○ 회로 목적 및 용도

전류형/전압형 나노 실리콘 센서용 Sensor MAGIC 기반 센서 인터페이스 회로 기술 및 IP 확보를 위함

○ 회로 동작 세팅 조건

○회로 결과물(사진)

1) 전압/전류/저항/용량형 프론트엔드 IC 칩 사진

- 제작공정 : 매그나칩반도체/SK하이닉스 180 nm 1P6M 공정

- 전원전압 : 1.8 V

2) 측정 환경 예시

- 사용 장비 : 전원 공급 장치, 디지털 오실로스코프, 펄스 생성기, 다이나믹 신호 분석기,마이크로 컨트롤러 보드

3) Evaluation board

- 제작한 전압/전류/저항/용량형 프론트엔드 IC을 이용한 나노 실리콘 센서 측정 및 성능 평가를 위한 evaluation board 제작.

- 제작한 evaluation board artwork 및 evaluation board.

- Evaluation board는 4층 기판 PCB로 제작.

4) Evaluation board의 구성.

(1) 전원 - 전원 공급을 위해서 USB B type 5-pin (5 V 전원)을 사용.

- Core voltage 1.8 V 공급을 위해 1.8 V LDO 사용.

- ADC 출력을 1.8 V에서 3.3 V로 올리기 위한 level shifter 용 전원을 3.3 V LDO로 공급.

- Banana jack 으로도 supply voltage 공급 가능.

(2) 구현된 측정 모드와 센서들

- PCB 상에서 구현 할 수 있는 측정 모드와 구현된 센서는 다음과 같음.

A. Voltage 측정 모드: 입력 전압 두개를 받을 수 있는 SMA 2개.

B. Resistive 측정 모드: 10 kΩ 가변 저항 4개로 구성된 bridge sensor.

C. Current 측정 모드: 100 kΩ 을 이용하여 입력 전압을 입력 전류로 변환.

D. Capacitive 측정 모드: parasitic capacitance 제거를 위한 calibration capdac (0.1 pF ~ 16 pF), capacitive sensor (0.5 pF ~ 16 pF + 가변 capacitor) 로 구성.

- 각 측정 모드는 ‘Reconfigurable Structure Control Pins’으로 재구성 되어 짐.

- 각 출력의 gain은 ‘Programmable Capacitors/Resisters Control Pin’ 으로 조절.

- 각 측정 모드의 analog output 은 ‘AFE OUT’에서 확인.

(3) 12-bit SAR ADC

- 12-bit SAR ADC은 ‘12-bit SAR ADC pins’로 조절 가능함.

- 12-bit SAR ADC의 외부 입력은 ‘ADC INPUT pin’에서 입력 가능.

(4) BIAS와 Timing generator

- BIAS 및 timing generator의 clock은 각각 ‘Bias Control pins’, ‘Monitoring/Timing Selection Pins’으로 조절 가능함. 또한, BIAS와 clock을 monitoring 할 수 있음.

(5) Digital processing

- Digital processing을 위해 제작한 evaluation board에 Arduino Due를 장착.

5) Evaluation board의 사용

(1) 전원

- Micro USB B type 5-pin 5 V 입력.

- 1.8 V, 3.3 V ‘LDO input/enable jumper’ 연결.

- ‘Chip 1.8 V, 3.3 V on/off jumper JP1, JP6’ 연결.

- 후에 1.8 V, 3.3 V Test Point에서 각 해당하는 전원 확인.