대한전자공학회논문지SD (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

UHF RFID 응용을 위한 NMOS 게이트 교차연결 전류미러형 브리지 정류기의 설계 및 해석

Design and Analysis of a NMOS Gate Cross-connected Current-mirror Type Bridge Rectifier for UHF RFID Applications

  • 박광민 (순천향대학교 전기전자공학과)
  • Park, Kwang-Min (Department of Electrical and Electronic Engineering, Soonchunhyang University)
  • 발행 : 2008.06.25
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초록

본 논문에서는 UHF RFID 응용을 위한 새로운 NMOS 게이트 교차연결 전류미러형 브리지 정류기를 제시하였다. 제시된 정류기의 직류 변환 특성은 고주파 등가회로를 이용하여 해석하였으며, 주파수 증가에 따른 게이트 누설전류를 회로적인 방법으로 줄일 수 있는 게이트 커패시턴스 감소 기법을 이론적으로 제시하였다. 구해진 결과, 제안한 정류기는 기존의 게이트 교차 연결형 정류기와 거의 같은 직류 출력전압 특성을 보이면서도, 게이트 누설전류가 1/4 이하로 감소하고, 부하저항에서의 소비전력도 30% 이상 감소하며, 부하저항의 변화에 대해 보다 안정적인 직류전압을 공급함을 알 수 있었다. 또한 제안한 정류기는 13.56MHz의 HF(for ISO 18000-3)부터 915MHz의 UHF(for ISO 18000-6) 및 2.45GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)까지의 전 주파수 범위에 대해 충분히 높고 잘 정류된 직류 변환 특성을 보여 특정 주파수 대역을 사용하는 다양한 RFID 시스템의 트랜스폰더 칩 구동을 위한 범용 정류기로 사용될 수 있다.

In this paper, a new NMOS gate cross-connected current-mirror type bridge rectifier for UHF RFID applications is presented. The DC converting characteristics of the proposed rectifier are analyzed with the high frequency equivalent circuit and the gate capacitance reduction technique for reducing the gate leakage current due to the increasing of operating frequency is also proposed theoretically by circuitry method. As the results, the proposed rectifier shows nearly same DC output voltages as the existing NMOS gate cross-connected rectifier, but it shows the gate leakage current reduced to less than 1/4 and the power consumption reduced more than 30% at the load resistor, and it shows more stable DC supply voltages for the valiance of load resistance. In addition, the proposed rectifier shows high enough and well-rectified DC voltages for the frequency range of 13.56MHz HF(for ISO 18000-3), 915MHz UHF(for ISO 18000-6), and 2.45 GHz microwave(for ISO 18000-4). Therefore, the proposed rectifier can be used as a general purpose one to drive RFID transponder chips on various RFID systems which use specified frequencies.

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참고문헌

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