KR20120053908A - Ｒｆｉｄ 장치 - Google Patents

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KR20120053908A
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Abstract

본 발명의 실시예는 RFID 장치에 관한 것으로서, 무선 신호를 이용하여 RFID 리더와 통신을 수행하는 RFID 태그 칩(Radio Frequency IDentification Tag Chip)에 관한 기술을 개시한다. 이러한 본 발명의 실시예는, RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고, 변조부는 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자, 및 안테나의 전원전압단과 연결되어 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이하의 신호로 출력하는 구동부를 포함한다.

Description

ＲＦＩＤ 장치{RFID device}
본 발명의 실시예는 RFID 장치에 관한 것으로서, 무선 신호를 이용하여 RFID 리더와 통신을 수행하는 RFID 태그 칩(Radio Frequency IDentification Tag Chip)에 관한 기술이다.
RFID(Radio Frequency IDentification Tag Chip)란 무선 신호를 이용하여 사물을 자동으로 식별하기 위해 식별 대상이 되는 사물에는 RFID 태그를 부착하고 무선 신호를 이용한 송수신을 통해 RFID 리더와 통신을 수행하는 비접촉식 자동 식별 방식을 제공하는 기술이다. 이러한 RFID가 사용되면서 종래의 자동 식별 기술인 바코드 및 광학 문자 인식 기술의 단점을 보완할 수 있게 되었다.
최근에 들어, RFID(Radio Frequency Identification) 장치는 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(tag) 대신에 데이터가 기록된 IC(Integrated Circuit) 태그를 이용하여 화물의 분류 또는 재고 관리 등이 행해지고 있다. 한편, 사용자 인증 시스템에서는 개인 정보 등을 기록한 IC 카드를 이용하여 입실 관리 등을 행하고 있다.
한편, RFID 장치에 사용되는 메모리로 불휘발성 강유전체 메모리가 사용된다.
일반적으로 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 기억소자로서 커패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 이용한 것이다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는다.
도 1은 일반적인 RFID 장치의 구성도이다.
종래 기술에 따른 RFID 장치는 크게 안테나부(1), 아날로그부(10), 디지털부(20) 및 메모리부(30)를 포함한다.
여기서, 안테나부(1)는 외부의 RFID 리더로부터 송신된 무선 신호를 수신하는 역할을 한다. 안테나부(1)를 통해 수신된 무선 신호는 안테나 패드(11,12)를 통해 아날로그부(10)로 입력된다.
아날로그부(10)는 입력된 무선 신호를 증폭하여, RFID 태그의 구동전압인 전원전압 VDD을 생성한다. 그리고, 입력된 무선 신호에서 동작 명령 신호를 검출하여 명령 신호 RX를 디지털부(20)에 출력한다. 그 외에, 아날로그부(10)는 출력 전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋신호 POR와 클록 CLK을 디지털부(20)로 출력한다.
디지털부(20)는 아날로그부(10)로부터 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클록 CLK 및 명령 신호 RX를 입력받아, 아날로그부(10)에 응답신호 TX를 출력한다. 또한, 디지털부(20)는 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어 신호 CTR 및 클록 CLK을 메모리부(30)에 출력한다.
또한, 메모리부(30)는 메모리 소자를 이용하여 데이터를 리드/라이트하고, 데이터를 저장한다.
여기서, RFID 장치는 여러 대역의 주파수를 사용하는데, 주파수 대역에 따라 그 특성이 달라진다. 일반적으로 RFID 장치는 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 2는 도 1의 RFID 장치에서 아날로그부(10)에 포함된 변조부(11)의 회로도이다.
종래기술의 RFID 장치는 아날로그부(10)에 포함된 복조부에서 무선신호를 변조하여 명령 신호 RX를 디지털부(20)에 출력하고, 변조부(11)가 디지털부(20)로부터 인가되는 응답신호 TX를 변조하여 안테나부(1)로 전송하게 된다.
여기서, 변조부(11)는 전원전압단과 접지전압단 사이에 직렬 연결된 저항 R과, NMOS트랜지스터 N1를 포함한다. 저항 R은 안테나부(1)의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N1 사이에 연결된다. 그리고, NMOS트랜지스터 N1는 저항 R과 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
도 3은 종래기술에 따른 변조부(11)의 동작 영역을 설명하기 위한 도면이다.
종래기술에 따른 변조부(11)는 안테나의 입력 전압 영역과 비례하여 안테나로 출력을 방출하게 된다. 즉, 종래기술에 따른 변조부(11)는 저항 소자 R를 통해 안테나부(1)로 출력을 방출하므로 안테나의 입력과 출력이 선형(Linear) 특성을 보이게 된다.
수동형(Passive) RFID 칩의 안테나 출력 방식은 리더(Reader)의 원리와 같이 반사파의 출력을 제어하여 안테나 출력을 제어하게 된다. 그런데, 안테나 출력의 세기가 너무 강하면 수동형 RFID 칩에 공급되는 무선 주파수의 입력이 약하게 되어 전원 생성이 약하게 된다.
종래기술에 따른 변조부(11)는 도 3의 그래프에서 보는 바와 같이 안테나의 출력이 선형적으로 증가하게 되므로 안테나의 출력 세기가 너무 강하게 방출되어 수동형 RFID 칩의 전원이 약해지게 된다.
본 발명의 실시예는 변조부의 구조를 개선하여 안테나의 출력 세기를 제어함으로써 원거리에서도 RFID 장치가 안정적으로 동작할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 RFID 장치는, RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고, 변조부는 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자; 및 안테나의 전원전압단과 연결되어 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이하의 신호로 출력하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예는, RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고, 변조부는 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자; 및 안테나의 전원전압단과 연결되어 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이상의 신호로 출력하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고, 변조부는 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자; 및 안테나의 전원전압단과 연결되어 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이상 및 이하의 구간에서만 출력하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예는 변조부의 구조를 개선하여 안테나의 출력 세기를 제어함으로써 원거리에서도 RFID 장치가 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 RFID 장치의 구성도.
도 2는 도 1의 RFID 장치에서 변조부의 회로도.
도 3은 도 2의 변조부의 동작 영역을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 장치의 구성도.
도 5 내지 도 12는 도 4의 변조부에 대한 실시예들.
도 13은 도 4의 변조부의 동작 영역을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 RFID 장치는 전압 멀티플라이어(Voltage Multiplier;100), 변조부(Modulator;110), 복조부(Demodulator;120), 파워 온 리셋부(Power On Reset unit;130), 클록 발생부(Clock generator; 140), 디지털 처리부(200) 및 메모리부(300)를 포함한다.
안테나 ANT는 외부의 리더기 또는 라이터기와 데이터를 송수신하기 위한 구성이다. 전압 멀티플라이어(100)는 안테나 ANT로부터 인가되는 전송 주파수에 의해 RFID 장치의 전원 VDD을 생성한다.
또한, 변조부(110)는 디지털 처리부(200)로부터 인가되는 응답 신호 TX를 변조하여 안테나 ANT에 전송한다. 복조부(120)는 전압 멀티플라이어(100)의 출력전압에 따라 안테나 ANT로부터 인가되는 전송 주파수에서 동작 명령 신호를 검출하여 명령신호 RX를 디지털 처리부(200)에 출력한다.
파워 온 리셋부(130)는 전압 멀티플라이어(100)의 출력 전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋신호 POR를 디지털 처리부(200)에 출력한다. 클록 발생부(140)는 전압 멀티플라이어(100)의 출력 전압 VDD에 따라 디지털처리부(200)의 동작을 제어하기 위한 클록 CLK를 디지털 처리부(200)에 공급한다.
또한, 상술된 디지털 처리부(200)는 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클럭 CLK 및 명령신호 RX를 인가받고, 변조부(110)에 응답신호 TX를 출력한다. 그리고, 디지털 처리부(200)는 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어신호 CTR 및 클록 CLK을 메모리부(300)에 출력한다.
메모리부(300)는 복수의 메모리 셀을 포함하고, 각각의 메모리 셀은 데이터를 저장 소자에 라이트하고, 저장 소자에 저장된 데이터를 리드 하는 역할을 한다.
여기서, 메모리부(300)는 비휘발성 강유전체 메모리(FeRAM)가 사용될 수 있다. FeRAM은 디램 정도의 데이터 처리 속도를 갖는다. 또한, FeRAM은 디램과 거의 유사한 구조를 가지고, 커패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 가진다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는다.
도 5는 도 4의 변조부(110)에 관한 상세 회로도이다.
변조부(110_1)는 구동부로 동작하는 NMOS트랜지스터 N3와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N2를 포함한다.
여기서, NMOS트랜지스터 N3와, NMOS트랜지스터 N2는 안테나 ANT의 전원전압단과 접지전압단 사이에 직렬 연결된다.
NMOS트랜지스터 N3는 다이오드 타입으로 이루어질 수 있다. NMOS트랜지스터 N3는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N2 사이에 연결된다. 그리고, 다이오드의 역할을 수행하는 NMOS트랜지스터 N3는 게이트 단자와 소스 단자가 공통 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N2는 NMOS트랜지스터 N3와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
이러한 구성을 갖는 변조부(110_1)는 NMOS트랜지스터 N3가 -Vt(문턱전압)을 갖는다.
즉, 응답신호 TX가 하이 레벨로 인가되어 NMOS트랜지스터 N2가 턴 온 되면, NMOS트랜지스터 N3의 게이트 단자에 접지전압(GND)이 인가되어 NMOS트랜지스터 N3가 항상 턴 오프 상태를 유지하게 된다.
이때, NMOS트랜지스터 N3가 -Vt(문턱전압)를 가지므로 안테나 ANT의 전원전압 단자에 출력되는 무선 주파수 신호 RF가 로우 레벨인 경우에만 안테나 ANT를 통해 신호가 방출된다.
예를 들어, 접지전압(GND) 이하의 레벨에서 NMOS트랜지스터 N3의 문턱전압(Vt의 절대값) 만큼을 뺀 값 이하로 무선 주파수 신호 RF가 출력된다.
도 6은 도 4의 변조부(110)에 관한 다른 실시예이다.
변조부(110_2)는 구동부로 동작하는 NMOS트랜지스터 N5와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N4를 포함한다.
여기서, NMOS트랜지스터 N5와, NMOS트랜지스터 N4는 전원전압단과 접지전압단 사이에 직렬 연결된다.
NMOS트랜지스터 N5는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N4 사이에 연결되어 게이트 단자가 전원전압단에 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N4는 NMOS트랜지스터 N5와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
이러한 구성을 갖는 변조부(110_2)는 NMOS트랜지스터 N5가 +Vt(문턱전압)을 갖는다.
즉, 응답신호 TX가 하이 레벨로 인가되어 NMOS트랜지스터 N4가 턴 온 되면, NMOS트랜지스터 N5에 접지전압(GND)이 인가된다.
이때, NMOS트랜지스터 N5가 +Vt(문턱전압)를 가지므로 안테나 ANT의 전원전압 단자에 출력되는 무선 주파수 신호 RF가 하이 레벨인 경우에만 안테나 ANT를 통해 신호가 방출된다.
예를 들어, 접지전압(GND) 이상의 레벨에서 NMOS트랜지스터 N5의 문턱전압(Vt의 절대값) 만큼을 더한 값 이상으로 무선 주파수 신호 RF가 출력된다.
도 7은 도 4의 변조부(110)에 관한 또 다른 실시예이다.
변조부(110_3)는 구동부로 동작하는 NMOS트랜지스터 N6,N7와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N8를 포함한다.
여기서, NMOS트랜지스터 N6,N7는 전원전압단에 병렬 연결된다.
NMOS트랜지스터 N6는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N8 사이에 연결되어 게이트 단자와 소스 단자가 공통 연결된다. 이러한 NMOS트랜지스터 N6는 다이오드의 역할을 수행한다.
그리고, NMOS트랜지스터 N7는 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N8 사이에 연결되어 게이트 단자가 전원전압단에 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N8는 NMOS트랜지스터 N6,N7와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
이러한 구성을 갖는 변조부(110_3)는 다이오드 역할을 수행하는 NMOS트랜지스터 N6가 -Vt(문턱전압)을 갖는다.
즉, 응답신호 TX가 하이 레벨로 인가되어 NMOS트랜지스터 N8가 턴 온 되면, NMOS트랜지스터 N6의 게이트 단자에 접지전압(GND)이 인가되어 NMOS트랜지스터 N6가 항상 턴 오프 상태를 유지하게 된다.
이때, NMOS트랜지스터 N6가 -Vt(문턱전압)를 가지므로 안테나 ANT의 전원전압 단자에 출력되는 무선 주파수 신호 RF가 로우 레벨인 경우에만 안테나 ANT를 통해 신호가 방출된다.
예를 들어, 접지전압(GND) 이하의 레벨에서 NMOS트랜지스터 N6의 문턱전압(Vt의 절대값) 만큼을 뺀 값 이하로 무선 주파수 신호 RF가 출력된다.
그리고, 변조부(110_3)는 NMOS트랜지스터 N7가 +Vt(문턱전압)을 갖는다.
즉, 응답신호 TX가 하이 레벨로 인가되어 NMOS트랜지스터 N8가 턴 온 되면, NMOS트랜지스터 N7에 접지전압(GND)이 인가된다.
이때, NMOS트랜지스터 N7가 +Vt(문턱전압)를 가지므로 안테나 ANT의 전원전압 단자에 출력되는 무선 주파수 신호 RF가 하이 레벨인 경우에만 안테나 ANT를 통해 신호가 방출된다.
예를 들어, 접지전압(GND) 이상의 레벨에서 NMOS트랜지스터 N7의 문턱전압(Vt의 절대값) 만큼을 더한 값 이상으로 무선 주파수 신호 RF가 출력된다.
이에 따라, 도 7의 실시예는 NMOS트랜지스터 N6의 문턱전압 이하, NMOS트랜지스터 N7의 문턱전압 이상의 구간에서만 무선 주파수 신호를 출력하게 된다.
도 8은 도 4의 변조부(110)에 관한 또 다른 실시예이다.
변조부(110_4)는 강유전체 커패시터 FC1와, 구동부로 동작하는 NMOS트랜지스터 N9,N10와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N11를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 커패시터가 강유전체로 구성되는 것을 일 예로 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것이 아니라 커패시터가 일반적인 상유전체로 이루어질 수도 있다.
여기서, 강유전체 커패시터 FC1는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N9,N10 사이에 연결된다.
그리고, NMOS트랜지스터 N9,N10는 강유전체 커패시터 FC1에 병렬 연결된다.
NMOS트랜지스터 N9는 강유전체 커패시터 FC1의 일단과 NMOS트랜지스터 N11 사이에 연결되어 게이트 단자와 소스 단자가 공통 연결된다. 이러한 NMOS트랜지스터 N9는 다이오드의 역할을 수행한다.
그리고, NMOS트랜지스터 N10는 강유전체 커패시터 FC1의 일단과 NMOS트랜지스터 N11 사이에 연결되어 게이트 단자가 드레인 단자와 공통 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N11는 NMOS트랜지스터 N9,N10와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
이러한 구성을 갖는 변조부(110_4)는 다이오드 역할을 수행하는 NMOS트랜지스터 N9가 -Vt(문턱전압)을 갖는다.
즉, 응답신호 TX가 하이 레벨로 인가되어 NMOS트랜지스터 N11가 턴 온 되면, NMOS트랜지스터 N9의 게이트 단자에 접지전압(GND)이 인가되어 NMOS트랜지스터 N9가 항상 턴 오프 상태를 유지하게 된다.
이때, NMOS트랜지스터 N9가 -Vt(문턱전압)를 가지므로 안테나 ANT의 전원전압 단자에 출력되는 무선 주파수 신호 RF가 로우 레벨인 경우에만 안테나 ANT를 통해 신호가 방출된다.
예를 들어, 접지전압(GND) 이하의 레벨에서 NMOS트랜지스터 N9의 문턱전압(Vt의 절대값) 만큼을 뺀 값 이하로 무선 주파수 신호 RF가 출력된다.
그리고, 변조부(110_4)는 NMOS트랜지스터 N10가 +Vt(문턱전압)을 갖는다.
즉, 응답신호 TX가 하이 레벨로 인가되어 NMOS트랜지스터 N11가 턴 온 되면, NMOS트랜지스터 N10에 접지전압(GND)이 인가된다.
이때, NMOS트랜지스터 N10가 +Vt(문턱전압)를 가지므로 안테나 ANT의 전원전압 단자에 출력되는 무선 주파수 신호 RF가 하이 레벨인 경우에만 안테나 ANT를 통해 신호가 방출된다.
예를 들어, 접지전압(GND) 이상의 레벨에서 NMOS트랜지스터 N10의 문턱전압(Vt의 절대값) 만큼을 더한 값 이상으로 무선 주파수 신호 RF가 출력된다.
그리고, 도 8의 실시예에서는 강유전체 커패시터 FC1에 의해 무선 주파수 신호 RF의 위상차가 발생하게 된다. 즉, 강유전체 커패시터 FC1에 의해 무선 주파수 신호 RF를 지연시켜 위상차를 가지도록 함으로써 응답 속도의 차이를 이용해 신호를 구분할 수 있도록 한다.
도 9는 도 4의 변조부(110)에 관한 또 다른 실시예이다.
변조부(110_5)는 구동부로 동작하는 다이오드 D1와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N12를 포함한다.
여기서, 다이오드 D1와, NMOS트랜지스터 N12는 안테나 ANT의 전원전압단과 접지전압단 사이에 직렬 연결된다.
다이오드 D1는 PN 다이오드로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 다이오드가 PN 다이오드로 구성되는 것을 일 예로 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것이 아니라 다이오드가 쇼트키(Schottky) 다이오드로 이루어질 수도 있다.
다이오드 D1는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N12 사이에 역방향으로 연결된다.
즉, 다이오드 D1의 P형 노드는 NMOS트랜지스터 N12와 연결되고, N형 노드는 안테나 ANT의 전원전압단에 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N12는 다이오드 D1와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
도 10은 도 4의 변조부(110)에 관한 또 다른 실시예이다.
변조부(110_6)는 구동부로 동작하는 다이오드 D2와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N13를 포함한다.
여기서, 다이오드 D2와, NMOS트랜지스터 N13는 안테나 ANT의 전원전압단과 접지전압단 사이에 직렬 연결된다.
다이오드 D2는 PN 다이오드로 이루어질 수 있다. 다이오드 D2는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N13 사이에 순방향으로 연결된다.
즉, 다이오드 D2의 P형 노드는 안테나 ANT의 전원전압단에 연결되고, N형 노드는 NMOS트랜지스터 N13와 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N13는 다이오드 D2와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
도 11은 도 4의 변조부(110)에 관한 또 다른 실시예이다.
변조부(110_7)는 구동부로 동작하는 다이오드 D3,D4와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N14를 포함한다.
여기서, 다이오드 D3,D4는 안테나 ANT의 전원전압단과 병렬 연결된다. 그리고, 다이오드 D3,D4는 PN 다이오드로 이루어질 수 있다.
다이오드 D3는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N14 사이에 역방향으로 연결된다. 즉, 다이오드 D3의 P형 노드는 NMOS트랜지스터 N14에 연결되고, N형 노드는 안테나 ANT의 전원전압단과 연결된다.
그리고, 다이오드 D4는 안테나 ANT의 전원전압단과 NMOS트랜지스터 N14 사이에 순방향으로 연결된다. 즉, 다이오드 D4의 P형 노드는 안테나 ANT의 전원전압단에 연결되고, N형 노드는 NMOS트랜지스터 N14와 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N14는 다이오드 D3,D4와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
도 12는 도 4의 변조부(110)에 관한 또 다른 실시예이다.
변조부(110_8)는 강유전체 커패시터 FC2와, 구동부로 동작하는 다이오드 D5,D6와, 스위칭 소자인 NMOS트랜지스터 N15를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 커패시터가 강유전체로 구성되는 것을 일 예로 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것이 아니라 커패시터가 일반적인 상유전체로 이루어질 수도 있다.
여기서, 강유전체 커패시터 FC2는 안테나 ANT의 전원전압단과 다이오드 D5,D6 사이에 연결된다.
그리고, 다이오드 D5,D6는 강유전체 커패시터 FC2에 병렬 연결된다.
다이오드 D5는 강유전체 커패시터 FC2의 일단과 NMOS트랜지스터 N15 사이에 역방향으로 연결된다. 즉, 다이오드 D5의 P형 노드는 NMOS트랜지스터 N15에 연결되고, N형 노드는 강유전체 커패시터 FC2에 연결된다.
그리고, 다이오드 D6는 강유전체 커패시터 FC2의 일단과 NMOS트랜지스터 N15 사이에 순방향으로 연결된다. 즉, 다이오드 D6의 P형 노드는 강유전체 커패시터 FC2에 연결되고, N형 노드는 NMOS트랜지스터 N15에 연결된다.
또한, NMOS트랜지스터 N15는 다이오드 D5,D6와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 응답신호 TX가 인가된다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 변조부(110)의 동작 영역을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 변조부(110)는 종래기술과 같이 안테나 ANT의 입력 전압 영역과 비례하여 안테나 ANT로 출력을 방출하는 것이 아니라, 안테나 ANT의 입력 레벨이 특정 문턱전압(Vt) 이상인 경우 안테나 ANT로 출력을 방출하게 된다.
또한, 안테나 ANT의 입력 전압이 특정 문턱전압(Vt) 이상이 되는 영역에서 안테나 ANT의 출력 레벨이 급격히 향상되는 것을 알 수 있다.
여기서, 문턱전압(Vt)는 상술된 변조부(110)의 실시예들에서 설명한 트랜지스터, 다이오드의 문턱전압을 의미한다.
즉, 본 발명의 실시예는 안테나 ANT의 출력을 제어하기 위해 무선 주파수 신호 RF가 특정한 입력 조건이 되었을 때 안테나 ANT의 출력이 방출되도록 제어한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예는 안정적인 전원을 발생하여 안테나 ANT 출력 제어 동작이 수행되도록 함으로써 원거리 동작 특성을 안정적으로 제어할 수 있도록 한다.

Claims (19)

  1. RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고,
    상기 변조부는
    상기 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자; 및
    상기 안테나의 전원전압단과 연결되어 상기 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이하의 신호로 출력하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 연결되어 게이트 단자와 소스 단자가 공통 연결된 다이오드 타입의 NMOS트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 역방향으로 연결된 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호는 접지전압 이하의 레벨에서 출력되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호는 접지전압 이하의 레벨에서 상기 구동부의 문턱전압 만큼을 뺀 값 이하로 출력되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  6. RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고,
    상기 변조부는
    상기 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자; 및
    상기 안테나의 전원전압단과 연결되어 상기 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이상의 신호로 출력하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 연결되어 게이트 단자와 드레인 단자가 공통 연결된 NMOS트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 순방향으로 연결된 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호는 접지전압 이상의 레벨에서 출력되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호는 접지전압 이상의 레벨에서 상기 구동부의 문턱전압 만큼을 뺀 값 이상으로 출력되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  11. RFID 내부의 응답신호를 변조하여 안테나로 출력하는 변조부를 포함하고,
    상기 변조부는
    상기 응답신호에 따라 제어되는 스위칭 소자; 및
    상기 안테나의 전원전압단과 연결되어 상기 스위칭 소자의 턴 온 시 무선 주파수 신호를 특정 레벨 이상 및 이하의 구간에서만 출력하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 연결되어 게이트 단자와 소스 단자가 공통 연결된 다이오드 타입의 제 1NMOS트랜지스터; 및
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 연결되어 게이트 단자와 드레인 단자가 공통 연결된 제 2NMOS트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 연결된 제 1커패시터;
    상기 제 1커패시터와 상기 스위칭 소자 사이에 연결되어 게이트 단자와 소스 단자가 공통 연결된 다이오드 타입의 제 3NMOS트랜지스터; 및
    상기 제 1커패시터와 상기 스위칭 소자 사이에 연결되어 게이트 단자와 드레인 단자가 공통 연결된 제 4NMOS트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 1커패시터는 강유전체 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호는 상기 제 1커패시터에 의해 위상이 변화되어 출력되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 역방향으로 연결된 제 1다이오드; 및
    상기 전원전압단과 상기 스위칭 소자 사이에 순방향으로 연결된 제 2다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 전원전압단과 연결된 제 2커패시터;
    상기 제 2커패시터와 상기 스위칭 소자 사이에 역방향으로 연결된 제 1다이오드; 및
    상기 제 2커패시터와 상기 스위칭 소자 사이에 순방향으로 연결된 제 2다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 2커패시터를 강유전체 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호는 상기 제 2커패시터에 의해 위상이 변화되어 출력되는 것을 특징으로 하는 RFID 장치.
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