KR100874983B1 - Tag chip and its driving method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구동전원을 안정적으로 공급하여 전류소모 및 회로의 오동작을 방지할 수 있는 태그 칩에 관한 것으로, 안테나를 통해 반송파를 공급받아 구동전원을 생성하는 전원생성부 상기 구동전원 생성부로부터의 구동전원을 스위치를 통해 공급받고, 이 구동전원을 정류하여 구동회로부에 공급하는 정류부 및, 상기 구동전원 생성부로부터의 구동전원과 미리 설정된 기준전압과의 크기를 비교하고, 이 비교결과에 따라 상기 스위치의 온/오프를제어하는 스위치 제어부를 포함하여 구성되는 것이다.The present invention relates to a tag chip capable of stably supplying driving power to prevent current consumption and malfunction of a circuit. The present invention relates to a power generation unit for generating driving power by receiving a carrier wave through an antenna. The power is supplied through the switch, the rectifying unit rectifies the driving power and supplies it to the driving circuit unit, and compares the magnitude of the driving power from the driving power generating unit with a preset reference voltage, and according to the comparison result, the switch It is configured to include a switch control unit for controlling the on / off of.
Description
도 1은 종래의 수동형 태그 칩의개략적인 블록 구성도1 is a schematic block diagram of a conventional passive tag chip
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태그 칩에 대한 블록 구성2 is a block diagram of a tag chip according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 전원공급부를 나타낸 도면3 is a view showing a power supply of FIG.
도 4는 도 2의 스위치 제어부의 구체적인 회로구성을 나타낸 도면4 is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the switch controller of FIG. 2.
*도면의 주요부에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
201 : 구동전원 생성부 202 : 정류부201: driving power generation unit 202: rectifier
203 : 스위치 204 : 스위칭 제어부203: switch 204: switching control unit
299 : 전원공급부 241 : 복조부299: power supply unit 241: demodulation unit
242 : 클럭발생부 243 : 리셋부242: clock generator 243: reset unit
244 : 제어부 250 : 저장부244
260 : 데이터 송신부 233 : 안테나260: data transmission unit 233: antenna
221 : 리미터 222 : 정전기 방지회로221: limiter 222: antistatic circuit
C1 : 제 1 커패시터 C2 : 제 2 커패시터C1: first capacitor C2: second capacitor
279 : 구동회로부 281 : 반송파279: drive circuit portion 281: carrier wave
CLK : 클럭펄스 RS : 리셋신호CLK: Clock pulse RS: Reset signal
Data : 데이터 신호 VDD : 구동전원Data: Data Signal VDD: Driving Power
본 발명은 RFID 시스템에 사용되는 수동형 태그 칩에 관한것으로, 특히 구동전원을 안정적으로 공급하여 전류소모 및 회로의오동작을 방지할 수 있는 태그 칩 및 이의 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passive tag chip used in an RFID system, and more particularly, to a tag chip and a driving method thereof capable of stably supplying driving power to prevent current consumption and malfunction of a circuit.
근년에 객체를 자동으로 인식하고 객체의 인증 및 결제까지 이루어지는 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템이 점차적으로 각광을 받고 있다. RFID 즉, 무선 인식이란 일정한 주파수 대역을 이용해 무선방식으로 각종 데이터를 주고 받을 수 있는 시스템을 말한다. 마그네틱, 바코드의 경우 특정한 외부적 표시가 필요하고 훼손이나 파손 등으로 인해 시간이 지날수록 인식률이 점차 떨어지는 반면에 RFID 시스템은 그러한 단점을 극복할 수 있다. RFID 시스템은 각종 자동화 사업, 유통업, 가축관리, 출입 통제, 근태 관리, 물류 관리, 주차 관리 등에사용되는 등 새로운 솔루션으로 급부상하고 있는데, 구체적으로는 예컨대, 신용/직불 카드를 비롯하여 선불식/후불식 버스, 지하철 카드, 주차장 출입용 카드, 백화점 카드, 컨베이어 벨트 상의 제조공정품, 우편송달 시스템, 동물의 정보를 기록한 식별표 등에 사용될 수 있다. 객체 인식 시스템에서, 객체 인식 정보를 포함하고 있는 물체를 태그(tag)라 하고, 그 태그에 기록되어 있는 정보를 판독하는 장치를 인식기(identifier)라고 한다(예컨대, 마그네틱 스트립 또는 바코드 표시는 태그에 해당하고 자기 리더기 또는 바코드 리더기는 인식기에 해당한다) 종래에는 객체 인식 을 위하여 마그네틱(magnetic system) 시스템 또는 바코드(bar code) 시스템이 주로 이용되었다. 그러나 마그네틱 시스템(예컨대, 카드 리이더 시스템)은 마찰을 통한 접촉식으로서 카드의 자기 스트립에 기록된 데이터를 읽어 들이기 때문에 카드의 자기 스트립 손상을 초래하여 카드의 수명을 단축시킬 뿐 아니라, 카드 리이더에 카드를 통과시킬 때 기준 속도를 벗어나서 너무 늦거나 너무 빠르게 스캐닝 시키면 카드 데이터 판독 에러가 나타나는 불편을 초래하고, 자기 스트립은 시간의 경과에 따라 그 자화가 약화되는 문제점이 있다. 또, 바코드 시스템 역시 바코드가 반드시 객체의 표면에 존재해야 하며, 그에 따라 바코드의 훼손시 객체 인식이 불가능하게 되는 문제점이 있었다. 