KR0181535B1 - Temperature compensated reference current generating circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도 특성이 양호하고 집적 회로내에서 구현 가능한 기준전류를 얻을 수 있는 온도 보상된 기준전류 발생회로에 관한 것인 바, 그 특징은 전류공급 라인과, 상기 전류공급라인에 결합된 전류미러를 포함하고, 상기 전류공급라인과 접지사이에서 전압분배에 의해 기준전압을 발생하고, 상기 발생된 기준전압에 따라 상기 전류미러가 상기 전류공급라인으로부터 제1전류를 공급받는 기준전압 발생부; 상기 기준전압 발생부의 제1전류에 따라 상기 전류공급라인으로 공급되는 전류를 조절하여 상기 기준전압을 조절하는 기준전압 조절부; 및 상기 전류공급라인에 결합되고, 상기 기준전압 발생부의 전류미러에 공급되는 제1전류를 복사함에 따라 온도 보상된 기준전류를 발생시키는 기준전류 발생부를 구비함에 있다.The present invention relates to a temperature compensated reference current generating circuit having a good temperature characteristic and capable of obtaining a reference current that can be implemented in an integrated circuit, the characteristic of which is a current supply line and a current mirror coupled to the current supply line. A reference voltage generator configured to generate a reference voltage by voltage distribution between the current supply line and ground, and receive the first current from the current supply line by the current mirror according to the generated reference voltage; A reference voltage adjusting unit controlling the reference voltage by adjusting a current supplied to the current supply line according to the first current of the reference voltage generating unit; And a reference current generator coupled to the current supply line to generate a temperature compensated reference current by copying a first current supplied to the current mirror of the reference voltage generator.
Description
본 발명은 온도 보상된 기준전류 발생회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 특성이 양호하고 집적 회로내에서 구현 가능한 기준전류를 얻을 수 있는 온도 보상된 기준전류 발생회로에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature compensated reference current generating circuit, and more particularly, to a temperature compensated reference current generating circuit capable of obtaining a reference current having a good temperature characteristic and being feasible in an integrated circuit.
종래의 기준전류 발생회로는 제1도에서와 같이 전류공급라인을(la)통해 전류를 공급받고, 전압 분배에 의해 기준전압(Vref)을 발생하는 기준전압 발생부(1)와, 기준전압(Vref)을 조절하기 위한 전류를 전류공급라인(la)으로 출력하는 기준전압 조절부(2)와, 기준전압 발생부(2)의 출력전압(Vref)에 따라 기준전류(Iref)를 발생하는 기준전류 발생부(4)로 구성된다.In the conventional reference current generating circuit, as shown in FIG. 1, the reference voltage generator 1 receives a current through the current supply line la and generates a reference voltage Vref by voltage distribution, and the reference voltage ( A reference voltage controller 2 for outputting a current for adjusting Vref to the current supply line la, and a reference for generating a reference current Iref according to the output voltage Vref of the reference voltage generator 2. It consists of the current generation part 4.
상기 기준전압 발생부(1)에는 온도 특성이 우수한 일반적인 밴드-갭 기준전압회로가 사용되고, 상기 기준전압 발생부(1)의 출력전압(Vref)은 기준전압(Vref)에 의해 결정된다.A general band-gap reference voltage circuit having excellent temperature characteristics is used for the reference voltage generator 1, and the output voltage Vref of the reference voltage generator 1 is determined by the reference voltage Vref.
상기 기준전류 발생부(4)는 온도 특성을 보상하기 위하여 저항과 다이오드의 온도계수 조합을 이용하는 것으로서, 전류공급라인(la)과 접지간의 전압(Vref)에 의한 전류(I1)로 기준전류(Iref)를 발생하게 하는 저항(R5)과, 전류미러를 형성하는 제1전도형 트랜지스터쌍(Q11,Q12)로 이루어져 있다,The reference current generator 4 uses a temperature coefficient combination of a resistor and a diode to compensate for temperature characteristics. The reference current generator 4 uses a combination of the temperature coefficients of a resistor and a diode. ) And a first conductive transistor pair (Q11, Q12) for forming a current mirror.
