KR100546384B1 - 현재의 온도를 감지하여 이에 상응하는 디지털 데이터를 출력하는 온도 감지기 - Google Patents

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Abstract

LCD 구동 IC와 같은 집적회로에 용이하게 집적될 수 있으며 정확히 온도를 감지할 수 있는 온도 감지기가 개시된다. 상기 온도 감지기는, 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압을 발생하고 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터에 응답하여 온도에 비례하는 가변전압을 발생하는 D/A 컨버터, 상기 기준전압과 상기 가변전압을 비교하는 비교기, 및 외부에서 상기 온도 감지제어 데이터의 초기값을 받아 상기 D/A 컨버터로 제공하고 상기 비교기의 출력에 응답하여 상기 온도 감지제어 데이터를 변화시켜 상기 D/A 컨버터로 피드백시키는 제어회로를 구비하고, 상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때 상기 온도 감지제어 데이터 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값이 온도에 상응하는 값으로서 출력되는 것을 특징으로 한다. 상기 제어회로는 연속 접근 레지스터(successive approximation register)를 포함하여 구성된다. 상기 온도 감지기는, 제조공정 변화등 외부적인 영향에 의한 감지오차를 줄이기 위해, 소정의 기준온도에서 상기 기준전압과 상기 가변전압 간의 오차를 줄이기 위한 조정 제어(adjusted control) 데이터를 상기 D/A 컨버터로 제공하는 조정 트리밍 회로를 더 구비할 수 있다.

Description

현재의 온도를 감지하여 이에 상응하는 디지털 데이터를 출력하는 온도 감지기{Temperature sensor for sensing current temperature and generating digital data corresponding to current temperature}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 제1실시예에 따른 온도 감지기에서 온도 감지제어 데이터(SC[4:1]), 기준전압(VREF), 및 가변전압(VPTAT) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 제1실시예에 따른 온도 감지기에서 온도, 기준전압(VREF), 및 가변전압(VPTAT) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 제3실시예에 따른 온도 감지기에서 온도, 기준전압(VREF), 및 가변전압(VCTAT) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
본 발명은 온도 감지기에 관한 것으로, 특히 LCD 구동 IC와 같은 집적회로에 용이하게 집적될 수 있으며 정확히 온도를 감지할 수 있는 온도 감지기에 관한 것이다.
STN LCD(Liquid Crystal Display)를 구동하기 위하여, LCD를 제어하고 액정 구동 전압을 출력하는 LCD 구동 IC(Integrated Circuit)가 사용된다. 그런데 STN LCD는 온도변화에 따라 LCD 온/오프(on/off) 전압, 즉 액정의 문턱전압이 변하는 고유 특성을 가지고 있다. 또한 LCD의 온도 특성은 제조회사별, 기능별로 다양하다. 따라서 LCD 구동 IC에서 출력되는 액정 구동전압이 STN LCD의 온도 특성과 일치되는 특성을 가져야만 온도 변화에 따라 LCD의 콘트러스트(Contrast)가 변화되지 않는다.
일반적인 종래의 LCD 구동 IC는 동작온도 구간에서 소정의 한가지 온도계수만 사용 할 수 있다. 이로 인하여, STN LCD의 온도계수가 동작온도 구간별로 제각기 다를 경우에는 LCD 구동 IC에서 발생되는 소정의 한가지 온도계수에 따른 액정구동 전압에 의해 온도 구간에 따라 LCD 콘트러스트가 저하될 수 있다.
따라서 온도변화에 따른 LCD의 콘트러스트를 일정하게 유지하기 위해서는, LCD 구동 IC에서 출력되는 액정 구동전압이 사용자가 원하는 온도 구간별로 원하는 값으로 자동으로 변환되어야 한다. 이를 위해서는 LCD 구동 IC에 용이하게 집적될 수 있으며 정확히 온도를 감지할 수 있는 온도 감지기(temperature sensor)가 요구 된다.