이는 바코드 리더기에서 발사되는 반도체 레이저가 바코드의 검은 띠/흰 띠에 흡수/반사됨으로써 인식할 수 있기 때문이다.In recent years, the RFID (Radio Frequency IDentification) system which automatically recognizes an object and even authenticates and pays for the object has been in the spotlight. RFID, that is, wireless recognition refers to a system that can transmit and receive various data in a wireless manner using a predetermined frequency band. In the case of magnetic and barcodes, a specific external display is required and the recognition rate gradually decreases over time due to damage or damage, whereas an RFID system can overcome such disadvantages. RFID systems are emerging as new solutions, such as those used in various automation projects, distribution, livestock management, access control, time and attendance, logistics, and parking management. Specifically, for example, prepaid / postpaid, including credit / debit cards. It can be used on buses, subway cards, parking lot access cards, department store cards, manufacturing processes on conveyor belts, postal delivery systems, identification tags that record animal information, and the like. In an object recognition system, an object containing object recognition information is called a tag, and a device that reads the information recorded on the tag is called an identifier (e.g., a magnetic strip or a barcode display is attached to the tag). Magnetic reader or bar code reader is a reader. In the related art, a magnetic system or a bar code system is mainly used for object recognition. However, magnetic systems (e.g. card reader systems) read through the data recorded on the magnetic strips of the card as frictional contact, which causes damage to the magnetic strips of the card and shortens the life of the card, as well as the card reader. Scanning too late or too fast out of the reference speed when passing the card to the card causes inconvenience that a card data read error occurs, and the magnetic strip has a problem that its magnetization weakens over time. In addition, the bar code system also has a problem that the bar code must exist on the surface of the object, thereby preventing the object recognition when the bar code is damaged. This is because the semiconductor laser emitted from the barcode reader can be recognized by being absorbed / reflected by the black / white band of the barcode.
또한, 마그네틱 또는 바코드 시스템은 통신속도도 상당히 느리다는 문제점이 있었는데, 예컨대 버스/지하철 카드와 같이 빠른 인식 속도가 요구되는 경우에는 부적합하였다.In addition, the magnetic or barcode system has a problem that the communication speed is also very slow, it is not suitable when a fast recognition speed is required, such as a bus / subway card.
상기와 같은 마그네틱 또는 바코드 시스템의 문제점을 해결할 수 있는 시스템으로서 등장한 것이 RFID(무선인식) 시스템이다. RFID 시스템은 태그 칩을 내장한 인식 객체(tag + identified object)와, 외부에서 그 태그 칩을 인식할 수 있는 외부 인식기(identifier)와의 결합으로 볼 수 있다. RFID 시스템은 무선 주파수를 이용한 전자 객체 식별 시스템으로서, 식별 객체(identified object) 내부에 전원이 존재하는 능동형(Active) RFID와 외부로부터의 자기 에너지를 받아 이를 전원으로 이용하는 수동형(Passive) RFID가 있다.RFID (radio recognition) system has emerged as a system that can solve the problems of the magnetic or barcode system as described above. The RFID system can be viewed as a combination of a tag + identified object having a tag chip embedded therein and an external identifier that can recognize the tag chip externally. The RFID system is an electronic object identification system using radio frequency, and includes an active RFID in which a power source exists inside an identified object and a passive RFID which receives magnetic energy from the outside and uses the same as a power source.
즉, 수동형 RFID 시스템에서 사용되는 태그 칩은 리더기로부터의 반송파를 공급받아 구동전원을 생성한다.That is, the tag chip used in the passive RFID system generates a driving power by receiving a carrier wave from the reader.
도 1은 종래의 수동형 태그 칩의 개략적인 블록 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a conventional passive tag chip.
종래의 수동형 태그 칩은, 도 1에 도시된 바와 같이, 리더기로부터의 반송파 신호를 공급받아 구동전원을 생성하는 구동전원 생성부(101)와, 상기 구동전원 생성부(101)로부터의 구동전원을 정류하는 정류부(102)를 포함한다.In the conventional passive tag chip, as illustrated in FIG. 1, the
상기 리더기와 상기 태그 칩간의 거리 또는 상기 리더기의 파워에 따라 상기 반송파 신호의 크기가 달라진다. 즉, 상기 리더기와 상기 태그칩간의 거리가 멀어질수록, 그리고 상기 리더기의 파워가 약할수록 상기 반송파 신호의 크기가 감소한다.The size of the carrier signal varies according to the distance between the reader and the tag chip or the power of the reader. That is, as the distance between the reader and the tag chip increases, and the power of the reader decreases, the size of the carrier signal decreases.
