KR101010144B1 - Rfid device including dual antenna - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 RF 태그를 이용하여 NF(Near Field) 통신 및 FF(Far Field) 통신을 모두 수행할 수 있는 RFID 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an RFID device capable of performing both Near Field (NF) communication and Far Field (FF) communication using one RF tag.

구체적으로, 본 발명은 제 1 대역폭 및 제 2 대역폭에서 통신을 수행하는 안테나부, 및 상기 안테나부를 통해 수신되는 무선 주파수 신호를 분리하고, 분리된 무선 주파수 신호를 정류 및 승압하는 전압 멀티플라이어를 포함하는 RFID 장치로서, 상기 전압 멀티플라이어는 상기 안테나부를 통해 인가되는 무선 주파수 신호를 분리하고, 분리된 무선 주파수 신호를 정류하여 출력하는 복수 개의 정류부, 및 상기 정류부에서 정류된 전압을 각각 승압하여 저장하고 RFID의 동작 전압으로 사용되는 전원전압을 생성하는 복수 개의 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치를 개시한다. Specifically, the present invention includes an antenna unit for communicating at a first bandwidth and a second bandwidth, and a voltage multiplier for separating radio frequency signals received through the antenna unit and rectifying and boosting the separated radio frequency signals. An RFID device, wherein the voltage multiplier separates a radio frequency signal applied through the antenna unit, a plurality of rectifiers rectifying and outputs the separated radio frequency signal, and boosts and stores the voltage rectified by the rectifier, respectively. Disclosed is a RFID device comprising a plurality of capacitors for generating a power supply voltage used as an operating voltage of an RFID.

RFID, NF, FF, 통신, 안테나, 신호, 분리, 정류, 커패시터 RFID, NF, FF, Communication, Antenna, Signal, Separation, Rectification, Capacitor

Description

듀얼 안테나를 포함하는 ＲＦＩＤ 장치 {RFID DEVICE INCLUDING DUAL ANTENNA}RFID device with dual antenna {RFID DEVICE INCLUDING DUAL ANTENNA}

본 발명은 NF(Near Field) RFID 방식의 통신과 FF(Far Field) RFID 방식의 통신을 모두 사용할 수 있는 RFID 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는 NF RFID 및 FF RFID 통신을 위한 별도의 안테나를 하나의 RFID 태그 내에 구비함으로써 두 가지 통신을 모두 사용할 수 있도록 하는 RFID 장치와 관련된다.The present invention relates to an RFID device capable of using both NF (Near Field) RFID communication and FF (Far Field) RFID communication. More specifically, the present invention relates to an RFID device that enables the use of both communications by providing separate antennas for NF RFID and FF RFID communications in one RFID tag.

RFID(Radio Frequency Identification)란 무선 라디오 전파를 이용하여 사물을 자동으로 식별하기 위하여 식별 대상 사물에는 RFID 태그를 부착하고 라이도 주파수를 이용한 송수신을 통해 RFID 태그 리더와 통신을 하는 비접촉식 자동 식별 방식을 제공하는 기술로서, 종래의 자동 식별 기술인 바코드 및 광학 문자 인식 기술의 단점을 보완할 수 있는 기술이다.RFID (Radio Frequency Identification) is a non-contact automatic identification method that attaches an RFID tag to an object to be identified and automatically communicates with an RFID tag reader by using a radio frequency to identify the object using wireless radio waves. As a technology, it is a technology that can compensate for the disadvantages of the conventional automatic identification technology of barcode and optical character recognition technology.

최근에 들어, RFID 장치는 물류 관리 시스템, 사용자 인증 시스템, 전자 화폐 시스템, 교통 시스템 등의 여러 가지 경우에 이용되고 있다.Recently, RFID devices have been used in various cases, such as logistics management systems, user authentication systems, electronic money systems, and transportation systems.

예를 들어, 물류 관리 시스템에서는 배달 전표 또는 태그 대신에 데이터가 기록된 IC(Integrated Circuit) 태그를 이용하여 화물의 분류 또는 재고 관리 등이 행해지고 있다. 또한, 한편, 사용자 인증 시스템에서는 개인 정보 등을 기록한 IC 카드를 이용하여 입실 관리 등을 행하고 있다.For example, in the logistics management system, cargo classification or inventory management is performed using an integrated circuit (IC) tag in which data is recorded instead of a delivery slip or a tag. On the other hand, in the user authentication system, entrance management and the like are performed using an IC card that records personal information and the like.

일반적으로 RFID 장치에는 불휘발성 강유전체 메모리가 사용될 수 있다.In general, a nonvolatile ferroelectric memory may be used in an RFID device.

불휘발성 강유전체 메모리 즉, FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)은 디램(DRAM;Dynamic Random Access Memory) 정도의 데이터 처리 속도를 갖고, 전원의 오프시에도 데이터가 보존되는 특성 때문에 차세대 기억 소자로 주목받고 있다. Nonvolatile ferroelectric memories, or ferroelectric random access memories (FeRAMs), have a data processing speed of about DRAM (DRAM) and are attracting attention as next-generation memory devices because of their characteristics that data is preserved even when the power is turned off.

