KR101037513B1 - 정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그 - Google Patents

정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그 Download PDF

Info

Publication number
KR101037513B1
KR101037513B1 KR1020080126590A KR20080126590A KR101037513B1 KR 101037513 B1 KR101037513 B1 KR 101037513B1 KR 1020080126590 A KR1020080126590 A KR 1020080126590A KR 20080126590 A KR20080126590 A KR 20080126590A KR 101037513 B1 KR101037513 B1 KR 101037513B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bipolar junction
junction transistor
voltage
base
rfid tag
Prior art date
Application number
KR1020080126590A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100067968A (ko
Inventor
강희복
홍석경
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020080126590A priority Critical patent/KR101037513B1/ko
Publication of KR20100067968A publication Critical patent/KR20100067968A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101037513B1 publication Critical patent/KR101037513B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/0772—Physical layout of the record carrier
    • G06K19/07735—Physical layout of the record carrier the record carrier comprising means for protecting against electrostatic discharge
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 RFID 리더로부터 입력되는 무선 신호를 수신하는 안테나부, 및 베이스가 플로팅 상태로 설정된 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor)를 구비한 정전기 방전부를 포함하는 RFID 태그로서, 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되어 고전류가 흘러나가도록 하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 개시한다.
RFID, 태그, 정전기, 방전, BJT, 플로팅, 베이스, 열전압

Description

정전기 방전 기능을 갖는 ＲＦＩＤ 태그 {RFID TAG WITH ELECTROSTATIC DISCHARGE}
본 발명은 RFID 리더로부터 입력되는 무선 신호를 수신하는 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 정전기 방전부를 통해 고전류를 흘려내보내는 RFID 태그와 관련된다.
더 상세하게는, 베이스가 플로팅상태로 설정된 바이폴라 접합 트랜지스터를 포함하는 정전기 방전부에 고전압이 인가될 경우 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되어 고전류를 접지 단자로 흘려내보내는 RFID 태그와 관련된다.
RFID란 무선 신호를 이용하여 사물을 자동으로 식별하기 위하여 식별 대상 사물에는 RFID 태그를 부착하고 무선 신호를 이용한 송수신을 통해 RFID 리더와 통신을 하는 비접촉식 자동 식별 방식을 제공하는 기술로서, 종래의 자동 식별 기술인 바코드 및 광학 문자 인식 기술의 단점을 보완할 수 있는 기술이다.
최근에 들어, RFID 태그는 물류 관리 시스템, 사용자 인증 시스템, 전자 화폐 시스템, 교통 시스템 등의 여러 가지 경우에 이용되고 있다.
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, 사용자 인증 시스템에서는 개인 정보 등을 기록한 IC 카드를 이용하여 입실 관리 등을 행하고 있다.
일반적으로 RFID 태그에는 불휘발성 강유전체 메모리가 사용될 수 있다.
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.
이러한 FeRAM은 디램과 거의 유사한 구조를 갖는 소자로서, 기억 소자로 강유전체 커패시터를 사용한다. 강유전체는 높은 잔류 분극 특성을 가지는데, 그 결과 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는다.
RFID는 여러 대역의 주파수를 사용하는데, 주파수 대역에 따라 그 특성이 달라진다. 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.
도 1은 종래 기술에 따른 RFID 태그의 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 RFID 태그는 크게 안테나부(10), 아날로그부(100), 디지털부(200) 및 메모리부(300)를 포함한다.
안테나부(10)는 RFID 리더로부터 송신된 무선 신호를 수신하는 역할을 한다. 수신된 무선 신호는 안테나 패드(11,12)를 통해 아날로그부(100)로 입력된다.
아날로그부(100)는 입력된 무선 신호를 증폭하여, RFID 태그의 구동전압인 전원전압 VDD을 생성한다. 그리고 입력된 무선 신호에서 동작 명령신호를 검출하여 명령신호 CMD를 디지털부(200)에 출력한다. 그 외에, 아날로그부(100)는 출력 전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋신호 POR와 클럭신호 CLK를 디지털부(200)로 출력한다.
