KR20160091351A - 무선 전력 송신을 위한 능동 cmos 복원 유닛들 - Google Patents

무선 전력 송신을 위한 능동 cmos 복원 유닛들 Download PDF

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Abstract

정류 회로는, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들, 임피던스 매칭 네트워크, 및 RF 차단 회로를 부분적으로 포함한다. 제 1 NMOS 트랜지스터의 소스 및 게이트 단자들은 접지 전위 및 바이어싱 전압을 각각 수신한다. 제 2 NMOS 트랜지스터는, 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 게이트 단자, 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 드레인 단자, 및 접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는다. 임피던스 매칭 네트워크는, 안테나와 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 드레인 단자들 사이에 배치된다. RF 차단 회로는, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 드레인 단자들과 정류 회로의 출력 단자 사이에 커플링된다. RF 차단 회로는, RF 신호가 정류 회로의 출력 단자로 흐르는 것을 방지하도록 적응된다.

Description

무선 전력 송신을 위한 능동 CMOS 복원 유닛들{ACTIVE CMOS RECOVERY UNITS FOR WIRELESS POWER TRANSMISSION}
관련 출원들에 대한 상호-참조들
[0001] 본 출원은, 발명의 명칭이 "ACTIVE CMOS RECOVERY UNITS FOR WIRELESS POWER TRANSMISSION"으로 2013년 11월 22일자로 출원된 미국 가출원 제 61/908,015호의 35 USC 119(e) 하의 이점을 주장하며, 그 가출원의 내용은 그 전체가 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.
[0002] 실리콘 프로세싱에서의 발전들은 단일 저전력 칩 상으로의 복잡한 시스템들의 통합을 가능하게 했다. 그러한 시스템들의 낮은 비용 및 낮은 전력 소비는 휴대용 전자 디바이스들의 확산을 초래했다. 동작하기 위해, 그러한 디바이스들은 충전되도록 전기 콘센트(electrical outlet)로 빈번하게 플러그(plug)되어야 한다.
[0003] 무선 전력 송신은 유도성 커플링 또는 전자기파들을 사용하여 달성될 수도 있다. 유도성 커플링은 짧은 범위에 걸쳐 전력을 전달할 수 있다. 전자기(EM)파들은 더 긴 거리에 걸쳐 전력을 송신하는데 사용될 수도 있다. 유도성 커플링 및 EM파들은 교류 전류(AC)가 수신기에서 생성되게 한다. 후속하여, AC 전류는 직류(DC)로 변환된다. 더 높은 주파수의 동작은 무선 전력 송신 복원 회로의 사이즈를 감소시키기 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 전력 어댑터들 및 충전기들과 같이 종래의 전자 시스템들에서 사용된 종래의 다이오드 정류기들은 높은 주파수들에서의 동작에 적합하지 않다.
[0004] 도 1은, 안테나(20)를 통해 수신된 전자기파를 단자들 OUT+ 및 OUT- 에 걸친 DC 전압으로 변환하도록 적응된 종래의 정류 회로(10)의 개략도이다. 회로(10)는, 매칭 LC 네트워크(12), 쇼트키 다이오드(14) 및 RF 바이패스(bypass) 네트워크(16)를 포함하는 것으로 도시된다. 각각의 사이클의 하나의 절반 동안, 다이오드(14)의 애노드(anode) 단자 A가 그의 캐소드(cathode) 단자 B보다 더 높은 전위를 갖는 경우, 다이오드(14)는 도전성이 되며, 따라서, 수신된 에너지가 매칭 네트워크(12) 내의 전기장 및 자기장에 저장되게 한다. 각각의 사이클의 다른 절반 동안, 다이오드(14)는 비-도전성이 되며, 매칭 네트워크(12) 내의 저장된 에너지 뿐만 아니라 입사(incident) 에너지는 출력 단자들 OUT+ 및 OUT- 에 걸쳐 공급된다. 쇼트키 다이오드(14)는 GHz 주파수 범위에서 동작하도록 요구된다. 쇼트키 다이오드 기반 정류 회로들이 효율적이지만, 그들은 CMOS 기술들과의 통합에는 적합하지 않다.
[0005] 도 2는 부하(load)(72)를 구동시키는 종래의 CMOS 복원 회로(50)의 개략도이다. 복원 회로는, NMOS 트랜지스터들(52, 54), PMOS 트랜지스터들(62, 64), 및 커패시터(70)를 포함하는 것으로 도시된다. 입사 EM파를 수신하는 안테나(미도시)에 의하여 노드 N1을 통해 전달된 차동 전압 VRF는, 트랜지스터(54, 64)의 게이트 단자들 및 트랜지스터들(52, 62)의 소스 단자들에 인가된다. 유사하게, 안테나에 의하여 노드 N2를 통해 전달된 차동 전압
Figure pct00001
는, 트랜지스터들(52, 62)의 게이트 단자들 및 트랜지스터들(54, 64)의 소스 단자들에 인가된다. 각각의 사이클의 하나의 절반 동안, 차동 전압 VRF가 차동 전압
Figure pct00002
에 비해 높은 전압에 있는 경우, 트랜지스터들(52 및 64)은 오프되고, 트랜지스터들(54 및 62)은 온되며, 따라서, 전류는, 트랜지스터(54)의 드레인 단자(접지 단자 GND)로부터 노드 N2로 그리고 노드 N1로부터 부하(72)의 출력 노드 OUT로 흐른다. 각각의 사이클의 다른 절반 동안, 차동 전압 VRF가 차동 전압
Figure pct00003
에 비해 낮은 전압에 있는 경우, 트랜지스터들(52 및 64)은 온되고, 트랜지스터들(54 및 62)은 오프되며, 따라서, 전류는, 접지 단자 GND로부터 노드 N1으로 그리고 노드 N2로부터 출력 노드 OUT로 흐른다. 즉, 사이클들 둘 모두 동안, 전류는, 접지 단자 GND 밖으로 및 출력 노드 OUT 내로 흐르며, 따라서 전류를 정류시킨다.