이러한 FeRAM은 디램과 거의 유사한 구조를 갖는 기억소자로서 커패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 이용한 것이다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는다. The FeRAM is a memory device having a structure almost similar to that of a DRAM, and uses a ferroelectric material as a capacitor material, and uses high residual polarization characteristic of the ferroelectric material. Due to this residual polarization characteristic, data is not erased even when the electric field is removed.

RFID는 여러 대역의 주파수를 사용하는데, 주파수 대역에 따라 그 특성이 달라진다.RFID uses several bands of frequency, and its characteristics vary depending on the frequency band.

일반적으로 RFID는 주파수 대역이 낮을수록 인식 속도가 느리고 짧은 거리에서 동작하며, 환경의 영향을 적게 받는다. 반대로, 주파수 대역이 높을수록 인식 속도가 빠르고 긴 거리에서 동작하며, 환경의 영향을 많이 받는다.In general, the lower the frequency band, the slower the recognition speed, the shorter the distance operation, and is less affected by the environment. On the contrary, the higher the frequency band, the faster the recognition speed and the longer the distance is affected by the environment.

종래의 RFID 태그는 저주파 대역에서 사용하는 RFID 태그와 고주파 대역에서 사용하는 RFID 태그가 따로 존재한다. 즉, 저주파 대역에서 통신이 가능한 안테나를 구비한 RFID 태그와 고주파 대역에서 통신이 가능한 안테나를 구비한 RFID 태그가 별도로 존재하여, 사용 목적에 따라 서로 다른 RFID 태그를 사용해야 한다는 문 제점이 있다.Conventional RFID tags exist separately from RFID tags used in the low frequency band and RFID tags used in the high frequency band. That is, there is a problem in that an RFID tag having an antenna capable of communicating in the low frequency band and an RFID tag having an antenna capable of communicating in the high frequency band exist separately, so that different RFID tags should be used according to the purpose of use.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, NF 및 FF 통신을 위한 별도의 안테나를 하나의 RFID 태그 내에 구비함으로써 두 가지 통신을 모두 사용할 수 있도록 하는 RFID 장치와 관련된다.The present invention relates to an RFID device that enables the use of both communications by providing separate antennas for NF and FF communications in one RFID tag to solve the above problems.

본 발명은 NF(Near Field) 통신을 수행하는 제 1 안테나; FF(Far Field) 통신을 수행하는 제 2 안테나; 및 제 1 안테나, 제 2 안테나를 통해 수신되는 무선 주파수 신호를 분리하고, 분리된 무선 주파수 신호를 정류 및 승압하는 전압 멀티플라이어를 포함하는 RFID 장치로서, 전압 멀티플라이어는 제 1 안테나, 제 2 안테나를 통해 인가되는 무선 주파수 신호를 분리하고, 분리된 무선 주파수 신호를 정류하여 출력하는 복수 개의 정류부, 및 정류부에서 정류된 전압을 각각 승압하여 저장하고 RFID의 동작 전압으로 사용되는 전원전압을 생성하는 복수 개의 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다. The present invention includes a first antenna for performing NF (Near Field) communication; A second antenna for performing far field (FF) communication; And a voltage multiplier for separating a radio frequency signal received through a first antenna and a second antenna, and rectifying and boosting the separated radio frequency signal, wherein the voltage multiplier includes a first antenna and a second antenna. A plurality of rectifiers for separating the radio frequency signal applied through the rectified, rectified and output the separated radio frequency signal, and boosts and stores the voltage rectified by the rectifier, respectively, and generates a power supply voltage used as the operating voltage of the RFID It is characterized by having two capacitors.

본 발명의 RFID 장치는 저주파 대역에서 NF 통신이 가능한 안테나와 고주파 대역에서 FF 통신이 가능한 안테나를 구비한 RFID에서의 전압 멀티플라이어를 구비함으로써, 하나의 RFID 태그를 사용하여 NF 통신과 FF 통신을 모두 수행할 수 있다는 장점이 있다.The RFID device of the present invention includes a voltage multiplier in RFID having an antenna capable of NF communication in a low frequency band and an antenna capable of FF communication in a high frequency band, thereby performing both NF communication and FF communication using one RFID tag. The advantage is that it can be done.

추가적으로, 전압 멀티플라이어에 포함되는 정류부에 고유전율의 강유전체 커패시터를 적용하여 RFID의 전체적인 사이즈를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the overall size of the RFID can be reduced by applying a high dielectric constant ferroelectric capacitor to the rectifier included in the voltage multiplier.