디지털부(200)은 아날로그부(100)로부터 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클럭신호 CLK 및 명령신호 CMD를 입력받아, 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어신호 CTR 및 클럭 CLK을 메모리(300)에 출력한다.
메모리(300)는 메모리 소자를 이용하여 데이타를 리드/라이트하고, 데이터를 저장한다.
종래 기술에 따른 RFID 태그는 안테나 패드(11,12) 사이에 정전기(Electrostatic)가 발생하면, 안테나 패드(11,12) 사이에 순간적으로 고전압이 걸리게 때문에 RFID 태그 전체가 손상되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 안테나 패드(11,12) 사이에 정전기 방전부(미도시)가 포함될 수 있는데, 이하에서는 종래 기술에 따른 정전기 방전부의 구조와 동작원리 및 문제점을 살펴본다.
도 2a는 종래 기술에 따른 정전기 방전부의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 정전기 방전부는 NP 형 다이오드로 구성된다. 안테나 패드(11,12)와 정전기 방전부의 다이오드는 연결부(111,112)를 통해 연결된다. 연결부(111,112)는 전도성 물질이다. 안테나 패드(11)는 연결부(111)를 통해 N 형 영 역(21)에 연결된다. 안테나 패드(12)는 연결부(112)를 통해 P 형 영역(22)에 연결된다. N 형 영역(21)과 P 형 영역(22)은 P-Well(23)에 의해 각각 둘러싸이고, P-Well(23)에 의해 서로 분리된다. NP 형 다이오드는 P-Well(23)에 바이어스 전압 Vbias을 인가하여 NP 형 다이오드의 활성화 여부를 제어한다.
도 2b는 종래 기술에 따른 정전기 방전부의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2b를 참조하면, VL 이하 또는 VH 이상의 전압이 인가되면 다이오드가 순 바이어스되어 N 형 영역(21)으로부터 P 형 영역(22)으로 전류가 흐르게 된다. 이 때, -Vi ~ VL 구간의 무선 신호가 입력되면, 다이오드가 순 바이어스되어 N 형 영역(21)에서 P 형 영역(22)으로 전류가 흐르게 된다. 따라서 정전기 방전부는 정전기가 아닌 정상적인 무선 신호를 방전시키는 문제점이 있다.
정상적인 무선 신호가 방전되는 것을 막기 위해서는 VL ~ Vi 구간의 무선 신호만을 송수신해야 하는데, 이 경우 정상적인 RF 통신을 할 수 있는 RF 유효 전압 영역이 -Vi ~ Vi에서 VL ~ Vi로 좁아지는 문제점이 있다.
일반적으로 RFID 태그는 임계치 이상의 전압이 입력될 경우 손상이 발생한다. RFID 태그에 손상이 가지 않는 입력 전압의 범위는 -Vc ~ Vc이고, Vc는 대략 10 (V) 정도이다. 이 때, Vc ~ VH 사이의 고전압이 인가될 경우, 임계치 이상의 전압이 인가되었음에도 불구하고 바이폴라 접합 트랜지스터는 턴 오프 상태이다. 따라서 고전압에 의해 발생한 고전류가 정전기 방전부를 통해 방전되지 못하고, 그 결과 RFID 태그가 손상되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, RFID 리더로부터 입력되는 무선 신호를 수신하는 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 정전기 방전부를 통해 고전류를 흘려내보내는 RFID 태그와 관련이 있다.
본 발명은 RFID 리더로부터 입력되는 무선 신호를 수신하는 안테나부, 및 베이스가 플로팅 상태로 설정된 바이폴라 접합 트랜지스터를 구비한 정전기 방전부를 포함하는 RFID 태그로서, 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되어 고전류가 흘러나가도록 하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 개시한다.
첫째, 본 발명은 RFID 태그에서 안테나 패드 사이에서 정전기가 발생할 때 고전류를 접지 단자로 흐르게 함으로써, RFID 태그의 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 정전기 방지 수단으로 바이폴라 접합 트랜지스터를 사용함으로써, 저비용으로 정전기 방지 수단을 갖춘 RFID 태그를 생산할 수 있다는 장점이 있다.