따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, LCD 구동 IC와 같은 집적회로에 용이하게 집적될 수 있으며 정확히 온도를 감지할 수 있는 온도 감지기를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면(Aspect)에 따른 온도 감지기는, 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압을 발생하고 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터에 응답하여 온도에 비례하는 가변전압을 발생하는 D/A 컨버터, 상기 기준전압과 상기 가변전압을 비교하는 비교기, 및 외부에서 상기 온도 감지제어 데이터의 초기값을 받아 상기 D/A 컨버터로 제공하고 상기 비교기의 출력에 응답하여 상기 온도 감지제어 데이터를 변화시켜 상기 D/A 컨버터로 피드백시키는 제어회로를 구비하고, 상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때 상기 온도 감지제어 데이터 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값이 온도에 상응하는 값으로서 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어회로는 연속 접근 레지스터(successive approximation register)를 포함하여 구성된다.
상기 본 발명의 일면(Aspect)에 따른 온도 감지기는, 제조공정 변화등 외부적인 영향에 의한 감지오차를 줄이기 위해, 소정의 기준온도에서 상기 기준전압과 상기 가변전압 간의 오차를 줄이기 위한 조정 제어(adjusted control) 데이터를 상 기 D/A 컨버터로 제공하는 조정 트리밍 회로를 더 구비할 수 있다.
상기 D/A 컨버터는, 제1전압발생부, 증폭기, 제2전압발생부를 구비한다. 상기 제1전압발생부는 상기 조정 제어 데이터에 의해 제어되고, 온도에 비례하는 전류를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 상기 기준전압 및 온도에 비례하는 내부 가변전압을 발생한다. 상기 증폭기는 상기 내부 가변전압을 증폭하여 출력한다. 상기 제2전압발생부는 상기 온도 감지제어 데이터에 의해 제어되고, 상기 증폭기에 의해 증폭된 내부 가변전압을 수신하여 온도에 비례하는 상기 가변전압을 발생한다.
일실시예에 따르면 상기 제1전압발생부는, 상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 가변전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항, 상기 내부 가변전압이 출력되는 노드와 상기 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제2저항, 접지전압에 일단이 연결되는 바이폴라 트랜지스터, 상기 기준전압이 출력되는 노드와 상기 바이폴라 트랜지스터의 다른 일단 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들, 및 상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비한다.
다른 실시예에 따르면 상기 제1전압발생부는, 상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 가변전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항, 상기 내부 가변전압이 출력되는 노드와 상기 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제2저항, 접지전압에 일단이 연결되는 모스 트랜지스터, 상기 기준전압이 출력되는 노드와 상기 모스 트랜지스터의 다른 일단 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들, 및 상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비한다.
상기 제2전압발생부는, 상기 증폭기의 출력노드와 상기 가변전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항, 상기 가변전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들, 및 상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 온도 감지제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면(Aspect)에 따른 온도 감지기는, 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터에 응답하여 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압을 발생하고 온도에 반비례하는 가변전압을 발생하는 D/A 컨버터, 상기 기준전압과 상기 가변전압을 비교하는 비교기, 및 외부에서 상기 온도 감지제어 데이터의 초기값을 받아 상기 D/A 컨버터로 제공하고 상기 비교기의 출력에 응답하여 상기 온도 감지제어 데이터를 변화시켜 상기 D/A 컨버터로 피드백시키는 제어회로를 구비하고, 상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때 상기 온도 감지제어 데이터 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값이 온도에 상응하는 값으로서 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어회로는 연속 접근 레지스터(successive approximation register)를 포함하여 구성된다.
상기 본 발명의 다른 일면(Aspect)에 따른 온도 감지기는, 제조공정 변화등 외부적인 영향에 의한 감지오차를 줄이기 위해, 소정의 기준온도에서 상기 기준전 압과 상기 가변전압 간의 오차를 줄이기 위한 조정 제어(adjusted control) 데이터를 상기 D/A 컨버터로 제공하는 조정 트리밍 회로를 더 구비할 수 있다.
상기 D/A 컨버터는 제1전압발생부, 증폭기, 및 제2전압발생부를 구비한다. 상기 제1전압발생부는 상기 조정 제어 데이터에 의해 제어되고, 온도에 비례하는 전류를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 내부 기준전압 및 온도에 반비례하는 상기 가변전압을 발생한다. 상기 증폭기는 상기 내부 기준전압을 증폭하여 출력한다. 상기 제2전압발생부는 상기 온도 감지제어 데이터에 의해 제어되고, 상기 증폭기에 의해 증폭된 내부 기준전압을 수신하여 상기 기준전압을 발생한다.
