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앞단 인버터부의 출력단이 뒷단 인버터부의 입력단에 연결되면서 맨 마지막 N번째 인버터부의 출력단은 첫 번째 인버터부의 입력단에도 연결되어 링형 인버터 체인을 형성하는 N개(단, N은 2보다 큰 홀수)의 인버터부를 포함하며, 상기 N개의 인버터부 각각은 인버터부를 구성하는 MOSFET들의 온(ON) 저항과 오프(OFF) 저항 간의 차이를 키워 출력되는 발진신호의 진폭손실을 줄일 수 있도록 다단 중복 인버터(multi-stage redundant inverter) 구조로 연결된 복수의 인버터를 포함하며, 상기 첫 번째 인버터부의 입력단을 통해 인가되는 입력전압에 의해 발진 동작을 수행하여 상기 N번째 인버터부의 출력단을 통해 소정 주파수의 발진신호를 생성하는 링 발진기; 및 앞단 인버터부의 출력단이 뒷단 인버터부의 입력단에 연결되어 선형 인버터 체인을 형성하는 M개(단, M은 2보다 큰 자연수)의 인버터부를 포함하며, 상기 링 발진기로부터 상기 발진신호를 입력받아 증가된 전류량을 가지면서 서로간의 위상은 어긋난(out-of-phase) 제1 클럭신호 및 제2 클럭신호를 생성하는 버퍼를 포함하는 발진부; 및복수의 전압증배 셀이 체인 구조로 연결되고, 홀수번 째 전압증배 셀에는 상기 제1 클럭신호가 인가되고 짝수번 째 전압증배 셀에는 상기 제2 클럭신호가 인가되도록 상기 버퍼와 연결되어, 첫 번째 전압증배 셀에 인가되는 상기 입력전압에 의한 전하를 상기 복수의 전압증배 셀이 순차적으로 펌핑하여 맨 마지막 전압증배 셀을 통해 상기 입력전압보다 소정의 배수만큼 승압된 출력전압을 생성하도록 구성된 전압 증배부를 포함하며,상기 링 발진기는, i(단, i는 1부터 N까지의 자연수임)가 N보다 작은 자연수인 경우에는 i번째의 인버터부에 포함된 MOSFET의 바디들이 모두 (i+1) 번째 인버터부의 출력값으로 바이어싱되도록 연결되고, i = N인 경우 맨 마지막 N번째 인버터부에 포함된 MOSFET의 바디들이 상기 링 발진기의 상기 첫 번째 인버터부의 입력단에 연결되어, 상기 링 발진기를 구성하는 MOSFET들의 바디에 인가되는 전압을 전방향 바디 바이어싱(FBB)을 통해 조절함으로써 상기 MOSFET들의 문턱전압(VTH)을 적응적으로 조절하여 상기 발진부의 자체 시동(self-startup)의 동작 시작 전압이 낮아질 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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2
제1항에 있어서, 상기 링 발진기를 구성하는 상기 N개의 인버터부 각각은 제1단을 이루는 제1 인버터, 제2 단을 이루는 제2 및 제3 인버터를 포함하며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제2 및 제3 인버터 각각은 소스단이 상기 입력전압에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 접지된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제2 및 제3 인버터 각각의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 제2 및 제3 인버터 각각의 출력단을 형성하고, 상기 제2 및 제3 인버터 각각의 P형 MOSFET의 게이트와 N형 MOSFET의 게이트는 상기 i번째 인버터부의 입력단에 공히 연결되며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 인버터는 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제2 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제3 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 인버터의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인이 서로 연결되어 상기 i번째 인버터부의 출력단을 형성하고, 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 인버터의 P형 MOSFET의 게이트와 N형 MOSFET의 게이트는 상기 i번째 인버터부의 입력단에 연결되는 것에 의해, 상기 링 발진기를 구성하는 상기 N개의 인버터부 각각은 3개의 인버터들이 2단 중복 인버터 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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3
제2항에 있어서, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 내지 제3 인버터를 구성하는 전체 P형 MOSFET과 전체 N형 MOSFET의 바디는 (i+1)번째 인버터부의 출력단에 공통적으로 연결되어 상기 (i+1)번째 인버터부의 출력전압으로 전방향 바디 바이어싱이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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4
제2항에 있어서, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제2단의 상기 제2 인버터의 P형 MOSFET의 사이즈는 N형 MOSFET의 사이즈에 비해 상대적으로 더 큰 반면, 상기 제2단의 상기 제3 인버터의 P형 MOSFET의 사이즈는 N형 MOSFET의 사이즈에 비해 상대적으로 작으며, 상기 사이즈는 해당 MOSFET의 '폭/길이'로 정해지는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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5
