ISFET 센서를 위한 CMOS 기반 다 채널 센서 검출 회로에 대한 연구 :A Study on CMOS-Based Multi Channel Interface Circuit for ISFET Sensor

최인섭

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최인섭 (서경대학교, 서경대학교 대학원)

지도교수: 임신일

발행연도: 2013

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이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

ISFET 센서를 위한 CMOS 기반 다 채널 센서 검출 회로에 대한 연구

최인섭 전자컴퓨터공학과 2013.01 학위논문

2011

후각 신호 검출을 위한 CMOS기반 센서 검출 회로

최인섭 , 임신일 , 우덕하 대한전자공학회 학술대회 2011.06 학술대회자료

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본 논문에서는 ISFET(Ion-Sensitive Field Effect Transistor)등의 센서에 사용되는 전류법 기반 정 전압 분극 회로를 설계하였다. 본 논문의 목적은 하나의 센서가 아닌 여러 개의 센서를 하나의 칩으로 검출할 수 있도록 설계하는 것에 있다.
다 채널 센서 시스템은 보다 정밀한 센서 검출을 위해 다수의 센서를 동시에 이용하여 기존의 단일 센서 시스템보다 정확한 정보를 얻을 수 있다. 하지만 다수의 센서가 있는 센서 시스템은 각각의 센서마다 검출 회로를 사용하여 신호를 검출하기 때문에, 기존의 센서 검출 회로의 많은 증폭기나 저항은 증폭기의 오프셋이나 저항의 부정합에 의한 센서의 검출 결과값의 오차를 유발할 수 있다. 또한 많은 수동소자와 증폭기로 구성된 회로는 전력소모와 칩 크기에 문제를 가져올 수 있다. 제안하는 검출 회로는 하나의 DDA(Differential Difference Amplifier)와 하나의 TIA(Trans-Impedance Amplifier)를 이용하여 구현함으로써 기존의 많은 소자에서 오는 오프셋 문제와 전력소모의 문제를 해결하고, 간단하게 구현함에 따라 전력 소모를 줄이고, 저 면적으로 구현할 수 있게 된다.

#센서검출회로

목 차
Ⅰ. 서 론 ……………………………………………………………………… 1
1. 연구 배경 및 연구의 필요성 ………………………………………… 1
2. 연구내용 ………………………………………………………………… 3
Ⅱ. 기존의 센서 검출 회로 ………………………………………………… 4
1. 일반적인 센서 검출 회로 …………………………………………… 4
2. Fully Differential 구조 …………………………………………… 7
Ⅲ. 제안된 센서 검출 회로의 구조 ………………………………………… 8
1. 제안된 센서 검출 회로 ……………………………………………… 8
Ⅳ. 제안한 센서 검출 회로 설계 ………………………………………… 11
1. 설계한 센서 검출 회로의 전체 회로 ……………………………… 12
2. 차동 차이 증폭기 회로 ……………………………………………… 13
3. TIA 회로 ……………………………………………………………… 16
4. 바이어스 회로 ………………………………………………………… 19
Ⅴ. 모의 실험 및 측정 결과와 레이아웃(Layout) …………………… 24
1. 전체 시뮬레이션 결과 ……………………………………………… 24
2. 레이아웃(Layout) …………………………………………………… 27
3. 측정 결과 ……………………………………………………………… 29
Ⅵ. 결 론 ……………………………………………………………………… 35
참고문헌 ……………………………………………………………………… 38

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