이하, 종래 기술에 따른 기준전류(Iref)를 구하면 다음과 같다.Hereinafter, the reference current Iref according to the prior art is obtained as follows.
상기 기준전류 발생부(4)에서 저항(R5)과 제1전도형 트랜지스터쌍(Q11)에 흐르는 전류(I1)를 구하면, 기준전압 발생부(4)의 출력전압(Vref)과 트랜지스터(Q6)의 베이스-에미터간 전압(Vbe11)에 대해When the current I1 flowing through the resistor R5 and the first conductive transistor pair Q11 is obtained from the reference current generator 4, the output voltage Vref and the transistor Q6 of the reference voltage generator 4 are obtained. For base-emitter voltage (Vbe11)
I1 = (Vref-Vbe11)/R5 ‥‥‥(1)I1 = (Vref-Vbe11) / R5 ‥‥‥ (1)
로 나타낼 수 있다. 상기 식(1)을 온도(T)에 대하여 편미분(/T)하고, 밴드-갭 기준전압회로에서Vref/T ≒ 0,Vref/T ≒ 0 이므로It can be represented by. The above formula (1) is divided into partial derivatives (T) Of T) in the band-gap reference circuit Vref / T ≒ 0, Vref / T ≒ 0, so
이다.to be.
상기 식(2)에서 온도 변화율은 0이 되어야 하므로 식(2)를 다시 표현하면,In Equation (2), the rate of change of temperature should be zero.
상기 식(3)에서 저항(R5)의 온도계수는 공정에 의해 결정되는 요소이고, 일반적으로Vbe11/T = -2m/℃ = -3000PPM/℃,R5/T ≒ 1800PPM/℃ 이므로 상기 식(3)이 만족하려면 전류(I1)는 큰 값을 같게 된다. 또 기준전류 발생부(40)의 두 트랜지스터(Q11)(Q12)는 전류미러로 구성되어 있으므로 기준전류(Iref)는 상기 저항(R5)과 트랜지스터(Q11)에 흐르는 전류(I1)와 같게(Iref=I1)된다.In the formula (3), the temperature coefficient of the resistance R5 is a factor determined by the process, and generally Vbe11 / T = -2 m / ° C = -3000 PPM / ° C, R5 / Since T ≒ 1800PPM / ° C, the current I1 becomes equal to a large value in order to satisfy Equation (3). In addition, since the two transistors Q11 and Q12 of the reference current generator 40 are constituted by a current mirror, the reference current Iref is equal to the current I1 flowing through the resistor R5 and the transistor Q11 (Iref). = I1).
상기한 바와 같이, 저항의 온도계수가 공정에 의해 결정되기 때문에 제2도의 시믈레이션 결과도에서와 같이 온도 증가에 따라 기준전류(Iref)는 선형적으로 점점 증가하게 된다. 따라서, 종래 기술에서는 우수한 온도 특성을 가진 기준전류를 얻을 수 없게 되는 문제점이 있다.As described above, since the temperature coefficient of the resistance is determined by the process, the reference current Iref gradually increases linearly with temperature as shown in the simulation result diagram of FIG. Therefore, the prior art has a problem that it is impossible to obtain a reference current having excellent temperature characteristics.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 기준전류의 온도 특성을 보상하기 위하여 기준전류 발생부에 기준전압 발생부의 전류미러에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르게 함으로써, 전류 출력단에서 온도 특성이 양호한 기준전류를 얻을 수 있는 온도 보상된 기준전류 발생회로를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a current equal to the current flowing in the current mirror of the reference voltage generator to the reference current generator to compensate for the temperature characteristics of the reference current. The present invention provides a temperature compensated reference current generating circuit capable of obtaining a reference current having a good temperature characteristic.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 온도 보상된 기준전류 발생회로의 특징은 전류공급라인과, 상기 전류공급라인에 결합된 전류미러를 포함하고, 상기 전류공급라인과 접지사이에서 전압분배에 의해 기준전압을 발생하고, 상기 발생된 기준전압에 따라 상기 전류미러가 상기 전류공급라인으로부터 제1전류를 공급받는 기준전압 발생수단; 상기 기준전압 발생수단의 제1전류에 따라 상기 전류공급라인으로 공급되는 전류를 조절하여 상기 기준전압을 조절하는 기준전압 조절수단; 및 상기 전류공급라인에 결합되고, 상기 기준전압 발생수단의 전류미러에 공급되는 제1전류를 복사함에 따라 온도 보상된 기준전류를 발생시키는 기준전류 발생수단을 구비함에 있다.In order to achieve the above object, a feature of the temperature compensated reference current generating circuit according to the present invention includes a current supply line, a current mirror coupled to the current supply line, and voltage distribution between the current supply line and ground. Reference voltage generating means for generating a reference voltage and receiving the first current from the current supply line according to the generated reference voltage; Reference voltage adjusting means for adjusting the reference voltage by adjusting a current supplied to the current supply line according to the first current of the reference voltage generating means; And reference current generating means coupled to the current supply line and generating a temperature compensated reference current by copying a first current supplied to the current mirror of the reference voltage generating means.