일실시예에 따르면 상기 제1전압발생부는, 상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항, 상기 온도에 반비례하는 가변전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 연결되는 바이폴라 트랜지스터, 상기 내부 기준전압이 출력되는 노드와 상기 가변전압이 출력되는 노드 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들, 및 상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비한다.
다른 실시예에 따르면 상기 제1전압발생부는, 상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항, 상기 온도에 반비례하는 가변전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 연결되는 모스 트랜지스터, 상기 내부 기준전압이 출력되는 노드와 상기 가변전압이 출력되는 노드 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들, 및 상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조 정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비한다.
상기 제2전압발생부는, 상기 증폭기의 출력노드와 상기 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항, 상기 기준전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들, 및 상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 온도 감지제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비한다.
본 발명과 본 발명의 동작 상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 온도 감지기는 연속 접근 레지스터(successive approximation register, SAR) 형 A/D 컨버터(Analog to Digital Converter)를 이용하여 구현된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 온도 감지기는, D/A 컨버터(Digital to Analog Converter)(11), 비교기(Comparator)(13), 연속 접근 레지스터(SAR)로 구성되는 제어회로(15), 및 조정 트리밍 회로(Adjusting and Trimming circuit)(17)를 구비한다.
D/A 컨버터(11)는 온도에 비례하는 전류(Ip)를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압(VREF)을 발생하고 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터(SC[4:1])에 응답하여 현재 온도에 비례하는 가변전압(VPTAT)을 발생한다. 가변전압(VPTAT)은 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])가 변할 때 마다 변화된다. 전류(Ip)는 여기에 도시되지 않은 회로에서 발생된다.
비교기(13)는 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT)을 비교한다. 비교기(13)의 동작속도는 온도 감지기의 감지 주기와 관계가 있으며 빠른 감지 주기를 원할 때는 빠른 속도의 비교기가 필요하다.
제어회로(15)는 초기에 외부에서 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])의 초기값(SCIN)을 받아 D/A 컨버터(11)로 제공한다. 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])의 초기값이 설정되면 D/A 컨버터(11)가 동작되고, 이후 제어회로(15)는 비교기(13)의 출력에 응답하여 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])를 변화시켜 D/A 컨버터(11)로 피드백시킨다. 즉 D/A 컨버터(11), 비교기(13), 및 제어회로(15)가 피드백 루프를 형성한다.
여러번의 피드백 루프를 돈 후 최종적으로 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT)이 일치할 때 온도 감지제어 데이터(SC[4:1]) 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값이 현재 온도에 상응하는 값(SCOUT)으로서 출력된다. 도 1에서는 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])가 4비트로 구성된 경우가 도시되어 있으나 필요에 따라 확장되거나 축소될 수 있다.
도 2는 도 1의 온도 감지기에서 온도 감지제어 데이터(SC[4:1]), 기준전압(VREF), 및 가변전압(VPTAT) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하여 좀더 설명하면, 초기에 외부에서 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])의 초기값이 1000으로 설정되면 D/A 컨버터(11)가 동작되어 초기 가변전압(VPTAT)이 약 0.5볼트가 된다. 이때 기준전압(VREF)이 약 0.75볼트라면 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT)이 일치하지 않으므로 제어회로(15)에 의해 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])가 1100으로 변화된다.
이와 같은 과정이 반복되어 최종적으로 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT)이 일치하면 이때의 온도 감지제어 데이터 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값 1101이 현재 온도에 상응하는 값(SCOUT)으로서 출력된다.
D/A 컨버터(11)는 제1전압발생부(111), 제1DC 증폭기(112), 증폭기(113), 제2DC 증폭기(114), 및 제2전압발생부(115)를 구비한다.
제1전압발생부(111)는 조정 제어 데이터조정 제어 데이터(AC[4:1])에 의해 제어되고, 온도에 비례하는 전류(Ip)를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 내부 기준전압(VREF1) 및 온도에 비례하는 내부 가변전압(VPTAT1)을 발생한다. 제1DC 증폭기(112)는 내부 가변전압(VREF1)을 DC 증폭하여 증폭기(113)로 제공하고 증폭기(113)는 제1DC 증폭기(112)의 출력을 다시 증폭하여 출력한다.
