charge injection

1. charge injection이란?

스위치(예: MOSFET)가 꺼질 때(Gate 신호 OFF 시), 채널에 저장되어 있던 전하(charge)가 드레인이나 소스 쪽으로 주입되는 현상이다. 

 

 

예시를 살펴보자. 

https://electronics.stackexchange.com/questions/423487/charge-injection-confusion

NMOS예시  1. VIN = 1, CLK = H - NMOS ON -> 채널 형성 - VIN이 C_H에 전달 -> VOUT = 1 2.CLK = L - NMOS OFF - 게이트와 채널 사이에 존재하던 전하가 남아 있음 3. Charge injection 발생 - 채널에 있던 전하가 VIN과 OUT 쪽으로 분리되어 주입된다.  - 이로인해 전하의 일부가 커패시터(OUT)으로 이동하고 VOUT이 VIN이 아니라 튄 값이 발생하게 된다.  - 또한 입력도 이상적인 전압원이 아니므로 입력에도 역으로 영향을 미치게 된다. ( Kickback Noise)

 

 

이 전압 오차가 바로 Charge Injection 현상이다.

 

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2. 발생 현상 

같은 입력인데 출력이 튐. 

뚝 떨어지는 글리치발생. 

불필요한 토글

 

 

 

3. 해결방안

 

방법	원리	장점	사용 예
1. Dummy Switch (더미 스위치)	전하를 대칭 구조로 상쇄	간단, 효과 높음	샘플-앤-홀드, OLED 픽셀 https://brush-up.tistory.com/420
2. Transmission Gate	NMOS + PMOS 병렬로 사용 → 전하 상쇄	Charge Injection + Kickback 동시 보상	고정밀 아날로그 회로
3. Bottom-Plate Sampling	샘플 후 하단(바텀) 노드 먼저 끊기	Charge Injection이 고정 전압원 쪽으로만 흐르게 함	고속 ADC https://brush-up.tistory.com/409
4. Clock Phase Optimization	클럭의 상승/하강 시점 정밀 조절	스위칭 노이즈 최소화	고속 트랙앤홀드
5. 스위치 크기 최소화	채널 전하 자체를 줄임	소형 회로에서 유리	디지털 보상 어려울 때
6. Capacitive Attenuation	주입 전하를 감쇄시키는 C-network 사용	고성능 아날로그 설계	고해상도 DAC
7. 디지털 보정 알고리즘	샘플 값 보정 (offset LUT, AI 학습 기반 등)	하드웨어 변경 없음	AI 기반 디스플레이 구동 회로 등

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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참고

https://electronics.stackexchange.com/questions/423487/charge-injection-confusion