상기 반송파 신호의 크기가 감소하면, 상기 태그 칩 내부에서 생성되는 구동전원의 크기도 감소한다. 물론, 상기 구동전원 생성부(101)는 상기 구동전원의 크기를 일정 수순으로 승압하지만, 이 반송파 신호의 크기가 작을수록 상기 구동전원의 크기를 승압하는데 오랜 시간이 걸린다. 따라서, 이 구동전원을 일정한 수준의 전압으로 끌어올리는 시간동안 상기 정류부(102) 및 상기 정류부(102)의 후단에 접속된 회로들이 많은 전류를 소모하게 된다.When the size of the carrier signal is reduced, the size of the driving power generated inside the tag chip is also reduced. Of course, the driving
또한, 상기 구동전원이 완전히 승압되지 않은 상태에서 상기 정류부(102) 및 상기 정류부(102)의 후단에 접속된 회로들에 공급되기 때문에, 이를 공급받는 회로들이 오동작을 일으킬 수 있다.In addition, since the driving power is supplied to the circuits connected to the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 구동전원 생성부와 정류부간에 스위칭소자를 설치하고, 상기 구동전원 생성부로부터 생성되는 구동전원이 일정수준으로 승압되었을 때 상기 스위칭소자를 턴-온시킴으로써 안정적인 구동전원을 공급할 수 있는 태그 칩 및 이의 구동방법을 제공하는데 그 목적이있다.The present invention has been made to solve the above problems, the switching element is provided between the driving power generation unit and the rectifier, and when the driving power generated from the driving power generation unit is boosted to a predetermined level turn the switching element The object of the present invention is to provide a tag chip and a driving method thereof, which can supply stable driving power by turning on.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태그 칩은, 안테나를 통해 반송파를 공급받아구동전원을 생성하는 전원생성부 상기 전원생성부로부터의 구동전원을 스위치를 통해 공급받고, 이 구동전원을 정류하여 구동회로부에 공급하는 정류부 및, 상기 전원생성부로부터의 구동전원과 미리 설정된 기준전압과의 크기를 비교하고, 이 비교결과에 따라 상기 스위치의 온/오프를제어하는 스위치 제어부를 포함하여구성됨을 그 특징으로 한다.The tag chip according to the present invention for achieving the above object, the power generation unit for generating a driving power by receiving a carrier wave through an antenna receives the drive power from the power generation unit through a switch, And a switch controller for rectifying and supplying a driving circuit to the driving circuit unit, and comparing the magnitude of the driving power source from the power generating unit with a preset reference voltage, and controlling on / off of the switch according to the comparison result. It is characterized by.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태그 칩의 구동방법은, 안테나를 통해 반송파를 공급받아 구동전원을 생성하는 전원생성부와, 상기 전원생성부로부터의 구동전원을 정류하여 구동회로부에 공급하는 정류부를 포함하는 태그 칩의 구동방법에 있어서, 상기 전원생성부로부터의 구동전원과 미리 설정된 기준전압과의 크기를 비교하는 단계 및, 이 비교결과에 따라 상기구동전원을 상기 정류부에 공급할지의 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 그 특징으로 한다.In addition, the tag chip driving method according to the present invention for achieving the above object, the power generation unit for generating a driving power by receiving a carrier wave through the antenna, and driving the rectified driving power from the power generation unit A method of driving a tag chip including a rectifying unit for supplying a circuit unit, the method comprising: comparing a magnitude of a driving power source from the power generating unit and a predetermined reference voltage; Characterized in that it comprises a step of determining whether or not to supply.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태그 칩을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a tag chip according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태그 칩에 대한 블록 구성도이고, 도 3은 도 2의 전원공급부를 나타낸 도면이다.2 is a block diagram of a tag chip according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing the power supply of FIG.