셋째, 본 발명은 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스 단자에 별도의 바이어스 전류를 인가하지 않고 플로팅 상태가 되도록 함으로써, 바이폴라 접합 트랜지스 터의 구조 및 회로 구성이 간단해지는 장점이 있다.
넷째, 본 발명은 무선 신호가 입력될 때는 바이폴라 접합 트랜지스터를 턴 오프시키고, 정전기에 의한 고전압이 입력될 때만 바이폴라 접합 트랜지스터를 턴 온시킴으로써, 무선 신호가 방전되는 통신 불량이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
다섯째, 본 발명은 바이폴라 접합 트랜지스터의 열전압을 RFID 태그가 정상적으로 동작할 수 있는 범위 내에서 설정함으로써, 정전기에 의해 어떤 고전압이 발생하여도 RFID 태그의 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 전체 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 RFID 태그는 크게 안테나부(10), 아날로그부(100), 디지털부(200) 및 메모리부(300)를 포함한다.
안테나부(10)는 RFID 리더로부터 송신된 무선 신호를 수신하는 역할을 한다. 수신된 무선 신호는 안테나 패드(11,12)를 통해 아날로그부(100)로 입력된다.
아날로그부(100)는 정전기 방전부(110), 전압 증폭부(120), 복조부(130), 클럭 발생부(140), 파워 온 리셋부(150) 및 변조부(160)를 포함한다.
정전기 방전부(110)는 안테나 패드(11,12) 사이에 연결되고, 정전기가 발생했을 때 고전압에 의해 발생하는 고전류를 접지 단자로 흘려보내는 역할을 한다. 구체적인 정전기 방전부(110)의 구조 및 동작은 후술한다.
전압 증폭부(120)는 안테나부(10)로부터 인가되는 무선 신호를 정류 및 승압 하여 RFID 태그의 구동전압인 전원전압 VDD을 생성한다.
복조부(130)는 전압 증폭부(120)의 출력전압에 따라 안테나부(10)로부터 입력되는 무선 신호에서 동작 명령신호를 검출하여 명령신호 CMD를 생성하고, 생성된 명령신호 CMD를 디지털부(200)에 출력한다.
클럭 발생부(140)는 전압 증폭부(120)에서 생성된 전원전압 VDD에 따라 디지털부(200)의 동작을 제어하기 위한 클럭 CLK를 디지털부(200)에 공급한다.
파워 온 리셋부(150)는 전압 증폭부(120)에서 생성된 전원전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋신호 POR를 디지털부(200)에 출력한다.
변조부(160)는 디지털부(200)로부터 입력되는 응답신호 RP를 변조하여 안테나부(10)에 전송한다.
디지털부(200)는 아날로그부(100)로부터 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클럭 CLK 및 명령신호 CMD를 입력받아 명령신호 CMD를 해석하고 제어신호 및 처리신호들을 생성한다. 그리고 제어신호 및 처리신호에 대응하는 응답신호 RP를 아날로그부(20)로 출력한다.
또한, 디지털부(200)는 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어신호 CTR 및 클럭 CLK을 메모리부(300)에 출력한다. 메모리부(300)는 데이터를 저장 소자에 라이트하고, 저장 소자에 저장된 데이터를 리드하는 역할을 한다.
메모리(300)로는 불휘발성 강유전체 메모리(FeRAM;Ferroelectric Random Access Memory)가 사용될 수 있다. FeRAM은 디램(DRAM;Dynamic Random Access Memory) 정도의 데이터 처리 속도를 갖는다. 또한, FeRAM은 디램과 거의 유사한 구 조를 가지고, 커패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 가진다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는다.
