Converter), passive low-pass filter, quadrature active mixer and drive amplifier. The most important characteristic in designing RF DCT is to satisfy the 2.4 ㎓ Zigbee standard in low power. The quadrature active mixer inside the proposed RF DCT provides enough high gain as well as sufficient linearity using a gain boosting technique. The measurement results for the proposed transmitter show very low power consumption of 7.8 ㎃, output power more than 0 ㏈m and ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) of —30 ㏈c.
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전기자동차용 배터리 셀 전압 측정을 위한 아날로그 Front-End 회로 설계
김규호(Kyuho Kim),윤진국(Jinkook Yun),최호열(Ho-Yul Choi),정동길(Donggil Jeong),진호정(Hojeong Jin),조경록(Kyoungrok Cho) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.4
본 논문에서는 전기 자동차 배터리 성능 최적화 관리와 실시간 상태 진단을 위한 배터리 셀의 고정밀 전압 측정을 위한 아날로그 Front-End 회로를 설계하였다. 회로는 크게 고전압 멀티플레서와 레벨 시프터r, 델타-시그마 모듈레이터와 선형성을 개선한 밴드갭 기준전압 생성 회로와 ADC 기준전압 생성 회로로 구성하였다. 설계한 회로는 40V용 0.18um BCD 공정과 0.18um CMOS 공정으로 설계하여 MCP로 제작하였다. 선형성을 개선한 밴드갭 기준전압 생성 회로는 BJT의 VBE의 비선형성을 보정 가능하도록 설계하였고 측정 결과 300uV 미만의 선형성을 확보하였다. 설계 제작한 회로는 -20℃에서 60℃ 온도구간과 1.5V에서 4.3V 배터리 셀 전압 영역에서 측정하고 보정한 결과 460uV 미만의 전압 측정 정밀도를 달성하였다. This paper presents the design of an analog front-end circuits for high-precision voltage measurement of battery cells for optimization of electric vehicle battery performance and real-time condition diagnosis. The circuit consists of a high voltage multiplexer, a level shifter, a delta-sigma modulator, a bandgap reference voltage generator improving linearity, and ADC reference voltage generator. The circuit is designed by 40V 0.18um BCD process and 0.18um CMOS process and fabricated with MCP. The bandgap voltage reference circuit compensates the VBE of the BJT which improves linearity of less than 300uV. As the results, The chip shows voltage measurement accuracy less than 460uV in the temperature range of -20℃ to 60℃ and battery cell voltage range of 1.5V to 4.3V.
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