제1도는 종래의 기준전류 발생회로도.1 is a conventional reference current generating circuit diagram.
제2도는 제1도에 대한 시뮬레이션 결과도.2 is a simulation result of FIG.
제3도는 본 발명에 의한 온도 보상된 기준전류 발생회로의 일실시예도.3 is an embodiment of a temperature compensated reference current generating circuit according to the present invention.
제4도는 제3도에 대한 시뮬레이션 결과도.4 is a simulation result for FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 기준전압 발생부 20 : 기준전압 조절부10: reference voltage generator 20: reference voltage controller
40 : 기준전류 발생부40: reference current generator
이하, 본 발명에 따른 온도 보상된 기준전류 발생회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a temperature compensated reference current generating circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명에 따른 온도 보상된 기준전류 발생회로의 일실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 도시된 바와 같이, 전류공급라인(10a)과, 전류공급라인(10a)에 결합된 전류미러를 포함하고, 전류공급라인(10a)과 접지사이에서 전압분배에 의해 기준전압(Vref)을 발생하고, 상기 발생된 기준전압(Vref)에 따라 전류미러(Q7,Q8)가 전류공급라인(10a)으로부터 제1전류(I1)를 공급받는 기준전압 발생부(10)와, 기준전압 발생부(10)의 제1전류(I1)에 따라 상기 전류공급라인으로 공급되는 전류를 조절하여 기준전압(Vref)을 조절하는 기준전압 조절부(20)와, 전류공급라인(10a)에 결합되고, 기준전압 발생부(10)의 전류미러(Q7,Q8)에 공급되는 제1전류(I1)를 복사함에 따라 온도 보상된 기준전류를 발생시키는 기준전류 발생부(40)로 구성된다.3 is a block diagram illustrating an embodiment of a temperature compensated reference current generating circuit according to the present invention. As shown, a current mirror coupled to a current supply line 10a and a current supply line 10a. The reference voltage Vref is generated by voltage distribution between the current supply line 10a and the ground, and the current mirrors Q7 and Q8 are connected to the current supply line 10a according to the generated reference voltage Vref. The reference voltage generator 10 receives the first current I1 from the reference voltage and the reference voltage generator 10 adjusts the current supplied to the current supply line according to the first current I1 of the reference voltage generator 10. The first current I1 coupled to the reference voltage adjusting unit 20 for adjusting Vref and the current supply line 10a and supplied to the current mirrors Q7 and Q8 of the reference voltage generator 10 is radiated. It consists of a reference current generator 40 for generating a temperature compensated reference current.
