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적외선 탐색기 신호처리를 위한 극저온 밴드갭 회로 동작 조건 제안 및 제작된 칩의 성능 분석
Operating Conditions Proposal of Bandgap Circuit at Cryogenic Temperature for Signal Processing of Infrared Detector and a Performance Analysis of a Manufactured Chip 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.41 no.12 = no.330, 2004년, pp.59 - 65  

김연규 (한국항공우주연구원 지상수신관제그룹) ,  강상구 (한국과학기술원 전자전산학과) ,  이희철 (한국과학기술원 전자전산학과)

초록
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적외선 소자로부터 생성되는 신호의 잡음 특성의 향상, 즉 좋은 영상을 얻기 위해서 적외선 영상신호 취득회로(ROIC)에서는 안정적인 기준 전압원이 필요하다. 본 논문은 극저온인 77K에서 동작하는 적외선 영상신호 취득회로(readout integrated circuit)를 위한 밴드갭 회로를 처음으로 제작한 후 측정, 평가하여 그 실용 가능성을 입증하고 있다. 밴드갭 회로는 대표적인 전압 기준회로로서 기존에 발표된 대부분의 밴드갭 회로는 실온에서 동작하는 것이며, 액체질소 온도 77K에서는 그 특성이 적합하지 않다. 본 논문에서는 극저온에서 동작하는 밴드갭 회로 설계를 위하여, 그에 맞는 회로를 선택하여 온도변화에 따른 사용되는 소자들의 파라미터에 대한 이론정립을 통한 그것의 특성을 살펴보고, 이러한 특성들을 고려하여 저온동작에 적합도록 하였다. 이 회로는 Hynix 0.6um standard CMOS 공정을 통해서 제작되었으며, 측정된 출력전압($V_{out}$)은 60K에서 110K까지 1.0396$\pm$0.0015V로서 기존의 실온에 동작하던 밴드갭 회로보다 더 높은 안정도를 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A stable reference voltage generator is necessary to the infrared image signal readout circuit(ROIC) to improve noise characteristics of signal originated from infrared devices, that is, to gain good images. In this paper, bandgap circuit operating at cryogenic temperature of 77K for Infrared image ...

주제어

#bandgap reference circuit   #cryogenic temperature   #temperature coefficient   #ROIC  

참고문헌 (4)

  1. Behzad Razavi, 'Design of Analog CMOS Integrated Circuits', pp.377-400, 2001 

  2. Siegfried Selberherr, 'MOS Device Modeling at 17K', IEEE Transaction on Electron Devices. VOL. 36. NO.8. August 1989 

  3. Hoji Hanamura, Masaaki Aoki, Toshiaki Masuhara, Osamu Minnto, Yoshio Sakai and Tetsuya Hayashida, 'Operation of Bulk CMOS Devices at Very Low Temperatures', IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. sc-21, NO. 3, June 1986 

  4. Arne E. Buck, Charles L. McDonald, Stephen H. Lewis and T.R. Viswanathan, 'A CMOS Bandgap Reference Without Resistors', IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. 37, NO.1, January 2002 

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