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講演抄録/キーワード
講演名 2016-11-28 12:45
マイクロエナジーハーベスティングのための2段昇圧型チャージポンプ回路方式
木村知也越智裕之立命館大VLD2016-46 DC2016-40
抄録 (和) 本稿ではオンチップ太陽電池で得られる閾値電圧以下の入力電圧を4V程度の高電圧まで効率よく昇圧する場合に有効なL1L5型2段昇圧型チャージポンプ回路を提案する.従来のCross-Coupledチャージポンプは,1段あたり40pFのキャパシタを用いた場合でも10段昇圧しなければ4Vの出力を得ることは出来ず,総容量800pFのキャパシタはチップ上の多大な面積を占有してしまい,オンチップ太陽電池と同一チップ上に載せることは困難であった.提案する回路は閾値電圧以下の入力電圧を閾値電圧以上に昇圧する前段昇圧回路と,その出力電圧を用いて生成される閾値電圧以上のクロックで動作する後段昇圧回路などからなる.キャパシタの総容量を100pFに制限して0.18$mu$m CMOSプロセスにて回路シミュレーションにより評価したところ,出力電圧4Vを得た時の電力効率は46.4%であり,これは従来のCross-Coupledチャージポンプと同じ面積制約下で比較して5.2%優れていた. 
(英) This report proposes L1L5-type 2-step charge pump circuit that is suitable for boosting efficiently the subthreshold input voltage obtained by on-chip solar cell to high voltage around 4V. Conventional cross-coupled charge pump needs 10 stages to obtain 4V output even if 40 pF capacitors are allowed, and its 800 pF capacitance in total occupies large amount of chip area, which poses difficulty in implementing it on the same chip with solar cells. The proposed circuit consists of the first-step charge pump that boosts the subthreshold-level input voltage to superthreshold-level and the second-step charge pump that generates even higher voltage using the clock of superthreshold-level voltage swing. Under the constraints of 100 pF total capacitance, we compared the power efficiency of our circuit with the conventional cross-coupled charge pump using circuit simulation with 0.18$mu$m CMOS technology model, and observed that the proposed circuit achieves 46.4% power efficiency at 4V output voltage, which is 5.2% higher than the conventional cross-coupled charge pump.
キーワード (和) マイクロエナジーハーベスティング / 昇圧回路 / 超低電力 / サブスレッショルド回路 / / / /  
(英) Micro Energy Harvesting / Voltage Booster Circuit / Ultra Low Power / Subthreshold Circuit / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 116, no. 330, VLD2016-46, pp. 13-18, 2016年11月.
資料番号 VLD2016-46 
発行日 2016-11-21 (VLD, DC) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード VLD2016-46 DC2016-40

研究会情報
研究会 VLD DC CPSY RECONF CPM ICD IE  
開催期間 2016-11-28 - 2016-11-30 
開催地(和) 立命館大学大阪いばらきキャンパス 
開催地(英) Ritsumeikan University, Osaka Ibaraki Campus 
テーマ(和) デザインガイア2016 -VLSI設計の新しい大地- 
テーマ(英) Design Gaia 2016 -New Field of VLSI Design- 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 VLD 
会議コード 2016-11-VLD-DC-CPSY-RECONF-CPM-ICD-IE 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) マイクロエナジーハーベスティングのための2段昇圧型チャージポンプ回路方式 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) 2-step Charge Pump Voltage Booster Circuit for Micro Energy Harvesting 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) マイクロエナジーハーベスティング / Micro Energy Harvesting  
キーワード(2)(和/英) 昇圧回路 / Voltage Booster Circuit  
キーワード(3)(和/英) 超低電力 / Ultra Low Power  
キーワード(4)(和/英) サブスレッショルド回路 / Subthreshold Circuit  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 木村 知也 / Tomoya Kimura / キムラ トモヤ
第1著者 所属(和/英) 立命館大学 (略称: 立命館大)
Ritsumeikan University (略称: Ritsumeikan Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 越智 裕之 / Hiroyuki ochi / オチ ヒロユキ
第2著者 所属(和/英) 立命館大学 (略称: 立命館大)
Ritsumeikan University (略称: Ritsumeikan Univ.)
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講演者
発表日時 2016-11-28 12:45:00 
発表時間 25 
申込先研究会 VLD 
資料番号 IEICE-VLD2016-46,IEICE-DC2016-40 
巻番号(vol) IEICE-116 
号番号(no) no.330(VLD), no.331(DC) 
ページ範囲 pp.13-18 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-VLD-2016-11-21,IEICE-DC-2016-11-21 


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