이하에서는 정전기 방전부(110)의 구조 및 동작을 구체적으로 살펴보기로 한다. 본 발명의 정전기 방전부(110)는 바이폴라 접합 트랜지스터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 4a를 참조하면, 본 실시예의 바이폴라 접합 트랜지스터는 에미터 E, 베이스 B 및 컬렉터 C를 포함하는 PNP 형 트랜지스터이다. 본 실시예의 바이폴라 접합 트랜지스터는 베이스 B를 플로팅 상태로 설정함(베이스 B에 별도의 바이어스 전압을 인가하지 않음)으로써, 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작을 제어한다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4b를 참조하면, 안테나 패드(11,12)와 정전기 방전부(110)의 바이폴라 접합 트랜지스터는 연결부(111,112)를 통해 연결된다. 연결부(111,112)는 전도성 물질이다. 안테나 패드(11)는 연결부(111)를 통해 P 형 영역(410)에 연결된다. P 형 영역(410)은 바이폴라 접합 트랜지스터의 에미터 E에 해당한다. P 형 영역(410)은 N-Well(420)에 의해 둘러싸이고, N-Well(420)은 P-Well(430)에 의해 둘러싸인다. N-Well(420)은 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스 B에 해당한다. 그리고 안테나 패드(12)는 연결부(112)를 통해 P 형 영역(440)에 연결된다. 상기한 P-Well(430)과 P 형 영역(440)은 바이폴라 접합 트랜지스터의 컬렉터 C에 해당한다. 안테나 패드(12)는 접지 단자에 연결되는 것으로 가정한다.
본 실시예에서는 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스 B를 플로팅 상태로 설정한다. 즉, 바이폴라 접합 트랜지스터에 별도의 바이어스 전압을 인가하지 않는다.
베이스 B가 플로팅된 상태에서 안테나 패드(11,12) 사이에 무선 신호가 입력되면 에미터 E로부터 베이스 B로, 베이스 B로부터 컬렉터 C로 누설 전류가 발생한다. 하지만 누설 전류의 양은 바이폴라 접합 트랜지스터를 턴 온시킬 정도는 아니다.
그런데 안테나 패드(11,12) 사이에 정전기에 의한 고전압이 인가되면 누설 전류가 증가하기 때문에 에미터 E와 베이스 B 사이의 전압 차가 커지게 된다. 누설 전류가 점차 증가하여 에미터 E와 베이스 B 사이의 전압 VBE 차이가 열전압 Vt 보다 커지면 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온된다. 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되면 에미터 E로부터 베이스 B로 정공이 계속적으로 유입되고 베이스 B로부터 컬렉터 C로 핫 캐리어(Hot Carrier)인 정공이 계속적으로 공급되어 바이폴라 접합 트랜지스터의 턴 온 상태가 유지된다. 따라서 정전기에 의해 발생된 고전류가 접지 단자로 흘러버리게 된다.
도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4c를 참조하면, 바이폴라 접합 트랜지스터는 에미터 E와 베이스 B 사이의 전압 VBE이 열전압 Vt보다 작은 경우인 -Vt ~ Vt 영역에서 턴 오프된 상태(바이폴라 접합 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않는 상태)이고, -Vt 이하 또는 Vt 이상의 영역에서 턴 온된 상태(바이폴라 접합 트랜지스터를 통해 전류가 흐르는 상태)이다. 즉, 안테나 패드(11,12)를 통해 인가되는 전압이 -Vt 이하 또는 Vt 이상인 경우에 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온된다.
상기한 것처럼, 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온/오프되는 구간의 크기는 바이폴라 접합 트랜지스터 자체의 특성인 열전압 Vt의 크기에 의해 결정된다. 일반적으로 바이폴라 접합 트랜지스터의 열전압 Vt은 대략 5 (V) 정도이므로, 바이폴라 접합 트랜지스터는 -5 ~ 5 (V) 구간에서 턴 오프된다. RF 입력 전압 영역은 대략 -1.5 ~ 1.5 (V) 정도이므로, 무선 신호가 수신될 때 바이폴라 접합 트랜지스터는 항상 턴 오프 상태를 유지한다. 따라서 제 1 실시예에서는 수신된 무선 신호가 방전되어 생기는 통신 불량이 발생하지 않는다.