[0006] 복원 회로(50)는, (RFID와 같은) 저전력 애플리케이션들에서 효율적이지만, 비교적 높은 전력 정류를 요구하는 충전형 휴대용 소비자 전자기기들에서의 사용에는 적합하지 않다. 비교적 더 높은 전력을 핸들링하기에 효율적이고 핸들링하도록 적응되는 정류 회로에 대한 필요성이 계속 존재한다.
[0007] 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 회로는, 전자기파들을 수신하는 안테나에 의해 공급되는 RF 신호를 정류하도록 적응된다. 일 실시예에서, 정류 회로는, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들, 임피던스 매칭 네트워크, 및 RF 차단 회로를 부분적으로 포함한다. 제 1 NMOS 트랜지스터의 소스 및 게이트 단자들은 접지 전위 및 바이어싱 전압을 각각 수신한다. 제 2 NMOS 트랜지스터는, 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 게이트 단자, 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 드레인 단자, 및 접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는다. 임피던스 매칭 네트워크는, 안테나와 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 드레인 단자들 사이에 배치된다. RF 차단 회로는, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 드레인 단자들과 정류 회로의 출력 단자 사이에 커플링된다. RF 차단 회로는, 정류 회로의 출력 단자로의 RF 신호의 흐름을 방지하도록 적응된다.
[0008] 일 실시예에서, 정류 회로는, 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자와 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치된 제 1 용량성 엘리먼트, 및 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자와 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치된 제 2 용량성 엘리먼트를 더 포함한다. 일 실시예에서, 임피던스 매칭 네트워크는, 출력 단자와 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 1 유도성 엘리먼트, 및 출력 단자와 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 2 유도성 엘리먼트를 부분적으로 포함한다.
[0009] 일 실시예에서, RF 차단 회로는, 출력 단자와 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 부분적으로 포함한다. 일 실시예에서, 정류 회로는, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 게이트 단자들에 바이어싱 전압을 공급하는 바이어싱 회로를 더 포함한다. 일 실시예에서, 바이어싱 회로는 배터리이다. 일 실시예에서, 바이어싱 회로는, 바이어싱 회로가 정류 회로의 출력 단자에서 감지하는 출력 전압에 대한 응답으로 바이어싱 전압을 공급한다.
[0010] 일 실시예에서, 정류 회로는, 바이어싱 회로와 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 1 저항성 엘리먼트; 및 바이어싱 회로와 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 2 저항성 엘리먼트를 부분적으로 더 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들은 향상 모드 트랜지스터들이다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들은 공핍(depletion) 모드 트랜지스터들이다. 일 실시예에서, RF 신호는, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 드레인 단자들 사이에 인가된다. 다른 실시예에서, RF 신호는, 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 접지 단자 사이에 인가된다. 일 실시예에서, 정류 회로는, 바이어싱 회로와 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 1 유도성 엘리먼트; 및 바이어싱 회로와 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 2 유도성 엘리먼트를 부분적으로 더 포함한다.
[0011] 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정류 회로는, NMOS 트랜지스터, 임피던스 매칭 네트워크, RF 차단 회로, 및 게이트 구동기(driver) 회로를 부분적으로 포함한다. NMOS 트랜지스터는 접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는다. 임피던스 매칭 네트워크는, 안테나와 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치된다. RF 차단 회로는, NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 정류 회로의 출력 단자 사이에 커플링된다. 게이트 구동기 회로는, 정류 회로의 출력에 대한 응답으로 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시키도록 적응된다.
[0012] 일 실시예에서, 임피던스 매칭 네트워크는, NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 제 1 출력 단자, 및 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 제 2 출력 단자를 갖는 변압기의 일부를 부분적으로 포함한다. 변압기의 제 1 및 제 2 출력 단자들은 서로에 대해 180°위상차(out-of-phase)인 신호들을 공급한다. 일 실시예에서, RF 차단 회로는, NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 정류 회로의 출력 단자 사이에 배치된 유도성 엘리먼트, 및 정류 회로의 출력 단자와 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 부분적으로 포함한다. 일 실시예에서, 게이트 구동기 회로는, 변압기의 제 2 입력 단자를 통해 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시킨다.
[0013] 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나에 의해 전달된 RF 신호를 정류시키는 방법은, 접지 전위를 수신하는 제 2 단자를 갖는 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 인가하는 단계, 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 게이트 단자, 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 드레인 단자, 및 접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 인가하는 단계를 부분적으로 포함한다. 방법은, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자들의 임피던스에 안테나의 임피던스를 매칭시키는 단계, 및 RF 신호가 정류된 신호를 운반하는 출력 단자에 도달하는 것을 차단하는 단계를 더 포함한다.
[0014] 일 실시예에서, 방법은, 제 1 용량성 엘리먼트를 통해 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 인가하는 단계, 및 제 2 용량성 엘리먼트를 통해 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 인가하는 단계를 부분적으로 더 포함한다. 일 실시예에서, 임피던스 매칭은, 출력 단자와 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 1 유도성 엘리먼트, 및 출력 단자와 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 2 유도성 엘리먼트를 사용하여 달성된다.
[0015] 일 실시예에서, RF 신호는, 출력 단자와 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 통해 차단된다. 일 실시예에서, 방법은 배터리를 통해 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 바이어싱 전압은 출력 단자의 전압에 대한 응답으로 공급된다. 일 실시예에서, 방법은, 제 1 저항성 엘리먼트를 통해 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 공급하는 단계, 및 제 2 저항성 엘리먼트를 통해 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 부분적으로 더 포함한다.
[0016] 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들은 향상 모드 트랜지스터들이다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들은 공핍 모드 트랜지스터들이다. 일 실시예에서, 방법은, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들의 드레인 단자들 사이에 RF 신호를 인가하는 단계를 부분적으로 더 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은, 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 RF 신호를 인가하는 단계를 부분적으로 더 포함한다. 일 실시예에서, 방법은, 제 1 유도성 엘리먼트를 통해 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 공급하는 단계, 및 제 2 유도성 엘리먼트를 통해 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 부분적으로 더 포함한다.
[0017] 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나에 의해 전달된 RF 신호를 정류하는 방법은, 정류된 신호에 대한 응답으로 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시키는 단계, NMOS 트랜지스터의 소스 단자에 접지 전위를 인가하는 단계, NMOS 트랜지스터의 드레인 단자의 임피던스에 안테나의 임피던스를 매칭시키는 단계, 및 RF 신호가 정류된 신호를 운반하는 출력 단자에 도달하는 것을 차단하는 단계를 부분적으로 포함한다.
[0018] 일 실시예에서, 임피던스 매칭은, NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 제 1 출력 단자, 및 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 제 2 출력 단자를 갖는 변압기의 일부를 부분적으로 포함하는 매칭 네트워크를 사용하여 달성된다. 변압기의 제 1 및 제 2 출력 단자들은 서로에 대해 180°위상차인 신호들을 공급한다. 일 실시예에서, 방법은, 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 출력 단자 사이에 배치된 유도성 엘리먼트, 및 출력 단자와 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 통해 RF 신호를 차단하는 단계를 부분적으로 더 포함한다. 일 실시예에서, NMOS 트랜지스터의 게이트 단자는 변압기의 제 2 입력 단자를 통해 구동된다.
[0019] 도 1은 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 전자기파를 DC 전압으로 변환하도록 적응된 정류 회로의 개략도이다.
[0020] 도 2는 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 전자기파를 DC 전압으로 변환하도록 적응된 정류 회로의 개략도이다.
[0021] 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자기파를 DC 전압으로 변환하도록 적응된 정류 회로의 개략도이다.
[0022] 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자기파를 DC 전압으로 변환하도록 적응된 차동 정류 회로의 개략도이다.
[0023] 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자기파를 DC 전압으로 변환하도록 적응된 차동 정류 회로의 개략도이다.
[0024] 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자기파를 DC 전압으로 변환하도록 적응된 차동 정류 회로의 개략도이다.
[0025] 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, RF 전력을 정류 회로(550)에 공급하는 안테나의 사시도이다.
[0026] 도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 안테나 및 정류 회로가 탑재된 보드(board)의 대향 측면들을 도시한다.
[0027] 도 9a 및 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 안테나 및 정류 회로가 탑재된 보드의 대향 측면들을 도시한다.
[0028] 도 10a는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 6에 도시된 정류 회로에 각각 대응하는 다수의 정류 회로들을 함께 커플링시킴으로써 형성된 정류 회로의 개략도이다.
[0029] 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 10a에 도시된 정류 회로의 예시적인 레이아웃 뷰이다.
[0030] 도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 정류된 출력 전류를 증가시키기 위해 병렬로 서로 커플링된 다수의 정류 회로들을 도시한다.
[0031] 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 정류된 출력 전류를 증가시키기 위해 직렬로 서로 커플링된 다수의 정류 회로들을 도시한다.
[0032] 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, CMOS 정류 회로(100)의 개략도이다. CMOS 정류 회로(100)는, 매칭 네트워크(102), 게이트 구동기(게이트 구동 회로)(104), RF 차단기(차단 회로)(106), 및 N-채널 MOS(NMOS) 트랜지스터(108)를 부분적으로 포함하는 것으로 도시된다. 안테나(130)는, 입사 전자기(EM)파를 수신하고, 수신된 RF 신호를 입력 단자 IN을 통해 회로(100)에 인가한다.
[0033] 매칭 네트워크(102)는, 안테나와 트랜지스터(108)의 드레인 노드 A 사이에 임피던스 매칭을 제공하도록 적응된다. 임의의 수의 매칭 네트워크들이 그러한 임피던스 매칭을 제공하기 위해 사용될 수도 있음을 이해한다. RF 차단기(106)는, 수신된 RF 신호가 출력 단자 OUT에 도달하는 것을 차단하도록 적응된다. RF 신호가 출력 단자 OUT에 도달하는 것을 방지하기 위해 임의의 수의 RF 차단 회로들이 사용될 수도 있음을 이해한다. 게이트 구동기(104)는, 출력 단자 OUT에 존재하는 출력 전압을 감지하며, 응답으로, 효율, 출력 전압, 부하 등과 같은 최적의 동작 성능 메트릭들을 달성하기 위해 NMOS 트랜지스터(108)의 게이트에 동적으로 인가된 전압의 DC 및 AC 컴포넌트들을 제어하도록 적응된다.
[0034] 각각의 사이클의 하나의 절반 동안, 트랜지스터(108)가 온이기 때문에 입력 단자 IN에 공급된 전압이 (트랜지스터(108)의 소스 단자에 의해 수신된) 접지 전위에 대해 양(positive)인 경우, 매칭 네트워크(102)에 의해 노드 A에 전달된 전류는 접지 GND로 흐른다. 각각의 사이클의 다른 절반 동안, 입력 단자 IN에 공급된 전압이 접지 전위에 대해 음(negative)인 경우, DC 전류는, 접지 단자 GND로부터 출력 단자 OUT로 노드 A 및 RF 차단 회로(106)를 통해 흐르도록 가능하게 된다. 따라서, 단자 OUT에서의 전압이 정류된다.
[0035] 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 입사 전자기파들에 대한 응답으로 안테나(미도시)에 의해 공급된 RF 전압 VRF를 정류시키도록 적응된 정류 회로(400)의 개략도이다. 정류 회로(200)는, 인덕터들(202, 204), 커패시터들(206, 208, 230), 저항기들(214, 212), NMOS 트랜지스터들(210, 220), 및 선택적인 게이트 구동기 회로(250)를 부분적으로 포함하는 것으로 도시된다.
[0036] 인덕터들(202, 204)은, 트랜지스터들(210, 220)의 드레인 단자들(즉, 노드들 A 및 B)과, 차동 RF 신호 VRF를 노드들 A 및 B에 공급하는 안테나 포트들(미도시) 사이에서 차동 모드의 매칭 네트워크를 형성한다. 인덕터들(202, 204)은, 트랜지스터들(210, 220)의 기생 커패시턴스를 부분적으로 오프셋시키고, 커패시터(230)와 함께 저역 통과 필터를 형성하며, 그에 의해, 그렇지 않으면 출력 단자 OUT에서 발생할 전압 리플(ripple)들을 필터링 아웃한다.
[0037] 공통 모드 동안, 인덕터들(202, 204) 및 커패시터(230)는, RF 신호가 접지 단자 GND로 션트(shunt)되게 하고 따라서 RF 신호가 출력 단자 OUT에 도달하는 것을 차단함으로써 RF 차단 회로를 형성한다. 일 실시예에서, 게이트 구동기 회로(250)는 배터리를 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 게이트 구동기 회로(250)는, 단자 OUT에서 출력 전압을 감지하고, 응답으로, 저항기들(214, 212)을 통해 트랜지스터들(210, 220)의 게이트 단자들에 바이어싱 전압 VBias을 인가하도록 적응된다. 저항기들(214 및 212)은 비교적 작은 전압 드롭을 야기하기 위해 비교적 높은 저항들을 갖도록 선택된다. 따라서, 트랜지스터들(210, 220)의 게이트 단자들에 인가된 DC 전압은 전압 VBias와 실질적으로 유사하다. 도시되지는 않았지만, 정류 회로(400)의 다른 실시예들이 저항기들(212)을 대신하여 제 1 유도성 엘리먼트, 및 저항기(214)를 대신하여 제 2 유도성 엘리먼트를 사용할 수도 있음을 이해한다.
[0038] 게이트 구동기 회로(250)에 의해 생성된 DC 전압 VBias는, 도전의 시작 시에 트랜지스터들(210 및 220)을 배치하는 값으로 셋팅된다. 각각의 사이클의 하나의 절반 동안, (안테나에 의해 공급된 바와 같이) 노드 A가 노드 B보다 더 높은 전압을 갖는 경우, 트랜지스터(220)는 턴 온하고, 트랜지스터(210)는 턴 오프한다. 대조적으로, 각각의 사이클의 다른 절반 동안, 노드 A가 노드 B보다 더 낮은 전압을 갖는 경우, 트랜지스터(220)는 턴 오프하고, 트랜지스터(210)는 턴 온한다. 커패시터들(206 및 208)은, 게이트 구동기(250)에 의해 공급된 전류가 노드들 A 및 B로 흐르는 것을 방지한다.
[0039] 위에서 설명된 바와 같이, 각각의 사이클의 하나의 절반 동안, 노드 A가 노드 B보다 더 높은 전압을 갖는 경우, 트랜지스터(220)는 턴 온되고, 트랜지스터(210)는 턴 오프된다. 따라서, 그러한 사이클들 동안, 전류는, 트랜지스터(220) 및 인덕터(204)를 통해 접지 단자 GND로부터 단자 OUT로 흐르도록 야기된다. 각각의 사이클의 다른 절반 동안, 노드 A가 노드 B보다 더 낮은 전압을 갖는 경우, 트랜지스터(210)는 턴 온되고, 트랜지스터(220)는 턴 오프된다. 따라서, 그러한 사이클들 동안, 전류는, 트랜지스터(210) 및 인덕터(202)를 통해 접지 단자 GND로부터 단자 OUT로 흐르도록 야기된다. 일 실시예에서, NMOS 트랜지스터들은 향상 모드 트랜지스터들이다. 다른 실시예에서, NMOS 트랜지스터들은 공핍-모드 트랜지스터들이다.
[0040] 위에서 설명된 바와 같이, 게이트 구동기 회로(250)는, 단자 OUT에서 출력 전압을 감지하고, 응답으로, 그 회로가 트랜지스터들(210, 220)의 게이트 단자들에 인가하는 바이어싱 전압을 변경시키도록 적응된다. 이러한 바이어싱 전압은, 단자 OUT의 전압이 미리 정의된 값에 도달할 때까지 변경된다. 입사 전자기파가 비교적 너무 강하면, 그것은 트랜지스터들(210, 220)에 손상을 야기할 수도 있다. 따라서, 고유 또는 비고유 보호 메커니즘들은 정류 회로(200)의 신뢰도 및 수명을 개선시키기 위해 사용될 수도 있다. 그러한 보호는, 상위 레벨 시스템으로부터 다양한 블록들 및 개별 회로들까지의 범위에 있는 상이한 레벨들로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 출력 전압이 미리 정의된 값을 초과하는 경우, 게이트 구동기 회로(250)는, 노드들 A/B로부터 접지까지의 저항들을 낮추고, 그에 의해, 정류 회로(200)의 정류 동작을 셧다운시키기 위해, 트랜지스터들(210, 220)의 게이트 단자들에 인가된 전압을 최대의 가능한 값으로 증가시킨다. 정류 회로는, 송신기에게 그의 전력을 낮추도록 명령하기 위해 무선 통신(미도시)을 사용할 수도 있다.
[0041] 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 수신된 RF 신호를 정류시키도록 적응된 차동 정류 회로(300)의 개략도이다. 정류 회로(300)는, 정류 회로(300)에서, 전압 VRF가 커패시터(240)를 통해 접지 단자 GND와 노드 A 사이에 인가된다는 점을 제외하고 정류 회로(200)와 유사하다. 차동 모드에서, 정류 회로(300)는, 정류 회로(200)와 관련하여 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 단자 OUT에서, 정류된 전압을 제공한다. 그러나, 전압 신호 VRF의 공통 모드는 정류 회로(300)에 의해 거부된다.
[0042] 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 안테나(미도시)에 의해 공급된 RF 전압 신호 VRF를 정류시키도록 적응된 정류 회로(400)의 개략도이다. 정류 회로(400)에 RF 신호를 제공하는 안테나는, 싱글 엔디드(single ended)인 것으로 가정된다. 정류 회로(400)는, NMOS 트랜지스터(402), 변압기(밸룬(balun))(404), 인덕터(406), 및 커패시터(408)를 부분적으로 포함하는 것으로 도시된다. 정류 회로(400)는 또한, 출력 단자 OUT에 존재하는 출력 전압을 감지하고, 응답으로 도전의 시작 시에 트랜지스터들(401)을 배치하는 전압 인가된 전압의 DC 및 AC 컴포넌트들을 제어하도록 적응되는 선택적인 게이트 구동기 회로(450)를 부분적으로 포함하는 것으로 도시된다.
[0043] 입력 전압 VRF에 대한 응답으로, 밸룬(404)은 180°위상차인 전압들의 쌍을 노드들 A 및 B(즉, 변압기의 출력 노드들 또는 단자들)에서 공급한다. 각각의 사이클의 하나의 절반 동안, 전압 VRF가 접지 전위에 대해 음인 경우, 트랜지스터(404)의 게이트 단자에 접속된 밸룬(404)의 출력 노드 B는, 게이트 구동기 회로(450)에 의해 공급된 전압과 함께 트랜지스터(402)가 턴 온하게 하는 양의 전압을 수신한다. 트랜지스터(402)의 드레인 단자에 접속된 밸룬(404)의 출력 노드 A가 또한 음의 전압을 가지므로, 그러한 사이클들 동안, 전류는 노드 A를 통해 접지 단자 GND로부터 변압기(404)로 흐르며, 그에 의해, 자기장이 변압기에서 구축되게 한다. 각각의 사이클의 다른 절반 동안, 전압 VRF가 접지 전위에 대해 양인 경우, 밸룬(404)에 의해 노드 B에 전달된 음의 전압은 트랜지스터(402)가 턴 오프하게 한다. 따라서, 그러한 사이클들 동안, 전류는, 인덕터(406)를 통해 입력 단자 IN 및 변압기로부터 출력 단자 OUT로 흐르며, 그에 의해, 수신된 RF 전압을 정류시킨다.
[0044] 도 7은 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 설명된 바와 같이, (안테나(500) 상 입사된 EM파들로부터 수신되는) RF 전력을 정류 회로(550)에 공급하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(500)의 사시도이다. 안테나(500)는, 정류 회로(550)의 제 1 측면을 따라 포지셔닝되고 컨덕터(535)를 통해 정류 회로(550)에 커플링된 제 1 부분(525), 및 정류 회로(500)의 제 2 측면을 따라 포지셔닝되고 컨덕터(540)를 통해 정류 회로(500)에 커플링된 제 2 부분(530)을 갖는 것으로 도시된다. 포트들(525 및 530)의 길이들은 입사 RF 신호의 파장의 절반에 의해 정의된다.
[0045] 안테나(500) 및 정류 회로(550)는, 유전체층(510)의 제 1 측면 상에 탑재된다. 접지 평면(512)은 도시된 바와 같이, 제 1 측면에 대향하여 유전체(510)의 제 2 측면을 따라 포지셔닝된다. 유전체층(510)은 인쇄 회로 보드(PCB)일 수도 있다. 안테나(500)는, 컴팩트한 프로파일과 평면이며, 입사 전자기 전력을 수집할 시에 기계적으로 강인하다. 안테나(500)가 2개의 포트들(525, 530)을 갖고 와이어 본드(wire bond)들(535, 540)을 통해 차동 신호들의 쌍을 생성하는 것으로 도시되지만, 본 발명의 실시예들에 따른 안테나는 싱글 엔디드이며, 예를 들어, 선형 또는 원형 분극화 둘 모두 제공할 수도 있음을 이해한다. 안테나와 정류 회로에 배치된 트랜지스터들(예를 들어, 도 4에 도시된 트랜지스터들(210, 220)) 사이의 임피던스 매칭은, 와이어 본드들(535, 및 540)의 치수들을 변경시킴으로써 부분적으로 달성된다.
[0046] 도 8a는, 본 발명의 다른 실시예에 따르고, 안테나(600) 상에 입사된 EM파들에 대한 응답으로 RF 전력을 공급하도록 적응된 안테나(600)의 사시도이다. 안테나(600)는, 유전체층(510)의 제 1 측면(510a) 상에 탑재되는 것으로 도시된다. 안테나(600)는 2개의 비아들(625 및 635)을 포함하는 것으로 도시된다. 비아들의 상대적인 포지션들을 조정함으로써, 안테나(600)의 임피던스가 변경될 수도 있다. 예를 들어, 비아들이 안테나(600)의 중심에 가까워질수록, 안테나의 임피던스는 안테나의 기본적인 동작 모드에서의 널(null)로 인해 더 낮아지게 된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 유전체층(510)의 대향측(510b) 상에 탑재된 것은, 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 대응하는 정류 회로이다. 안테나(600)는, (도전성 재료들을 포함하는) 비아들(625, 635) 및 와이어 본드들(680, 690)을 통해 정류 회로(550)에 커플링된다. 정류 회로(550) 및 와이어 본드들(680, 690)(그들의 치수들은 임피던스 매칭을 달성하기 위해 변경될 수도 있음)은, 유전체층(510)의 하나의 측면(즉, (510a)) 상에 포지셔닝되고, 따라서, 유전체층(510)의 다른 측면(즉, (510b)) 상에 포지셔닝된 안테나(600)로부터 격리되는 정도까지, 안테나(600)는 향상된 강인성을 갖고 비교적 덜 복잡하다.
[0047] 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 충전을 경험하는 휴대용 핸드헬드 디바이스들의 배향에서의 변화들을 고려하기 위해, 원형으로 분극화된 전력 송신이 달성된다. 도 9a는, 본 발명의 다른 실시예에 따르고, 안테나(700) 상에 입사된 EM파들에 대한 응답으로 RF 전력을 공급하도록 적응된 안테나(700)의 사시도이다. 안테나(700)는, 유전체층(710)의 제 1 측면(710a) 상에 탑재되며, 4개의 비아들(710, 715, 720 및 730)을 포함하는 것으로 도시된다. 비아들의 상대적인 포지션들을 조정함으로써, 안테나(700)의 임피던스가 변경될 수도 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 유전체층(710)의 대향측(710b) 상에 탑재된 것은, 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 대응하는 정류 회로(800)이다. 안테나(700)는, (도전성 재료들을 포함하는) 비아들(710, 715, 720 및 730) 및 와이어 본드들(810, 815, 820, 및 825)을 통해 정류 회로(550)에 커플링된다. 안테나(700)는, 상이한 배향들로 분극화된 EM파들로부터 전력을 복원하도록 적응된다. 예를 들어, 원형으로 분극화된 EM파들을 이용하여 방사되는 경우, 안테나(700)는, 서로에 대해 90도 위상차인 2개의 차동 신호들을 생성한다.
[0048] 도 10a는, 도 6에 도시된 정류 회로(400)에 각각 대응하는 4개의 정류 회로(400a, 400b, 400c, 및 400d)를 함께 커플링시킴으로써 형성되는, 본 발명의 일 실시예에 따른 정류 회로(900)의 개략도이다. 정류 회로들(400b, 400c 및 400d)에 각각 인가된 전압들 VRF 0, VRF 90, VRF 180 및 VRF 270은, 정류 회로(400a)에 인가된 전압 VRF 0에 대해 각각 90°, 180°, 및 270°의 위상 시프트를 갖는다. 4개의 정류 회로들의 출력들은 서로 커플링된다.