상기 기준전압 발생부(10)는 전류공급라인(10a)과 접지사이에 직렬 결합되고, 전압분배에 의해 기준전압(Vref)을 발생하는 한 쌍의 저항(Rl, R2)과, 전류공급라인(10a)에 에미터가 결합되고 베이스와 콜렉터가 공통 결합된 제2전도형 트랜지스터(Q7)와, 전류공급라인(10a)에 에미터가 결합되고 제2전도형 트랜지스터(Q7)와 전류미러를 형성하는 제2전도형 트랜지스터(Q8)와, 한 쌍의 제2전도형 트랜지스터(Q7,Q8)의 콜렉터에 콜렉터가 각각 결합되고, 기준전압(Vref)에 의해 구동되는 한 쌍의 제1전도형 트랜지스터(Q9,Q10)와, 제1전도형 트랜지스터(Q9)의 에미터에 일측이 결합되고 타측이 제1전도형 트랜지스터(Q10)의 에미터에 결합되어 공통노드를 형성하는 전류제한용 저항(R3)과, 상기 공통노드와 접지사이에 결합된 전류제한용 저항(R4)으로 구성되고, 상기 제2전도형 트랜지스터(Q8)와 제1전도형 트랜지스터(Q10)의 접속점에서 제1전류(I1)에 따른 궤환신호 발생한다.The reference voltage generator 10 is connected in series between the current supply line 10a and the ground, a pair of resistors Rl and R2 for generating a reference voltage Vref by voltage distribution, and a current supply line ( A second conductive transistor Q7 having an emitter coupled to 10a and a base and a collector coupled to each other, and an emitter coupled to the current supply line 10a to form a current mirror with a second conductive transistor Q7. The collector is coupled to the collectors of the second conductive transistor Q8 and the pair of second conductive transistors Q7 and Q8, respectively, and the pair of first conductive transistors are driven by the reference voltage Vref. A current limiting resistor (R3) having one side coupled to the emitters of the first conductivity type transistor Q9 and the other side coupled to the emitters of the first conductivity type transistor Q10 to form a common node. ) And a current limiting resistor (R4) coupled between the common node and ground. The feedback signal according to the first current I1 is generated at the connection point of the transistor Q8 and the first conductive transistor Q10.
상기 기준전압 조절부(20)는 전원공급라인(20a)에 에미터가 결합되고, 베이스와 콜렉터가 공통 결합된 제2전도형 트랜지스터(Q1)와, 제2전도형 트랜지스터(Q1)와 접지사이에 결합된 정전류원(Is)과, 전원공급라인(20a)에 에미터가 결합되고 제2전도형 트랜지스터(Q1)와 전류미러를 형성하는 트랜지스터(Q2)와, 전원 공급라인(20a)에 콜렉터가 결합되고 제2전도형 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 베이스가 결합된 제1전도형 트랜지스터(Q3)와, 제1전도형 트랜지스터(Q3)의 에미터에 콜렉터가 결합되고 베이스에 상기 궤환신호를 인가받는 제1전도형 트랜지스터(Q4)와, 제1전도형 트랜지스터(Q4)의 에미터와 접지사이에 결합되고 콜렉터와 베이스가 공통 결합된 제1전도형 트랜지스터(Q5)와, 제2전도형 트랜지스터(Q2)와 접지사이에 결합되고 트랜지스터(Q5)와 전류미러를 형성하는 제1전도형 트랜지스터(Q6)로 구성되고, 제1전도형 트랜지스터(Q4)의 베이스에 인가되는 궤환신호에 의해 제어되어 제1전도형 트랜지스터(Q3)의 에미터에 형성된 전류공급라인(10a)으로 조절된 전류를 공급한다.The reference voltage adjuster 20 includes an emitter coupled to a power supply line 20a, and a second conductive transistor Q1 having a base and a collector coupled in common, and a second conductive transistor Q1 connected to ground. Constant current source Is coupled to the transistor, an emitter coupled to the power supply line 20a, a transistor Q2 that forms a current mirror with the second conductive transistor Q1, and a collector in the power supply line 20a. Is coupled and the base is coupled to the collector of the second conductive transistor Q2, the collector is coupled to the emitter of the first conductive transistor Q3, and the feedback signal is coupled to the base. The first conductive transistor Q4 to be applied, the first conductive transistor Q5 coupled between the emitter and the ground of the first conductive transistor Q4, and the collector and the base are commonly coupled, and the second conductive type Coupled between transistor Q2 and ground to form a current mirror with transistor Q5 Is composed of a first conductive transistor Q6 and is controlled by a feedback signal applied to the base of the first conductive transistor Q4 to form a current supply line 10a formed in the emitter of the first conductive transistor Q3. Supply a regulated current.