한편, RFID 태그에 손상이 가지 않는 입력 전압의 범위는 대략 -10 ~ 10 (V) 정도이다. 안테나 패드(11,12)사이에 정전기가 발생하면 바이폴라 접합 트랜지스터의 에미터 E와 베이스 B, 베이스 B와 컬렉터 C 사이의 누설 전류가 점차적으로 증가한다. 누설 전류가 증가하여 베이스 B와 에미터 E사이의 전압 VBE이 -5 (V) 이하 또는 5 (V) 이상이 되면 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온된다. 그 결과 정전기에 의해 발생한 고전류가 접지 단자로 흘러나가게 된다. 따라서 VBE 값이 항상 -5 ~ 5 (V) 구간에서 제한되기 때문에, 안테나 패드(11,12)에서 정전기가 발생하더라도 RFID 태그가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 5a를 참조하면, 본 실시예의 바이폴라 접합 트랜지스터는 컬렉터 C, 베이스 B 및 에미터 E를 포함하는 NPN 형 트랜지스터이다. 본 실시예의 바이폴라 접합 트랜지스터는 베이스 B를 플로팅 상태로 설정함(베이스 B에 별도의 바이어스 전압을 인가하지 않음)으로써, 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작을 제어한다.
도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 안테나 패드(11,12)와 정전기 방전부(110)의 바이폴라 접합 트랜지스터는 연결부(111,112)를 통해 연결된다. 연결부(111,112)는 전도성 물질이다. 안테나 패드(11)는 연결부(111)를 통해 N 형 영역(510)에 연결된다. N 형 영역(510)은 바이폴라 접합 트랜지스터의 컬렉터 C에 해당한다. N 형 영역(510)은 P-Well(520)에 의해 둘러싸이고, P-Well(520)은 N-Well(530)에 의해 둘러싸인다. P-Well(520)은 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스 B에 해당한다. 그리고 안테나 패드(12)는 연결부(112)를 통해 N 형 영역(540)에 연결된다. 상기한 N-Well(530)과 N 형 영역(540)은 바이폴라 접합 트랜지스터의 에미터 E에 해당한다. 안테나 패드(12)는 접지 단자에 연결되는 것으로 가정한다.
본 실시예에서는 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스 B를 플로팅 상태로 설정한다. 즉, 바이폴라 접합 트랜지스터에 별도의 바이어스 전압을 인가하지 않는 다.
베이스 B가 플로팅된 상태에서 안테나 패드(11,12) 사이에 무선 신호가 입력되면 컬렉터 C로부터 베이스 B로, 베이스 B로부터 에미터 E로 누설 전류가 발생한다. 하지만 누설 전류의 양은 바이폴라 접합 트랜지스터를 턴 온시킬 정도는 아니다.
그런데 안테나 패드(11,12) 사이에 정전기에 의한 고전압이 인가되면 누설 전류가 증가하기 때문에 베이스 B와 에미터 E 사이의 전압 차가 커지게 된다. 누설 전류가 점차 증가하여 베이스 B와 에미터 E 사이의 전압 VBE 차이가 열전압 Vt 보다 커지면 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온된다. 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되면 컬렉터 C로부터 베이스 B로 전자가 계속적으로 유입되고 베이스 B로부터 에미터 E로 핫 캐리어인 전자가 계속적으로 공급되어 바이폴라 접합 트랜지스터의 턴 온 상태가 유지된다. 따라서 정전기에 의해 발생된 고전류가 접지 단자로 흘러버리게 된다.
도 5c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5c를 참조하면, 바이폴라 접합 트랜지스터는 베이스 B와 에미터 E 사이의 전압 VBE이 열전압 Vt보다 작은 경우인 -Vt ~ Vt 영역에서 턴 오프된 상태(바이폴라 접합 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않는 상태)이고, -Vt 이하 또는 Vt 이상의 영역에서 턴 온된 상태(바이폴라 접합 트랜지스터를 통해 전류가 흐르는 상태)이다. 즉, 안테나 패드(11,12)를 통해 인가되는 전압이 -Vt 이하 또는 Vt 이상인 경우에 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온된다.
