KR0139333B1 - Start-up circuit using the active element - Google Patents
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Abstract
이 발명은 전원회로 등의 집적회로에 적용되어 부가된 회로에 초기전류를 공급하는 능동소자를 이용한 스타트업 회로(start-up circuit)에 관한 것으로서, 컬렉터단에 전원전압(VCC)이 인가되어 베이스단의 입력전류를 증폭시키며, 증폭된 전류가 컬렉터-에미터단에 흐르도록 하는 제1트랜지스터(Q4)와; 컬렉터단이 상기 제1트랜지스터(Q4)의 에미터단과 연결되어, 베이스단에 인가된 전압(Vin)이 일정레벨 이상이면 컬렉터-에미터단이 도통하도록 하는 제2트랜지스터(Q5)와; 에미터단과 베이스단이 상기 제2트랜지스터(Q5)의 에미터단과 베이스단에 각각 연결되고, 입력전압(Vin)에 의해 상기 제2트랜지스터(Q5)와 함께 컬렉터-에미터단이 도통하여 컬렉터단을 통해 출력전류(Iout)을 제공하는 제3트랜지스터(Q6)로 구성되어, 저항(R3)의 저항값을 되도록 작게 설계함으로써 회로의 집적도를 증가시키며 트랜지스터(Q4)의 전류증폭도 및 저항(R3)의 저항값에 의해 출력전류(Iout)의 양이 결정됨으로써 전원전압(VCC)에 관계없이 안정된 출력전류(Iout)를 얻을 수 있는 능동소자를 이용한 스타트업 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a start-up circuit using an active element applied to an integrated circuit, such as a power supply circuit, to supply an initial current to a circuit, wherein a power supply voltage VCC is applied to a collector A first transistor Q4 which amplifies the input current of the stage and allows the amplified current to flow in the collector-emitter stage; A second transistor (Q5) connected to the emitter terminal of the first transistor (Q4) so that the collector-emitter stage conducts when the voltage (Vin) applied to the base terminal is above a predetermined level; An emitter end and a base end are respectively connected to the emitter end and the base end of the second transistor Q5, and the collector-emitter end conducts together with the second transistor Q5 by an input voltage Vin to connect the collector end. It consists of a third transistor (Q6) that provides an output current (Iout) through, designed to make the resistance value of the resistor (R3) as small as possible to increase the integration of the circuit, the current amplification and resistance (R3) of the transistor (Q4) The present invention relates to a start-up circuit using an active element capable of obtaining a stable output current (Iout) regardless of the power supply voltage (VCC) by determining the amount of the output current (Iout) by a resistance value.
Description
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 능동소자를 이용한 스타트업 회로의 구성 블록도이고, 제2도는 상기 제1도의 상세 회로도이고, 제3도는 종래의 스타트업 회로의 구성 블록도이고, 제4도는 상기 제3도의 상세 회로도이다.1 is a block diagram of a startup circuit using an active device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional startup circuit. FIG. Is a detailed circuit diagram of FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
Q1~Q6:트랜지스터 R1~R3:저항Q1 to Q6: Transistors R1 to R3: Resistance
이 발명은 스타트업 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 전원회로 등의 집적회로에 적용되어 부가된 회로에 초기전류를 공급하는 능동소자를 이용한 스타트업 회로(start-up circuit)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a start-up circuit, and more particularly, to a start-up circuit using an active element applied to an integrated circuit such as a power supply circuit and supplying an initial current to an added circuit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 스타트업 회로를 설명한다.Hereinafter, a conventional startup circuit will be described with reference to the accompanying drawings.
제3도는 종래의 스타트업 회로의 구성 블럭도이고, 제4도는 상기 제3도의 상세 회로도이다.3 is a block diagram of a conventional startup circuit, and FIG. 4 is a detailed circuit diagram of FIG.
제3도에 도시되어 있듯이, 종래의 스타트업 회로는 전압(Vin)을 입력으로 하는 전원차단/공급 회로와; 상기 전원차단/공급 회로와 연결된 스타트업 회로와; 상기 스타트업 회로와 연결되어 출력전류(Iout)를 생성하는 전류반복기로 이루어진다.As shown in FIG. 3, a conventional startup circuit includes a power cut / supply circuit for inputting a voltage Vin; A startup circuit connected to the power cut / supply circuit; A current repeater is connected to the start-up circuit to generate an output current Iout.
상기한 바와 같은 기능블럭의 종래의 스타트업 회로를 실제 회로로 구현한 것이 제4도에 도시되어 있다.The implementation of the conventional startup circuit of the functional block as described above in the actual circuit is shown in FIG.