본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로서, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능하며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention are for purposes of illustration, and those skilled in the art can make various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, and such modifications may be made by the following claims. Should be seen as belonging to.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 1은 본 발명에 따른 RFID 장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an RFID device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 RFID 장치는 크게 아날로그 블럭(100)과, 디지털 블럭(200) 및 불휘발성 강유전체 메모리(300)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the RFID device of the present invention includes an analog block 100, a digital block 200, and a nonvolatile ferroelectric memory 300.

여기서, 아날로그 블럭(100)은 전압 멀티플라이어(Voltage Multiplier;110), 모듈레이터(Modulator;120), 디모듈레이터(Demodulator;130), 클럭 발생부(140), 전압 더블러(Voltage Doubler;150) 및 파워온 리셋부(Power On Reset;160)를 구비한다. Here, the analog block 100 may include a voltage multiplier 110, a modulator 120, a demodulator 130, a clock generator 140, a voltage doubler 150, and a power. An on reset unit 160 is provided.

아날로그 블럭(100)의 안테나부(10)는 제 1 안테나(11)와 제 2 안테나(12)를 포함하고, 외부의 리더기 또는 라이터기와 RFID 간에 데이터를 송수신하는 역할을 한다. 전압 멀티플라이어(110)는 제 1 안테나(11)와 제 2 안테나(12)로부터 인가되는 무선 주파수 신호를 정류 및 승압하여 RFID의 구동전압인 전원전압 VDD을 생성한다. The antenna unit 10 of the analog block 100 includes a first antenna 11 and a second antenna 12, and serves to transmit and receive data between an external reader or writer and RFID. The voltage multiplier 110 rectifies and boosts the radio frequency signals applied from the first antenna 11 and the second antenna 12 to generate a power supply voltage VDD which is a driving voltage of the RFID.

모듈레이터(120)는 디지털 블럭(200)으로부터 인가되는 응답 신호 RP를 모듈 레이팅하여 안테나(10)에 전송한다. The modulator 120 modulates the response signal RP applied from the digital block 200 and transmits it to the antenna 10.

디모듈레이터(130)는 전압 멀티플라이어(110)의 출력전압에 따라 제 1 안테나(11)와 제 2 안테나(12)로부터 인가되는 무선 주파수 신호에서 동작 명령 신호를 검출하여 명령신호 CMD를 디지털 블럭(200)에 출력한다. The demodulator 130 detects an operation command signal from a radio frequency signal applied from the first antenna 11 and the second antenna 12 according to the output voltage of the voltage multiplier 110 to convert the command signal CMD into the digital block 200. )

클럭 발생부(140)는 전압 멀티플라이어(110)의 출력 전압 VDD에 따라 디지털 블럭(200)의 동작을 제어하기 위한 클럭 CLK를 디지털 블럭(200)에 공급한다. The clock generator 140 supplies the clock CLK for controlling the operation of the digital block 200 to the digital block 200 according to the output voltage VDD of the voltage multiplier 110.

전압 더블러(150)는 전압 멀티플라이어(110)로부터 인가되는 전원전압 VDD을 승압하여 2배의 승압전압 VDD2를 FeRAM(300)에 공급한다. The voltage doubler 150 boosts the power supply voltage VDD applied from the voltage multiplier 110 and supplies a double boosted voltage VDD2 to the FeRAM 300.

파워온 리셋부(160)는 전압 멀티플라이어(110)의 출력 전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋신호 POR를 디지털 블럭(200)에 출력한다. The power-on reset unit 160 senses the output voltage VDD of the voltage multiplier 110 and outputs a power-on reset signal POR for controlling the reset operation to the digital block 200.

디지털 블럭(200)은 아날로그 블럭(100)으로부터 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클럭 CLK 및 명령신호 CMD를 인가받아 명령신호 CMD를 해석하고 제어신호 및 처리 신호들을 생성하여 아날로그 블럭(20)에 해당하는 응답신호 RP를 출력한다. The digital block 200 receives a power supply voltage VDD, a power-on reset signal POR, a clock CLK, and a command signal CMD from the analog block 100, interprets the command signal CMD, generates control signals, and processes signals, thereby generating the analog block 20. Outputs the response signal RP corresponding to

