KR101991123B1 - Sensor device including ring oscillator cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a sensor device comprising a ring oscillator cell.
금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOS field-effect transistor)는 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 일반적인 전계효과 트랜지스터(FET)이다. 줄여서 MOSFET(모스펫)이라고도 한다. 모스펫은 N형 반도체나 P형 반도체 재료 의 채널로 구성되어 있으며, 이 재료에 따라서 크게 엔모스펫(NMOSFET)이나 피모스펫(PMOSFET), 두 가지를 모두 가진 소자를 씨모스펫(cMOSFET, complementary MOSFET)으로 분류한다. MOSFET은 다양한 종류의 소자를 만드는 데 이용된다. MOS field-effect transistors are the most common field-effect transistors (FETs) in digital and analog circuits. Also called MOSFET (MOSFET) for short. The MOSFET is composed of an N-type semiconductor or a P-type semiconductor material channel, and a device having both a NMOSFET and a PMOSFET according to the material is used as a cMOSFET (complementary MOSFET) Classify. MOSFETs are used to make various kinds of devices.
링 오실레이터(발진기)는 홀수 개의 반전 증폭기 또는 인버터나 지연기를 루프순환 형태로 직렬 연결시킨 순차논리회로형 발진기를 의미한다. 링 오실레이터는 별도로 정해진 입력과 출력이 없는 특징이 있다. 또한, 링 오실레이터는 그 구조가 단순하여, 집적회로 내에 많이 사용된다.A ring oscillator (oscillator) means an odd number of inverting amplifiers or a sequential logic circuit oscillator in which an inverter or a delay is connected in series in the form of a loop circuit. The ring oscillator is characterized by a separate input and output. Further, the ring oscillator has a simple structure and is widely used in an integrated circuit.
일반적인 링 오실레이터는 홀수 개의 인버터를 직렬 연결하여 구성한다.A typical ring oscillator consists of an odd number of inverters connected in series.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a sensor device including a ring oscillator cell.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따라 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치에 있어서, 상기 링 오실레이터 셀은 복수의 노드를 포함하고, 상기 센서 장치는, 상기 복수의 노드 중 적어도 하나와 연결되는 감지부, 상기 링 오실레이터 셀의 출력을 측정하는 출력 측정부 및 상기 출력의 변화에 기초하여 상기 감지부와 연결된 객체의 저항 및 캐퍼시턴스 중 적어도 하나의 변화를 판단하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sensor device including a ring oscillator cell, wherein the ring oscillator cell includes a plurality of nodes, and the sensor device includes at least one of the plurality of nodes An output measuring unit for measuring an output of the ring oscillator cell, and a controller for determining at least one of a resistance and a capacitance of an object connected to the sensing unit based on a change in the output.
또한, 상기 링 오실레이터 셀은, 적어도 하나의 NAND 게이트, 하나 이상의 인버터 및 상기 NAND 게이트에 전압을 인가하는 전원부; 를 포함하는, 제1 링 오실레이터 셀을 포함할 수 있다.The ring oscillator cell may include at least one NAND gate, at least one inverter, and a power supply unit for applying a voltage to the NAND gate; And a first ring oscillator cell, including a first ring oscillator cell.
또한, 상기 링 오실레이터 셀은, 적어도 하나의 3상 인버터, 하나 이상의 인버터 및 상기 3상 인버터에 전압을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.In addition, the ring oscillator cell may include at least one three-phase inverter, one or more inverters, and a power supply unit for applying a voltage to the three-phase inverter.
또한, 센서 장치는, 복수의 인버터를 포함하는 제2 링 오실레이터 셀을 더 포함할 수 있다.Further, the sensor device may further include a second ring oscillator cell including a plurality of inverters.
또한, 센서 장치는, 복수의 상기 제1 링 오실레이터 셀 및 복수의 상기 제2 링 오실레이터 셀을 포함하고, 상기 복수의 제1 링 오실레이터 셀 및 상기 복수의 제2 링 오실레이터 셀은, 프랙탈 구조로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.The sensor device further includes a plurality of the first ring oscillator cells and a plurality of the second ring oscillator cells, wherein the plurality of first ring oscillator cells and the plurality of second ring oscillator cells are connected in a fractal structure .
또한, 상기 감지부는, 상기 객체의 저항의 변화를 판단하는 데 이용되는 제1 감지부 및 상기 객체의 캐퍼시턴스의 변화를 감지하는 데 이용되는 제2 감지부를 포함할 수 있다.The sensing unit may include a first sensing unit used to determine a change in resistance of the object and a second sensing unit used to sense a change in capacitance of the object.
또한, 상기 제1 감지부는 상기 복수의 노드 중 적어도 하나와 VDD 사이에 연결되고, 상기 제2 감지부는 상기 복수의 노드에 포함된 두 노드 사이에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first sensing unit may be connected between VDD and at least one of the plurality of nodes, and the second sensing unit may be connected between two nodes included in the plurality of nodes.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따라 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치는, 적어도 하나의 3상 인버터, 하나 이상의 인버터 및 상기 3상 인버터에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는, 링 오실레이터 셀, 상기 적어도 하나의 3상 인버터 및 상기 하나 이상의 인버터 중 적어도 하나와 연결되는 감지부, 상기 링 오실레이터 셀의 출력을 측정하는 출력 측정부 및 상기 출력의 변화에 기초하여 상기 감지부와 연결된 객체의 저항 또는 캐퍼시턴스 변화를 판단하는 제어부를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a sensor device including a ring oscillator cell, including: at least one three-phase inverter; at least one inverter; and a power source for applying a voltage to the three- An output measuring unit for measuring an output of the ring oscillator cell and an output measuring unit for measuring an output of the object connected to the sensing unit based on a change in the output of the at least one three-phase inverter and the at least one inverter, And a control unit for determining a resistance or a change in capacitance of the capacitor.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따라 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치는, 적어도 하나의 NAND 게이트, 하나 이상의 인버터 및 상기 NAND 게이트에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는, 링 오실레이터 셀, 상기 적어도 하나의 NAND 게이트 및 상기 하나 이상의 인버터 중 적어도 하나와 연결되는 감지부, 상기 링 오실레이터 셀의 출력을 측정하는 출력 측정부 및 상기 출력의 변화에 기초하여 상기 감지부와 연결된 객체의 저항 또는 캐퍼시턴스 변화를 판단하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sensor apparatus including a ring oscillator cell including a ring oscillator cell including at least one NAND gate, at least one inverter, and a power supply unit for applying a voltage to the NAND gate. A sensing unit coupled to at least one of the at least one NAND gate and the at least one inverter, an output measuring unit for measuring an output of the ring oscillator cell, and an output measuring unit for measuring a resistance of the object connected to the sensing unit, And a control unit for determining a change in capacitance.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
개시된 실시 예에 따르면, 링 오실레이터를 이용하여 회로의 캐퍼시턴스 및 전압 변화를 감지할 수 있는 센서 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the disclosed embodiment, there is an effect that a sensor device capable of sensing the capacitance and voltage change of a circuit using a ring oscillator is provided.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 각각의 실시 예에 따른 링 오실레이터를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용하는 링 오실레이터의 구조를 트랜지스터 단위에서 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용하는 링 오실레이터의 구조를 트랜지스터 단위에서 도시한 도면이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 링 오실레이터를 이용한 실험결과를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 3단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 5단 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 7단 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 9단 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 3단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 5단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 7단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 9단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따라 단일 노드에 캐퍼시턴스 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 회로에서 캐퍼시터의 캐퍼시턴스가 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.