제4도를 참조하면, 종래의 스타트업 회로는 베이스단과 컬렉터단이 연결되고 컬렉터단에 저항(R1) 및 전원(VCC)이 연결된 트랜지스터(Q1)와; 컬렉터단은 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터단과 연결되고 에미터단은 접지되며 베이스단에 입력전압(Vin)이 인가되는 트랜지스터(Q3); 베이스단이 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스단과 연결되고 에미터단은 저항(R2)과 연결되는 트랜지스터(Q2)로 구성된다. 상기 구성에서 두 트랜지스터(Q1, Q2)는 동일한 것이다.Referring to FIG. 4, a conventional startup circuit includes a transistor Q1 having a base end and a collector end connected thereto, and a resistor R1 and a power supply VCC connected to the collector end; A transistor (Q3) connected to the emitter terminal of the transistor (Q1), the emitter terminal is grounded, and an input voltage (Vin) is applied to the base terminal; The base terminal is connected to the base terminal of the transistor Q1 and the emitter terminal is composed of a transistor Q2 connected to the resistor R2. In the above configuration, the two transistors Q1 and Q2 are identical.
상기한 스타트업 회로의 동작을 살펴보면, 트랜지스터(Q1)와 트랜지스터(Q2)는 전류미러(current mirror)로 동작한다. 즉, 트랜지스터(Q1)S의 컬렉터-에미터단을 통해 흐르는 전류는 두 저항(R1, R2)의 저항값 비에 대응하여 트랜지스터(Q2)의 컬렉터-에미터단을 통해 흐르는 전류(Iout)로 나타난다.Referring to the operation of the start-up circuit, the transistors Q1 and Q2 operate with a current mirror. That is, the current flowing through the collector-emitter stage of the transistor Q1 S is represented by the current Iout flowing through the collector-emitter stage of the transistor Q2 corresponding to the ratio of the resistance values of the two resistors R1 and R2.
트랜지스터(Q1)의 에미터단에 연결된 트랜지스터(Q3)는 스위칭 동작을 수행하며, 과도한 전류소모를 방지한다.Transistor Q3 connected to the emitter terminal of transistor Q1 performs a switching operation and prevents excessive current consumption.
트랜지스터(Q3)의 베이스단에 인가되는 전압(Vin)이 일정 이상 증가하면 트랜지스터(Q3)는 포화영역에 도달하며, 트랜지스터(Q3)의 컬렉터-에미터단 전압은 매우 작아지게 된다.When the voltage Vin applied to the base terminal of the transistor Q3 increases by more than a certain level, the transistor Q3 reaches a saturation region, and the collector-emitter terminal voltage of the transistor Q3 becomes very small.
트랜지스터(Q3)가 포화영역에 도달하면, 트랜지스터(Q1)가 동작하여 컬렉터-에미터단에 전류가 흐르게 된다. 트랜지스터(Q1)의 컬렉터-에미터단에 흐르는 전류에 의해 트랜지스터(Q2)의 컬렉터-에미터단에도 전류(Iout)가 흐르게 되며, 트랜지스터(Q2)의 컬렉터-에미터단에 흐르는 전류(Iout)는 전원전압(VCC), 두 저항(R1, R2)의 저항값 비 및 트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류에 의해 결정된다.When the transistor Q3 reaches the saturation region, the transistor Q1 is operated so that a current flows through the collector-emitter stage. The current Iout flows through the collector-emitter stage of the transistor Q2 by the current flowing through the collector-emitter stage of the transistor Q1, and the current Iout flowing through the collector-emitter stage of the transistor Q2 is the power supply voltage. (VCC), the ratio of the resistance values of the two resistors R1 and R2, and the current flowing through the transistor Q1.
생성된 전류(Iout)는 부가된 회로에 공급되는데, 전류(Iout)의 양이 되도록 작아지도록 하는 것이 요구된다.The generated current Iout is supplied to the added circuit, which is required to be as small as the amount of current Iout.
상기 전류(Iout)의 양이 작아지도록 하기 위해서는 두 저항(T1, R2)의 저항값을 증가시켜야 한다.In order to reduce the amount of current Iout, the resistance values of the two resistors T1 and R2 must be increased.