제2DC 증폭기(114)는 내부 기준전압(VREF1)을 DC 증폭하여 그 결과를 최종 기준전압(VREF)으로서 비교기(13)로 제공한다. 제1DC 증폭기(112)의 이득과 제2DC 증폭기(114)의 이득은 동일하게 구성된다. 제1DC 증폭기(112)와 제2DC 증폭기(114) 를 사용하는 이유는 상기 온도 감지기의 해상도(resolution)가 높을 때 내부 가변전압(VPTAT1)과 내부 기준전압(VREF1)의 잡음 감지도(noise sensitivity)를 줄이기 위함이다.
상기 온도 감지기의 해상도(resolution)가 낮을 때에는 제1DC 증폭기(112)와 제2DC 증폭기(114)가 사용되지 않아도 된다. 제2전압발생부(115)는 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])에 의해 제어되고, 증폭기(113)의 출력을 수신하여 온도에 비례하는 최종 가변전압(VPTAT)을 발생한다.
제1전압발생부(111)는 저항들(Ra,Rb,Rc,R1-R4,Rd), 바이폴라 트랜지스터(Q1), 및 스위치들(S1-S4)을 포함하여 구성된다. 저항(Ra)는 전류(Ip)가 입력되는 노드와 내부 가변전압(VPTAT1)이 출력되는 노드 사이에 연결된다. 저항(Rb)는 내부 가변전압(VPTAT1)이 출력되는 노드와 내부 기준전압(VREF1)이 출력되는 노드 사이에 연결된다. 저항(Rd)은 일단이 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 에미터(emitter)에 연결된다. 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스(base)와 콜렉터(collector)는 접지전압(VSS)에 공통 연결된다.
저항들(R1-R4)은 내부 기준전압(VREF1)이 출력되는 노드와 저항(Rd)의 다른 일단 사이에 직렬로 연결된다. 스위치들(S1-S4)은 각각의 저항(R1-R4)에 병렬로 연결되고 조정 제어 데이터(AC[4:1])의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어된다. R1은 8*R4가 되고 R2는 4*R4가 되고 R3는 2*R4가 되도록 구성된다.
이와 같은 구성에 의해 스위치들(S1-S4)이 모두 턴오프되어 있을 경우 내부 기준전압(VREF1)은 밴드갭(bandgap) 원리에 의해 온도변화에 무관하게 일정한 전압 이 되고 다음 수학식 1에 의해 얻어진다. 내부 가변전압(VPTAT1)은 온도에 비례하는 전압이 되고 다음 수학식 2에 의해 얻어진다.
VREF1 = Vbe + Ip *(Rc+Rd+R1+R2+R3+R4)
VPTAT1 = Vbe + Ip *(Rb+Rc+Rd+R1+R2+R3+R4)
여기에서 Vbe는 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스와 에미터 사이의 전압을 나타낸다.
한편 저항들(Rc,Rd)은 필요에 따라 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다.
제2전압발생부(115)는 저항들(Re,R5-R8,Rf) 및 스위치들(S5-S8)을 포함하여 구성된다. 저항(Re)은 증폭기(113)의 출력노드와 가변전압(VPTAT)이 출력되는 노드 사이에 연결된다. 저항(Rf)은 일단이 접지전압(VSS)에 연결된다. 저항들(R5-R8)은 가변전압(VPTAT)이 출력되는 노드와 저항(Rf)의 다른 일단 사이에 직렬로 연결된다. 스위치들(S5-S8)은 각각의 저항(R5-R8)에 병렬로 연결되고 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어된다. 저항(Rf)은 필요에 따라 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다.
도 3은 도 1의 온도 감지기에서 온도, 기준전압(VREF), 및 가변전압(VPTAT) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
조정 트리밍 회로(17)는 제조공정 변화등 외부적인 영향에 의한 감지오차를 줄이기 위한 회로이다. 조정 트리밍 회로(17)는 소정의 기준온도, 예컨대 30℃에서 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT) 간의 오차를 줄이기 위한 조정 제어(adjusted control) 데이터(AC[4:1])를 D/A 컨버터(11)로 제공한다. 조정 제어 데이터(AC[4:1])는, 외부에서 상기 소정의 기준온도에 상응하는 데이터(SCIN)가 제어회로(15)를 통해 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])로서 D/A 컨버터(11)에 제공된 후 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT)이 일치할 때의 값이다.