본 발명의 실시예에 따른 태그 칩은, 도 2에 도시된 바와 같이, 리더기로부터의 반송파 신호(281)(900MHz 이상의 초고주파신호)를 공급받아 구동전원(VDD)을 생성하는 전원공급부(299)와, 상기 전원공급부(299)로부터의 전원을 공급받아 동작하는 구동회로부(279)와, 데이터를 저장하기 위한 저장부(250)와, 상기 리더기로 데이터 신호를 전송하기 위한 데이터 전송부(260)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the tag chip according to an embodiment of the present invention includes a
상기 리더기는 상기 태그 칩에 필요한 전력과 명령어(데이터 신호)를 반송파 신호(281)에 실어 보내는데, 상기 태그 칩에 구비된 상기 전원공급부(299)는 상기 반송파 신호(281)에 포함된 전력 신호를 이용하여 상기 구동회로부(279)에 필요한 구동전원(VDD)을 생성한다.The reader carries power and instructions (data signals) necessary for the tag chip to a
상기 전원공급부(299)는 구동전원(Vddp)을 생성하는 구동전원 생성부(201)와, 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)을 스위치(203)를 통해 공급받고, 이 구동전원(Vddp)을 정류하여 상기 구동회로부(279)에 공급하는 정류부(202)(regulator)와 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)과 기준전압과의 크기를 판단하고 이 판단 결과에 따라 상기스위치(203)의 온/오프를 제어하는 스위치 제어부(204)를 포함한다. The
상기 정류부(202)는 상기 구동전원(Vddp)을 정류하는 역할 이외에도, 자신에게 공급된 구동전원(Vddp)을 이용하여 기준전압을 생성한다. 그리고, 이 생성된 기 준전압을 상기 구동회로부(279)에 구비된 복조부(241)(demodulator)에 공급한다.The
상기 스위치(203)는, 도 3에 도시된 바와 같이, P형 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 스위칭소자를 사용하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태그 칩은 리미터(221), 정전기 보호회로(222), 및 제 1 커패시터(C1)를 더 포함한다.In addition, the tag chip according to the embodiment of the present invention further includes a
상기 리미터(221)는, 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)이 상기 정류부(202)의 허용 가능한 최대 전압 범위를 초과하지 않도록, 상기 구동전원(Vd에)의 최대 크기를 제한한다.The
상기 정전기 보호회로(222)는 외부로부터 상기 구동전원 생성부(201)에 정전기가 유입되는 것을 차단한다.The static
상기 제 1 커패시터(C1)는 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)을 저장한다.The first capacitor C1 stores the driving power Vddp from the driving
상기 구동전원 생성부(201)는 상기 리더기로부터 공급되는 약 0.5[V]의 피크간 전압(peak to peak voltage)을 갖는 교류 레벨의 신호를 약 2[V] 이상의 전압을 갖는 직류 레벨의 구동전원(Vddp)으로 변환하고, 이 직류 레벨의 구동전원(Vddp)을 정류부(202)에 공급한다.The driving
즉, 상기 구동전원 생성부(201)는 상기 신호를 직류 레벨로 변환시킴과 아울러, 상기 변환된 신호의 전압 레벨을 승압시킴으로써 상기 구동전원(Vddp)을 생성한다.That is, the driving
이러한 동작을 위해 상기 구동전원 생성부(201)는 쇼트키 다이오드 구성된 전압펌핑회로를 포함한다.For this operation, the driving
또한, 상기 구동전원 생성부(201)는 상기 리더기로부터 공급되는 교류 레벨의 신호를 레벨 쉬프팅하여 데이터 신호를 생성하고, 이 데이터 신호를 상기 구동회로부(279)에 구비된 복조부(241)에 공급한다.In addition, the driving
상기 구동회로부(279)는 제어부(244), 복조부(241), 클럭발생부(242), 및 리셋부(243)(Power On Reset)를 포함한다.The driving
상기 정류부(202)로부터 발생된 구동전원(VDD)은 상기 제어부(244), 복조부(241), 클럭발생부(242), 및 리셋부(243) 그리고, 저장부(250)에 공통으로 공급되어, 상기 열거한 구성요소들을 동작시키는 전원으로 사용된다.The driving power source VDD generated from the
상기 정류부(202)로부터 발생된 기준전압과, 상기 구동전원 생성부(201)로부터 발생된 데이터 신호는 복조부(241)에 공급된다. 상기 복조부(241)는 상기 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 복조한다. 즉, 상기 데이터 신호를 하이 논리전압과 로우 논리전압을 갖는 디지털 신호로 복조한다. 그리고, 이 복조된 디지털 데이터 신호를 제어부(244)에 공급한다.The reference voltage generated from the
상기 복조부(241)는 이러한 동작을 수행하기 위해서, 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 기준전압을 상기 데이터 신호에 가산하여 상기 디지털 데이터 신호를 생성한다.The
상기 클럭발생부(242)는 상기 정류부(202)로부터의 구동전원(VDD)에 응답하여 클럭펄스(CLK)를 발생시키고, 이 클럭펄스(CLK)를 제어부(244)에 공급한다.The
상기 제어부(244)는 상기 디지털 데이터 신호를 상기 클럭펄스(CLK)를 사용 하여 샘플링한다. 상기 제어부(244)는 이 샘플링된 디지털 데이터 신호를 판독하여 이 디지털 신호가 어떠한 명령을 수행하라는 명령어인지 알아내고, 이 명령을 수행하기 위한 제어신호를 생성한다.The
상기 제어부(244)는 상기 명령에 따라 상기 리더기로 데이터 신호를 송신하게 되는데, 이때 상기 데이터 신호의 송신 타이밍을 제어한다.The
또한, 상기 제어부(244)는 필요에 따라 상기 샘플링된 데이터 신호를 상기 저장부(250)에 저장하거나, 상기 저장부(250)에 저장된 데이터 신호를 읽어들여 필요한 동작을 수행한다.In addition, the
리셋부(243)는 상기 정류부(202)로부터 구동전원(VDD)이 공급될 때마다 리셋신호(RS)를 발생시키고, 이 리셋신호(RS)를 상기 제어부(244)에 공급함으로써 상기 제어부(244)의 레지스터를 초기화시킨다.The
데이터 송신부(260)는 상기 제어부(244)로부터의 제어신호에 따라 제어되어 상기 리더기가 요청한 데이터 신호를 상기 리더기에 송신한다.The