그러나, 두 저항(R1, R2)의 저항값을 증가시키게 되면, 반도체 공정에 의해 집적회로로 구현할 때 저항(R1, R2) 이 차지하는 면적이 커지며, 이로 인해 집적회로 칩의 집적도가 떨어지는 문제점이 있다.However, when the resistance values of the two resistors R1 and R2 are increased, the area occupied by the resistors R1 and R2 becomes large when the integrated circuit is implemented by a semiconductor process, which causes a problem that the integration degree of the integrated circuit chip is reduced. .
또한, 트랜지스터(Q2)에 흐르는 전류(Iout)가 전원전압(VCC)에 의해 직접 영향을 받게 되어, 전원전압(VCC)이 불안정하면 시스템의 성능이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, since the current Iout flowing through the transistor Q2 is directly affected by the power supply voltage VCC, if the power supply voltage VCC is unstable, there is a problem in that the performance of the system is degraded.
그러므로, 상기한 종래의 기술적 문제점을 해결하기 위한 이 발명은 최소한의 수동소자를 사용하여 집적도를 향상시키고 전원전압의 변동에 관계없이 일정한 전류를 생성함으로써 시스템의 안정성을 높일 수 있는 능동소자를 이용한 스타트업 회로를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention for solving the above-mentioned technical problems is a start using an active element that can improve the integration density by using a minimum passive element and increase the stability of the system by generating a constant current irrespective of fluctuations in power supply voltage. To provide an up circuit.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명은, 컬렉터단에 전원전압이 인가되어 베이스단의 입력전류를 증폭시키며, 증폭된 전류가 컬렉터-에미터단에 흐르도록 하는 제1트랜지스터와; 컬렉터단이 상기 제1트랜지스터의 에미터단과 연결되어, 베이스단에 인가된 전압이 일정레벨 이상이면 컬렉터-에미터단이 도통하도록 하는 제2트랜지스터와; 에미터단과 베이스단이 상기 제2트랜지스터의 에미터단과 베이스단에 각각 연결되고, 상기 제2트랜지스터와 함께 컬렉터-에미터단이 도통하여 컬렉터단을 통해 출력전류(Iout)를 제공하는 제3트랜지스터로 이루어진다.The present invention for achieving the above object is a first transistor to apply a power supply voltage to the collector stage to amplify the input current of the base stage, the amplified current flows through the collector-emitter stage; A second transistor connected to the collector terminal of the emitter terminal of the first transistor so that the collector-emitter terminal conducts when the voltage applied to the base terminal is higher than or equal to a predetermined level; An emitter end and a base end are respectively connected to the emitter end and the base end of the second transistor, and the collector-emitter end conducts together with the second transistor to provide an output current Iout through the collector end. Is done.
상기한 이 발명의 구성에서, 제2트랜지스터와 제3트랜지스터의 에미터단 사이에는 수동소자인 저항이 부가적으로 연결된다.In the above-described configuration of the present invention, a resistor, which is a passive element, is additionally connected between the emitter terminal of the second transistor and the third transistor.
또한, 제3트랜지스터의 컬렉터단을 통해 외부로 제공되는 전류(Iout)의 양은 제1트랜지스터의 전류증폭도 및 저항의 저항값에 의해 결정된다.In addition, the amount of current Iout provided to the outside through the collector terminal of the third transistor is determined by the current amplification degree of the first transistor and the resistance value of the resistance.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 능동소자를 이용한 스타트업 회로의 구성 블럭도이고, 제2도는 상기 제1도의 상세 회로도이다.FIG. 1 is a block diagram of a startup circuit using an active element according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG.
제1도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 능동소자를 이용한 스타트업 회로는 능동 스타트업 회로와; 상기 능동 스타트업 회로에 연결되며 입력전압(Vin)이 인가되는 전원차단/공급 회로와; 상기 전원차단/공급 회로와 연결되며 입력전압(Vin)이 인가되어 출력전류(Iout)가 생성되는 전류반복기로 구성된다.As shown in FIG. 1, a startup circuit using an active element according to an embodiment of the present invention includes an active startup circuit; A power cut / supply circuit connected to the active startup circuit and to which an input voltage Vin is applied; A current repeater is connected to the power cut / supply circuit and receives an input voltage Vin to generate an output current Iout.
제1도에 도시된 것은 이 발명의 실시예에 따른 능동소자를 이용한 스타트업 회로의 기능에 따른 블록이다.Shown in FIG. 1 is a block according to the function of a startup circuit using an active element according to an embodiment of this invention.
제1도의 기능블록을 구체적인 회로로 구현한 것이 제2도에 도시되어 있다.The implementation of the functional blocks of FIG. 1 in a specific circuit is shown in FIG.
