Designing an Optimum On-chip Inductor using Magnetic Core

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2013. 2. 김재하.벅컨버터 용 On-chip 인덕터의 성능 증가를 위한 마그네틱 코어 집적의 최적화를 제안한다. 마그네틱 코어는 closed-loop 이 아닌 open-loop 으로 형성돼 있으며, 평면상에서 코어의 면적이 최적화 변수에 들어간다. 최대한 closed-loop 에 가깝게 만들기 위해 평면상에서 칩에 구멍을 뚫어 수직 방향의 코어를 추가하였으며, 이러한 방식은 일반 CMOS 공정의 인덕터에도 마그네틱 코어를 집적할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 HFSS 를 이용한 시뮬레이션을 통해 마그네틱 코어의 영향을 예측하고 이를 칩에 비해 구현하기 쉬운 PCB 인덕터로 검증한다. 그 후 칩으로 구현된 벅컨버터에 제안한 마그네틱 코어를 집적해 그 효과를 확인한다.목 차 초 록 1 목 차 2 제１장 서론 4 1.1 연구 목적 4 1.2 연구의 배경 4 1.3 논문의 구성 8 제２장 제안한 On-chip 인덕터의 마그네틱 코어 9 2.1 Square Spiral Inductor 9 2.2 제안한 마그네틱 코어 11 제３장 HFSS를 이용한 시뮬레이션 및 최적화 14 3.1 최적화 방법 및 인덕터 모델링 14 3.2 HFSS 시뮬레이션 결과 17 3.3 HFSS 결과를 이용한 인덕터 최적화 25 제４장 PCB 보드를 이용한 마그네틱 코어 효과 실험 38 4.1 Network Analyzer 를 사용한 L & R 측정 39 4.2 PCB 상의 벅컨버터 구성 및 마그네틱 코어에 따른 효율 변화 측정 40 제５장 CMOS 공정을 사용한 On-chip 인덕터 칩의 실험 결과 및 분석 42 5.1 칩에 마그네틱 코어 집적 방법 43 5.2 실험 결과 및 분석 45 제６장 결론 47 참고 문헌 48 Abstract 52Maste