그리고, 디지털 블럭(200)은 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어신호 CTR 및 클럭 CLK을 FeRAM(300)에 출력한다. FeRAM(300)은 불휘발성 강유전체 커패시터 소자를 이용하여 데이타를 리드/라이트 하는 메모리 블럭이다. The digital block 200 outputs the address ADD, the input / output data I / O, the control signal CTR, and the clock CLK to the FeRAM 300. The FeRAM 300 is a memory block that reads / writes data using a nonvolatile ferroelectric capacitor device.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전압 멀티플라이어(110)의 상세 회로도이다.2 is a detailed circuit diagram of the voltage multiplier 110 according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 전압 멀티플라이어(110)는 복수 개의 커패시터 C11~C1N,C21~C2N, 복수 개의 쇼트키(Schottky) 다이오드 D11~DN1,D12~DN2 및 복수 개의 커패시터 C31~C3N를 포함한다. 복수 개의 쇼트키 다이오드 D11~DN1,D12~DN2는 정류수단으로 사용된다. 정류 수단인 복수 개의 쇼트키 다이오드는 (D11,D12),...,(DN1,DN2)와 같이 쌍을 이루어 직렬 연결될 수 있다. 쇼트키 다이오드는 PN형 또는 NP형 다이오드로 구성될 수 있다. 여기서, 복수 개의 커패시터 C11~C1N,C21~C2N 및 복수 개의 커패시터 C31~C3N는 상유전체 커패시터로 이루어진다. The voltage multiplier 110 of the present invention includes a plurality of capacitors C11 to C1N, C21 to C2N, a plurality of Schottky diodes D11 to DN1, D12 to DN2, and a plurality of capacitors C31 to C3N. A plurality of Schottky diodes D11 to DN1 and D12 to DN2 are used as rectifying means. A plurality of Schottky diodes, which are rectifying means, may be connected in series as pairs (D11, D12), ..., (DN1, DN2). The Schottky diode may be composed of a PN type or an NP type diode. Here, the plurality of capacitors C11 to C1N, C21 to C2N, and the plurality of capacitors C31 to C3N are formed of dielectric dielectric capacitors.

제 1 안테나(11)는 패러데이(Faraday)의 자기 유도 원리로 동작하는 NF RFID 통신을 수행한다. NF RFID 통신은 1 Mhz 이하의 저주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이하의 작동 거리에서 동작한다.The first antenna 11 performs NF RFID communication operating on a Faraday magnetic induction principle. NF RFID communication is a communication method using a low frequency region of 1 Mhz or less. This communication method operates at operating distances of 50 cm or less.

제 2 안테나(12)는 전자기파 에너지의 원리로 동작하는 FF RFID 통신을 수행한다. FF RFID 통신은 100Mhz 이상의 고주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이상의 작동 거리에서 동작한다.The second antenna 12 performs FF RFID communication operating on the principle of electromagnetic wave energy. FF RFID communication is a communication method using a high frequency region of 100Mhz or more. This communication method operates at a working distance of more than 50 cm.

본 발명은 제 1 안테나(11) 및 제 2 안테나(12)로부터 무선 신호를 수신하기 때문에 RF 리더기와 RF 태그와의 거리에 관계없이 무선 신호를 송수신할 수 있다.Since the present invention receives the radio signals from the first antenna 11 and the second antenna 12, it is possible to transmit and receive radio signals regardless of the distance between the RF reader and the RF tag.

제 1 안테나(11) 및 제 2 안테나(12)를 통해 수신된 무선 신호는 전압 멀티플라이어(110)로 입력된다. The wireless signal received through the first antenna 11 and the second antenna 12 is input to the voltage multiplier 110.

복수 개의 커패시터 C11~C1N,C21~C2N, 복수 개의 쇼트키 다이오드 D11~DN1,D12~DN2 및 복수 개의 커패시터 C31~C3N의 정류 및 승압 동작에 의해 RFID 칩의 동작 전압인 전원전압 VDD을 DC 전원 출력단으로 출력한다. The rectifying and boosting operations of the plurality of capacitors C11 to C1N, C21 to C2N, the plurality of Schottky diodes D11 to DN1, D12 to DN2, and the plurality of capacitors C31 to C3N are used to convert the supply voltage VDD, the operating voltage of the RFID chip, into the DC power output terminal. Will output

구체적으로, 다이오드 D11,D12의 정류작용에 의해 커패시터 C31에 차지를 저장하고, 다이오드 D21,D22의 정류작용에 의해 커패시터 C31에 저장된 차지를 승압 하여 커패시터 C32에 저장한다. 이러한 정류 동작과 승압 동작을 순차적으로 수행하여 최종 단의 다이오드 DN1,DN2을 통해 전원전압 VDD를 생성하게 된다. Specifically, the charge is stored in the capacitor C31 by the rectification of diodes D11 and D12, and the charge stored in the capacitor C31 is boosted and stored in the capacitor C32 by the rectification of the diodes D21 and D22. The rectifying operation and the boosting operation are sequentially performed to generate the power supply voltage VDD through the diodes DN1 and DN2 of the final stage.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전압 멀티플라이어(110)의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the voltage multiplier 110 according to the second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 전압 멀티플라이어(110)는 복수 개의 강유전체 커패시터 F11~F1N,F21~F2N, 복수 개의 쇼트키 다이오드 D11~DN1,D12~DN2 및 복수 개의 강유전체 커패시터 F31~F3N를 포함한다. 복수 개의 쇼트키 다이오드 D11~DN1,D12~DN2는 정류수단으로 사용된다. 정류 수단인 복수 개의 쇼트키 다이오드는 (D11,D12),...,(DN1,DN2)와 같이 쌍을 이루어 직렬 연결될 수 있다. 쇼트키 다이오드는 PN형 또는 NP형 다이오드로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the voltage multiplier 110 of the present invention includes a plurality of ferroelectric capacitors F11 to F1N, F21 to F2N, a plurality of Schottky diodes D11 to DN1, D12 to DN2, and a plurality of ferroelectric capacitors F31 to F3N. do. A plurality of Schottky diodes D11 to DN1 and D12 to DN2 are used as rectifying means. A plurality of Schottky diodes, which are rectifying means, may be connected in series as pairs (D11, D12), ..., (DN1, DN2). The Schottky diode may be composed of a PN type or an NP type diode.