[0049] 도 10b는 도 10a에 도시된 정류 회로(900)의 레이아웃의 상면도이다. 도시된 바와 같이, 커패시터들(408a, 408b, 408c 및 408d)은 레이아웃의 4개의 코너들 근방에 포지셔닝된다. 인덕터들(406a, 406b, 406c 및 406d)은, 레이아웃의 대향 코너들을 따라 대각선으로 배치되는 것으로 도시된다. 연관된 변압기의 근방에 포지셔닝된 각각의 인덕터의 부분은 변압기의 유도성 엘리먼트를 형성한다. 예를 들어, 인덕터(406a)의 연장부인 유도성 엘리먼트(405a)는 변압기(404a)의 일부이다. 트랜지스터들(402a, 402b, 402c 및 402d)은 주변부의 파선(950) 내에 포지셔닝된다. 전압 신호들 VRF 0, VRF 90, VRF 180 및 VRF 270은, (도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이) 보드의 대향 측면 상에 배치된 안테나로부터 각각 수신되고, 레이아웃의 4개의 코너들 근처에 포지셔닝된 패드들(970, 972, 974 및 976)에 각각 전달된다. (도 10b에 도시되지 않은) 게이트 구동기 회로에 의해 공급되고 트랜지스터들을 바이어싱하기 위해 사용되는 전압은, 패드들(980, 982)에 의해 공급된다. 정류 회로의 출력 전압은 패드들(980, 982)을 통해 공급된다. 각각의 정류 회로는 총 요구된 DC 전력의 일부를 생성할 수도 있다.
[0050] 본 발명의 실시예들은, 다수의 정류 회로들의 직렬 및 병렬 결합들 둘 모두를 형성하기 위해 사용될 수도 있다. 도 11a는 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른, 출력 전류를 증가시키기 위해 서로 병렬로 커플링된 다수의 정류 회로들(1000)을 도시한다. 정류 회로(1000)는, 도 3-6에 도시되고 위에서 설명된 정류 회로들 중 임의의 정류 회로에 대응할 수도 있다. 정류 회로들(1000) 중 하나가 더 낮은 전력을 수신 또는 생성하면, 그 정류 회로에 의해 생성된 전압/전류는 드롭될 것이며, 차례로, 다른 안테나들에 의해 그 정류 회로에 공급된 전력 배출(drainage)을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 일 실시예에 따르면, 도 3-6에 도시된 게이트 구동기 회로(250)는, 그것이 N-채널 트랜지스터들, 예를 들어, 도 3의 N-채널 트랜지스터들(108), 도 4 및 5의 N-채널 트랜지스터들(210, 220), 또는 N-채널 트랜지스터(402)에 공급하는 바이어싱 전압을 동적으로 및 적응적으로 낮춘다. 몇몇 조건들 하에서, 게이트 구동기 회로는 트랜지스터(들)가 턴 오프하게 할 수도 있다.
[0051] 도 11b는 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른, 출력 전압을 증가시키기 위해 서로 직렬로 커플링된 다수의 정류 회로들(1000)을 도시한다. 정류 회로(1000)는, 도 3-6에 도시되고 위에서 설명된 정류 회로들 중 임의의 정류 회로에 대응할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 정류 회로들 중 임의의 정류 회로에 의한 전력 배출을 극복하기 위해, 도 3-6에 도시된 게이트 구동기 회로(250)는, 그것이 정류 회로(들)에 배치된 NMOS 트랜지스터(들)에 공급하는 바이어싱 전압을 동적으로 및 적응적으로 증가시킨다.
[0052] 본 발명의 위의 실시예들은 제한이 아니라 예시적이다. 본 발명의 실시예들은 임의의 RF 주파수, 또는 RF 신호를 수신하기 위해 사용되는 다이폴, 루프, 패치, 호른(horn) 또는 기타 등등과 같은 임의의 타입의 안테나에 의해 제한되지 않는다. 본 발명의 실시예들은, 임피던스 매칭 네트워크, RF 차단 회로,또는 안테나들에 의해 수신된 RF 신호들의 선형, 원형, 타원형 또는 기타 등등과 같은 분극화 방향에 의해 제한되지 않는다. 또한, 몇몇 실시예들에서, 송신된 RF 신호는 가변 분극화를 가질 수도 있다. 다른 부가들, 공제들 또는 변형들은, 본 발명의 관점에서 명백하며, 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (33)

  1. 전자기파들을 수신하는 안테나에 의해 공급된 RF 신호를 정류하도록 구성된 정류 회로로서,
    접지 전위를 수신하는 소스 단자 및 바이어싱 전압을 수신하는 게이트 단자를 갖는 제 1 NMOS 트랜지스터;
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 게이트 단자, 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 드레인 단자, 및 상기 접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는 제 2 NMOS 트랜지스터;
    상기 안테나와 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 및 상기 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치되는 임피던스 매칭 네트워크; 및
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 및 상기 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 정류 회로의 출력 단자 사이에 커플링된 RF 차단 회로를 포함하며,
    상기 RF 차단 회로는, 상기 RF 신호가 상기 정류 회로의 출력 단자에 도달하는 것을 차단하도록 구성되는, 정류 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치된 제 1 용량성 엘리먼트; 및
    상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자와 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치된 제 2 용량성 엘리먼트를 더 포함하는, 정류 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 임피던스 매칭 네트워크는, 상기 출력 단자와 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 1 유도성 엘리먼트, 및 상기 출력 단자와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 2 유도성 엘리먼트를 포함하는, 정류 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RF 차단 회로는, 상기 출력 단자와 상기 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 포함하는, 정류 회로.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 및 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 공급하는 바이어싱 회로를 더 포함하는, 정류 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이어싱 회로는 배터리인, 정류 회로.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이어싱 회로는, 상기 바이어싱 회로가 상기 출력 단자에서 감지하는 출력 전압에 대한 응답으로 상기 바이어싱 전압을 공급하는, 정류 회로.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 정류 회로는,
    상기 바이어싱 회로와 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 1 저항성 엘리먼트; 및
    상기 바이어싱 회로와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 2 저항성 엘리먼트를 더 포함하는, 정류 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터 및 상기 제 2 NMOS 트랜지스터는 향상 모드 트랜지스터들인, 정류 회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터 및 상기 제 2 NMOS 트랜지스터는 공핍(depletion) 모드 트랜지스터들인, 정류 회로.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 RF 신호는, 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 인가되는, 정류 회로.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 RF 신호는, 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 인가되는, 정류 회로.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 정류 회로는,
    상기 바이어싱 회로와 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 1 유도성 엘리먼트; 및
    상기 바이어싱 회로와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 배치된 제 2 유도성 엘리먼트를 더 포함하는, 정류 회로.