상기 기준전류 발생부(40)는 전류공급라인(10a)에 에미터가 결합되고, 기준전압 발생부(10)와 전류미러를 형성하는 제2전도형 트랜지스터(Q11)와, 제2전도형 트랜지스터(Q11)의 콜렉터에 콜렉터가 연결되고 콜렉터와 베이스가 공통 결합된 제1전도형 트랜지스터(Q12)와, 제1전도형 트랜지스터(Q12)와 전류미러를 형성하는 제1전도형 트랜지스터(Q13)와, 제1전도형 트랜지스터(Q12)의 에미터에 콜렉터가 결합되고 콜렉터와 베이스가 공통 결합된 제1전도형 트랜지스터(Q14)와, 제1전도형 트랜지스터(Q14)와 접지사이에 결합된 전류제한용 저항(R5)과, 상기 제1전도형 트랜지스터(Q13)의 에미터와 접지사이에 결합된 전류제한용 저항(R6)으로 구성되고, 상기 제2전도형 트랜지스터(Q11)에 의해 복사된 전류(I2)를 트랜지스터(Q13)의 콜렉터에 복사함으로써, 온도보상된 기준전류(Iref)를 발생한다.The reference current generator 40 includes an emitter coupled to the current supply line 10a, a second conductive transistor Q11 and a second conductive transistor forming a current mirror with the reference voltage generator 10. A first conductive transistor Q12 having a collector connected to the collector of Q11 and having a common coupling between the collector and the base, and a first conductive transistor Q13 forming a current mirror with the first conductive transistor Q12; And a current limit coupled between the first conductive transistor Q14 and the first conductive transistor Q14 and ground connected to the emitter of the first conductive transistor Q12 and having a common coupling between the collector and the base. And a current limiting resistor R6 coupled between the melting resistor R5 and the emitter of the first conductive transistor Q13 and ground, and the current radiated by the second conductive transistor Q11. The reference current compensated for temperature by copying (I2) to the collector of transistor Q13. Generates (Iref).
상기 제1전도형은 N형 트랜지스터를, 제2전도형은 P형 트랜지스터를 각각 나타낸다.The first conductivity type represents an N-type transistor, and the second conductivity type represents a P-type transistor.
제4도는 상기 제3도에 대한 시뮬레이션 결과도로서, 본 발명에 의해 온도 보상된 기준전류(Iref)의 파형도를 나타내고 있다.FIG. 4 is a simulation result of FIG. 3 and shows a waveform diagram of the reference current Iref temperature compensated by the present invention.
이상에서와 같은 구성을 참고하여 본 발명에 따른 온도 보상된 기준전류 발생회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration as described above with reference to the operation of the temperature compensated reference current generating circuit according to the present invention.
제3도를 참조하여, 기준전압 조절부(20)에서는 전원(Vcc)이 인가됨과 동시에 제2전도형 트랜지스터(Q1)에는 스타트 전류(Is)가 흐르게 된다. 이때, 제2트랜지스터(Q1)와 전류미러를 형성하는 제2전도형 트랜지스터(Q2)는 제1전도형 트랜지스터(Q1)와 동일한 베이스 전압을 인가받아 도통되며, 이로인해 스타트 전류(Is)와 동일한 량의 전류를 전원공급라인(2a)으로부터 공급받는다.Referring to FIG. 3, the power supply Vcc is applied from the reference voltage adjusting unit 20 and a start current Is flows through the second conductive transistor Q1. At this time, the second conductive transistor Q2 forming the current mirror with the second transistor Q1 is conductively supplied with the same base voltage as that of the first conductive transistor Q1, and thus is the same as the start current Is. An amount of current is supplied from the power supply line 2a.