도 15는 일 실시 예에 따라 모든 노드에 캐퍼시턴스 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 회로에서 캐퍼시터의 캐퍼시턴스가 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.
도 17은 일 실시 예에 따라 단일 노드에 저항 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.
도 18은 도 17에 도시된 회로에서 저항이 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.
도 19는 일 실시 예에 따라 모든 노드에 저항 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 회로에서 저항의 저항값이 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.
도 21은 일 실시 예에 따른 적층 구조 링 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 22는 일 실시 예에 따라 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치를 도시한 도면이다.1 is a simplified illustration of a ring oscillator according to each embodiment.
2 is a diagram showing a structure of a ring oscillator using a NAND gate in a transistor unit according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a structure of a ring oscillator using a three-phase inverter in a transistor unit according to an embodiment.
4 is a graph showing an experimental result using the ring oscillator shown in FIG. 2 and FIG. 3. FIG.
5 is a diagram illustrating a three-stage ring oscillator using a NAND gate according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating a five-stage oscillator using a NAND gate according to one embodiment.
7 is a diagram illustrating a 7-stage oscillator using a NAND gate according to an embodiment.
8 is a diagram illustrating a 9-stage oscillator using a NAND gate according to an embodiment.
9 is a diagram illustrating a three-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
10 is a diagram illustrating a five-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
11 is a diagram illustrating a seven-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
12 is a diagram showing a nine-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
13 is a circuit diagram illustrating an experiment for applying a capacitance change to a single node according to an embodiment.
14 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the capacitance of the capacitor is changed in the circuit shown in Fig.
15 is a circuit diagram illustrating an experiment for applying a capacitance change to all nodes according to an embodiment.
16 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the capacitance of the capacitor is changed in the circuit shown in Fig.
17 is a diagram illustrating a circuit structure for an experiment of applying a resistance change to a single node according to an embodiment.
18 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the resistance is changed in the circuit shown in Fig.
19 is a diagram showing a circuit structure for an experiment of applying a resistance change to all nodes according to an embodiment.
20 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the resistance value of the resistor is changed in the circuit shown in Fig.
21 is a view showing a stacked ring oscillator according to an embodiment.
22 is a diagram illustrating a sensor device including a ring oscillator cell according to one embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, Is provided to fully convey the scope of the present invention to a technician, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification and "and / or" include each and every combination of one or more of the elements mentioned. Although "first "," second "and the like are used to describe various components, it is needless to say that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense that is commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.As used herein, the term "part" or "module" refers to a hardware component, such as a software, FPGA, or ASIC, and a "component" or "module" performs certain roles. However, "part" or " module " is not meant to be limited to software or hardware. A "module " or " module " may be configured to reside on an addressable storage medium and configured to play back one or more processors. Thus, by way of example, "a" or " module " is intended to encompass all types of elements, such as software components, object oriented software components, class components and task components, Microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables, as used herein. Or " modules " may be combined with a smaller number of components and "parts " or " modules " Can be further separated.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 각각의 실시 예에 따른 링 오실레이터를 간략하게 도시한 도면이다.1 is a simplified illustration of a ring oscillator according to each embodiment.
일 실시 예에서, 링 오실레이터(발진기)는 홀수 개의 반전 증폭기 또는 인버터나 지연기를 루프순환 형태로 직렬 연결시킨 순차논리회로형 발진기를 의미한다.In one embodiment, the ring oscillator (oscillator) refers to a sequential logic circuit oscillator in which an odd number of inverting amplifiers or inverters or delay units are connected in series in the form of a loop circuit.
도 1의 (a)를 참조하면, 3개의 인버터를 포함하는 일반적인 링 오실레이터(100)가 도시되어 있다.Referring to Figure 1 (a), a
본 발명은 프렉탈 구조로 연결되어있는 링 오실레이터 셀의 발진 및 비발진을 제어함으로서 발진회로로써 링오실레이터의 전력 효율을 높이는 것을 목적으로 하며, 이를 위하여 NAND 게이트 혹은 3상 인버터(Tri-State Inverter)를 이용한다.The present invention aims at improving the power efficiency of a ring oscillator by controlling the oscillation and non-oscillation of a ring oscillator cell connected by a fextal structure. To this end, a NAND gate or a tri-state inverter .
예를 들어, 도 1의 (b)를 참조하면, 링 오실레이터(100)에 포함된 3개의 인버터 중 하나를 NAND 게이트(202)로 교체함으로써 전체 회로의 발진 및 비발진을 제어하도록 하는, 링 오실레이터(200)가 도시되어 있다.For example, referring to FIG. 1 (b), a
링 오실레이터(200)는 NAND 게이트(202)의 두 개의 입력 A, B 중 A가 on상태일 때, 출력은 B와 같으며, A가 off 상태일 때, B와 관계없이 출력이 off가 되는 관점에서, NAND 게이트(202)로 링 오실레이터(200)의 발진 및 비발진을 제어하는 회로이다.The
또한, 도 1의 (c)를 참조하면, 링 오실레이터(100)에 포함된 3개의 인버터 중 하나를 3상 인버터(302)로 교체함으로써 전체 회로의 발진 및 비발진을 제어하도록 하는, 링 오실레이터(300)가 도시되어 있다.1C, a ring oscillator (not shown) for controlling the oscillation and non-oscillation of the entire circuit by replacing one of the three inverters included in the
링 오실레이터(300)는 3상 인버터(302)의 출력이 입력 A, B 중 A가 on일 때, 출력은 B와 같으며, A가 off 상태일 때, B에 관계없이 출력이 Z-state(floating)이 되는 관점에서 3상 인버터로 링 오실레이터(300)의 발진 및 비발진 상태를 제어하는 회로이다.The output of the
도 2는 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용하는 링 오실레이터의 구조를 트랜지스터 단위에서 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a structure of a ring oscillator using a NAND gate in a transistor unit according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 도 1의 (b)에서 도시된 바와 같이 NAND 게이트와 2개의 인버터가 순차적으로 연결되어 있다. 링 오실레이터(200)를 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과, en(enable voltage) = 0일 때 비발진, en = 1일 때 발진하는 것이 확인되었다.Referring to FIG. 2, a NAND gate and two inverters are sequentially connected as shown in FIG. 1 (b). As a result of simulation using the
도 3은 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용하는 링 오실레이터의 구조를 트랜지스터 단위에서 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing a structure of a ring oscillator using a three-phase inverter in a transistor unit according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 도 1의 (c)에서 도시된 바와 같이 3상 인버터와 2개의 인버터가 순차적으로 연결되어 있다. 링 오실레이터(300)를 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과, en = 0일 때 floating state로 비발진, en = 1일 때 발진하는 것이 확인되었다.Referring to FIG. 3, a three-phase inverter and two inverters are sequentially connected as shown in FIG. 1 (c). As a result of simulation using the
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 링 오실레이터를 이용한 실험결과를 도시한 도면이다.4 is a graph showing an experimental result using the ring oscillator shown in FIG. 2 and FIG. 3. FIG.