상기 데이터 송신부(260)는 상기 제어부(244)로부터의 제어신호에 따라 임피던스(상기 안테나(233)와 상기 리더기간의 임피던스)를 조절함으로써, 상기 제어부(244)가 송신하고자 하는 데이터 신호를 반송파 신호(281) 형태로 리더기에게 송신한다. 상기 리더기는 상기 반송파 신호(281)를 복조하여 원래의 데이터 신호로 복원한다.The
상기 리더기는 제 1 전송 기간에 전력 신호와 명령어 신호를 번갈아가며 발생시켜 상기 태그 칩에 전송하며, 제 2 전송 기간에 상기 전력 신호만을 발생시켜 상기 태그 칩에 전송한다. 상기 제 1 전송 기간과 제2 전송 기간은 번갈아 가며 진행된다.The reader alternately generates and transmits a power signal and a command signal to the tag chip in a first transmission period, and generates and transmits only the power signal to the tag chip in a second transmission period. The first transmission period and the second transmission period alternate.
이에 따라, 상기 제 1 전송 기간에 상기 태그 칩은 필요한 전력을 공급받아 구동전원(VDD)을 생성하고, 상술한 각 구성요소를 구동시키기 위한 구동전원(VDD)을 생성한다. 또한, 상기 제 1 전송 기간에 상기 태그 칩은 상기 리더기로부터의 데이터 신호를 공급받고 이를 판독하여 리더기로부터의 명령을 수행한다.Accordingly, in the first transmission period, the tag chip receives the required power to generate driving power VDD, and generates driving power VDD for driving each of the above-described components. Also, in the first transmission period, the tag chip receives a data signal from the reader and reads the data signal to perform a command from the reader.
제 2 전송기간에는 상기 태그 칩이 상기 리더기로부터의 명령에 따라 필요한 데이터 신호를 상기 리더기에 전송하는 기간으로서, 이 기간에 상기 리더기는 전력 신호만을 상기 태그 칩에 전송한다.In the second transmission period, the tag chip transmits a necessary data signal to the reader according to a command from the reader. In this period, the reader transmits only a power signal to the tag chip.
저장부(250)는EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)으로서 상기 저장부(250)는 상기 정류부(202)로부터의 구동전원(VDD)을 공급받는다. 한편, 이 저장부(250)에 데이터를 쓰기 위한 동작을 수행하기 위해서는 최소 10[V]이상의 전압이 필요하다. 이러한 전압은 상기 구동전원 생성부(201)로부터 출력된, 즉 정류되지 않은 구동전원(Vddp)을 사용한다.The
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에서, 상기 스위치 제어부(204)를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In the embodiment of the present invention configured as described above, the
도 4는 도 2의 스위치 제어부의 구체적인 회로구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the switch controller of FIG. 2.
스위치 제어부(204)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 구동전원(Vddp)의 크기를 감지하여 이 구동전원(Vddp)이 일정 크기를 유지할 때에만 턴-온신호를 출력하는 레벨검출부(401)와, 상기 레벨검출부(401)로부터 출력되는 턴-온신호의 출력 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(402)를 구비한다.As shown in FIG. 4, the
상기 레벨검출부(401)는 역바이어스 상태의 입력 스위칭소자(nTr_in)와, 상기 입력 스위칭소자(nTr_in)의 소스단자에 접속된 제 1 인버터(441)와, 상기 제 1 인버터(441)의 출력단자에 접속된 제 2 인버터(442)와, 상기 제 2 인버터(442)의 출력단자에 접속된 제 3 인버터(443)를 포함한다. The
여기서, 상기 입력 스위칭소자(nTr_in)는 NMOS 스위칭소자로서, 이의 게이트단자와 소스단자는 제 1 노드(n1)에 함께 접속되어 있으며, 그리고 드레인단자에는 상기 구동전원 생성부(201)의 구동전원(Vddp)이 공급된다. Here, the input switching element nTr_in is an NMOS switching element, and its gate terminal and source terminal are connected together to the first node n1, and the drain terminal has a driving power source (20) of the driving
상기 제 1 인버터(441)는 제 1 PMOS 스위칭소자(pTr_1)와 제 1 NMOS 스위칭소자(nTr_1)로 구성되어 있다. The
상기 제 1 PMOS 스위칭소자(pTr_1)의 게이트단자는 상기 제 1 노드(n1)에 접속되며, 소스단자는 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)을 출력하는 출력라인에 접속되며, 그리고 드레인단자는 상기 제 1 NMOS 스위칭소자(nTr_1)의 드레인단자에 접속된다.The gate terminal of the first PMOS switching element pTr_1 is connected to the first node n1, and the source terminal is connected to an output line for outputting driving power Vddp from the driving
상기 제 1 NMOS 스위칭소자(nTr_1)의 게이트단자는 상기 제 1 노드(n1)에 접속되며, 소스단자는 접지단자에 접속되며, 그리고 드레인단자는 상기제 1 PMOS 스위칭소자(pTr_1)의 드레인단자에 접속된다.The gate terminal of the first NMOS switching element nTr_1 is connected to the first node n1, the source terminal is connected to the ground terminal, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the first PMOS switching element pTr_1. Connected.