제 1 안테나(11)는 패러데이의 자기 유도 원리로 동작하는 NF RFID 통신을 수행한다. NF RFID 통신은 1 Mhz 이하의 저주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이하의 작동 거리에서 동작한다.The first antenna 11 performs NF RFID communication operating on Faraday's magnetic induction principle. NF RFID communication is a communication method using a low frequency region of 1 Mhz or less. This communication method operates at operating distances of 50 cm or less.

제 2 안테나(12)는 전자기파 에너지의 원리로 동작하는 FF RFID 통신을 수행한다. FF RFID 통신은 100Mhz 이상의 고주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이상의 작동 거리에서 동작한다.The second antenna 12 performs FF RFID communication operating on the principle of electromagnetic wave energy. FF RFID communication is a communication method using a high frequency region of 100Mhz or more. This communication method operates at a working distance of more than 50 cm.

제 1 안테나(11) 및 제 2 안테나(12)를 통해 수신된 무선 신호는 전압 멀티플라이어(110)로 입력된다.The wireless signal received through the first antenna 11 and the second antenna 12 is input to the voltage multiplier 110.

복수 개의 커패시터 F11~F1N,F21~F2N, 복수 개의 쇼트키 다이오드 D11~DN1,D12~DN2 및 복수 개의 커패시터 F31~F3N의 정류 및 승압 동작에 의해 RFID 칩의 동작 전압인 전원전압 VDD을 DC 전원 출력단으로 출력한다. The rectifying and boosting operation of the plurality of capacitors F11 to F1N, F21 to F2N, the plurality of Schottky diodes D11 to DN1, D12 to DN2, and the plurality of capacitors F31 to F3N is used to convert the supply voltage VDD, which is the operating voltage of the RFID chip, to the DC power output terminal. Will output

구체적으로, 다이오드 D11,D12의 정류작용에 의해 커패시터 F31에 차지를 저장하고, 다이오드 D21,D22의 정류작용에 의해 커패시터 F31에 저장된 차지를 승압하여 커패시터 F32에 저장한다. 이러한 정류 동작과 승압 동작을 순차적으로 수행하여 최종 단의 다이오드 DN1,DN2을 통해 전원전압 VDD를 생성하게 된다. Specifically, the charge is stored in the capacitor F31 by the rectification of the diodes D11 and D12, and the charge stored in the capacitor F31 is boosted and stored in the capacitor F32 by the rectification of the diodes D21 and D22. The rectifying operation and the boosting operation are sequentially performed to generate the power supply voltage VDD through the diodes DN1 and DN2 of the final stage.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전압 멀티플라이어(110)의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of the voltage multiplier 110 according to the third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 전압 멀티플라이어(110)는 복수 개의 커패시터 C11~C1N,C21~C2N, 복수 개의 NMOS 트랜지스터 N11~NN1,N12~NN2와 복수 개의 커패시터 C31~C3N를 포함한다. 복수 개의 NMOS 트랜지스터 N11~NN1,N12~NN2는 정류수단으로 사용된다. 정류 수단인 NMOS 트랜지스터는 (N11,N12),...,(NN1,NN2)와 같이 쌍을 이루어 직렬 연결될 수 있다. 여기서, 복수 개의 커패시터 C11~C1N,C21~C2N 및 복수 개의 커패시터 C31~C3N는 상유전체 커패시터로 이루어진다.Referring to FIG. 4, the voltage multiplier 110 of the present invention includes a plurality of capacitors C11 to C1N, C21 to C2N, a plurality of NMOS transistors N11 to NN1, N12 to NN2, and a plurality of capacitors C31 to C3N. The plurality of NMOS transistors N11 to NN1 and N12 to NN2 are used as rectification means. The NMOS transistors, which are the rectifying means, may be connected in series in pairs such as (N11, N12), ..., (NN1, NN2). Here, the plurality of capacitors C11 to C1N, C21 to C2N, and the plurality of capacitors C31 to C3N are formed of dielectric dielectric capacitors.

제 1 안테나(11)는 패러데이의 자기 유도 원리로 동작하는 NF RFID 통신을 수행한다. NF RFID 통신은 1 Mhz 이하의 저주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이하의 작동 거리에서 동작한다.The first antenna 11 performs NF RFID communication operating on Faraday's magnetic induction principle. NF RFID communication is a communication method using a low frequency region of 1 Mhz or less. This communication method operates at operating distances of 50 cm or less.