상기한 것처럼, 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온/오프되는 구간의 크기는 바이폴라 접합 트랜지스터 자체의 특성인 열전압 Vt의 크기에 의해 결정된다. 일반적으로 바이폴라 접합 트랜지스터의 열전압 Vt은 대략 5 (V) 정도이므로, 바이폴라 접합 트랜지스터는 -5 ~ 5 (V) 구간에서 턴 오프된다. RF 입력 전압 영역은 대략 -1.5 ~ 1.5 (V) 정도이므로, 무선 신호가 수신될 때 바이폴라 접합 트랜지스터는 항상 턴 오프 상태를 유지한다. 따라서 제 2 실시예에서는 수신된 무선 신호가 방전되어 생기는 통신 불량이 발생하지 않는다.
한편, RFID 태그에 손상이 가지 않는 입력 전압의 범위는 대략 -10 ~ 10 (V) 정도이다. 안테나 패드(11,12)사이에 정전기가 발생하면 바이폴라 접합 트랜지스터의 컬렉터 C와 베이스 B, 베이스 B와 에미터 E 사이의 누설 전류가 점차적으로 증가한다. 누설 전류가 증가하여 베이스 B와 에미터 E사이의 전압 VBE이 -5 (V) 이하 또는 5 (V) 이상이 되면 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온된다. 그 결과 정전기에 의해 발생한 고전류가 접지 단자로 흘러나가게 된다. 따라서 VBE 값이 항상 -5 ~ 5 (V) 구간에서 제한되기 때문에, 안테나 패드(11,12)에서 정전기가 발생하더라도 RFID 태그가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 RFID 태그의 전체 구성도이다.
도 2a는 종래 기술에 따른 정전기 방전부의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 종래 기술에 따른 정전기 방전부의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 전체 구성도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이폴라 접합 트랜지스터의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.

Claims (24)

  1. RFID 리더로부터 입력되는 무선 신호를 수신하는 안테나부; 및
    베이스에 바이어스 전압을 인가하지 않음으로써 상기 베이스를 플로팅 상태로 설정하는 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Juction Transistor)를 구비하며, 상기 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 고전류를 접지단자로 흘려보내는 정전기 방전부를 포함하며, 상기 정전기는 상기 무선 신호의 전압보다는 크고 RFID 태그가 정상적으로 동작할 수 있는 최대 전압인 임계 전압의 크기보다는 작은 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이폴라 접합 트랜지스터는 PNP 형 바이폴라 접합 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 상기 바이폴라 접합 트랜지스터의 에미터와 상기 베이스 사이 및 상기 베이스와 컬렉터 사이의 누설 전류가 증가하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 누설 전류가 증가함에 따라 상기 바이폴라 접합 트랜지스터의 에미터-베이스 전압이 증가하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 에미터-베이스 전압의 크기가 상기 바이폴라 접합 트랜지스터의 열전압의 크기보다 절대값이 커지면 상기 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온(Turn On)되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되면 상기 안테나부에 정전기가 발생하여 생성된 고전류가 상기 바이폴라 접합 트랜지스터를 통해 접지단자로 흐르는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 열전압의 크기는 상기 무선 신호의 전압값보다 절대값이 큰 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 열전압의 크기는 상기 임계 전압의 크기보다 절대값이 작은 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이폴라 접합 트랜지스터는 NPN 형 바이폴라 접합 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나부에 정전기가 발생하여 고전류가 생성된 경우, 상기 바이폴라 접합 트랜지스터의 컬렉터와 상기 베이스 사이 및 상기 베이스와 에미터 사이의 누설 전류가 증가하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 누설 전류가 증가함에 따라 상기 바이폴라 접합 트랜지스터의 베이스- 에미터 전압이 증가하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 베이스-에미터 전압의 크기가 상기 바이폴라 접합 트랜지스터의 열전압의 크기보다 절대값이 커지면 상기 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 온되면 상기 안테나부에 정전기가 발생하여 생성된 고전류가 상기 바이폴라 접합 트랜지스터를 통해 접지단자로 흐르는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 열전압의 크기는 상기 무선 신호의 전압값보다 절대값이 큰 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 열전압의 크기는 RFID 태그가 정상적으로 동작할 수 있는 최대 전압인 임계 전압의 크기보다 절대값이 작은 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 신호가 수신되는 경우에는 상기 바이폴라 접합 트랜지스터가 턴 오프 상태인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 무선 신호는 전압값이 -1.5 ~ 1.5 (V)인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나부로부터 수신된 상기 무선 