  14. 전자기파들을 수신하는 안테나에 의해 공급된 RF 신호를 정류하도록 구성된 정류 회로로서,
    접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는 NMOS 트랜지스터;
    상기 안테나와 상기 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 배치된 임피던스 매칭 네트워크;
    상기 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 정류 회로의 출력 단자 사이에 커플링된 RF 차단 회로 - 상기 RF 차단 회로는, 상기 RF 신호가 상기 정류 회로의 출력 단자에 도달하는 것을 차단하도록 구성됨 -; 및
    상기 정류 회로의 출력 단자에 존재하는 출력 전압에 대한 응답으로 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시키는 게이트 구동기 회로를 포함하는, 정류 회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 임피던스 매칭 네트워크는, 상기 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 제 1 출력 단자 및 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 제 2 출력 단자를 갖는 변압기의 일부를 포함하며,
    상기 변압기의 제 1 출력 단자 및 제 2 출력 단자는, 서로에 대해 180° 위상차(out-of-phase)인 신호들을 공급하는, 정류 회로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 RF 차단 회로는,
    상기 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 출력 단자 사이에 배치된 유도성 엘리먼트; 및
    상기 출력 단자와 상기 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 포함하는, 정류 회로.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 게이트 구동기 회로는, 상기 변압기의 제 2 입력 단자를 통해 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시키는, 정류 회로.
  18. 안테나에 의해 전달된 RF 신호를 정류하는 방법으로서,
    상기 안테나는, 입사된 전자기파들에 대한 응답으로 상기 RF 신호를 전달하며,
    상기 방법은,
    접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 바이어싱 전압을 인가하는 단계;
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 게이트 단자, 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 드레인 단자, 및 상기 접지 전위를 수신하는 소스 단자를 갖는 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 인가하는 단계;
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 및 상기 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자의 임피던스에 상기 안테나의 임피던스를 매칭시키는 단계; 및
    상기 RF 신호가 정류된 신호를 운반하는 출력 단자에 도달하는 것을 차단하는 단계를 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제 1 용량성 엘리먼트를 통해 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 인가하는 단계; 및
    제 2 용량성 엘리먼트를 통해 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 임피던스 매칭은, 상기 출력 단자와 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 1 유도성 엘리먼트, 및 상기 출력 단자와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 커플링된 제 2 유도성 엘리먼트를 통해 임피던스를 매칭시키는 것을 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 RF 신호의 차단은, 상기 출력 단자와 상기 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 통한 상기 RF 신호의 차단을 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    배터리를 통해 상기 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 출력 단자에 존재하는 전압에 대한 응답으로 상기 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  24. 제 18 항에 있어서,
    제 1 저항성 엘리먼트를 통해 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 공급하는 단계; 및
    제 2 저항성 엘리먼트를 통해 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터 및 상기 제 2 NMOS 트랜지스터는 향상 모드 트랜지스터들인, RF 신호를 정류하는 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터 및 상기 제 2 NMOS 트랜지스터는 공핍 모드 트랜지스터들인, RF 신호를 정류하는 방법.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자 사이에 상기 RF 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  28. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 상기 RF 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  29. 제 18 항에 있어서,
    제 1 유도성 엘리먼트를 통해 상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 공급하는 단계; 및
    제 2 유도성 엘리먼트를 통해 상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 바이어싱 전압을 공급하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  30. 안테나에 의해 전달된 RF 신호를 정류하는 방법으로서,
    상기 안테나는, 입사된 전자기파들에 대한 응답으로 상기 RF 신호를 전달하며,
    상기 방법은,
    정류된 신호에 대한 응답으로 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시키는 단계;
    상기 NMOS 트랜지스터의 소스 단자에 접지 전위를 인가하는 단계;
    상기 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자의 임피던스에 상기 안테나의 임피던스를 매칭시키는 단계; 및
    상기 RF 신호가 상기 정류된 신호를 운반하는 출력 단자에 도달하는 것을 차단하는 단계를 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 커플링된 제 1 출력 단자 및 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 커플링된 제 2 출력 단자를 갖는 변압기의 일부를 포함하는 매칭 네트워크를 통해, 상기 안테나 및 상기 NMOS 트랜지스터의 임피던스를 매칭시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 변압기의 제 1 출력 단자 및 제 2 출력 단자는, 서로에 대해 180° 위상차인 신호들을 공급하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    제 1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 출력 단자 사이에 배치된 유도성 엘리먼트, 및 상기 출력 단자와 상기 접지 전위를 공급하는 접지 단자 사이에 배치된 용량성 엘리먼트를 통해 상기 RF 신호를 차단하는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 변압기의 제 2 입력 단자를 통해 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자를 구동시키는 단계를 더 포함하는, RF 신호를 정류하는 방법.
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