제 2 안테나(12)는 전자기파 에너지의 원리로 동작하는 FF RFID 통신을 수행한다. FF RFID 통신은 100Mhz 이상의 고주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이상의 작동 거리에서 동작한다.The second antenna 12 performs FF RFID communication operating on the principle of electromagnetic wave energy. FF RFID communication is a communication method using a high frequency region of 100Mhz or more. This communication method operates at a working distance of more than 50 cm.

본 발명은 제 1 안테나(11) 및 제 2 안테나(12)로부터 무선 신호를 수신하기 때문에 RF 리더기와 RF 태그와의 거리에 관계없이 무선 신호를 송수신할 수 있다.Since the present invention receives the radio signals from the first antenna 11 and the second antenna 12, it is possible to transmit and receive radio signals regardless of the distance between the RF reader and the RF tag.

제 1 안테나(11) 및 제 2 안테나(12)를 통해 수신된 무선 신호는 전압 멀티플라이어(110)로 입력된다. The wireless signal received through the first antenna 11 and the second antenna 12 is input to the voltage multiplier 110.

복수 개의 커패시터 C11~C1N,C21~C2N, 복수 개의 NMOS 트랜지스터 N11~NN1,N12~NN2 및 복수 개의 커패시터 C31~C3N의 정류 및 승압 동작에 의해 RFID 칩의 동작 전압인 전원전압 VDD을 DC 전원 출력단으로 출력한다.The rectifying and boosting operation of the plurality of capacitors C11 to C1N, C21 to C2N, the plurality of NMOS transistors N11 to NN1, N12 to NN2, and the plurality of capacitors C31 to C3N is applied to the DC power output terminal. Output

구체적으로, NMOS 트랜지스터 N11,N12의 정류작용에 의해 커패시터 C31에 차지를 저장하고, NMOS 트랜지스터 N21,N22의 정류작용에 의해 커패시터 C31에 저장된 차지를 승압하여 커패시터 C32에 저장한다. 이러한 정류 동작과 승압 동작을 순차적으로 수행하여 최종 단의 NMOS 트랜지스터 NN1,NN2을 통해 전원전압 VDD를 생성하게 된다. Specifically, the charge is stored in the capacitor C31 by the rectification of the NMOS transistors N11 and N12, and the charge stored in the capacitor C31 is boosted and stored in the capacitor C32 by the rectification of the NMOS transistors N21 and N22. The rectifying operation and the boosting operation are sequentially performed to generate the power supply voltage VDD through the NMOS transistors NN1 and NN2 of the final stage.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전압 멀티플라이어(110)의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of the voltage multiplier 110 according to the fourth embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 전압 멀티플라이어(110)는 복수 개의 강유전체 커패시터 F11~F1N,F21~F2N, 복수 개의 NMOS 트랜지스터 N11~NN1,N12~NN2 및 복수 개의 강유전체 커패시터 F31~F3N를 포함한다. 복수 개의 NMOS 트랜지스터 N11~NN1,N12~NN2는 정류 수단으로 사용된다. 정류 수단인 NMOS 트랜지스터는 (N11,N12),...,(NN1,NN2)와 같이 쌍을 이루어 직렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5, the voltage multiplier 110 of the present invention includes a plurality of ferroelectric capacitors F11 to F1N, F21 to F2N, a plurality of NMOS transistors N11 to NN1, N12 to NN2, and a plurality of ferroelectric capacitors F31 to F3N. . The plurality of NMOS transistors N11 to NN1 and N12 to NN2 are used as rectification means. The NMOS transistors, which are the rectifying means, may be connected in series in pairs such as (N11, N12), ..., (NN1, NN2).

제 1 안테나(11)는 패러데이의 자기 유도 원리로 동작하는 NF RFID 통신을 수행한다. NF RFID 통신은 1 Mhz 이하의 저주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이하의 작동 거리에서 동작한다.The first antenna 11 performs NF RFID communication operating on Faraday's magnetic induction principle. NF RFID communication is a communication method using a low frequency region of 1 Mhz or less. This communication method operates at operating distances of 50 cm or less.

제 2 안테나(12)는 전자기파 에너지의 원리로 동작하는 FF RFID 통신을 수행한다. FF RFID 통신은 100Mhz 이상의 고주파수 영역을 사용하는 통신 방식이다. 이 통신 방식은 50cm 이상의 작동 거리에서 동작한다.The second antenna 12 performs FF RFID communication operating on the principle of electromagnetic wave energy. FF RFID communication is a communication method using a high frequency region of 100Mhz or more. This communication method operates at a working distance of more than 50 cm.

제 1 안테나(11) 및 제 2 안테나(12)를 통해 수신된 무선 신호는 전압 멀티플라이어(110)로 입력된다. The wireless signal received through the first antenna 11 and the second antenna 12 is input to the voltage multiplier 110.