상기 제 2 인버터(442)는 제 2 PMOS 스위칭소자(pTr_2)와 제 2 NMOS 스위칭소자(nTr_2)로 구성되어 있다. The
상기 제 2 PMOS 스위칭소자(pTr_2)의 게이트단자는 상기 제 1 PMOS의 소스단 자에 접속되며, 소스단자는 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)을 출력하는 출력라인에 접속되며, 그리고 드레인단자는 상기 제 2 NMOS 스위칭소자(nTr_2)의 드레인단자에 접속된다.The gate terminal of the second PMOS switching element pTr_2 is connected to the source terminal of the first PMOS, and the source terminal is connected to an output line for outputting driving power Vddp from the driving
상기 제 2 NMOS 스위칭소자(nTr_2)의 게이트단자는 상기 입력 스위칭소자(nTr_in)의 소스단자에 접속되며, 소스단자는 접지단자에 접속되며, 그리고 드레인단자는 상기 제 2 PMOS 스위칭소자(pTr_2)의 드레인단자에 접속된다.The gate terminal of the second NMOS switching element nTr_2 is connected to the source terminal of the input switching element nTr_in, the source terminal is connected to the ground terminal, and the drain terminal of the second PMOS switching element pTr_2 It is connected to the drain terminal.
상기 제 3 인버터(443)는 제 3 PMOS 스위칭소자(pTr_3)와 제 3 NMOS 스위칭소자(nTr_3)로 구성되어 있다. The
상기 제 3 PMOS 스위칭소자(pTr_3)의 게이트단자는 상기 제 2 PMOS의 소스단자에 접속되며, 소스단자는 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)을 출력하는 출력라인에 접속되며, 그리고 드레인단자는 상기 제 3 NMOS 스위칭소자(nTr_3)의 드레인단자에 접속된다.A gate terminal of the third PMOS switching element pTr_3 is connected to a source terminal of the second PMOS, and a source terminal of the third PMOS switching device pTr_3 is connected to an output line for outputting driving power Vddp from the driving
상기 제 3 NMOS 스위칭소자(nTr_3)의 게이트단자는 상기 입력 스위칭소자(nTr_in)의 소스단자에 접속되며, 소스단자는 접지단자에 접속되며, 그리고 드레인단자는 상기 제 3 PMOS 스위칭소자(pTr_3)의 드레인단자에 접속된다.The gate terminal of the third NMOS switching element nTr_3 is connected to the source terminal of the input switching element nTr_in, the source terminal is connected to the ground terminal, and the drain terminal of the third PMOS switching element pTr_3. It is connected to the drain terminal.
상기 제 3 PMOS의 드레인단자는 스위치(203)의 게이트단자에 접속되어 있다. 상기 스위치(203)는 PMOS 스위칭소자이다.The drain terminal of the third PMOS is connected to the gate terminal of the
타이밍 제어부(402)는 제 1 노드(n1)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 상기 구동전원(Vddp)을 제 2 노드(n2)에 공급하는 제 4 PMOS 스위칭소자(pTr_4)와 상기 제 2 노드(n2)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴 -온시 상기 구동전원(Vddp)을 상기 제 1 노드(n1)에 공급하는 제 5 내지 제 9 PMOS 스위칭소자(pTr_5, pTr_6, pTr_7, pTr_8, pTr_9)와 상기 제 2 노드(n2)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 상기 제 2 노드(n2)를 접지전압(VSS)으로 방전시키는 제 4 및 제 5 NMOS 스위칭소자(nTr_5)와 상기 제 2 노드(n2)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)을 상기 제 2 노드(n2)에 공급하는 제 6 NMOS 스위칭소자(nTr_6)와 상기 제 2 노드(n2)에 자신의 문턱전압을 공급하는 제 7 NMOS 스위칭소자(nTr_7)를 포함한다.The
상기 제 1 노드(n1)와 접지단자 사이에는 제 3 커패시터(C3)가 접속되며, 제 2 노드(n2)와 구동전원(Vddp)이 공급되는 단자 사이에는 제 4 커패시터(C4)가 접속된다.A third capacitor C3 is connected between the first node n1 and the ground terminal, and a fourth capacitor C4 is connected between the second node n2 and the terminal supplied with the driving power source Vddp.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 스위치 제어부(204)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the
제 1 노드(n1)의 전압은 구동전원(Vddp)의 전압과 상기 입력 스위칭소자(nTr_in)의 문턱전압간의 차전압에 해당한다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.The voltage of the first node n1 corresponds to the difference voltage between the voltage of the driving power source Vddp and the threshold voltage of the input switching element nTr_in. This is expressed as the following equation.
