| 講演名 | 2016-12-15 ［ポスター講演］光プローブ電流センサ向け光電流電圧変換CMOSアナログフロントエンド回路の検討と試作 小柳 洸介(信州大), 宮地 幸祐(信州大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | パワーエレクトロニクス向けに、磁気光学効果を用いた光プローブ電流センサが研究されている。従来の磁気ヨーク付きホール効果電流センサと比較して、温度特性が良好であり、磁気ヨークが不要なためにセンサヘッドを小型軽量化できる。光プローブ電流センサは測定対象の電流の電流磁界によって磁化された磁性薄膜にレーザ光を照射し、その反射レーザ光のP偏光成分とS偏光成分をそれぞれ2つのフォトダイオードで光電流に変換し、その差を読み取ることで測定対象の電流を計測する動作になっている。ここで、Transimpedance Amplifier (TIA)を用いて光電流信号を電圧信号へ変換するアナログフロントエンド(AFE)回路が必要となる。しかし、ディスクリート部品を用いたAFE回路では、入力に接続されるフォトダイオードの寄生容量により安定性確保のためにTIAの帯域幅が制限されていた。そこで、本研究ではRegulated Cascode Amplifier (RGC)をTIAに適用したRGCTIAの設計・試作を行い、AFE回路の高帯域化の検討を行った。試作回路は0.18umプロセスを用い、トランスインピーダンスゲインは117.3dBOhm、SFDRは2MHzで40dBであった。 |
| 抄録(英) | An optical probe current sensor using the magneto-optical effect has been studied for power electronics. This sensor shows better temperature characteristics and smaller sensor head compared to a Hall element current sensor with a magnetic yoke. An optical probe current sensor first converts target current into a differential photo signal of P and S polarization obtained from a magneto-optical effect of the magnetic film whose magnetization is induced by the magnetic field of the target current. Then, an analog front end circuit (AFE) using transimpedance amplifier (TIA) converts the differential photo signal detected by photodiodes into a voltage signal. However, in the previous work, TIA was composed of discrete devices and its bandwidth was low due to the parasitic capacitance of the photodiodes. In this work, a TIA with regulated cascode amplifier (RGC) is designed to increase a bandwidth of the AFE circuit. The measured transimpedance gain is 117.3dBOhm,SFDR of 40dB at the output frequency of 2MHz using a 0.18um standard CMOS process. |
| キーワード(和) | 電流センサ / TIA / アナログフロントエンド回路 / CMOS / 広帯域 / 磁気光学効果 |
| キーワード(英) | current sensor / TIA / analog-front-end circuit / CMOS / high bandwidth / magneto-optical effect |
| 資料番号 | ICD2016-74,CPSY2016-80 |
| 発行日 | 2016-12-08 (ICD, CPSY) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ICD / CPSY |
|---|---|
| 開催期間 | 2016/12/15(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東京工業大学 |
| 開催地（英） | Tokyo Institute of Technology |
| テーマ（和） | 学生・若手研究会 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 藤島 実(広島大) / 中島 康彦(奈良先端大) |
| 委員長氏名（英） | Minoru Fujishima(Hiroshima Univ.) / Yasuhiko Nakashima(NAIST) |
| 副委員長氏名（和） | 日高 秀人(ルネサス エレクトロニクス) / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(東大) |
| 副委員長氏名（英） | Hideto Hidaka(Renesas) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 吉田 毅(広島大) / 高宮 真(東大) / 三吉 貴史(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) |
| 幹事氏名（英） | Takeshi Yoshida(Hiroshima Univ.) / Makoto Takamiya(Univ. of Tokyo) / Takashi Miyoshi(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) |
| 幹事補佐氏名（和） | 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) / 大川 猛(宇都宮大) / 高前田 伸也(北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takashi Hashimoto(Panasonic) / Masanori Natsui(Tohoku Univ.) / Hiroyuki Ito(Tokyo Inst. of Tech.) / Pham Konkuha(Univ. of Electro-Comm.) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Shinya Takameda(Hokkaido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Technical Committee on Computer Systems |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［ポスター講演］光プローブ電流センサ向け光電流電圧変換CMOSアナログフロントエンド回路の検討と試作 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Poster Presentation] CMOS Transimpedance Analog Front End Circuit for an Optical Probe Current Sensor |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 電流センサ / current sensor |
| キーワード(2)（和/英） | TIA / TIA |
| キーワード(3)（和/英） | アナログフロントエンド回路 / analog-front-end circuit |
| キーワード(4)（和/英） | CMOS / CMOS |
| キーワード(5)（和/英） | 広帯域 / high bandwidth |
| キーワード(6)（和/英） | 磁気光学効果 / magneto-optical effect |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小柳 洸介 / Kousuke Oyangi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 信州大学(略称：信州大) Shinshu University(略称：Shinshu Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 宮地 幸祐 / Kousuke Miyaji |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 信州大学(略称：信州大) Shinshu University(略称：Shinshu Univ.) |
| 発表年月日 | 2016-12-15 |
| 資料番号 | ICD2016-74,CPSY2016-80 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | ICD-364,CPSY-365 |
| ページ範囲 | pp.67-67(ICD), pp.67-67(CPSY), |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2016-12-08 (ICD, CPSY) |