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Highly efficient voltage booster for embedded on-chip solar cells

Research Project

Project/Area Number 16K00085
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Computer system
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

Ochi Hiroyuki  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (40264957)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywordsセンサデバイス / エナジーハーベスティング / オンチップ太陽電池 / 超低電圧・超低消費電力回路 / チャージポンプ型昇圧回路 / 不揮発性メモリ / 面積効率を考慮したチャージポンプ回路 / 標準CMOSプロセス互換不揮発性メモリ / 2段昇圧型チャージポンプ回路 / アナログデジタル混載集積回路 / 超低消費電力設計 / チャージポンプ回路
Outline of Final Research Achievements

To realize an ultra-compact ultra-low-cost sensor device that operates without an external power supply, we conducted research and development of key technologies to implement all necessary components of a sensor device on a single integrated circuit chip that can be fabricated using a low-cost legacy process technology. As a result, we found promising new circuit components, including highly-efficient small-area boost circuit to leave space for on-chip solar cell, a temperature sensor that can operate with an unstable low-voltage power supply, and an ultra-low-power non-volatile memory element.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の昇圧回路はもっぱら変換効率を重視して大きな面積のキャパシタを使用するものが多かったが、我々は効率を損なわずに小面積化を達成する新たな昇圧回路を提案した。また、電源電圧変動に頑強な温度センサや一般の集積回路に容易に混載できる不揮発性メモリ素子など、ユニークな要素回路を提案した。これらにより、電源供給が不要で安価なセンサデバイスを大量に設置して情報を収集するIoT技術の発展に寄与することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] FiCCを用いたCMOS互換な超低消費電力不揮発性メモリ素子の特性測定回路の設計と試作2018

    • Author(s)
      田中一平, 宮川尚之, 木村知也, 今川隆司, 越智裕之
    • Organizer
      デザインガイア2018 (電子情報通信学会VLSI設計技術研究会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] FiCC:高集積向け耐クロストークノイズメタルフリンジキャパシタ2017

    • Author(s)
      宮川 尚之, 木村 知也, 越智 裕之
    • Organizer
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
    • Place of Presentation
      沖縄県青年会館(沖縄県・那覇市)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池混載チップ向けCMOS 互換温度・照度センサ2017

    • Author(s)
      坂野達也, 木村知也, 今川隆司, 越智裕之
    • Organizer
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロエナジーハーベスティングのための2段昇圧型チャージポンプ回路2016

    • Author(s)
      木村 知也, 越智 裕之
    • Organizer
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
    • Place of Presentation
      立命館大学大阪いばらきキャンパス(大阪府・茨木市)
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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