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An Energy efficient CMOS Temperature Sensor for IoT Applications

이정빈 (서강대학교 일반대학원)

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  • 발행기관 서강대학교 일반대학원
  • 지도교수 범진욱
  • 발행년도 2018
  • 학위수여년월 2018. 8
  • 학위명 석사
  • 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
  • UCI I804:11029-000000063645
  • 본문언어 영어
  • 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록 moremore
본 논문은 저 전력, 에너지 효율이 좋은 CMOS 온도센서와 IEEE 802.11.b standard receiver front-end 시스템의 설계를 제안한다. 본 논문의 온도센서는 BJT를 기반으로 되어있고, 5-bit SAR Coarse conversion과 10-bit fine ΔΣ conversion를 사용하여 구현되었다. 온도센서는 -40 ℃에서 125 ℃의 온도범위에서 온도에러와 온도해상도 각각 0.5 ℃ and 0.05 ℃ 이하를 얻을 수 있다. 온도센서는 0.18 μm CMOS process에서 0.28 mm2 의 ...
본 논문은 저 전력, 에너지 효율이 좋은 CMOS 온도센서와 IEEE 802.11.b standard receiver front-end 시스템의 설계를 제안한다. 본 논문의 온도센서는 BJT를 기반으로 되어있고, 5-bit SAR Coarse conversion과 10-bit fine ΔΣ conversion를 사용하여 구현되었다. 온도센서는 -40 ℃에서 125 ℃의 온도범위에서 온도에러와 온도해상도 각각 0.5 ℃ and 0.05 ℃ 이하를 얻을 수 있다. 온도센서는 0.18 μm CMOS process에서 0.28 mm2 의 크기를 차지하며, 1.8 V의 공급전압에서 3.7 μA 의 전력을 소모하고, 40 msec의 conversion 시간 동안 0.05 ℃ 이하의 온도해상도를 가지고 있다. 그 다음 IEEE 802.11b standard receiver front-end는 Low Noise Amplifier (LNA), Transimpedance Amplifier (TIA)로 구성된 Passive Mixer 그리고 Phase Locked Loop (PLL)로 구성되어있다. 본 논문의 receiver fronted-end의 성능은 다음과 같다. Noise Figure(NF) 는 1.6 dB, input third-order intercept point (iip3) 는 -12.4 dBm, 전압이득은 36 dB, 전력이득은 22 dB, 입력반사손실은 동작주파수 2.4 GHz 에서 2.5 GHz 의 범위에서 -10 dB 이하, Phase Locked Loop(PLL)의 위상잡음(Phase Noise) 는 1 MHz 의 오프셋에서 -120 dBc/Hz 그리고 전체전력소모는 15 mA이다.
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This paper proposes the design of a low power, an energy-efficient CMOS smart temperature sensor and IEEE 802.11.b standard receiver front-end system for the application of IOT’s (Internet of Things). This temperature sensor is based BJT and employs an energy-efficient coarse 5-bit SAR conversion an...
This paper proposes the design of a low power, an energy-efficient CMOS smart temperature sensor and IEEE 802.11.b standard receiver front-end system for the application of IOT’s (Internet of Things). This temperature sensor is based BJT and employs an energy-efficient coarse 5-bit SAR conversion and fine 10-bit ΔΣ conversion. The sensor achieves an inaccuracy and a resolution less than 0.5°C and 0.05°C, respectively, for the temperature range from -40°C to 125°C. The sensor occupies 0.28 mm2 in a 0.18 μm CMOS process, draws 3.7 μA from a 1.8 V supply, and achieves a resolution of less than 0.05°C in the conversion time of 40 msec. The IEEE 802.11.b standard receiver front-end is consist of a Low Noise Amplifier (LNA), a Passive Mixer with a Transimpedance Amplifier (TIA) and a Phase Locked Loop (PLL). This receiver front-end's performance simulated is as follows. The Noise Figure(NF) is 1.6 dB, The input third-order intercept point(IIP3) is -12.4 dBm, the voltage gain is 36 dB, the power gain is 22 dB, input return loss is less than -10 dB from 2.4GHz to 2.5 GHz, the phase noise is -120 dBc/Hz at 1MHz offset, and the total power consumption is 15 mA.