상기 제2전도형 트랜지스터(Q2)에 전류가 공급될 때, 제2전도형 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 흐르는 전류는 제3전도형 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가되므로, 트랜지스터(Q3)가 도통되고, 이에 따라 기준전압 조절부(20)는 전원(Vcc)으로부터 공급되는 전류를 전류공급라인(10a)으로 출력한다. 이 출력전류는 기준전압 발생부(10)와 기준전류 발생부(40)에 각각 공급된다.When a current is supplied to the second conductive transistor Q2, the current flowing through the collector of the second conductive transistor Q2 is applied to the base of the third conductive transistor Q3, so that the transistor Q3 is conductive. Accordingly, the reference voltage adjusting unit 20 outputs the current supplied from the power supply Vcc to the current supply line 10a. This output current is supplied to the reference voltage generator 10 and the reference current generator 40, respectively.
기준전압 조절부(20)에서 공급하는 전류는 기준전압 발생부(10)의 직렬저항(R1, R2)에 흐르게 되면, 직렬저항(Rl, R2)은 전압분배에 의해 접속점에서 기준전압(Vref1)을 발생한다. 이 기준전압(Vref)은 제1전도형 트랜지스터(Q9,Q10)의 베이스 각각에 인가되어 제1전도형 트랜지스터(Q9,Q10)를 도통시킨다.When the current supplied from the reference voltage adjusting unit 20 flows through the series resistors R1 and R2 of the reference voltage generating unit 10, the series resistors R1 and R2 are divided by the voltage distribution to the reference voltage Vref1 at the connection point. Occurs. The reference voltage Vref is applied to each of the bases of the first conductive transistors Q9 and Q10 to conduct the first conductive transistors Q9 and Q10.
상기 제1전도형 트랜지스터(Q9,Q10)가 도통되면, 다이오드 연결형인 제2트랜지스터(Q7)의 베이스 단자전압이 낮아지게 되고, 이에 따라 제2전도형 트랜지스터(Q7)가 도통된다. 이때, 제2전도형 트랜지스터(Q7)에는 기준전압 조절부(20)에서 공급하는 궤환전류인 제1전류(I1)가 흐르게 된다.When the first conductive transistors Q9 and Q10 are conducted, the base terminal voltage of the diode-connected second transistor Q7 is lowered, so that the second conductive transistor Q7 is conducted. At this time, a first current I1, which is a feedback current supplied from the reference voltage adjusting unit 20, flows through the second conductive transistor Q7.
기준전압 발생부(10)에 있어서, 제2전도형 트랜지스터(Q8)는 제2전도형 트랜지스터(Q7)과 전류미러를 형성하므로, 제2 전 트랜지스터(Q8)에도 궤환전류(I1)과 동일한 전류가 흐르게 된다. 이때, 궤환전류(I1)의 일부가 궤환신호로서 기준전압 조절부(20)의 제1전도형 트랜지스터(Q4)에 인가되므로, 제1전도형 트랜지스터(Q4)가 도통된다.In the reference voltage generator 10, since the second conductive transistor Q8 forms a current mirror with the second conductive transistor Q7, the second electric transistor Q8 also has the same current as the feedback current I1. Will flow. At this time, part of the feedback current I1 is applied to the first conductive transistor Q4 of the reference voltage adjusting unit 20 as a feedback signal, so that the first conductive transistor Q4 is turned on.
그러면, 전류미러를 형성하는 제1전도형 트랜지스터쌍(Q5,Q6)이 순차적으로 도통됨에 따라 제1전도형 트랜지스터(Q3)를 통해 공급되는 전류는 제1전도형 트랜지스터(Q4)와 제1전도형 트랜지스터(Q5)를 통해 접지측으로 빠져나간다.Then, as the first conductive transistor pairs Q5 and Q6 forming the current mirror are sequentially conducted, the current supplied through the first conductive transistor Q3 is transferred to the first conductive transistor Q4 and the first conductivity. It goes out to the ground side through the type transistor Q5.