복수 개의 강유전체 커패시터 F11~F1N,F21~F2N, 복수 개의 NMOS 트랜지스터 N11~NN1,N12~NN2 및 복수 개의 커패시터 F31~F3N의 정류 및 승압 동작에 의해 RFID 칩의 동작 전압인 전원전압 VDD을 DC 전원 출력단으로 출력한다. The rectifying and boosting operation of the plurality of ferroelectric capacitors F11 to F1N, F21 to F2N, the plurality of NMOS transistors N11 to NN1, N12 to NN2, and the plurality of capacitors F31 to F3N is used to supply the supply voltage VDD, which is the operating voltage of the RFID chip, to the DC power output stage. Will output

구체적으로, NMOS 트랜지스터 N11,N12의 정류작용에 의해 커패시터 F31에 차지를 저장하고, NMOS 트랜지스터 N21,N22의 정류작용에 의해 커패시터 F31에 저장된 차지를 승압하여 커패시터 F32에 저장한다. 이러한 정류 동작과 승압 동작을 순차적으로 수행하여 최종 단의 NMOS 트랜지스터 NN1,NN2을 통해 전원전압 VDD를 생성하게 된다. Specifically, the charge is stored in the capacitor F31 by the rectifying action of the NMOS transistors N11 and N12, and the charge stored in the capacitor F31 is boosted and stored in the capacitor F32 by the rectifying action of the NMOS transistors N11 and N12. The rectifying operation and the boosting operation are sequentially performed to generate the power supply voltage VDD through the NMOS transistors NN1 and NN2 of the final stage.

도 1은 본 발명에 따른 RFID 장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an RFID device according to the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전압 멀티플라이어의 상세 회로도이다.2 is a detailed circuit diagram of the voltage multiplier according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전압 멀티플라이어의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of a voltage multiplier according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전압 멀티플라이어의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of a voltage multiplier according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전압 멀티플라이어의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of a voltage multiplier according to a fourth embodiment of the present invention.

Claims (16)

