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IP Library

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"한국 반도체산업의 경쟁력"

IDEC에서 설계인력양성의 발판을 마련하겠습니다.

IP명 Multi-Channel Current-Mode Power Converter
Category Analog Application 신경자극회로
실설계면적 5㎛ X 5㎛ 공급 전압 1.8V
IP유형 Hard IP 동작속도 64MHz
검증단계 Simulation 참여공정 HM-1905
IP개요 전류 모드로 동작하는 신경자극회로에 대한 전력변환회로를 구현하되, 전류원에서 발생하는 전력소모를 제거할 수 있는 기술을 적용하였다.
전력변환회로를 설계하기 위한 부하 조건은 일반적인 말초신경자극을 위해 필요한 구동 전류 및 펄스폭 (16~512uA, 1ms)으로 계상하였다. 전류의 가변성을 확보하기 위해서 6-bit 전류 DAC을 활용하였으며, 신경 자극 효율 향상과 전하균형을 위한 전류 파형 생성은 디지털 컨트롤러를 통해 전류 구동회로 내 스위치를 컨트롤 함으로써 구현하였다.
신경신호자극 전극이 신경 조직과 닿았을 때 발생되는 저항 및 커패시던스와 구동 전류의 주파수를 고려하였을 때 대략 13.2kΩ의 임피던스를 전력변환회로의 부하로 볼 수 있다.
따라서, 전력변환회로에서 출력해야 하는 전압은 0.21V에서 6.76V까지이며, 입력 전압을 1.8V로 두었을 때 전압 변환 비율이 0.12에서 3.75만큼 재구성가능하도록 설계를 진행하였다.
전류의 정류와 전압의 변환이 구동 회로에서 출력되는 전류 크기와 생체-전극 임피던스 크기에 따라 자동으로 조절되어야 하기 때문에 크게 2개의 피드백 루프를 포함하고 있으며, 넓은 출력 범위에서 발생할 수 있는 피드백 안정성 문제를 보상하기 위한 기술도 설계에 포함하였다.
- 레이아웃 사진 -