도 4의 (a)를 참조하면, 도 2에 도시된 링 오실레이터(200)에서 en의 변화(가로축)에 따른 주파수(frequency, GHz 단위) 변화(세로축)가 그래프로 도시되어 있다.Referring to FIG. 4A, a change in frequency (in units of GHz) (vertical axis) according to change (horizontal axis) of en in the
도 2에 도시된 링 오실레이터(200)에서 en의 변화에 따른 주파수의 변화를 측정한 결과는 아래 표 1과 같다.The results of measurement of the change in frequency according to the change in en in the
마찬가지로, 도 4의 (b)를 참조하면, 도 3에 도시된 링 오실레이터(300)에서 en의 변화(가로축)에 따른 주파수(frequency, GHz 단위) 변화(세로축)가 그래프로 도시되어 있다.Similarly, referring to FIG. 4B, the frequency (frequency, in GHz unit) change (vertical axis) according to change (horizontal axis) of en in the
도 3에 도시된 링 오실레이터(3200)에서 en의 변화에 따른 주파수의 변화를 측정한 결과는 아래 표 2와 같다.The results of measurement of the change in frequency according to the change in en in the ring oscillator 3200 shown in FIG. 3 are shown in Table 2 below.
[GHz]freq.
[GHz]
도 4 및 표 1, 표 2에 도시된 바와 같이, 두 종류의 링 오실레이터(200, 300) 모두 enable voltage가 높아질수록 발진주파수가 높아지며, 점차 기울기가 작아지는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 4 and Table 1 and Table 2, as the enable voltage of both
하지만, 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)가 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)보다 주파수의 조절 폭이 넓으며, 더 낮은 enable voltage에서도 발진하는 특징이 있다.However, the
따라서, 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)는 링 오실레이터의 발진 제어에 유리한 측면이 있다.Therefore, the
도 5 내지 도 12는 n단 CON(Cellular Oscillatory Networks)의 발진을 제어하는 일 예를 각각 도시한 도면이다.FIGS. 5 to 12 are views each showing an example of controlling oscillation of an n-stage CON (Cellular Oscillatory Networks).
도 5 내지 도 8은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 n단 CON의 발진을 제어하는 일 예를 각각 도시한 도면이다.FIGS. 5 to 8 are views each showing an example of controlling oscillation of an n-stage CON using a NAND gate according to an embodiment.
도 5는 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 3단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a three-stage ring oscillator using a NAND gate according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 6개의 링 오실레이터를 포함하는 3단 링 오실레이터(210)가 도시되어 있다. 또한, 6개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 2에 도시된 바와 같이 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a three-
도 5에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 6개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 3개의 링 오실레이터가 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성되어 있다. 따라서, 3단 링 오실레이터(210)에 포함된 총 18개의 소자 중 인버터는 15개이고, NAND 게이트는 3개로, 전체의 16.67%가 NAND 게이트로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 5, of the six ring oscillators, the three ring oscillators, shown in gray shades, are comprised of
도 6은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 5단 오실레이터를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a five-stage oscillator using a NAND gate according to one embodiment.
도 6을 참조하면, 15개의 링 오실레이터를 포함하는 5단 링 오실레이터(220)가 도시되어 있다. 또한, 15개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 2에 도시된 바와 같이 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, a five-
도 6에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 15개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 5개의 링 오실레이터가 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성되어 있다. 따라서, 5단 링 오실레이터(220)에 포함된 총 45개의 소자 중 인버터는 40개이고, NAND 게이트는 5개로, 전체의 11.11%가 NAND 게이트로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 6, of the fifteen ring oscillators, five ring oscillators, shown in gray shades, are comprised of
도 7은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 7단 오실레이터를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a 7-stage oscillator using a NAND gate according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 28개의 링 오실레이터를 포함하는 7단 링 오실레이터(230)가 도시되어 있다. 또한, 28개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 2에 도시된 바와 같이 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, there is shown a seven-
도 7에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 28개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 7개의 링 오실레이터가 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성되어 있다. 따라서, 7단 링 오실레이터(230)에 포함된 총 84개의 소자 중 인버터는 77개이고, NAND 게이트는 7개로, 전체의 8.33%가 NAND 게이트로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 7, seven of the 28 ring oscillators, shown in gray shades, are comprised of
도 8은 일 실시 예에 따라 NAND 게이트를 이용한 9단 오실레이터를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a 9-stage oscillator using a NAND gate according to an embodiment.
도 8을 참조하면, 45개의 링 오실레이터를 포함하는 9단 링 오실레이터(240)가 도시되어 있다. 또한, 45개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 2에 도시된 바와 같이 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8, a nine-
도 8에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 45개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 12개의 링 오실레이터가 NAND 게이트를 이용한 링 오실레이터(200)로 구성되어 있다. 따라서, 9단 링 오실레이터(240)에 포함된 총 135개의 소자 중 인버터는 123개이고, NAND 게이트는 12개로, 전체의 8.89%가 NAND 게이트로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 8, twelve ring oscillators, shown in gray shades among the 45 ring oscillators, are comprised of
도 9 내지 도 12는 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 n단 CON의 발진을 제어하는 일 예를 각각 도시한 도면이다.FIGS. 9 to 12 are views each showing an example of controlling oscillation of an n-stage CON using a three-phase inverter according to an embodiment.
도 9는 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 3단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a three-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 6개의 링 오실레이터를 포함하는 3단 링 오실레이터(310)가 도시되어 있다. 또한, 6개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 3에 도시된 바와 같이 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9, a three-
도 9에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 6개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 3개의 링 오실레이터가 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성되어 있다. 따라서, 3단 링 오실레이터(310)에 포함된 총 18개의 소자 중 인버터는 15개이고, 3상 인버터는 3개로, 전체의 16.67%가 3상 인버터로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 9, the three ring oscillators, shown in gray shades among the six ring oscillators, are comprised of a
도 10은 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 5단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a five-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 15개의 링 오실레이터를 포함하는 5단 링 오실레이터(320)가 도시되어 있다. 또한, 15개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 3에 도시된 바와 같이 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, a five-stage ring oscillator 320 including fifteen ring oscillators is shown. Also, at least a part of the fifteen ring oscillators may be constituted by a
도 10에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 15개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 6개의 링 오실레이터가 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성되어 있다. 따라서, 5단 링 오실레이터(320)에 포함된 총 45개의 소자 중 인버터는 39개이고, 3상 인버터는 6개로, 전체의 13.33%가 3상 인버터로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 10, six of the fifteen ring oscillators, shown in gray shades, are comprised of a
도 11은 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 7단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating a seven-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 28개의 링 오실레이터를 포함하는 7단 링 오실레이터(330)가 도시되어 있다. 또한, 28개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 3에 도시된 바와 같이 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 11, there is shown a seven-stage ring oscillator 330 that includes 28 ring oscillators. In addition, at least a part of the 28 ring oscillators may be constituted by a
도 11에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 28개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 9개의 링 오실레이터가 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성되어 있다. 따라서, 7단 링 오실레이터(330)에 포함된 총 84개의 소자 중 인버터는 75개이고, 3상 인버터는 9개로, 전체의 10.71%가 3상 인버터로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 11, the nine ring oscillators, shown in gray shades among the 28 ring oscillators, are comprised of a
도 12는 일 실시 예에 따라 3상 인버터를 이용한 9단 링 오실레이터를 도시한 도면이다.12 is a diagram showing a nine-stage ring oscillator using a three-phase inverter according to an embodiment.
