This thesis presents a design of a low cost and low power BMIC communication interface termination circuit. The circuit is designed to overcome the limitations of passive termination methods in terms of galvanic isolation and electromagnetic interference (EMI). In Chapter 2, the communication line termination methods are studied in terms of signal integrity and EMI susceptibility. In Chapter 3, an active termination methodology is proposed as a solution to overcome the limitations of passive termination methods. The proposed active termination circuit uses a Gm block with its driving source follower circuit to terminate the common-mode with a low impedance, while keeping the differential-mode termination impedance high. To enhance the output impedance of the Gm block in strong EMI termination situations, a source-side current sensing feedback loop is proposed as a area-efficient impedance boosting solution. The proposed active termination circuit was implemented in DB HiTek 0.18 um BCD process. The prototype circuit is designed to operate with 5 V supply voltage, and shows 1.4 mA bias current consumption. The measurement results show that the common-mode voltage is less than 3 V, and differential-mode signal transmission efficiency is more than 0.64 under 1 W and 0.5 W level of EMI, for each. The proposed active termination circuit provides a low cost and low power solution for BMIC communication interface circuits by overcoming the limitations of passive termination methods in terms of galvanic isolation and EMI susceptibility.
이 논문은 저비용, 저전력 BMIC 통신 인터페이스 종단 회로의 설계를 제시합니다. 이 회로는 갈바닉 절연 및 전자파 간섭(EMI) 측면에서 수동 종단 방식의 한계를 극복하기 위해 설계되었습니다. 2장에서는 통신 회선 종단 방법을 신호 무결성 및 EMI 민감성 측면에서 연구한 내용을 제시하였습니다. 3장에서는 수동 종단 방법의 한계를 극복하기 위한 해결책으로 능동 종단 방법론을 제안합니다. 제안된 능동 종단 회로는 구동용 소스 팔로워 회로와 함께 Gm 회로를 사용하여 차동 모드 종단 임피던스를 높게 유지하면서 공통 모드를 낮은 임피던스로 종단합니다. 강한 EMI 종단 상황에서 Gm 블록의 출력 단 임피던스를 향상시키기 위해 소스 측 전류 감지 피드백 루프를 통한 면적 효율적인 임피던스 향상 방법을 제안하였습니다. 제안된 능동 종단 회로는 DB HiTek 0.18 um BCD 공정에서 구현되었습니다. 제작된 회로는 5 V 공급 전압으로 작동하도록 설계되었으며, 1.4 mA의 바이어스 전류 소비를 보여줍니다. 측정 결과 1 W 수준의 EMI를 종단하는 상황에서 3 V 미만의 공통 모드 전압 흔들림을 보여주었으며, 0.5 W 수준의 EMI 종단 상황에서 차동 모드 신호 전송 효율은 0.64 이상을 보여주었습니다. 제안한 능동 종단 회로는 갈바닉 절연 및 EMI 민감성 측면에서 수동 종단 방법의 한계를 극복함으로써 BMIC 통신 인터페이스 회로를 위한 저비용, 저전력 솔루션을 제공합니다.