제2항에 있어서, 상기 버퍼를 구성하는 상기 M개의 인버터부 각각은 제1단을 이루는 제11 인버터, 제2 단을 이루는 제12 및 제13 인버터를 포함하며, 상기 버퍼의 j번째 인버터부(여기서, j는 1부터 M까지의 자연수)의 상기 제12 및 제13 인버터 각각은 소스단이 상기 입력전압에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 접지된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제12 및 제13 인버터 각각의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인이 서로 연결되어 상기 제2 및 제3 인버터 각각의 출력단을 형성하고, 상기 제2 및 제3 인버터 각각의 P형 MOSFET의 게이트와 N형 MOSFET의 게이트는 상기 j번째 인버터부의 입력단에 공히 연결되며, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제11 인버터는 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제12 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제13 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 j번째 인버터부의 상기 제11 인버터의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 j번째 인버터부의 출력단을 형성하고, 상기 j번째 인버터부의 상기 제11 인버터의 P형 MOSFET의 게이트와 N형 MOSFET의 게이트는 상기 j번째 인버터부의 입력단에 연결되는 것에 의해,상기 버퍼를 구성하는 상기 M개의 인버터부 각각은 3개의 인버터들이 2단 중복 인버터 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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6
제5항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제2단의 상기 제12 인버터의 P형 MOSFET과 상기 13 인버터의 N형 MOSFET의 사이즈는,상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제2단의 상기 제12 인버터의 N형 MOSFET과 상기 제13 인버터의 P형 MOSFET의 사이즈에 비해 상대적으로 더 크며, 상기 사이즈는 해당 MOSFET의 '폭/길이'로 정해지는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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| 7 |
7
제5항에 있어서, 상기 버퍼를 구성하는 상기 M개의 인버터부를 구성하는 MOSFET의 사이즈는 제1 인버터부부터 제M 인버터부로 가면서 P배씩 증가하고, 상기 사이즈는 해당 MOSFET의 '폭/길이'로 정해지는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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| 8 |
8
제1항에 있어서, 상기 링 발진기를 구성하는 상기 N개의 인버터부 각각은 제1단을 이루는 제1 인버터, 제2 단을 이루는 제2 및 제3 인버터, 그리고 제3단을 이루는 제4 내지 제7 인버터를 포함하며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제4 및 제5 인버터 각각은 소스단이 상기 입력전압에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 접지된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제4 및 제5 인버터 각각의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 제4 및 제5 인버터 각각의 출력단을 형성하고, 상기 제4 및 제5 인버터 각각의 P형 MOSFET과 N형 MOSFET의 두 게이트는 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제6 및 제7 인버터 각각은 소스단이 상기 입력전압에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 접지된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제6 및 제7 인버터 각각의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 제6 및 제7 인버터 각각의 출력단을 형성하고, 상기 제6 및 제7 인버터 각각의 P형 MOSFET과 N형 MOSFET의 두 게이트는 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제2 인버터는 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제4 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 제5 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 i번째 인버터부의 상기 제2 인버터의 상기 P형 MOSFET의 드레인과 상기 N형 MOSFET의 드레인이 서로 연결되어 상기 제2 인버터의 출력단을 형성하고, 상기 i번째 인버터부의 상기 제2 인버터의 상기 P형 MOSFET의 게이트와 상기 N형 MOSFET의 게이트는 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제3 인버터는 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제6 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제7 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제3 인버터의 상기 P형 MOSFET의 드레인과 상기 N형 MOSFET의 드레인이 서로 연결되어 상기 제3 인버터의 출력단을 형성하고, 상기 제3 인버터의 상기 P형 MOSFET의 게이트와 상기 N형 MOSFET의 게이트는 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 인버터는 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제2 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제3 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 인버터의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 i번째 인버터부의 출력단을 형성하고, 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 인버터의 P형 MOSFET의 게이트와 N형 MOSFET의 게이트는 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 입력단에 연결되는 것에 의해, 상기 버퍼를 구성하는 상기 M개의 인버터부 각각은 7개의 인버터들이 3단 중복 인버터 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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제8항에 있어서, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제1 내지 