좀더 설명하면, 제조공정 변화등 외부적인 영향에 의해 VREF와 VPTAT가 소정의 기준온도, 예컨대 30℃에서 일치하지 않을 경우 정확한 온도 감지에 영향을 미친다. 따라서 이러한 영향을 없애기 위해 상기 온도 감지기를 구동하기 전에 30℃에 상응하는 데이터(SCIN)를 외부에서 제어회로(15)를 통해 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])로서 D/A 컨버터(11)에 제공하여 상기 온도 감지기를 동작시킨다. 상기 온도 감지기가 동작하여 기준전압(VREF)과 가변전압(VPTAT)이 일치할 때의 값을 조정 제어 데이터(AC[4:1])로서 조정 트리밍 회로(17)에 저장한다.
조정 트리밍 회로(17)에 저장된 조정 제어 데이터(AC[4:1])는 D/A 컨버터(11)로 제공된다. 조정 트리밍 회로(17)는 퓨즈들과 같은 트리밍 소자들을 포함하여 구성된다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 온도 감지기는 D/A 컨버터(11A)내의 제1전압발생부(111A)의 구성이 도 1에 도시된 제1실시예의 제1전압발생부(111)의 구성과 다르고 그 이외에는 제1실시예와 모두 동일하다.
제1전압발생부(111A)에서는 바이폴라 트랜지스터 대신에 모스 트랜지스터(M1)이 사용된다. 모스 트랜지스터(M1)는 게이트와 드레인이 공통 연결되고 위크 인버젼(weak inversion) 영역에서 동작한다. 따라서 제2실시예에 따른 온도 감지기의 동작은 제1실시예에 따른 온도 감지기의 동작과 동일하며 여기에서 상세한 설명은 생략된다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 온도 감지기는 D/A 컨버터(51)의 구성이 도 1에 도시된 제1실시예의 D/A 컨버터(11)의 구성과 다르고 그 이외에는 제1실시예와 모두 동일하다.
D/A 컨버터(51)는 온도에 비례하는 전류(Ip)를 수신한다. D/A 컨버터(51)는 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터(SC[4:1])에 응답하여 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압(VREF) 및 현재 온도에 반비례하는 가변전압(VCTAT)을 발생한다. 기준전압(VREF)은 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])가 변할 때 마다 변화된다. 전류(Ip)는 여기에 도시되지 않은 회로에서 발생된다.
D/A 컨버터(51)는 제1전압발생부(511), 제1DC 증폭기(512), 증폭기(513), 제2DC 증폭기(514), 및 제2전압발생부(515)를 구비한다.
제1전압발생부(511)는 조정 제어 데이터(AC[4:1]))에 의해 제어되고, 온도에 비례하는 전류(Ip)를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 내부 기준전압(VREF1) 및 온도에 반비례하는 내부 가변전압(VCTAT1)을 발생한다. 제1DC 증폭기(512)는 내부 기준전압(VREF1)을 DC 증폭하여 증폭기(513)로 제공하고 증폭기(513)는 제1DC 증폭기(512)의 출력을 다시 증폭하여 출력한다.
제2DC 증폭기(514)는 내부 가변전압(VCTAT1)을 DC 증폭하여 그 결과를 최종 가변전압(VCTAT)으로서 비교기(13)로 제공한다. 제1DC 증폭기(512)의 이득과 제2DC 증폭기(514)의 이득은 동일하게 구성된다. 제1DC 증폭기(512)와 제2DC 증폭기(514)를 사용하는 이유는 상기 온도 감지기의 해상도(resolution)가 높을 때 내부 가변전압(VCTAT1)과 내부 기준전압(VREF1)의 잡음 감지도(noise sensitivity)를 줄이기 위함이다.
상기 온도 감지기의 해상도(resolution)가 낮을 때에는 제1DC 증폭기(512)와 제2DC 증폭기(514)가 사용되지 않아도 된다. 제2전압발생부(515)는 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])에 의해 제어되고, 증폭기(513)의 출력을 수신하여 최종 기준전압(VREF)을 발생한다.
