유기 정류기 document_id A220623038175

RFID 트랜스폰더는 전자적으로 읽혀질 수 있는 정보를 가지는 상품, 물품, 또는 보안용 제품에 점점 더 이용되고 있다. 그러므로 상기 트랜스폰더는 예컨대 소비재용 전자 바코드, 수하물을 식별하는 수하물 꼬리표, 또는 여권표지에 결합되어 인증 정보를 저장하는 보안 구성 요소에 이용되고 있다. RFID 트랜스폰더는 보통 안테나와 실리콘 칩의 두 개의 요소를 포함한다. 기지국에서 전송된 RF 캐리어 신호는 RFID 트랜스폰더의 안테나 공진 회로에 연결된다. 상기 실리콘 칩은 기지국으로 피드백된 신호상에 추가적인 정보 아이템을 변조한다. 이 경우에, 상기 RFID 트랜스폰더는 대개 독립 전원을 공급받지 못한다. 전력은 상기 안테나 공진 회로와 연결된 RF 캐리어 신호를 DC 전압으로 변환하는 정류기에 의해서 상기 실리콘 칩에 공급된다. 따라서 추가적으로 상기 정류기를 상기 실리콘 칩의 전원으로 사용한다. RFID 트랜스폰더의 생산비용을 줄일 수 있게 하기 위해서 RFID 트랜스폰더 내에 유기 전계 효과 트랜지스터를 주 구성 요소로 하는 유기 집적회로를 사용하는 것이 제안되어 왔다. 따라서 예컨대 WO 99/30432에서는 RFID 트랜스폰더에서 실질적으로 유기재료로 구성된 집적회로의 사용을 제안하는데, 상기 집적회로는 ID 코드 발생기의 기능을 제공한다. 상기 ID 코드 발생기는 상기 안테나 공진 회로와 연결된 두 개의 정류 다이오드에 의해서 공급전압에 연결된다. 상기 정류 다이오드는, 상기 정류 다이오드 출력단에 평활 커패시터가 연결되어 있는데, 두 개의 특별히 상호 연결된 전계 효과 트랜지스터를 포함한다. 전술한 특별히 상호 연결된 전계 효과 트랜지스터의 사용으로 인해 유기 구성 요소로 정류 다이오드를 실현하는 것이 가능함에도 불구하고, 만약 유기 전계 효과 트랜지스터를 정류 다이오드로 사용하기 위해 전술한 방식으로 연결한다면, 유기 전계 효과 트랜지스터가 일반적으로 RF 캐리어 주파수보다 상당히 더 느리게 스위칭하기 때문에 상기 다이오드에서 포착될 수 있는 주파수는 매우 제한된다. RFID 트랜스폰더에 사용되는 전형적인 주파수 영역은, 예를 들면 125 내지 135 kHz, 13 내지 14 MHz, 6 내지 8 MHz, 20 내지 40 MHz, 860 내지 950 MHz 또는 1.7 내지 2.5 GHz 이다. 그러나 유기 반도체는 일반적으로 실리콘보다 더 낮은 전하 캐리어 이동성을 가지며, 유기 전계 효과 트랜지스터는 전하 캐리어 반전의 원리 보다는 전하 캐리어 누적의 원리를 기반으로 하기 때문에 유기 회로는 모든 실리콘 기반 회로보다 상당히 느리다. 이 결과로 실리콘 트랜지스터와 비교하여 더 낮은 스위칭 속력과 상이한 스위칭 동작(예컨대, AC 전압으로 부적당함)이 따른다. 만약 유기 전계 효과 트랜지스터가 정류기를 구성하기 위해 WO 99/30342에 기술된 대로 연결된다면, 실현된 정류기는 기지국에서 송출된 캐리어 신호의 전송 주파수보다 상당히 더 느리게 (100 KHz 보다 더 낮게) 스위칭하게 된다. 또한 WO 02/21612 에서는 pn으로 도핑된 전도성 층들 중에 적어도 하나 이상의 층에서 종래의 pn 반도체 다이오드가 유기적으로 전도성 있는 재료로 보충되거나 대체된 유기 정류기의 구성이 제안된다. 더욱이 종래의 금속-반도체 다이오드 (Schottky diode, 쇼트키 다이오드)에서 적어도 한 개의 층을 유기층으로 대체할 것이 제안된다. 상기 정류기의 커패시터 영역의 면적을 선택함에 따라 상기 스위칭 정류기의 스위칭 주파수를 설정할 수 있다. 덧붙여 전술한 유기 구성 요소로 구성된 정류기의 출력단에 평활 커패시터를 연결하면 상기 평활 커패시터가 상기 정류기의 출력단에 맥동하는 방식으로 도달하는 DC 전압을 평활하게 하고 상기 평활 커패시터는 부하 저항에 병렬로 연결된다고 기술되었다. 그러나, 전술한 유기 정류기 역시 1 MHz 이상의 주파수에서 그다지 효과적이지 않다. 이것은 현재 이용할 수 있고 전술한 유기 정류기에서 사용될 수 있는 유기 반도체의 낮은 이동성에 기인한다. 유기 반도체에서의 낮은 전하 캐리어 이동성 때문에 정류 효과를 이끄는 공간 전하 구역은 높은 주파수에서 더 이상 충분히 빠르게 구축되지 않는다. 정류기의 효율은 이 결과로 감소하여, 출력단의 부하에 DC 전압을 공급하는 것을 더욱 어렵게 한다.