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A Small Footprint Digital Isolator based on CMOS Integrated Hall-effect Sensor

Seyed Sepehr Mirfakhraei, Yves Audet, Ahmad Hassan et Mohamad Sawan

Article de revue (2022)

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Abstract

—Digital isolators have been widely used to protect low voltage electronics as well as human safety from high voltage surges. However, conventional isolation links occupy large chip areas. In this article, a novel small-size on-chip digital isolator for medium-bitrate application based on a CMOS integrated Hall-effect sensor is reported. With the proposed approach, the area of the transmitter coil is reduced to lower than 50% of conventional transformers. The architecture reduces the chip area in isolation amplifiers, power control units, DC-DC converters, and clock recovery circuits. It allows the integration of multichannel isolators using two custom integrated circuits with no post-processing. The tested prototype achieves a data transfer rate of 20 Mbps with above 12 kV/μs of common-mode transient immunity (CMTI). It has 900 V of continuous isolation working voltage, 27 ns propagation delay, and consumes 2.3 mA of static current.

Mots clés

Digital isolator; galvanic isolation; CMOS hall sensor; gate driver; integrated spiral coil

Renseignements supplémentaires: Publié en ligne le 2021-11-16.
Sujet(s): 2500 Génie électrique et électronique > 2500 Génie électrique et électronique
Département: Département de génie électrique
Centre de recherche: Polystim - Laboratoire de neurotechnologie
Organismes subventionnaires: CRSNG/NSERC, MITACS, Canadian Microelectronics Corporation (CMC) Microsystems
URL de PolyPublie: https://publications.polymtl.ca/49881/
Titre de la revue: IEEE Sensors Journal (vol. 22, no 1)
Maison d'édition: IEEE
DOI: 10.1109/jsen.2021.3128573
URL officielle: https://doi.org/10.1109/jsen.2021.3128573
Date du dépôt: 18 avr. 2023 14:59
Dernière modification: 09 avr. 2024 18:11
Citer en APA 7: Mirfakhraei, S. S., Audet, Y., Hassan, A., & Sawan, M. (2022). A Small Footprint Digital Isolator based on CMOS Integrated Hall-effect Sensor. IEEE Sensors Journal, 22(1), 412-418. https://doi.org/10.1109/jsen.2021.3128573

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