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Analysis and Design Optimization of Interconnects for High-Speed LVDS Applications
류지열,노석호,Ryu, Jee-Youl,Noh, Seok-Ho The Institute of Electronics and Information Engin 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.46 No.10
This paper addresses the analysis and the design optimization of differential interconnects for high-speed Low-Voltage Differential Signaling (LVDS) applications. Thanks to the differential transmission and the low voltage swing, LVDS offers high data rates and improved noise immunity with significantly reduced power consumption in data communications, high-resolution display, and flat panel display. We present an improved model and new equations to reduce impedance mismatch and signal degradation in cascaded interconnects using optimization of interconnect design parameters such as trace width, trace height and trace space in differential printed circuit board (FPCB) transmission lines. We have carried out frequency-domain full-wave electromagnetic simulations, and time-domain transient simulations to evaluate the high-frequency characteristics of the differential FPCB interconnects. We believe that the proposed approach is very helpful to optimize high-speed differential FPCB interconnects for LVDS applications. 본 논문에서는 고속 저전압 차동 신호(Low-Voltage Differential Signaling, LVDS) 전송방식의 응용을 위한 전송선 분석 및 설계 최적화 방법을 제안한다. 차동 전송 경로 및 저전압 스윙 방법의 발전으로 인해 저전압 차동 신호 전송방식은 데이터 통신 분야, 고 해상도 디스플레이 분야, 평판 디스플레이 분야에서 매우 적은 소비전력, 개선된 잡음 특성 및 고속 데이터 전송률을 제공한다. 본 논문은 차동 유연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB) 전송선에서 선 폭, 선 두께 및 선간격과 같은 전송선 설계 변수들의 최적화 기법을 이용하여 직렬 접속된 전송선에서 발생하는 임피던스 부정합과 신호 왜곡을 감소시키기 위해 개선 모델과 개발된 수식을 제안한다. 이러한 차동 FPCB 전송선의 고주파 특성을 평가하기 위해 주파수 영역에서 전파(full-wave) 전자기 시뮬레이션 및 시간 영역 시뮬레이션을 각각 수행하였다. 본 논문에서 제안하는 방법은 저전압 차동 신호 방식의 응용을 위한 고속 차동 FPCB 전송선을 최적화하는데 매우 도움이 되리라 믿는다.
류지열 에스케이텔레콤 (주) 2011 Telecommunications Review Vol.21 No.3
본 논문은 고주파 집적 회로 응용을 위한 프로그램 가능 보상 회로(PCC: Programmable Compensation Circuit)를 제안한다. 이러한 회로는 고주파 회로 칩 제작과정에서 예기치 않게 발생한 PVT(공정, 전압, 온도) 변동으로 인한 회로 성능변수들의 미세 변동을 검출하고 이를 자동으로 보상한다. 보상 가능한 고주파 회로 성능변수들은중요한 요소인 입력 임피던스, 전압이득, 잡음지수, 전압정재파비 및 출력 신호 대 잡음비(SNRout)를 포함한다. 본 논문에서는 지면관계상 전압이득과 잡음지수의 미세 변동에 대한 보상만을 언급한다. 이러한 회로는 미세 변동을 자동으로 보상할 수 있도록 고주파 신호를 직류 신호로 변환하는 BIST(Built-In Self-Test) 회로를 포함하고 있다.
류지열,박성현,최혁환,김진섭,이명교,권태하 대한전자공학회 1997 電子工學會論文誌, D Vol.d34 No.12
The TMA gas sensors are fabricated with the ZnO-based thin films grown by a RF magnetron sputtering method. The hall effect measurement and AES analysis are carried out to investigate the effects of the sputtering gases and dopants which effect on the electrical resistivity and sensitivity to TMA gas. We measure the cfhanges of the surface carrier concentration, haall electron mobility, electrical resistivity, surface condition, and depth profile of the films. The ZnO-based thin film sensors sputtered in oxygen, or added with dopants showed a high sruface carrier concentration, film sensors sputtered in oxygen and doped with 4.0 wt.% $Al_{2}$O$_{3}$, 1.0 wt.% TiO$_{2}$, and 0.2 wt% v$_{2}$O$_{5}$ showed the highest surface carrier concentration of 5.952 * 10$^{20}$ cm$^{-3}$ , hall electron mobility of 176.7 cm$^{2}$/V.s, lowest electrical resistivity of 6*10$^{-5}$ .ohm.cm and highest sensitivity of 12. These results were measured at a working temperature of 300.deg. C to 8 ppm TMA gas.
