생체자기 신호측정을 위한 고인덕턴스 코일 내장형 온칩 자기센서 (On-chip Magnetic Sensor with Embedded High Inductance Coil for Bio-magnetic Signal Measurement)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 50권 / 6호 / 91 ~ 98페이지
· 저자명 : 류현준, 최준림

초록

생체자기신호 측정을 위해 고인덕턴스 코일과 계측 증폭기를 내장한 자기센서칩을 0.18μm CMOS공정으로 제작하였다. 생체자기신호를 측정하기 적합한 감도와 대역폭을 가지는 고인덕턴스 코일센서를 전자기장 시뮬레이션 프로그램으로 설계하였으며, 온칩에 구현하기 위해 트렌스컨덕턴스 감쇄방법 적용한 low gm OTA를 구현하였다. 자기센서칩의 출력신호 감도는3.25fT/μV이며, output reference noise는 21.1fT/√Hz이다. 계측 증폭기부분은 current feedback 기반으로 설계되었으며, 자기신호 잡음을 줄이기 위해서 0.5∼5kHz의 대역의 BPF를 설계하였다. MPW칩 테스트에서 common mode rejection ratio(CMRR)는 117.5dB로 측정하였으며, input reference noise가 0.87μV 이하로 유지되도록 설계하였다.

영어초록

Magnetic sensor chip for measuring bio-magnetism is implemented in 0.18μm CMOS technology. The magnetic sensor chip consists of a small-sized high inductance coil sensor and an instrumentation amplifier (IA). High inductance coil sensor with suitable sensitivity and bandwidth for measurement of bio-magnetic signal is designed using electromagnetic field simulation.
Low gm operational transconductance amplifier (OTA) using transconductance reduction techniques is designed for on-chip solution. Output signal sensitivity of magnetic sensor chip is 3.25fT/μV and reference noise of 21.1fT/√Hz. Proposed IA is designed along with band pass filters(BPF) to reduce magnetic signal noise by using current feedback techniques. Proposed IA achieves a common mode rejection ratio of 117.5dB while the input noise referred is kept below 0.87μV.

참고자료

· 없음