| 講演名 | 2016-11-28 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(立命館大), 越智 裕之(立命館大), |
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| 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． |
| 抄録(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 |
| キーワード(英) | Micro Energy Harvesting / Voltage Booster Circuit / Ultra Low Power / Subthreshold Circuit |
| 資料番号 | VLD2016-46,DC2016-40 |
| 発行日 | 2016-11-21 (VLD, DC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / DC / CPSY / RECONF / CPM / ICD / IE |
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| 開催期間 | 2016/11/28(から3日開催) |
| 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- |
| 委員長氏名（和） | 竹中 崇(NEC) / 井上 美智子(奈良先端大) / 中島 康彦(奈良先端大) / 渡邊 実(静岡大) / 野毛 悟(沼津高専) / 藤島 実(広島大) / 高村 誠之(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Takashi Takenana(NEC) / Michiko Inoue(NAIST) / Yasuhiko Nakashima(NAIST) / Minoru Watanabe(Shizuoka Univ.) / Satoru Noge(Numazu National College of Tech.) / Minoru Fujishima(Hiroshima Univ.) / Seishi Takamura(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | 越智 裕之(立命館大) / 福本 聡(首都大東京) / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(東大) / 本村 真人(北大) / 柴田 裕一郎(長崎大) / 廣瀬 文彦(山形大) / 日高 秀人(ルネサス エレクトロニクス) / 浜本 隆之(東京理科大) / 市ヶ谷 敦郎(NHK) |
| 副委員長氏名（英） | Hiroyuki Ochi(Ritsumeikan Univ.) / Satoshi Fukumoto(Tokyo Metropolitan Univ.) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) / Hideto Hidaka(Renesas) / Takayuki Hamamoto(Tokyo Univ. of Science) / Atsuro Ichigaya(NHK) |
| 幹事氏名（和） | 福田 大輔(富士通研) / 永山 忍(広島市大) / 吉村 正義(京都産大) / 金子 晴彦(東工大) / 三吉 貴史(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) / 山口 佳樹(筑波大) / 谷川 一哉(広島市大) / 小舘 淳一(NTT) / 岩田 展幸(日大) / 吉田 毅(広島大) / 高宮 真(東大) / 坂東 幸浩(NTT) / 宮田 高道(千葉工大) |
| 幹事氏名（英） | Daisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Shinobu Nagayama(Hiroshima City Univ.) / Masayoshi Yoshimura(Kyoto Sangyo Univ.) / Haruhiko Kaneko(Tokyo Inst. of Tech.) / Takashi Miyoshi(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) / Yoshiki Yamaguchi(Univ. of Tsukuba) / Kazuya Tanigawa(Hiroshima City Univ.) / Junichi Kodate(NTT) / Nobuyuki Iwata(Nihon Univ.) / Takeshi Yoshida(Hiroshima Univ.) / Makoto Takamiya(Univ. of Tokyo) / Yukihiro Bandoh(NTT) / Takamichi Miyata(Chiba Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | Parizy Matthieu(富士通研) / / 大川 猛(宇都宮大) / 高前田 伸也(奈良先端大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 小林 悠記(NEC) / 坂本 尊(NTT) / 中村 雄一(豊橋技科大) / 橋本 隆(パナソニック) / 夏井 雅典(東北大) / 伊藤 浩之(東工大) / 範 公可(電通大) / 河村 圭(KDDI研) / 高橋 桂太(名大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Parizy Matthieu(Fujitsu Labs.) / / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Shinya Takameda(NAIST) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Yuuki Kobayashi(NEC) / Takashi Sakamoto(NTT) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) / Takashi Hashimoto(Panasonic) / Masanori Natsui(Tohoku Univ.) / Hiroyuki Ito(Tokyo Inst. of Tech.) / Pham Konkuha(Univ. of Electro-Comm.) / Kei Kawamura(KDDI R&D Labs.) / Keita Takahashi(Nagoya Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Dependable Computing / Technical Committee on Computer Systems / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Component Parts and Materials / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Technical Committee on Image Engineering |
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| 本文の言語 | JPN |
| 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（和） | |
| 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 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 木村 知也 / Tomoya Kimura |
| 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） | 越智 裕之 / Hiroyuki ochi |
| 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.) |
| 発表年月日 | 2016-11-28 |
| 資料番号 | VLD2016-46,DC2016-40 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | VLD-330,DC-331 |
| ページ範囲 | pp.13-18(VLD), pp.13-18(DC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-11-21 (VLD, DC) |