신호를 증폭하여 전원 전압을 생성하고, 상기 무선 신호로부터 동작 명령 신호를 검출하여 명령 신호를 생성하며, 생성된 상기 전원 전압과 상기 명령 신호를 출력하는 아날로그부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 아날로그부로부터 출력된 상기 전원 전압을 인가받아 구동되고, 상기 명령 신호를 수신하여 응답 신호를 생성하는 디지털부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 디지털부로부터 출력된 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 상기 디지털부에 제공하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 메모리부는 강유전체 메모리(Ferroelectric Random Access Memory)인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
KR1020080126590A 2008-12-12 2008-12-12 정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그 KR101037513B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080126590A KR101037513B1 (ko) 2008-12-12 2008-12-12 정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080126590A KR101037513B1 (ko) 2008-12-12 2008-12-12 정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100067968A KR20100067968A (ko) 2010-06-22
KR101037513B1 true KR101037513B1 (ko) 2011-05-26

Family

ID=42366488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080126590A KR101037513B1 (ko) 2008-12-12 2008-12-12 정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101037513B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101966463B1 (ko) 2013-12-19 2019-04-08 현대자동차주식회사 소음 억제 필름 커패시터 모듈 및 이를 갖는 차량용 인버터

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659296B1 (ko) * 2005-12-27 2006-12-20 삼성전자주식회사 과전압 제어 리미터 및 이를 갖는 ｒｆｉｄ 태그
KR100732276B1 (ko) * 2005-05-30 2007-06-25 주식회사 하이닉스반도체 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 ｒｆｉｄ 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100732276B1 (ko) * 2005-05-30 2007-06-25 주식회사 하이닉스반도체 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 ｒｆｉｄ 장치
KR100659296B1 (ko) * 2005-12-27 2006-12-20 삼성전자주식회사 과전압 제어 리미터 및 이를 갖는 ｒｆｉｄ 태그

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100067968A (ko) 2010-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101043835B1 (ko) 듀얼 안테나를 포함하는 ｒｆｉｄ 태그
KR101031414B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치
KR101037513B1 (ko) 정전기 방전 기능을 갖는 ｒｆｉｄ 태그
US8939377B2 (en) RFID device
US20110025472A1 (en) Connection port system
US20100277281A1 (en) Rfid tag and method for driving the same
KR101150523B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치
KR101939239B1 (ko) Ｒｆｉｄ 통신용 포락선 검출기
KR101068313B1 (ko) 웨이퍼 상에서 테스트 가능한 ｒｆｉｄ 태그 및 그 테스트 방법
KR101031404B1 (ko) 전원 전압 조정 기능을 가지는 ｒｆｉｄ 태그
KR101067886B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치
KR20110012507A (ko) Ｒｆｉｄ 테스트 시스템
KR101010097B1 (ko) 전원 전압 조정 기능을 가지는 ｒｆｉｄ 태그
KR101043380B1 (ko) 정전기 방전(ｅｓｄ) 전하 충전 회로, 이를 포함하는 ｒｆｉｄ 장치 및 모바일 시스템
KR101067876B1 (ko) Ｒｆｉｄ의 센싱 장치
KR101031478B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치
KR101139490B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치
KR101077449B1 (ko) 연결 인터페이스를 포함하는 ｒｆｉｄ 시스템
KR101061342B1 (ko) 연결 포트 시스템
KR101067887B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치
KR101102653B1 (ko) Ｌｅｄ 패키지 및 이를 포함하는 ｒｆｉｄ 시스템
KR101068314B1 (ko) 웨이퍼 상에서 테스트 가능한 ｒｆｉｄ 태그 및 그 테스트 방법
KR101031428B1 (ko) 다중 클록을 생성하는 ｒｆｉｄ 태그
KR101102722B1 (ko) Ｌｅｄ 패키지 및 이를 포함하는 ｒｆｉｄ 시스템
KR101037499B1 (ko) Ｒｆｉｄ 태그

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee