薄膜電晶體於13.56MHz軟性射頻電子標籤並聯式電荷幫浦之設計

TFT Parallel Charge Pump Design for 13.56MHz Flexible RFID Transponder Front-End

許富凱(hsü fu kai)

指導教授 ： 陳永進

亞洲大學/資訊學院/電腦與通訊學系碩士班/碩士(2007年)

摘要

本論文研究以MOS level 3 model模擬以TFT為電路開關的13.56MHz被動式射頻標籤晶片前端之AC-DC整流電路，所設計的電路結構為並聯式電荷幫浦(Parallel Charge Pump)。此結構常被應用於低壓電路作為升壓轉換使用之，由於標籤晶片內資料的接收與回傳所需能量，是由標籤天線感應到射頻交流電磁訊號轉換成穩定的直流電源供給的，這可讓我們想了解電路中那些因素會影響其輸出電壓、效率之變化，當然整流電路就成為標籤晶片本身是否能夠正常運作的重要因素。 因此我們利用Smart-Spice電路模擬軟體進行之，並使用電路分析導出整流效率方程式，並依模擬結果計算取得電路的功率轉換效率(PCE)，再利用此方程式來找出最佳工作參數，作為研究整體RF整流電路效能好壞的考量重點。 我們模擬之因素在於評估TFT元件模型能否替代目前以CMOS 元件模型為主之標籤組成電路的可行性。展望未來，期許標籤晶片電路可進而結合軟性電子相關技術呈現以印製或噴墨方式製作，成為印製式軟性RFID電子標籤。最重要是盼望軟性電子標籤，能縮小晶片面積與厚度、降低製造及材料成本，以增加產品的競爭力。

關鍵字

標籤晶片、薄膜電晶體、並聯式電荷幫浦、功率轉換效率、軟性電子

並列摘要

This paper presents the simulation results and power conversion efficiency analysis of TFT-based AC-DC parallel charge pump circuit for passive-type 13.56MHz RFID tag based on MOS level 3 model with TFT’s parameters.
The purpose of this work is to evaluate the possibility of designing TFT-based AC-DC charge pump circuit as the first step for the production of front-end of flexible RFID transponder by finding the optimal parameters of the size of TFT、the value of capacitance and resistance for obtaining the highest power conversion efficiency.
TFT Layout based on five masks processes for the 5-stage parallel charge pump circuit has also been done in this work.

並列關鍵字

transponder、TFT、parallel charge pump、power conversion efficiency、flexible electronics

參考文獻

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