고신뢰성 전원 관리 집적회로 설계

Abstract

헬스 케어 산업이 빠르게 성장하면서 고성능 센서에 대한 수요가 높아지고 있다. IoT, 헬스 케어에 관련된 기기들은 대다수가 배터리 전압으로 동작한다. 또한 센서에 따라 요구하는 전원 전압이 다르다. 따라서 센서가 동작할 수 있는 전원을 공급하기 위해서는 전력 변환 회로가 필요하고, 센서의 성능을 최적화하는 기술이 중요한 성능 지표로 떠올랐다. 이에 따라 센서 안정성을 보장하는 전원관리 집적회로 설계에 대한 연구가 선행 및 개발 기술로 각광받고 있다. 특히 바이오센서는 생체 신호를 처리하기 때문에 노이즈에 민감하고 주변 환경으로 인한 성능 변동성이 크다. 따라서 전원 단계부터 바이오센서에 안정된 전원을 공급하는 기술이 중요하다. 본 연구에서는 전원 관리 집적회로의 안정적인 전원 공급을 위한 기술을 제안한다. 그리고 Low-Dropout(LDO) 레귤레이터, 벅 컨버터 회로 설계 및 테스트 결과를 제시하였다. 사용된 공정은 매그나칩 0.18um CMOS 공정을 통해 제작되었다. 테스트 결과 Low-Dropout(LDO) 레귤레이터의 로드 레귤레이션 결과는 0.75 mV /mA이다. 최대 구동 가능 전류는 40mA이다. 벅 컨버터의 로드 레귤레이션은 0.1 mV / mA이다. 최대 구동 가능 전류는 500mA이고 칩 크기는 3.8mmx1.9mm이다.