따라서, 기준전압(Vref)이 온도의 변동에 따라 ΔV만큼 증가하게 되면, 제1전류(I1)에 의해 제어되는 제1전도형 트랜지스터(Q4)가 제1전도형 트랜지스터(Q3)로부터 많은 전류를 접지측으로 뽑아내므로, 기준전압 조절부(20)의 출력전류가 감소하게 되며, 결과적으로 기준전압(Vref)이 감소하게 된다.Therefore, when the reference voltage Vref increases by ΔV in response to a change in temperature, the first conductive transistor Q4 controlled by the first current I1 receives a large amount of current from the first conductive transistor Q3. Since it is pulled out to the ground side, the output current of the reference voltage adjusting unit 20 is reduced, and as a result, the reference voltage Vref is reduced.
이에 반해서, 기준전압(Vref)이 온도의 변동에 따라 ΔV만큼 감소하게 되면, 제1전류(I1)에 의해 제어되는 제1전도형 트랜지스터(Q4)의 전류 구동력이 떨어지게 되므로, 기준전압 조절부(20)의 출력전류가 증가하게 되며, 결과적으로 기준전압(Vref)이 증가하게 된다.On the contrary, when the reference voltage Vref decreases by ΔV in response to a change in temperature, the current driving force of the first conductivity-type transistor Q4 controlled by the first current I1 falls, so that the reference voltage adjusting unit ( The output current of 20) increases, and as a result, the reference voltage Vref increases.
따라서, 기준전압 조절부(20)와 기준전압 발생부(10)간에 상기한 바와 같은 피드백 동작이 반복됨에 따라 기준전압 발생부(10)는 온도 보상된 안정된 기준전류(Iref)를 발생한다.Therefore, as the above-described feedback operation is repeated between the reference voltage controller 20 and the reference voltage generator 10, the reference voltage generator 10 generates a temperature-compensated stable reference current Iref.
한편, 기준전류 발생부(40)에서 제2전도형 트랜지스터(Q11)가 에미터가 전류공급라인(10a)에 결합되고, 기준전압 발생부(10)의 제2전도형 트랜지스터(Q8)와 전류미러를 형성하므로, 제2전도형 트랜지스터(Q11)는 전류공급라인(10a)을 통해 기준전류 발생부(40)의 제1전류(I1)와 동일한 전류(I2)를 공급받게 된다(I1 = I2). 다시말해서, 기준전류 발생부(40)는 기준전압 발생부(10)의 제1전류(I1)를 복사하게 된다.On the other hand, in the reference current generator 40, the second conductive transistor Q11 is coupled to the emitter to the current supply line 10a, and the second conductive transistor Q8 of the reference voltage generator 10 is connected to the current. Since the mirror is formed, the second conductive transistor Q11 receives the same current I2 as the first current I1 of the reference current generator 40 through the current supply line 10a (I1 = I2). ). In other words, the reference current generator 40 copies the first current I1 of the reference voltage generator 10.
다음으로, 상기 복사된 전류(12)에 의해 바이어스된 제1전도형 트랜지스터(Q12)가 도통되고, 제1전도형 트랜지스터(Q13), 제1전도형 트랜지스터(Q14)가 순차적으로 도통되고, 제1전도형 트랜지스터(Q13)의 콜렉터측에 기준전류(Iref1)가 발생된다.Next, the first conductive transistor Q12, which is biased by the radiated current 12, is turned on, and the first conductive transistor Q13 and the first conductive transistor Q14 are sequentially turned on, and The reference current Iref1 is generated on the collector side of the single-conducting transistor Q13.
상기 기준전류 발생부(20)는 제1전도형 트랜지스터(Q12)와, 제1전도형 트랜지스터(Q13)와, 제1전도형 트랜지스터(Q14)와, 저항들(R5,R6)의 온도계수의 조합으로 온도 보상된 기준전류(Iref1)를 발생한다.The reference current generator 20 may include the first conductive transistor Q12, the first conductive transistor Q13, the first conductive transistor Q14, and the temperature coefficients of the resistors R5 and R6. The combination generates a temperature compensated reference current Iref1.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상된 기준전류(Iref)를 구하면 다음과 같다.Hereinafter, the temperature compensated reference current Iref according to the embodiment of the present invention is obtained as follows.