도 12를 참조하면, 45개의 링 오실레이터를 포함하는 9단 링 오실레이터(340)가 도시되어 있다. 또한, 45개의 링 오실레이터 중 적어도 일부는, 도 3에 도시된 바와 같이 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 12, a nine-stage ring oscillator 340 including 45 ring oscillators is shown. In addition, at least a part of the 45 ring oscillators may be constituted by a
도 12에 도시된 제한되지 않는 실시 예에 따르면, 45개의 링 오실레이터 중 회색 음영으로 표시된 12개의 링 오실레이터가 3상 인버터를 이용한 링 오실레이터(300)로 구성되어 있다. 따라서, 9단 링 오실레이터(340)에 포함된 총 135개의 소자 중 인버터는 123개이고, 3상 인버터는 12개로, 전체의 8.89%가 3상 인버터로 구성될 수 있다.According to the non-limiting embodiment shown in FIG. 12, twelve ring oscillators, shown in gray shades among the 45 ring oscillators, are comprised of a
도 13 내지 도 16은 일 실시 예에 따라 링 오실레이터의 캐퍼시턴스(capacitance) 변화에 따른 발진주파수의 변화를 설명하기 위한 도면이다.13 to 16 are diagrams for explaining a change in oscillation frequency according to a capacitance change of a ring oscillator according to an embodiment.
도 13 및 도 15에 도시된 링 오실레이터(400 및 500)는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 세 개의 인버터로 구성된 회로이다. 하지만, 링 오실레이터(400 및 500)는 도 13 및 도 15에 도시된 바에 제한되지 않으며, 도 1의 (b) 및 (c)에 각각 도시된 회로가 이용될 수도 있고, 도 9 내지 도 12에 도시된 회로가 이용될 수도 있으며, 또 다른 구성의 링 오실레이터 회로가 이용될 수도 있다.The
도 13은 일 실시 예에 따라 단일 노드에 캐퍼시턴스 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.13 is a circuit diagram illustrating an experiment for applying a capacitance change to a single node according to an embodiment.
도 13을 참조하면, 링 오실레이터(400)의 한 노드에 캐퍼시터가 추가되어 있다. 예를 들어, 캐퍼시터는 링 오실레이터(400)의 첫 번째 인버터와 두 번째 인버터 사이에 추가될 수 있다. 이는 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스 변화를 실험하기 위하여 추가된 것으로, 링 오실레이터(400)를 이용하여 실제로 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스 변화를 감지하고자 하는 경우, 외부 자극요소가 도 13에 도시된 캐퍼시턴스의 위치에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 13, a capacitor is added to one node of the
도 14는 도 13에 도시된 회로에서 캐퍼시터의 캐퍼시턴스가 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.14 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the capacitance of the capacitor is changed in the circuit shown in Fig.
예를 들어, 캐퍼시턴스는 MOSFET의 게이트 캐퍼시턴스 대비 0% 내지 10%(step: 1%), 10%~30%(step: 10%)로 변화가 주어질 수 있다. 캐퍼시턴스 변화에 따른 결과는 아래 표 3과 같다.For example, the capacitance can be varied from 0% to 10% (step: 1%) and 10% to 30% (step: 10%) with respect to the gate capacitance of the MOSFET. The results of the change in capacitance are shown in Table 3 below.
링 오실레이터(400) 회로에 캐퍼시턴스가 변화되었을 때 출력은 주파수의 변화로 나타낸다. 도 14 및 표 3을 참조하면, 게이트 캐퍼시턴스 대비 일정 비율 캐퍼시턴스 변화에 따른 출력 주파수의 변화가 도시되어 있다.When the capacitance changes in the ring oscillator (400) circuit, the output is represented by a change in frequency. Referring to FIG. 14 and Table 3, there is shown a variation of the output frequency according to a constant ratio capacitance change with respect to the gate capacitance.
주파수는 캐퍼시턴스가 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 것이 확인되며, 주파수 감소를 수식으로 표현하면 아래 수학식 1과 같다.It is confirmed that the frequency linearly decreases as the capacitance increases, and the frequency reduction can be expressed by the following equation (1).
위 수학식 1에서, f는 링 오실레이터(400)의 출력 주파수, C는 게이트 캐퍼시턴스 대비 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스 변화율이며, y절편 1.4742는 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스가 없을 때의 출력 주파수이다.Where f is the output frequency of the
이로부터, 위 수학식 1은 아래 수학식 2와 같이 정리될 수 있다.From this, Equation (1) can be summarized as Equation (2) below.
도 15는 일 실시 예에 따라 모든 노드에 캐퍼시턴스 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.15 is a circuit diagram illustrating an experiment for applying a capacitance change to all nodes according to an embodiment.
도 15를 참조하면, 링 오실레이터(400)의 모든 노드에 캐퍼시터가 추가되어 있다. 예를 들어, 캐퍼시터는 링 오실레이터(400)의 모든 인버터 사이에 각각 추가될 수 있다. 이는 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스 변화를 실험하기 위하여 추가된 것으로, 링 오실레이터(400)를 이용하여 실제로 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스 변화를 감지하고자 하는 경우, 외부 자극요소가 도 15에 도시된 캐퍼시턴스의 위치에 각각 연결될 수 있다.Referring to FIG. 15, capacitors are added to all the nodes of the
도 16은 도 15에 도시된 회로에서 캐퍼시터의 캐퍼시턴스가 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.16 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the capacitance of the capacitor is changed in the circuit shown in Fig.
예를 들어, 캐퍼시턴스는 MOSFET의 게이트 캐퍼시턴스 대비 0% 내지 10%(step: 1%), 10%~30%(step: 10%)로 변화가 주어질 수 있다. 모든 캐퍼시터에 동일한 캐퍼시턴스 변화가 주어진 경우, 캐퍼시턴스 변화에 따른 결과는 아래 표 4와 같다.For example, the capacitance can be varied from 0% to 10% (step: 1%) and 10% to 30% (step: 10%) with respect to the gate capacitance of the MOSFET. When all the capacitors have the same capacitance change, the results according to the capacitance change are shown in Table 4 below.
링 오실레이터(500) 회로에 캐퍼시턴스가 변화되었을 때 출력은 주파수의 변화로 나타낸다. 도 16 및 표 4를 참조하면, 게이트 캐퍼시턴스 대비 일정 비율 캐퍼시턴스 변화에 따른 출력 주파수의 변화가 도시되어 있다.When the capacitance changes in the ring oscillator (500) circuit, the output is represented by a change in frequency. Referring to FIG. 16 and Table 4, there is shown a variation of the output frequency according to a constant ratio capacitance change with respect to the gate capacitance.
주파수는 캐퍼시턴스가 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 것이 확인되며, 주파수 감소를 수식으로 표현하면 아래 수학식 3과 같다.It is confirmed that the frequency linearly decreases as the capacitance increases, and the frequency decrease can be expressed by the following equation (3).
수학식 1과 비교하였을 때, 캐퍼시턴스에 대한 비례계수만이 약 3배 증가한 것으로 확인된다.Compared with Equation (1), it is confirmed that only the proportional coefficient for the capacitance is increased about three times.
또한, 도 15에 도시된 회로에서 세 노드에 각각 다른 캐퍼시턴스 변화가 주어질 수 있다. 세 노드에 각각 다른 캐퍼시턴스 변화가 주어진 경우 실험결과는 아래 표 5와 같다.Further, different capacitances can be given to three nodes in the circuit shown in Fig. The experimental results are shown in Table 5 below when different capacitances are given to the three nodes.