NF(Near Field) 통신을 수행하는 제 1 안테나; A first antenna for performing NF (Near Field) communication; FF(Far Field) 통신을 수행하는 제 2 안테나; 및 A second antenna for performing far field (FF) communication; And 상기 제 1 안테나, 상기 제 2 안테나를 통해 수신되는 무선 주파수 신호를 분리하고, 분리된 무선 주파수 신호를 정류 및 승압하는 전압 멀티플라이어를 포함하는 RFID 장치로서,An RFID device comprising a voltage multiplier separating a radio frequency signal received through the first antenna and the second antenna, and rectifying and boosting the separated radio frequency signal. 상기 전압 멀티플라이어는 The voltage multiplier 상기 제 1 안테나, 상기 제 2 안테나를 통해 인가되는 무선 주파수 신호를 분리하고, 분리된 무선 주파수 신호를 정류하여 출력하는 복수 개의 정류부, 및A plurality of rectifiers separating the radio frequency signals applied through the first antenna and the second antenna, and rectifying and outputting the separated radio frequency signals; 상기 정류부에서 정류된 전압을 각각 승압하여 저장하고 RFID의 동작 전압으로 사용되는 전원전압을 생성하는 복수 개의 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.And a plurality of capacitors each configured to boost and store the voltage rectified by the rectifier and generate a power supply voltage used as an operating voltage of the RFID. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 안테나는 1 Mhz 이하의 저주파 영역인 제 1 대역폭에서 통신을 수행하고, 상기 제 2 안테나는 100 Mhz 이상의 고주파 영역인 제 2 대역폭에서 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.And the first antenna communicates in a first bandwidth of a low frequency region of 1 MHz or less, and the second antenna communicates in a second bandwidth of a high frequency region of 100 MHz or more. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 복수 개의 정류부는 쇼트키 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And the plurality of rectifiers comprise a Schottky diode. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 복수 개의 정류부는 서로 다른 타입의 다이오드가 직렬 연결된 다이오드 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And the plurality of rectifiers comprise diode pairs in which different types of diodes are connected in series. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 복수 개의 정류부는 복수 개의 PN형 다이오드가 복수 개의 쌍으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. The plurality of rectifiers RFID device, characterized in that a plurality of PN-type diodes are connected in series in a plurality of pairs. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6, 상기 복수 개의 커패시터는 The plurality of capacitors 상기 제 1 안테나, 상기 제 2 안테나로부터 인가되는 상기 무선 주파수 신호의 입력단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 복수 개의 PN형 다이오드 사이에 연결된 복수 개의 제 1 커패시터; 및 A plurality of first capacitors connected between the first antenna and the input terminal of the radio frequency signal applied from the second antenna and the plurality of PN diodes formed of a plurality of pairs; And 상기 제 1 안테나, 상기 제 2 안테나의 접지 전압단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 복수 개의 PN형 다이오드 사이에 연결된 복수 개의 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And a plurality of second capacitors connected between the first antenna, the ground voltage terminal of the second antenna, and the plurality of PN-type diodes formed of a plurality of pairs. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 복수 개의 제 1 커패시터 각각은 상기 복수 개의 PN형 다이오드의 N 형 영역 또는 P형 영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And each of the plurality of first capacitors is connected to an N-type region or a P-type region of the plurality of PN-type diodes. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 복수 개의 제 2 커패시터 각각은 상기 복수 개의 PN형 다이오드의 N형 영역 또는 P형 영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And each of the plurality of second capacitors is connected to an N-type region or a P-type region of the plurality of PN-type diodes. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 복수 개의 정류부는 복수 개의 NMOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And the plurality of rectifiers comprise a plurality of NMOS transistors. 청구항 10에 있어서, The method according to claim 10, 상기 복수 개의 NMOS 트랜지터는 쌍으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And the plurality of NMOS transistors are connected in series in pairs. 청구항 11에 있어서, The method of claim 11, 상기 복수 개의 커패시터는 The plurality of capacitors 상기 제 1 안테나, 상기 제 2 안테나로부터 인가되는 상기 무선 주파수 신호의 입력단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 NMOS 트랜지스터 사이에 연결된 복수 개의 제 1 커패시터; 및 A plurality of first capacitors coupled between an input terminal of the radio frequency signal applied from the first antenna and the second antenna and the NMOS transistor including a plurality of pairs; And 상기 제 1 안테나, 상기 제 2 안테나의 접지 전압단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 NMOS 트랜지스터 사이에 연결된 복수 개의 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. And a plurality of second capacitors connected between the first antenna, the ground voltage terminal of the second antenna, and the NMOS transistor including a plurality of pairs. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 안테나는 1 Mhz 이하의 저주파 영역인 제 1 대역폭에서 통신을 수행하고,The first antenna communicates in a first bandwidth, which is a low frequency region of 1 MHz or less, 상기 제 2 안테나는 100 Mhz 이상의 고주파 영역인 제 2 대역폭에서 통신을 수행하고,The second antenna communicates in a second bandwidth that is a high frequency region of 100 Mhz or more, 상기 복수 개의 정류 수단은 복수 개의 PN형 다이오드가 복수 개의 쌍으로 연결되고, The plurality of rectifying means is a plurality of PN-type diodes are connected in a plurality of pairs, 상기 복수 개의 커패시터는 상기 제 1 및 제 2 안테나로부터 인가되는 상기 무선 주파수 신호의 입력단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 복수 개의 PN형 다이오드 사이에 연결된 복수 개의 제 1 커패시터, 및 상기 제 1 및 제 2 안테나의 접지 전압단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 복수 개의 PN형 다이오드 사이에 연결된 복수 개의 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치. The plurality of capacitors may include a plurality of first capacitors connected between an input terminal of the radio frequency signal applied from the first and second antennas and the plurality of PN diodes formed of a plurality of pairs, and the first and second antennas. And a plurality of second capacitors connected between the ground voltage terminal of the plurality of pairs and the plurality of PN diodes. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 안테나는 1 Mhz 이하의 저주파 영역인 제 1 대역폭에서 통신을 수행하고,The first antenna communicates in a first bandwidth, which is a low frequency region of 1 MHz or less, 상기 제 2 안테나는 100 Mhz 이상의 고주파 영역인 제 2 대역폭에서 통신을 수행하고,The second antenna communicates in a second bandwidth that is a high frequency region of 100 Mhz or more, 상기 복수 개의 정류 수단은 NMOS 트랜지스터가 쌍으로 연결되고, The plurality of rectifying means is connected to a pair of NMOS transistors, 상기 복수 개의 커패시터는 상기 제 1 및 제 2 안테나로부터 인가되는 상기 무선 주파수 신호의 입력단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 NMOS 트랜지스터 사이에 연결된 복수 개의 제 1 커패시터, 및 상기 제 1 및 제 2 안테나의 접지 전압단과 복수 개의 쌍으로 이루어진 상기 NMOS 트랜지스터 사이에 연결된 복수 개의 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치 The plurality of capacitors may include a plurality of first capacitors connected between an input terminal of the radio frequency signal applied from the first and second antennas and the NMOS transistor including a plurality of pairs, and ground voltages of the first and second antennas. RFID device comprising a plurality of second capacitors connected between the stage and the NMOS transistor composed of a plurality of pairs 청구항 1, 청구항 13 또는 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1, 13 or 14, 상기 복수 개의 커패시터는 상유전체 커패시터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 장치 RFID device, characterized in that the plurality of capacitors are made of a dielectric dielectric capacitor 청구항 1, 청구항 13 또는 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1, 13 or 14, 상기 복수 개의 커패시터는 불휘발성 강유전체 커패시터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 장치 The plurality of capacitors RFID device, characterized in that consisting of a nonvolatile ferroelectric capacitor
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KR100696776B1 (en) * 2006-02-17 2007-03-19 주식회사 하이닉스반도체 Voltage multiplier in RFID with non-volatile ferroelectric memory

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