먼저, 기준전압 발생부(10)의 궤환전류(I1)는First, the feedback current I1 of the reference voltage generator 10
Il = (Vt×InA)/R3 ‥‥‥ (4)Il = (Vt × InA) / R3 ‥‥‥ (4)
로 나타낼 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 트랜지스터들(Q12,Q13,Q14)의 베이스-에미터간 전압이 Vbe12 = Vbe13 = Vbe14라고 가정하고, 트랜지스터(Q12,Q13)의 베이스에 대해서 전압 방정식을 세우면,It can be represented as. According to an embodiment of the present invention, assuming that the base-emitter voltage of the transistors Q12, Q13, and Q14 is Vbe12 = Vbe13 = Vbe14, and a voltage equation is established for the base of the transistors Q12 and Q13
Vbe12+Vbe14+12×R5 = Vbe14+Iref×R6 ‥‥‥(5)Vbe12 + Vbe14 + 12 × R5 = Vbe14 + Iref × R6 ‥‥‥ (5)
와 같다. 상술한 바와 같이 I1 = I2이므로, 상기 식(5)의 I2에 상기 식(4)을 대입하여 정리하면,Same as Since I1 = I2 as described above, substituting the formula (4) into I2 of the formula (5),
Iref = I2(R5/R6)+Vbe12/R6 = (Vt/R3)ℓn(A)×(R5/R6)+Vbe12/R6‥‥ (6)Iref = I2 (R5 / R6) + Vbe12 / R6 = (Vt / R3) ℓn (A) × (R5 / R6) + Vbe12 / R6 ‥‥ (6)
과 같다. 온도의 변화에 대한 기준전류의 변화량을 구하기 위해 상기 식(6)을 온도(T)에 대해 편미분(/T)하면,Same as In order to find the amount of change in the reference current with respect to the change in temperature, Equation (6) Of T)
과 같다. 상기 식(7)에서 제2항은 저항의 제곱 성분이므로, 이를 무시하고 다시 표현하면 다음과 같다.Same as Since the second term in Equation (7) is the square component of the resistance, it is ignored and reexpressed as follows.
기준전류(Iref)가 온도에 무관하게 일정한 값을 유지하도록 하기 위해서 상기 식(8)에서 온도 변화에 대한 기준전류 변화량(Iref/T)은 0이 되어야 한다. 따라서, 상기 식(8)을 다시 표현하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.In order to keep the reference current Iref maintained a constant value regardless of temperature, the reference current change amount with respect to the temperature change in Equation (8) Iref / T) must be zero. Therefore, the equation (8) can be expressed again as follows.
상기 식(9)에서 ℓn(A)×(R5/R3)를 K라 놓으면,If ln (A) × (R5 / R3) is set to K in the above formula (9),
이다, 여기서, K는 온도에 무관한 계수이다.Where K is a temperature independent coefficient.
따라서, 상기 식(10)에 나타낸 바와 같이, 온도에 무관한 계수(K)를 조절하면, 다시말해서 저항비(R5/R3)를 조절하면, 제4도의 전류 파형도와 같이 온도 특성이 양호한 기준전류(Iref)를 얻을 수 있게 된다.Therefore, as shown in Equation (10), when the temperature-independent coefficient K is adjusted, that is, the resistance ratio R5 / R3 is adjusted, the reference current having good temperature characteristics as shown in the current waveform diagram of FIG. You can get (Iref).
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 온도 보상된 기준전류 발생회로에 의하면 기준전류 발생부의 전류미러에 흐르는 궤환전류를 기준전류 발생부에서 복사하여 저항의 절대값 및 온도계수와 관계없이 상수(K)를 조절함으로써, 전류파형의 온도 특성이 양호하고 집적 회로내에서 구현 가능한 기준전류를 얻을 수 있는 유용함이 있다.As described above, according to the temperature-compensated reference current generating circuit according to the present invention, the feedback current flowing through the current mirror of the reference current generating unit is copied from the reference current generating unit so that the constant (K) is independent of the absolute value of the resistance and the temperature coefficient. By adjusting, the temperature characteristic of the current waveform is good and it is useful to obtain a reference current that can be implemented in an integrated circuit.
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