표 5는 세 노드에 각각 MOSFET 게이트 캐퍼시턴스 대비 2% 스텝, 4% 스텝 및 10% 스텝의 캐퍼시턴스 변화를 주었을 때의 출력 주파수를 나타낸 결과이다. 각각 다른 캐퍼시턴스 변화를 주었으나, 회로도 상으로는 캐퍼시터의 면적만 증가한 것과 같으므로, 회로 전체의 캐퍼시턴스 합으로 비교했을 때 도 16과 같은 파형이 출력되는 것을 확인할 수 있다.Table 5 shows the output frequency when three nodes are given a capacitance change of 2% step, 4% step and 10% step, respectively, compared to the MOSFET gate capacitance. As shown in Fig. 16, when the capacitances of the entire circuits are compared with each other, the waveforms shown in Fig. 16 are outputted because the capacitors have different capacitances.
따라서, 개시된 실시 예에 따라 링 오실레이터 회로에 캐퍼시턴스 값을 변화하여 실험하는 경우 캐퍼시턴스 값에 따라 아래 수학식 4와 같이 캐퍼시턴스 값이 증가함에 따라 선형적으로 출력 주파수가 감소하는 것이 확인되었다.Therefore, when the capacitance of the ring oscillator circuit is experimented by varying the capacitance value according to the disclosed embodiment, the output frequency is linearly decreased as the capacitance value increases as shown in Equation (4) below according to the capacitance value .
위 수학식 4에서, N은 링 오실레이터에 포함된 캐퍼시터의 수이다.In Equation (4), N is the number of capacitors included in the ring oscillator.
따라서, 외부 자극에 의해 회로상에 캐퍼시턴스 변화가 발생하였을 때, 그 영향으로 링 오실레이터의 발진 주파수가 변하는 것으로 외부 자극을 감지할 수 있다. 이로 인해 링 오실레이터를 단순 발진 회로로서뿐 아니라, 회로에 접촉하여 회로 전체의 캐퍼시턴스에 영향을 미치는 물질을 감지할 수 있는 센서 회로로서 활용할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when a capacitance change occurs on a circuit due to an external stimulus, an external stimulus can be sensed by changing the oscillation frequency of the ring oscillator. As a result, it can be seen that the ring oscillator can be used not only as a simple oscillation circuit but also as a sensor circuit capable of sensing a substance that affects the capacitance of the entire circuit by making contact with the circuit.
도 17 내지 도 20은 일 실시 예에 따라 링 오실레이터의 저항(resistance) 변화에 따른 발진주파수의 변화를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 17 to 20 are diagrams for explaining the change of the oscillation frequency according to the resistance change of the ring oscillator according to an embodiment. FIG.
도 17 및 도 19에 도시된 링 오실레이터(600 및 700)는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 세 개의 인버터로 구성된 회로이다. 하지만, 링 오실레이터(600 및 700)는 도 17 및 도 19에 도시된 바에 제한되지 않으며, 도 1의 (b) 및 (c)에 각각 도시된 회로가 이용될 수도 있고, 도 9 내지 도 12에 도시된 회로가 이용될 수도 있으며, 또 다른 구성의 링 오실레이터 회로가 이용될 수도 있다.The
도 17은 일 실시 예에 따라 단일 노드에 저항 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다. 17 is a diagram illustrating a circuit structure for an experiment of applying a resistance change to a single node according to an embodiment.
도 17을 참조하면, 링 오실레이터(600)의 한 노드에 저항이 추가되어 있다. 예를 들어, 저항은 링 오실레이터(600)의 첫 번째 인버터와 VDD 사이에 추가될 수 있다. 이는 외부 자극에 의한 저항 변화를 실험하기 위하여 추가된 것으로, 링 오실레이터(600)를 이용하여 실제로 외부 자극에 의한 캐퍼시턴스 변화를 감지하고자 하는 경우, 외부 자극요소가 도 17에 도시된 캐퍼시턴스의 위치에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 17, a resistance is added to one node of the
도 18은 도 17에 도시된 회로에서 저항이 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.18 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the resistance is changed in the circuit shown in Fig.
예를 들어, 저항은 0k~10k(step: 1k), 10k~30k(step: 10k)로 변화가 주어질 수 있다. 저항 변화에 따른 결과는 아래 표 6과 같다.For example, the resistance can be varied from 0k to 10k (step: 1k) and from 10k to 30k (step: 10k). The results of the resistance change are shown in Table 6 below.
링 오실레이터(600) 회로에 저항이 변화되었을 때 출력은 주파수의 변화로 나타낸다. 도 18 및 표 6을 참조하면, 저항 변화에 따른 출력 주파수의 변화가 도시되어 있다. 이에 따르면, 저항이 증가할수록 출력 주파수가 감소하며, 그 기울기 또한 감소하는 것으로 확인된다.When the resistance is changed in the
도 19는 일 실시 예에 따라 모든 노드에 저항 변화를 가하는 실험을 위한 회로구조를 도시한 도면이다.19 is a diagram showing a circuit structure for an experiment of applying a resistance change to all nodes according to an embodiment.
도 19를 참조하면, 링 오실레이터(700)의 모든 노드에 저항이 추가되어 있다. 예를 들어, 저항은 링 오실레이터(700)의 모든 인버터와 VDD 사이에 각각 추가될 수 있다. 이는 외부 자극에 의한 저항 변화를 실험하기 위하여 추가된 것으로, 링 오실레이터(700)를 이용하여 실제로 외부 자극에 의한 저항 변화를 감지하고자 하는 경우, 외부 자극요소가 도 19에 도시된 저항의 위치에 각각 연결될 수 있다.Referring to FIG. 19, a resistance is added to all nodes of the
도 20은 도 19에 도시된 회로에서 저항의 저항값이 변화되는 경우, 링 오실레이터의 출력 주파수 변화를 도시한 그래프이다.20 is a graph showing the output frequency change of the ring oscillator when the resistance value of the resistor is changed in the circuit shown in Fig.
예를 들어, 저항은 0k~10k(step: 1k), 10k~30k(step: 10k)로 모두 동일하게 변화가 주어질 수 있다. 저항 변화에 따른 결과는 아래 표 7과 같다.For example, resistances can be varied equally between 0k and 10k (step: 1k) and between 10k and 30k (step: 10k). The results of the resistance change are shown in Table 7 below.
도 20과 표 7은 모든 인버터에 동일한 저항 변화를 주었을 때 링 오실레이터(700)의 출력 주파수 변화에 대한 그래프와 결과 표이다. 실험 결과, 단일 노드에 저항 변화를 주었을 때보다 출력 주파수가 약 3배 빠르게 감소하는 것이 확인된다.20 and Table 7 are graphs and a result table for the output frequency change of the
또한, 도 19에 도시된 회로에서 세 노드에 각각 다른 저항 변화가 주어질 수 있다. 세 노드에 각각 다른 저항 변화가 주어진 경우 실험결과는 아래 표 8과 같다.Further, in the circuit shown in Fig. 19, different resistance changes can be given to the three nodes. The experimental results are shown in Table 8 below when different resistance changes are given to the three nodes.
표 8은 세 인버터에 각각 1k 스텝, 4k 스텝, 10k 스텝의 저항 변화를 주었을 때의 출력 주파수를 나타낸 결과이다. Table 8 shows the output frequency when the resistance changes of 1k step, 4k step and 10k step are applied to three inverters, respectively.