A New Approach for Built-in Self-Test of 4.5 to 5.5 GHz Low-Noise Amplifiers
류지열,노석호 한국전자통신연구원 2006 ETRI Journal Vol.28 No.3
This paper presents a low-cost RF parameter estimation technique using a new RF built-in self-test (BIST) circuit and efficient DC measurement for 4.5 to 5.5 GHz low noise amplifiers (LNAs). The BIST circuit measures gain, noise figure, input impedance, and input return loss for an LNA. The BIST circuit is designed using 0.18 μm SiGe technology. The test technique utilizes input impedance matching and output DC voltage measurements. The technique is simple and inexpensive.
A New Automatic Compensation Network for System-on-Chip Transceivers
류지열,노석호 한국전자통신연구원 2007 ETRI Journal Vol.29 No.3
This paper proposes a new automatic compensation network (ACN) for a system-on-chip (SoC) transceiver. We built a 5 GHz low noise amplifier (LNA) with an onchip ACN using 0.18 μm SiGe technology. This network is extremely useful for today’s radio frequency (RF) integrated circuit devices in a complete RF transceiver environment. The network comprises an RF design-fortestability (DFT) circuit, capacitor mirror banks, and a digital signal processor. The RF DFT circuit consists of a test amplifier and RF peak detectors. The RF DFT circuit helps the network to provide DC output voltages, which makes the compensation network automatic. The proposed technique utilizes output DC voltage measurements and these measured values are translated into the LNA specifications such as input impedance, gain, and noise figure using the developed mathematical equations. The ACN automatically adjusts the performance of the 5 GHz LNA with the processor in the SoC transceiver when the LNA goes out of the normal range of operation. The ACN compensates abnormal operation due to unusual thermal variation or unusual process variation. The ACN is simple, inexpensive and suitable for a complete RF transceiver environment.
고주파 시스템 온 칩 응용을 위한 온 칩 검사 대응 설계 회로
류지열,노석호,Ryu, Jee-Youl,Noh, Seok-Ho 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.3
This paper presents on-chip Design-for-Testability (DFT) circuit for radio frequency System-on-Chip (SoC) applications. The proposed circuit measures functional specifications of RF integrated circuits such as input impedance, gain, noise figure, input voltage standing wave ratio (VSWRin) and output signal-to-noise ratio (SNRout) without any expensive external equipment. The RF DFT scheme is based on developed theoretical expressions that produce the actual RF device specifications by output DC voltages from the DFT chip. The proposed DFT showed deviation of less than 2% as compared to expensive external equipment measurement. It is expected that this circuit can save marginally failing chips in the production testing as well as in the RF system; hence, saving tremendous amount of revenue for unnecessary device replacements. 본 논문은 고주파 시스템 온 칩 응용을 위한 온 칩 검사 대응 설계 (Design-for-Testability, DFT) 회로를 제안한다. 이러한 회로는 고주파 회로의 주요 성능 변수들 즉, 입력 임피던스, 전압이득, 잡음지수, 입력 전압 정재비 (VSWRin) 및 출력 신호대 잡음비 (SNRout)를 고가의 장비없이 측정 가능하다. 이러한 고주파 검사 회로는 DFT 칩으로부터 측정된 출력 DC 전압에 실제 고주파 소자의 성능을 제공하는 자체 개발한 이론적인 수학적 표현식을 이용한다. 제안한 DFT 회로는 외부 장비를 이용한 측정 결과와 비교해 볼 때 고주파 회로의 주요 성능 변수들에 대해 5.25GHz의 동작주파수에서 2%이하의 오차를 각각 보였다. DFT 회로는 고주파 소자 생산뿐만 아니라 시스템 검사 과정에서 칩들의 성능을 신속히 측정할 수 있으므로 불필요한 소자 복사를 위해 소요되는 엄청난 경비를 줄일 수 있으리라 기대한다.