상기 V(n1)은 상기 제 1 노드(n1)의 전압을 나타내고, 상기 Vth(Tr_in)은 상기 입력 스위칭소자(nTr_in)의 문턱전압을 나타낸다.V (n1) represents the voltage of the first node n1, and Vth (Tr_in) represents the threshold voltage of the input switching element nTr_in.
이때, 상기 구동전원(Vddp)의 전압이 0이라고 가정할 때, 제 1 내지 제 3 인버터(443)는 동작하지 않으므로, 상기 제 3 인버터(443)로부터의 출력은 없다. At this time, assuming that the voltage of the driving power source Vddp is 0, since the first to
따라서, 스위치(203)는 턴-오프상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 구동전원 생성부(201)로부터출력된 구동전원(Vddp)은 정류부(202)에 공급되지 않는다.Thus, the
한편, 상기 구동전원(Vddp)의 전압이 서서히 증가하여 일정한 값을 가질 때는, 상기 제 1 내지 제 3 인버터(441, 442, 443)가 동작하여 턴-온신호를 출력한다.On the other hand, when the voltage of the driving power supply (Vddp) gradually increases to have a constant value, the first to
즉, 상기 제 1 노드(n1)의 전압이 상기 제 1 인버터(441)에 구비된 제 1 NMOS 스위칭소자(nTr_1)의 문턱전압 이상의 값을 가지면 상기 제 3 인버터(443)로부터의 최종출력이 0의 전압(턴-온신호, 즉 접지전압(VSS))을 나타낸다. That is, when the voltage of the first node n1 has a value equal to or greater than the threshold voltage of the first NMOS switching element nTr_1 included in the
다시말하면, 상기 제 1 노드(n1)의 전압이 다음과 같은 수식을 만족하면, 턴-온신호가 출력된다.In other words, when the voltage of the first node n1 satisfies the following equation, a turn-on signal is output.
여기서, 상기 Vth(NTr_1)는 제 1 NMOS 스위칭소자(nTr_1)의 문턱전압을 나타낸다.Here, Vth (NTr_1) represents the threshold voltage of the first NMOS switching device nTr_1.
상기 제 2 수학식에서 알 수 있듯이, 상기 구동전원(Vddp)의 전압이 상기 문턱전압의 합(입력 스위칭소자(nTr_in)의 문턱전압과 상기 제 1 NMOS 스위칭소자(nTr_1)의 문턱전압의 합)보다 크거나 같으면, 상기 스위치 제어부(204)는 접지전압(VSS)을 턴-온신호로서 출력한다.As can be seen from the second equation, the voltage of the driving power source Vddp is greater than the sum of the threshold voltages (sum of the threshold voltage of the input switching element nTr_in and the threshold voltage of the first NMOS switching element nTr_1). If greater than or equal to, the
상기 제 2 수학식을 만족하는 구동전원(Vddp)의 전압이 상기 제 1 노드(n1)에 공급되면, 상기 제 1 인버터(441)는 로우 상태의 신호(접지전압(VSS))를 출력하여 제 2 인버터(442)에 공급한다. 그러면, 상기 제 2 인버터(442)는 상기 로우 상태의 신호에 응답하여 하이 상태의 신호(구동전원(Vddp))를 출력하여 제 3 인버터(443)에 공급한다. 그러면, 상기 제 3 인버터(443)는 상기 하이 상태의 신호에 응답하여 로우 상태의 신호를 출력한다. 이 로우 상태의 신호가 상술한 턴-온신호이다.When the voltage of the driving power source Vddp satisfying the second equation is supplied to the first node n1, the
이 턴-온 신호는 상기 스위치(203)의 게이트단자에 공급되어, 상기 스위치(203)를 턴-온시킨다. 그러면, 상기 구동전원 생성부(201)로부터의 구동전원(Vddp)이 상기 턴-온된 스위치(203)를 통해 정류부(202)에 공급된다.This turn-on signal is supplied to the gate terminal of the
이와 같이, 상기 스위치 제어부(204)는 상기 구동전원(Vddp)의 전압이 상기 문턱전압의 합(기준전압)보다 크거나 같을 때 상기 스위치(203)를 턴-온시키며, 상기 구동전원(Vddp)의 전압이 상기 문턱전압(기준전압)의 합보다 작을 때 상기 스위치(203)를 턴-오프시킨다.As such, the
상기 입력 스위칭소자(nTr_in)의 문턱전압과 상기 제 1 NNOS 스위칭소자의 문턱전압을 조절함으로써, 상기 정류부(202)에 공급될 구동전원(Vddp)의 크기를 제어할 수 있다.By adjusting the threshold voltage of the input switching device nTr_in and the threshold voltage of the first NNOS switching device, the magnitude of the driving power Vddp to be supplied to the