제1전압발생부(511)는 저항들(Ra1,Rb1,Rc1,R11-R41,Rd1), 바이폴라 트랜지스터(Q11), 및 스위치들(S11-S41)을 포함하여 구성된다. 저항(Ra1)는 전류(Ip)가 입력되는 노드와 내부 기준전압(VREF1)이 출력되는 노드 사이에 연결된다. 저항(Rb1)의 일단은 내부 기준전압(VREF1)이 출력되는 노드에 연결된다.
저항들(R11-R41)은 저항(Rb1)의 타단과 저항(Rc1)의 일단 사이에 직렬로 연결된다. 스위치들(S11-S41)은 각각의 저항(R11-R41)에 병렬로 연결되고 조정 제어 데이터(AC[4:1])의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어된다. R11은 8*R41가 되고 R21는 4*R41가 되고 R31는 2*R41가 되도록 구성된다.
저항(Rd1)의 다른 일단은 바이폴라 트랜지스터(Q11)의 에미터(emitter)에 연 결된다. 바이폴라 트랜지스터(Q11)의 베이스(base)와 콜렉터(collector)는 접지전압(VSS)에 공통 연결된다.
이와 같은 구성에 의해 스위치들(S11-S41)이 모두 턴오프되어 있을 경우 내부 기준전압(VREF1)은 밴드갭(bandgap) 원리에 의해 온도변화에 무관하게 일정한 전압이 되고 내부 가변전압(VCTAT1)은 온도에 반비례하는 전압이 된다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 최종 기준전압(VREF)은 온도변화에 무관하게 일정한 전압이 되고 최종 가변전압(VCTAT)은 온도에 반비례하는 전압이 된다.
한편 저항들(Rb1,Rc1,Rd1)은 필요에 따라 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다.
제2전압발생부(515)는 저항들(Re1,R51-R81,Rf1) 및 스위치들(S51-S81)을 포함하여 구성된다. 저항(Re1)은 증폭기(513)의 출력노드와 기준전압(VREF)이 출력되는 노드 사이에 연결된다. 저항(Rf1)은 일단이 접지전압(VSS)에 연결된다. 저항들(R51-R81)은 기준전압(VREF)이 출력되는 노드와 저항(Rf1)의 다른 일단 사이에 직렬로 연결된다. 스위치들(S51-S81)은 각각의 저항(R51-R81)에 병렬로 연결되고 온도 감지제어 데이터(SC[4:1])의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어된다. 저항(Rf1)은 필요에 따라 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다.
D/A 컨버터(51) 이외의 다른 구성요소들은 제1실시예의 것들과 모두 동일하므로 여기에서 상세한 설명은 생략된다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 온도 감지기를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 온도 감지기는 D/A 컨버터(51A)내의 제1전압발생부(511A)의 구성이 도 5에 도시된 제3실시예의 제1전압발생부(511)의 구성과 다르고 그 이외에는 제3실시예와 모두 동일하다.
제1전압발생부(511A)에서는 바이폴라 트랜지스터 대신에 모스 트랜지스터(M11)이 사용된다. 모스 트랜지스터(M11)는 게이트와 드레인이 공통 연결되고 위크 인버젼(weak inversion) 영역에서 동작한다. 따라서 제4실시예에 따른 온도 감지기의 동작은 제3실시예에 따른 온도 감지기의 동작과 동일하며 여기에서 상세한 설명은 생략된다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 본 발명에 따른 온도 감지기는 정확히 현재의 온도를 감지하여 감지된 온도에 상응하는 디지털 값을 출력하는 장점이 있으며 또한 LCD 구동 IC와 같은 집적회로에 용이하게 집적될 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 발명에 따른 온도 감지기를 LCD 구동 IC에 내장시키면 LCD 구동 IC에서 출력되는 액정 구동전압을 사용자가 원하는 온도 구간별로 원하는 값으로 자동으로 변환시킬 수 있으며, 그 결과 온도변화에 따른 LCD의 콘트러스트를 일정하게 유지시킬 수 있어 LCD의 최적의 화질을 구현할 수 있다.