각각 다른 저항 변화를 주었으나, 도 20과 근사한 주파수의 파형이 출력됨이 확인되었다.It was confirmed that a waveform having a frequency approximate to that of Fig.
따라서, 저항 값의 변화에 따라 출력이 변하는 것으로 보아 링 오실레이터 회로를 센서 회로로 확용할 수 있음이 확인되었다.Therefore, it is confirmed that the ring oscillator circuit can be decomposed into the sensor circuit because the output changes according to the change of the resistance value.
즉, 외부 자극에 의해 회로상에 저항 변화가 발생하였을 때, 그 영향으로 링 오실레이터의 발진 주파수가 변하는 것으로 외부 자극을 감지할 수 있다. 이로 인해 링 오실레이터를 단순 발진 회로로서뿐 아니라, 회로에 접촉하여 회로 전체의 저항에 영향을 미치는 물질을 감지할 수 있는 센서 회로로서 활용할 수 있음을 알 수 있다.That is, when a resistance change occurs on a circuit due to an external stimulus, an external stimulus can be sensed by changing the oscillation frequency of the ring oscillator due to the influence of the resistance change. As a result, it can be seen that the ring oscillator can be used not only as a simple oscillation circuit but also as a sensor circuit capable of sensing a substance that affects the resistance of the entire circuit by making contact with the circuit.
또한, 저항의 변화값에 다른 출력 주파수 사이의 관계에 대한 구체적인 정리와, 캐퍼시턴스 변화와 동시에 자극이 일어났을 때 특정 대상을 감지하는 방법의 구체화를 통해 더 정확하고 효율적인 센서 장치로 동작할 수 있다.In addition, specific details of the relationship between the change in resistance value and other output frequencies and the specification of how to detect a specific object when stimulation occurs at the same time as the change in capacitance can be used as a more accurate and efficient sensor device have.
도 21은 일 실시 예에 따른 적층 구조 링 오실레이터를 도시한 도면이다.21 is a view showing a stacked ring oscillator according to an embodiment.
도 21을 참조하면, 하나 이상의 CON이 방향의 변화 없이 단순히 적층으로 쌓아올려진 단순 적층 구조 링 오실레이터(810 내지 830)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 21, there is shown a simple stacked ring oscillator 810-830 in which one or more CONs are simply stacked without change in orientation.
이는 단순히 동위상 노드를 연결한 구조로서, 발진파형을 출력하는 데 문제가 되지 않는다. 그 주파수 또한 동일하게(예로, 1.4742GHz) 나타나는 것이 확인되었다.This is a structure that simply connects in-phase nodes, so that it is not a problem to output the oscillation waveform. It was confirmed that the frequency also appeared to be the same (for example, 1.4742 GHz).
다른 실시 예에서, 층별로 일부 CON의 방향을 반대로 하여 쌓아올리는 복합 적층 구조 링 오실레이터의 경우, 정방향과 역방향의 혼합으로 다른 결과가 획득된다. In another embodiment, in the case of a composite stacked ring oscillator stacked upside down with respect to the direction of a portion of CON, different results are obtained with forward and reverse mixing.
예를 들어, 정방향과 역방향이 혼합된 적층 링 오실레이터 구조에서는 짝수 단(2단, 4단, … , 2n단)에서는 발진을 하지 않으며, 홀수 단(3단, 5단, … , 2n-1단) 에서는 발진이 일어나는 것으로 확인되었다. For example, in a stacked ring oscillator structure in which forward and reverse directions are mixed, oscillation does not occur at even stages (2 stages, 4 stages, ..., 2n stages) and odd stages (3 stages, 5 stages, ..., 2n- ), It was confirmed that a rash occurred.
또한, 홀수 단에서도 서로 반대방향 성분이 2쌍 이상을 이룰 때에는 발진 주파수가 크게 감소하는 것으로 확인되었다.Also, it has been confirmed that the oscillation frequency is greatly reduced when two or more pairs of opposite direction components are formed in the odd-numbered stages.
즉, 정방향과 역방향 CON은 각각의 발진신호가 합성됨에 따라 상쇄되는 것으로 확인된다.That is, it is confirmed that the forward direction and the reverse direction CON are canceled as the respective oscillation signals are synthesized.
적층 구조의 링 오실레이터의 경우 3D 구조로 칩을 제작하는 데 활용될 수 있으며, 이 과정에서 전원선(power line)과 층간 거리에 따른 전압강하, 방열판과 각 층의 거리 차에 의한 발열제어, 각 층을 연결하는 via의 저항 등의 변수를 고려하여 설계되어야 한다.In the case of a ring oscillator with a stacked structure, it can be used to fabricate a chip in a 3D structure. In this process, voltage drop due to a power line and an interlayer distance, heat generation control by a difference in distance between the heat sink and each layer, And the resistance of the vias connecting the layers.
예를 들어, 각 층의 거리 차가 좁아 발열제어에 문제가 생길 것으로 판단되는 경우, 해당 층에는 서로 반대방향의 링 오실레이터를 적층함으로써, 각각의 발진 신호를 상쇄할 수 있다. 반대로, 각 층의 거리 차가 넓은 경우 동일방향의 링 오실레이터를 적층할 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, when it is judged that the difference in distance between the layers is small and a problem is caused in the control of the heat generation, the respective oscillation signals can be canceled by laminating ring oscillators opposite to each other in the layer. Conversely, when the distance difference between the layers is wide, ring oscillators in the same direction may be stacked, but the present invention is not limited thereto.
도 22는 일 실시 예에 따라 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치를 도시한 도면이다.22 is a diagram illustrating a sensor device including a ring oscillator cell according to one embodiment.
도 22를 참조하면, 센서 장치(900)는 링 오실레이터 셀(910)을 포함한다. 일 실시 예에서, 링 오실레이터 셀(910)은 복수의 노드(912, 914 및 916)를 포함한다. Referring to FIG. 22, the
일 실시 예에서, 센서 장치(900)는 복수의 노드(912, 914 및 916) 중 적어도 하나(예로, 912)와 연결되는 감지부(920)를 포함한다. 예를 들어, 감지부는 적어도 하나의 노드(912)와 한쪽 끝이 연결되고, 다른 쪽 끝이 외부 회로 등에 연결되는 구조를 취할 수 있다. 예를 들어, 감지부(920)는 노드(912)의 두 지점과, 외부 회로의 두 지점을 서로 연결하는 전선 등 연결부재를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 감지부(920)는 외부 객체의 저항의 변화를 판단하는 데 이용되는 제1 감지부 및 외부 객체의 캐퍼시턴스의 변화를 감지하는 데 이용되는 제2 감지부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
예를 들어, 제1 감지부는 링 오실레이터 셀(910)에 포함된 복수의 노드(912, 914 및 916) 중 적어도 하나와 VDD 사이에 연결되고, 제2 감지부는 복수의 노드(912, 914 및 916)에 포함된 두 노드 사이에 연결될 수 있다.For example, the first sensing unit is connected between VDD and at least one of the plurality of
예를 들어, 감지부(920)는 도 17 및 도 19에 도시된 캐퍼시터 및 저항의 위치에 연결될 수 있다. 즉, 도 17 및 도 19에 각각 도시된 캐퍼시터 및 저항 대신 캐퍼시턴스 또는 저항의 변화를 감지하고자 하는 두 지점이 감지부(920)에 연결될 수 있다.For example, the
도 17에 도시된 캐퍼시터의 위치에 연결된 감지부는 캐퍼시턴스의 변화를 판단하는 데 이용되고, 도 19에 도시된 저항의 위치에 연결된 감지부는 저항의 변화를 판단하는 데 이용될 수 있다.The sensing part connected to the position of the capacitor shown in Fig. 17 is used for judging a change in capacitance, and the sensing part connected to the position of the resistance shown in Fig. 19 can be used for judging a change in resistance.