제2도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 능동소자를 이용한 스타트업 회로는 베이스단을 통해 전류가 입력되고 컬렉터단에 전원전압(VCC)이 인가되는 트랜지스터(Q4)와; 컬렉터단은 상기 트랜지스터(Q4)의 에미터단과 연결되고 베이스단에는 입력전압(Vin)이 입력되며 에미터단은 저항(R3)과 연결되는 트랜지스터(Q5)와; 베이스단은 상기 트랜지스터(Q5)의 베이스단과 연결되며 에미터단은 저항(R3)과 연결되며 컬렉터단을 통해 출력전류가 제공되는 트랜지스터(Q6)로 구성된다.As shown in FIG. 2, a startup circuit using an active element according to an embodiment of the present invention includes a transistor Q4 through which a current is input through a base end and a power supply voltage VCC is applied to a collector end; A collector terminal is connected to an emitter terminal of the transistor Q4, an input voltage Vin is input to a base terminal, and an emitter terminal is connected to a resistor R3; The base end is connected to the base end of the transistor Q5 and the emitter end is connected to the resistor R3 and is composed of a transistor Q6 provided with an output current through the collector end.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성되는 능동소자를 이용한 스타트업 회로의 동작을 설명한다.Next, the operation of the startup circuit using the active element constructed as described above will be described.
전원이 인가되어 회로의 동작이 시작되면, 트랜지스터(Q4)는 베이스단에 입력된 전류를 증폭한다. 증폭된 전류는 트랜지스터(Q4)의 컬렉터-에미터단에 흐른다.When power is applied and the operation of the circuit starts, the transistor Q4 amplifies the current input to the base terminal. The amplified current flows in the collector-emitter stage of transistor Q4.
이때, 전류의 증폭 정도는 트랜지스터(Q4)의 고유한 전류증폭도에 따라 결정된다.At this time, the amplification degree of the current is determined according to the inherent current amplification degree of the transistor Q4.
상기 트랜지스터(Q4)의 에미터단에 연결된 트랜지스터(Q5)와 트랜지스터(Q6)는 스위칭 동작을 수행한다.Transistors Q5 and Q6 connected to the emitter terminal of the transistor Q4 perform a switching operation.
두 트랜지스터(Q5, Q6)는 입력전압(Vin)을 베이스단의 공통입력으로 하고 있으며, 입력전압(Vin)이 일정레벨 이상이면 각 트랜지스터(Q5, Q6)는 포화영역에 도달하여 각각의 컬렉터-에미터단이 도통한다.The two transistors Q5 and Q6 use the input voltage Vin as a common input at the base stage. When the input voltage Vin is above a certain level, the transistors Q5 and Q6 reach the saturation region and the respective collectors- The emitter stage is conducting.
이에 따라, 트랜지스터(Q4)에 의해 증폭된 전류는 트랜지스터(Q5) 및 저항(R3)을 거쳐 트랜지스터(Q6)의 컬렉터단을 통해 출력전류(Iout)로서 외부에 제공된다.Accordingly, the current amplified by the transistor Q4 is supplied externally as the output current Iout through the collector terminal of the transistor Q6 via the transistor Q5 and the resistor R3.
상기 출력전류(Iout)의 양은 트랜지스터(Q4)의 전류증폭도, 저항(R3)의 저항값에 의해 결정된다.The amount of output current Iout is determined by the current amplification of transistor Q4 and the resistance of resistor R3.
따라서, 스타트업 회로를 설계할 때, 요구되는 전류레벨에 따라 트랜지스터(Q4)의 전류증폭도 및 저항(R3)의 저항값을 적절하게 선택하면 된다.Therefore, when designing the startup circuit, the current amplification degree of the transistor Q4 and the resistance value of the resistor R3 may be appropriately selected according to the required current level.
이로 인해, 저항(R3)의 저항값을 되도록 작게 설계할 수 있으며, 종래 기술에 비해 수동소자가 하나 줄어들게 되어 회로의 집적도가 증가하게 된다.As a result, the resistance value of the resistor R3 can be designed to be as small as possible, and one passive element is reduced in comparison with the prior art, thereby increasing the degree of integration of the circuit.
또한, 트랜지스터(Q4)의 전류증폭도 및 저항(R3)의 저항값에 의해 출력전류(Iout)의 양이 결정됨으로써 전원전압(VCC)에 관계없이 안정된 출력전류(Iout)를 얻을 수 있다.In addition, since the amount of output current Iout is determined by the current amplification degree of transistor Q4 and the resistance value of resistor R3, stable output current Iout can be obtained regardless of power supply voltage VCC.
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