제7 인버터를 구성하는 전체 P형 MOSFET과 전체 N형 MOSFET의 바디는 (i+1)번째 인버터부의 출력단에 공통적으로 연결되어 상기 (i+1)번째 인버터부의 출력전압으로 전방향 바디 바이어싱이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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제8항에 있어서, 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제4 및 제6 인버터의 P형 MOSFET들과 상기 제5 및 제7 인버터의 N형 MOSFET들 각각의 사이즈는 상기 링 발진기의 상기 i번째 인버터부의 상기 제4 및 제6 인버터의 N형 MOSFET들과 상기 제5 및 제7 인버터의 P형 MOSFET들 각각의 사이즈에 비해 상대적으로 더 크며, 상기 사이즈는 해당 MOSFET의 '폭/길이'로 정해지는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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11
제8항에 있어서, 상기 버퍼를 구성하는 상기 M개의 인버터부 각각은 제1단을 이루는 제11 인버터, 제2 단을 이루는 제12 및 제13 인버터, 그리고 제3단을 이루는 제14, 제15, 제16, 제17 인버터를 포함하며, 상기 버퍼의 j번째 인버터부(여기서, j는 1부터 M까지의 자연수)의 상기 제14 및 제15 인버터 각각은 소스단이 상기 입력전압에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 접지된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제14 및 제15 인버터 각각의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 제14 및 제15 인버터 각각의 출력단을 형성하고, 상기 제14 및 제15 인버터 각각의 P형 MOSFET과 N형 MOSFET의 두 게이트는 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제16 및 제17 인버터 각각은 소스단이 상기 입력전압에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 접지된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제16 및 제17 인버터 각각의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 제16 및 제17 인버터 각각의 출력단을 형성하고, 상기 제16 및 제17 인버터 각각의 P형 MOSFET과 N형 MOSFET의 두 게이트는 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제12 인버터는 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제14 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제15 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 j번째 인버터부의 상기 제12 인버터의 상기 P형 MOSFET의 드레인과 상기 N형 MOSFET의 드레인이 서로 연결되어 상기 제12 인버터의 출력단을 형성하고, 상기 j번째 인버터부의 상기 제12 인버터의 상기 P형 MOSFET의 게이트와 상기 N형 MOSFET의 게이트는 상기 j번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제13 인버터는 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제16 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제17 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 제13 인버터의 상기 P형 MOSFET의 드레인과 상기 N형 MOSFET의 드레인이 서로 연결되어 상기 제13 인버터의 출력단을 형성하고, 상기 제13 인버터의 상기 P형 MOSFET의 게이트와 상기 N형 MOSFET의 게이트는 상기 j번째 인버터부의 입력단에 연결되며, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제11 인버터는 소스단이 상기 i번째 인버터부의 상기 제12 인버터의 출력단에 연결된 P형 MOSFET과 소스단이 상기 j번째 인버터부의 상기 제13 인버터의 출력단에 연결된 N형 MOSFET을 포함하며, 상기 j번째 인버터부의 상기 제11 인버터의 P형 MOSFET의 드레인과 N형 MOSFET의 드레인은 서로 연결되어 상기 j번째 인버터부의 출력단을 형성하고, 상기 j번째 인버터부의 상기 제11 인버터의 P형 MOSFET의 게이트와 N형 MOSFET의 게이트는 상기 j번째 인버터부의 입력단에 연결되는 것에 의해, 상기 버퍼의 각 인버터는 3단 중복 인버터 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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제11항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제14 및 제16 인버터의 P형 MOSFET들과 상기 제15 및 제17 인버터의 N형 MOSFET들 각각의 사이즈는 상기 버퍼의 상기 j번째 인버터부의 상기 제14 및 제16 인버터의 N형 MOSFET들과 상기 제15 및 제17 인버터의 P형 MOSFET들 각각의 사이즈에 비해 상대적으로 더 크며, 상기 사이즈는 해당 MOSFET의 '폭/길이'로 정해지는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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제8항에 있어서, 상기 버퍼를 구성하는 상기 M개의 인버터부를 구성하는 MOSFET의 사이즈는 제1 인버터부부터 제M 인버터부로 가면서 P배씩 증가하고, 상기 사이즈는 해당 MOSFET의 '폭/길이'로 정해지는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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제1항에 있어서,상기 입력전압은 열전 발전기가 열전 메커니즘에 따라 생성하여 출력하는 전압인 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅에 사용되는 부스트 컨버터 구동용 자체 시동 회로
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