일 실시 예에서, 센서 장치(900)는 링 오실레이터 셀(910)의 출력을 측정하는 출력 측정부(930)를 포함한다. 출력 측정부(930)는 링 오실레이터 셀(910)에서 발생하는 발진 주파수를 측정하고, 이로부터 감지부(920)와 연결된 외부 회로 등의 캐퍼시턴스 및 저항의 변화를 판단할 수 있다.In one embodiment, the
제어부(940)는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치를 의미할 수도 있고, 개시된 실시 예에 따른 동작을 수행할 수 있는 회로를 의미할 수도 있다. 개시된 실시 예에서, 제어부(940)는 출력 감지부(930)로부터 측정되는 출력의 변화에 기초하여 감지부(920)와 연결된 객체의 저항 및 캐퍼시턴스 중 적어도 하나의 변화를 판단한다. The
일 실시 예에서, 링 오실레이터 셀(910)은 적어도 하나의 NAND 게이트, 하나 이상의 인버터 및 NAND 게이트에 전압을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
예를 들어, 도 22에 도시된 각각의 노드(912, 914 및 916)에 하나의 NAND 게이트 및 두 개의 인버터 중 하나가 각각 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시왼 링 오실레이터(200)가 링 오실레이터 셀(910)로서 활용될 수도 있다.For example, one NAND gate and one of two inverters may be disposed in each of the
일 실시 예에서, 링 오실레이터 셀(910)은 적어도 하나의 3상 인버터, 하나 이상의 인버터 및 3상 인버터에 전압을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the
예를 들어, 도 22에 도시된 각각의 노드(912, 914 및 916)에 하나의 3상 인버터 및 두 개의 인버터 중 하나가 각각 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 링 오실레이터(300)가 링 오실레이터 셀(910)로서 활용될 수도 있다.For example, each of the
일 실시 예에서, 센서 장치(900)는 복수의 인버터를 포함하는 링 오실레이터 셀(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 링 오실레이터 셀은 3개의 인버터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the
개시된 실시 예에서, NAND 게이트 또는 3상 인버터를 포함하는 복수의 링 오실레이터 셀과, 3개의 인버터를 포함하는 복수의 링 오실레이터 셀이 서로 프랙탈 구조로 연결되어 센서 장치(900)를 구성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the disclosed embodiment, a plurality of ring oscillator cells including a NAND gate or a three-phase inverter and a plurality of ring oscillator cells including three inverters may be connected to each other in a fractal structure to configure the
일 실시 예에서, 센서 장치(900)는 적어도 하나의 3상 인버터, 하나 이상의 인버터 및 3상 인버터에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는, 링 오실레이터 셀(910)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
또한, 센서 장치(900)는 적어도 하나의 3상 인버터 및 하나 이상의 인버터 중 적어도 하나와 연결되는 감지부(920), 링 오실레이터 셀(910)의 출력을 측정하는 출력 측정부(930) 및 측정된 출력의 변화에 기초하여 감지부(920)와 연결된 객체의 저항 또는 캐퍼시턴스 변화를 판단하는 제어부(940)를 포함할 수 있다.The
일 실시 예에서, 센서 장치(900)는 적어도 하나의 NAND 게이트, 하나 이상의 인버터 및 상기 NAND 게이트에 전압을 인가하는 전원부 포함하는, 링 오실레이터 셀(910)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
또한, 센서 장치(900)는 적어도 하나의 NAND 게이트 및 하나 이상의 인버터 중 적어도 하나와 연결되는 감지부(920), 링 오실레이터 셀(910)의 출력을 측정하는 출력 측정부(930) 및 측정된 출력의 변화에 기초하여 감지부(920)와 연결된 객체의 저항 또는 캐퍼시턴스 변화를 판단하는 제어부(940)를 포함할 수 있다.The
또한, 도 21과 관련하여 설명된 바와 같이, 복수의 링 오실레이터 셀을 적층으로 쌓아올린 적층 구조의 링 오실레이터가 센서 장치(900)에서 이용될 수 있다.21, a ring oscillator of a stacked structure in which a plurality of ring oscillator cells are stacked can be used in the
일 실시 예에서, 캐퍼시턴스의 변화에 따른 출력주파수의 변화는 선형적이며, 이는 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같다.In one embodiment, the change in output frequency with changes in capacitance is linear, as shown in Figs. 14 and 16. Fig.
일 실시 예에서, 저항의 변화에 따른 출력주파수의 변화는 비선형적이며, 도 18 및 도 20에 도시된 바와 같이 저항 증가에 따라 주파수가 증가하며, 그 기울기는 작아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 저항의 변화를 측정하고자 하는 경우 주파수의 변화량뿐 아니라 그 기울기 또한 함께 고려될 수 있다.In one embodiment, the change of the output frequency with the change of the resistance is nonlinear, and it is confirmed that the frequency increases with the increase of the resistance as shown in Figs. 18 and 20, and the slope thereof becomes smaller. Therefore, in the case of measuring the change in resistance, not only the change amount of the frequency but also the slope thereof can be considered together.
또한, 저항과 캐퍼시턴스가 동시에 변화하는 경우, 출력주파수의 변화로부터 이를 감지하기 위하여 저항과 캐퍼시턴스의 변화에 따른 출력주파수의 변화양상이 서로 상이함을 이용할 수 있다. In addition, when the resistance and the capacitance change at the same time, it is possible to use the fact that the change of the output frequency due to the change of the resistance and the capacitance is different from each other in order to detect the change in the output frequency.
예를 들어, 출력주파수가 변화하는 경우 해당 변화가 캐퍼시턴스의 변화에 의한 것임을 가정하고 캐퍼시턴스의 변화량을 산출하고, 마찬가지로 해당 변화가 저항의 변화에 의한 것임을 가정하고 저항의 변화량을 산출할 수 있다. 산출 결과로부터 각 변화량의 기울기를 획득하고, 기울기가 선형적 변화에 가까운 경우 캐퍼시턴스의 변화가 더 많은 영향을 끼쳤음을 알 수 있고, 기울기가 비선형적 변화에 가까운 경우 저항의 변화가 더 많은 영향을 끼쳤음을 알 수 있다.For example, if the output frequency changes, the amount of change in capacitance is calculated assuming that the change is due to a change in capacitance, and similarly, the amount of change in resistance is calculated assuming that the change is due to a change in resistance . The slope of each variation is obtained from the calculation result, and it can be seen that the change of the capacitance has more influence when the slope is close to the linear variation, and when the slope is close to the nonlinear variation, It can be seen that it has affected.
따라서, 각각의 산출 결과에 따른 기울기의 변화량에 기초하여 저항과 캐퍼시턴스의 변화량의 비율을 산출할 수 있고, 이로부터 저항과 캐퍼시턴스의 변화량을 산출하는 것이 가능하다. Therefore, the ratio of the change amount of the resistance and the capacitance can be calculated based on the change amount of the gradient according to the result of each calculation, and the change amount of the resistance and the capacitance can be calculated therefrom.