류지열,노석호,Ryu, Jee-Youl,Noh, Seok-Ho 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.2
본 논문에서는 $30{\mu}m$ 이하의 초 미세 피치를 가진 칩 온 필름(chip-on-film, COF)에서 자주 발생하는 결함을 자동으로 검출할 수 있는 시스템을 제안한다. 개발된 시스템은 초 미세 패턴의 개방 및 단락 결함 뿐만아니라 소프트 개방 및 소프트 단락을 신속히 검출할 수 있는 회로 및 기술이 적용되어 있다. 결함 검출의 기본 원리는 결함 전의 패턴 저항값과 결함 후의 패턴 저항값 차에 의해 발생하는 미세 차동 전압을 읽어서 결함 유무를 판단한다. 또한 미세전압 차를 증폭시켜 결함 유무를 쉽게 판단할 수 있도록 고주파 공진기를 이용한다. 제안된 시스템은 초미세 패턴 COF 검사 과정에서 발생하는 다양한 결함을 신속하고 정확히 검출할 수 있으므로 기존의 COF 검사 시스템의 대안이 될 것으로 기대한다. This paper presents an automatic system to detect variety of faults from fine pitch COF(chip-on-film) which is less than $30{\mu}m$. Developed system contains circuits and technique to detect fast various faults such as hard open, hard short, soft open and soft short from fine pattern. Basic principle for fault detection is to monitor fine differential voltage from pattern resistance differences between fault-free and faulty cases. The technique uses also radio frequency resonator arrays for easy detection to amplify fine differential voltage. We anticipate that proposed system is to be an alternative for conventional COF test systems since it can fast and accurately detect variety of faults from fine pattern COF test process.
류지열,노석호,박세현 한국정보통신학회 2004 한국정보통신학회논문지 Vol.8 No.6
본 논문에서는 802.11a 무선 근거리 통신망 (wireless LAN)에서 사용 가능한 5.25㎓ SiGe 저잡음 증폭기(LNA)를 제안한다. 본 저잡음 증폭기는 2단 구조로 1V의 공급전압에서 동작하며, 0.18$\mu\textrm{m}$ SiGe 공정으로 제작되었다. 이 저잡음 증폭기의 경우 5.25㎓의 동작주파수에서 17㏈의 전압이득, 2.7㏈의 잡음지수, -l5㏈의 반사계수, -5㏈md의 IIP3 및 -14㏈m의 1㏈ compression point와 같은 우수한 동작특성을 보였으며, 바이어스 회로에서 소모되는 0,5㎽를 포함하여 전체회로에서 소모되는 총 전력은 7㎽이다. This paper describes the design of a two stage 1V power supply SiGe Low Noise Amplifier operating at 5.25㎓ for 802.lla wireless LAN application. The achieved performance includes a gain of 17㏈, noise figure of 2.7㏈, reflection coefficient of 15㏈, IIP3 of -5㏈m, and 1-㏈ compression point of -14㏈m. The total power consumption of the circuit was 7㎽ including 0.5㎽ for the bias circuit.
차량 레이더용 스위치 커패시터 시그마-델타 변조기 개발
류지열,노석호,Ryu, Jee-Youl,Noh, Seok-Ho 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.8
본 논문에서는 차량 레이더용 새로운 형태의 스위치 커패시터 시그마-델타 변조기를 제안한다. 개발된 변조기는 차량 레이더 시스템에서 고주파 대역 신호의 고해상도 데이터 변환, 즉 아날로그-디지털변환을 수행하는데 사용된다. 2.7V의 저전압 동작이 가능하며, 저 왜곡 특성을 가진 몸체효과 보상형 스위치 구조를 가진다. 이러한 변조기는0.25 마이크론 이중 폴리 3-금속 표준 CMOS 공정으로 제작되었고, $1.9 {\times}1.5mm^{2}$ 의 다이 면적을 차지한다. 제안된 회로는 2.7V의 동작 전압에서 기존의 부트스트랩형 회로보다 약 20dB 향상된 우수한 총 고조파 왜곡 특성을 보였다. This paper proposes a new switched-capacitor sigma-delta modulator for automotive radars. Developed modulator is used to perform high-resolution analog-to-digital conversion (ADC) of high frequency band signal in a radar system. It has supply voltage of 2.7V, and has body-effect compensated switch configuration with low voltage and low distortion. The modulator has been implemented in a $0.25{\mu}m$ double-poly and triple-metal standard CMOS process, and it has die area of $1.9{\times}1.5mm^{2}$. It showed better total harmonic distortion of 20dB than the conventional bootstrapped circuit at the supply voltage of 2.7V.