한편, 타이밍 제어부(402)의 제 4 PMOS 스위칭소자(pTr_4)는 상기 구동전원(Vddp)이 일정값 이상으로 상승되지 않았을 때, 턴-온되어 상기 구동전원(Vddp)을 제 2 노드(n2)에 공급한다.On the other hand, the fourth PMOS switching device pTr_4 of the
이때, 상기 제 2 노드(n2)는 제 4 커패시터(C4)에 의해서 서서히 충전된다. 이 충전된 제 2 노드(n2)에 게이트단자가 접속된 제 4 및 제 5 NMOS 스위칭소자(nTr_5)가 턴-온된다. 이 턴-온된 제 4 및 제 5 NMOS 스위칭소자(nTr_5)를 통해, 접지전압(VSS)이 상기 제 2 노드(n2)에 공급된다.At this time, the second node n2 is gradually charged by the fourth capacitor C4. The fourth and fifth NMOS switching elements nTr_5 having gate terminals connected to the charged second node n2 are turned on. The ground voltage VSS is supplied to the second node n2 through the turned-on fourth and fifth NMOS switching elements nTr_5.
이때, 상기 제 2 노드(n2)는 제 7 NMOS 스위칭소자(nTr_7)에 의해 접지전압(VSS)으로 방전되지 않고, 상기 제7 NMOS 스위칭소자(nTr_7)의문턱전압으로 유지된다.At this time, the second node n2 is not discharged to the ground voltage VSS by the seventh NMOS switching element nTr_7, but is maintained at the threshold voltage of the seventh NMOS switching element nTr_7.
이 상태에서, 상기 구동전원(Vddp)이 서서히 증가하게 되어 일정값에 이르게 되면, 상기 제 2 노드(n2)에 게이트단자가 접속된 제 5 내지 제 9 PMOS 스위칭소자(pTr_5, pTr_6, pTr_7, pTr_8, pTr_9)가 모두 턴-온된다.In this state, when the driving power supply Vddp gradually increases to reach a predetermined value, the fifth to ninth PMOS switching devices pTr_5, pTr_6, pTr_7, and pTr_8 having gate terminals connected to the second node n2. , pTr_9) are all turned on.
이때, 상기 턴-온된 제 5 내지 제 9 PMOS 스위칭소자(pTr_5, pTr_6, pTr_7, pTr_8, pTr_9)이 저항 역할을 하며, 이 스위칭소자들과 제 3 커패시터(C3)에 의해 결정되는 시정수에 의해 상기 제 1 노드(n1)의 전압값이 제 1 인버터(441)에 공급되는 시간이 결정된다.In this case, the turned-on fifth to ninth PMOS switching devices pTr_5, pTr_6, pTr_7, pTr_8, and pTr_9 serve as resistances, and are determined by time constants determined by the switching elements and the third capacitor C3. The time at which the voltage value of the first node n1 is supplied to the
상기 스위칭소자들(pTr_5, pTr_6, pTr_7, pTr_8, pTr_9)의 수를 및 커패시터(C3)의 용량을 조절함으로써, 상기 출력 시간을 조절할 수있다.The output time can be adjusted by adjusting the number of the switching elements pTr_5, pTr_6, pTr_7, pTr_8, pTr_9 and the capacitance of the capacitor C3.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에따른 태그 칩에는 다음과 같은 효과가 있다.The tag chip according to the present invention as described above has the following effects.
본 발명의 실시예에 따른 태그 칩은 구동전원 생성부와 정류부간에 설치된 스위치 및 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함한다.The tag chip according to the embodiment of the present invention includes a switch installed between the driving power generation unit and the rectifier and a switch controller for controlling the switch.
본 발명의 실시예에 따른 태그 칩은 상기 구동전원 생성부로부터 생성되는 구동전원이 일정수준으로 승압되었을 때 스위치를 턴-온시킴으로써 안정적인 구동전원을 공급할 수 있다.The tag chip according to the exemplary embodiment of the present invention may supply stable driving power by turning on a switch when the driving power generated from the driving power generation unit is boosted to a predetermined level.
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