또한, 저항과 캐퍼시턴스를 측정하기 위하여 이용되는 감지부가 서로 다른 곳에 배치됨으로써, 각각의 감지부를 번갈아 이용함으로써 저항과 캐퍼시턴스의 변화를 개별적으로 산출할 수도 있다.Further, since the sensing portions used for measuring the resistance and the capacitance are arranged at different places, the resistance and the variation of the capacitance can be individually calculated by alternately using the sensing portions.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments of the present invention may be embodied directly in hardware, in software modules executed in hardware, or in a combination of both. The software module may be a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), an erasable programmable ROM (EPROM), an electrically erasable programmable ROM (EEPROM), a flash memory, a hard disk, a removable disk, a CD- May reside in any form of computer readable recording medium known in the art to which the invention pertains.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
900: 센서 장치
910: 링 오실레이터 셀
912: 노드
914: 노드
916: 노드
920: 감지부
930: 출력 측정부
940: 제어부900: Sensor device
910: Ring oscillator cell
912: Node
914: Node
916: Node
920:
930: Output measuring unit
940:
Claims (9)
상기 링 오실레이터 셀은 복수의 노드를 포함하고,
상기 복수의 노드 중 적어도 하나와 연결되는 감지부;
상기 링 오실레이터 셀의 출력을 측정하는 출력 측정부; 및
상기 출력의 변화에 기초하여 상기 감지부와 연결된 외부 회로의 저항 및 캐퍼시턴스 중 적어도 하나의 변화를 판단하는 제어부;를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 외부 회로의 저항의 변화를 판단하는 데 이용되는 제1 감지부; 및
상기 외부 회로의 캐퍼시턴스의 변화를 감지하는 데 이용되는 제2 감지부; 를 포함하는, 센서 장치.A sensor device comprising a ring oscillator cell,
The ring oscillator cell comprising a plurality of nodes,
A sensing unit connected to at least one of the plurality of nodes;
An output measuring unit for measuring an output of the ring oscillator cell; And
And a control unit for determining at least one of a resistance and a capacitance of an external circuit connected to the sensing unit based on a change in the output,
The sensing unit includes:
A first sensing unit used to determine a change in resistance of the external circuit; And
A second sensing unit used to sense a change in capacitance of the external circuit; .
상기 링 오실레이터 셀은,
적어도 하나의 NAND 게이트;
하나 이상의 인버터; 및
상기 NAND 게이트에 전압을 인가하는 전원부; 를 포함하는, 제1 링 오실레이터 셀; 을 포함하는, 센서 장치.The method according to claim 1,
The ring oscillator cell comprises:
At least one NAND gate;
One or more inverters; And
A power supply unit for applying a voltage to the NAND gate; A first ring oscillator cell; .
상기 링 오실레이터 셀은,
적어도 하나의 3상 인버터;
하나 이상의 인버터; 및
상기 3상 인버터에 전압을 인가하는 전원부; 를 포함하는, 제1 링 오실레이터 셀; 을 포함하는, 센서 장치.The method according to claim 1,
The ring oscillator cell comprises:
At least one three-phase inverter;
One or more inverters; And
A power supply unit for applying a voltage to the three-phase inverter; A first ring oscillator cell; .
복수의 인버터를 포함하는 제2 링 오실레이터 셀; 을 더 포함하는, 센서 장치.The method according to claim 2 or 3,
A second ring oscillator cell including a plurality of inverters; Further comprising:
상기 센서 장치는,
복수의 상기 제1 링 오실레이터 셀; 및
복수의 상기 제2 링 오실레이터 셀; 을 포함하고,
상기 복수의 제1 링 오실레이터 셀 및 상기 복수의 제2 링 오실레이터 셀은, 프랙탈 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는, 센서 장치.5. The method of claim 4,
The sensor device includes:
A plurality of said first ring oscillator cells; And
A plurality of said second ring oscillator cells; / RTI >
Wherein the plurality of first ring oscillator cells and the plurality of second ring oscillator cells are connected in a fractal structure.
상기 제1 감지부는 상기 복수의 노드 중 적어도 하나와 VDD 사이에 연결되고,
상기 제2 감지부는 상기 복수의 노드에 포함된 두 노드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는, 센서 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first sensing unit is connected between VDD and at least one of the plurality of nodes,
And the second sensing unit is connected between two nodes included in the plurality of nodes.
하나 이상의 인버터; 및
상기 3상 인버터에 전압을 인가하는 전원부;
를 포함하는, 링 오실레이터 셀;
상기 적어도 하나의 3상 인버터 및 상기 하나 이상의 인버터 중 적어도 하나와 연결되는 감지부;
상기 링 오실레이터 셀의 출력을 측정하는 출력 측정부; 및
상기 출력의 변화에 기초하여 상기 감지부와 연결된 외부 회로의 저항 또는 캐퍼시턴스 변화를 판단하는 제어부; 를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 외부 회로의 저항의 변화를 판단하는 데 이용되는 제1 감지부; 및
상기 외부 회로의 캐퍼시턴스의 변화를 감지하는 데 이용되는 제2 감지부; 를 포함하는, 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치.At least one three-phase inverter;
One or more inverters; And
A power supply unit for applying a voltage to the three-phase inverter;
A ring oscillator cell;
A sensing unit coupled to at least one of the at least one three-phase inverter and the at least one inverter;
An output measuring unit for measuring an output of the ring oscillator cell; And
A control unit for determining a resistance or a capacitance change of an external circuit connected to the sensing unit based on a change in the output; Lt; / RTI >
The sensing unit includes:
A first sensing unit used to determine a change in resistance of the external circuit; And
A second sensing unit used to sense a change in capacitance of the external circuit; And a ring oscillator cell.
하나 이상의 인버터; 및
상기 NAND 게이트에 전압을 인가하는 전원부;
를 포함하는, 링 오실레이터 셀;
상기 적어도 하나의 NAND 게이트 및 상기 하나 이상의 인버터 중 적어도 하나와 연결되는 감지부;
상기 링 오실레이터 셀의 출력을 측정하는 출력 측정부; 및
상기 출력의 변화에 기초하여 상기 감지부와 연결된 외부 회로의 저항 또는 캐퍼시턴스 변화를 판단하는 제어부; 를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 외부 회로의 저항의 변화를 판단하는 데 이용되는 제1 감지부; 및
상기 외부 회로의 캐퍼시턴스의 변화를 감지하는 데 이용되는 제2 감지부; 를 포함하는, 링 오실레이터 셀을 포함하는 센서 장치.At least one NAND gate;
One or more inverters; And
A power supply unit for applying a voltage to the NAND gate;
A ring oscillator cell;
A sensing unit coupled to at least one of the at least one NAND gate and the at least one inverter;
An output measuring unit for measuring an output of the ring oscillator cell; And
A control unit for determining a resistance or a capacitance change of an external circuit connected to the sensing unit based on a change in the output; Lt; / RTI >
The sensing unit includes:
A first sensing unit used to determine a change in resistance of the external circuit; And
A second sensing unit used to sense a change in capacitance of the external circuit; And a ring oscillator cell.
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2018
- 2018-06-26 KR KR1020180073327A patent/KR101991123B1/en active IP Right Grant
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