Claims (22)

  1. 조정 제어(adjusted control) 데이터에 응답하여 현재온도에 비례하는 전류를 수신하여 상기 현재 온도에 비례하는 가변전압 및 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압을 발생하고, 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터에 응답하여 상기 가변전압을 변화시키는 D/A 컨버터;
    상기 기준전압과 상기 가변전압을 비교하는 비교기;
    연속 접근 레지스터(successive approximation register)를 포함하여 구성되며, 외부에서 상기 온도 감지제어 데이터의 초기값을 받아 상기 D/A 컨버터로 제공하고 상기 비교기의 출력에 응답하여 상기 온도 감지제어 데이터를 변화시켜 상기 D/A 컨버터로 피드백시키는 제어회로; 및
    제조공정 변화등 외부적인 영향에 의한 감지오차를 줄이기 위해, 소정의 기준온도에서 상기 기준전압과 상기 가변전압 간의 오차를 줄이기 위한 상기 조정 제어(adjusted control) 데이터를 상기 D/A 컨버터로 제공하는 조정 트리밍 회로를 구비하고,
    상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때 상기 온도 감지제어 데이터 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값이 상기 현재 온도에 상응하는 값으로서 출력되는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 조정 제어 데이터는, 외부에서 상기 소정의 기준온도에 상응하는 데이터가 상기 제어회로를 통해 상기 온도 감지제어 데이터로서 상기 D/A 컨버터에 제공된 후 상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때의 값인 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 가변전압은 상기 온도 감지제어 데이터가 변할 때 마다 변화되는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 D/A 컨버터는,
    상기 조정 제어 데이터에 의해 제어되고, 온도에 비례하는 전류를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 상기 기준전압 및 온도에 비례하는 내부 가변전압을 발생하는 제1전압발생부;
    상기 내부 가변전압을 증폭하여 출력하는 증폭기; 및
    상기 온도 감지제어 데이터에 의해 제어되고, 상기 증폭기에 의해 증폭된 내부 가변전압을 수신하여 온도에 비례하는 상기 가변전압을 발생하는 제2전압발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 D/A 컨버터는,
    상기 내부 가변전압을 DC 증폭하여 상기 증폭기로 제공하는 제1DC 증폭기; 및
    상기 기준전압을 DC 증폭하여 상기 비교기로 제공하는 제2DC 증폭기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1전압발생부는,
    상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 가변전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항;
    상기 내부 가변전압이 출력되는 노드와 상기 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제2저항;
    접지전압에 일단이 연결되는 바이폴라 트랜지스터;
    상기 기준전압이 출력되는 노드와 상기 바이폴라 트랜지스터의 다른 일단 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들; 및
    상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2전압발생부는,
    상기 증폭기의 출력노드와 상기 가변전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항;
    상기 가변전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들; 및
    상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 온도 감지제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1전압발생부는,
    상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 가변전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항;
    상기 내부 가변전압이 출력되는 노드와 상기 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제2저항;
    접지전압에 일단이 연결되는 모스 트랜지스터;
    상기 기준전압이 출력되는 노드와 상기 모스 트랜지스터의 다른 일단 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들; 및
    상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  12. 조정 제어(adjusted control) 데이터에 응답하여 현재온도에 비례하는 전류를 수신하여 상기 현재 온도에 반비례하는 가변전압 및 온도변화에 무관하게 일정한 기준전압을 발생하고, 온도 감지제어(temperature sensing control) 데이터에 응답하여 상기 기준전압을 변화시키는 D/A 컨버터;
    상기 기준전압과 상기 가변전압을 비교하는 비교기;
    연속 접근 레지스터(successive approximation register)를 포함하여 구성되고, 외부에서 상기 온도 감지제어 데이터의 초기값을 받아 상기 D/A 컨버터로 제공하고 상기 비교기의 출력에 응답하여 상기 온도 감지제어 데이터를 변화시켜 상기 D/A 컨버터로 피드백시키는 제어회로; 및
    제조공정 변화등 외부적인 영향에 의한 감지오차를 줄이기 위해, 소정의 기준온도에서 상기 기준전압과 상기 가변전압 간의 오차를 줄이기 위한 상기 조정 제어(adjusted control) 데이터를 상기 D/A 컨버터로 제공하는 조정 트리밍 회로를 구비하고,
    상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때 상기 온도 감지제어 데이터 값이 고정되고 이 고정된 데이터 값이 상기 현재 온도에 상응하는 값으로서 출력되는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서, 상기 조정 제어 데이터는, 외부에서 상기 소정의 기준온도에 상응하는 데이터가 상기 제어회로를 통해 상기 온도 감지제어 데이터로서 상기 D/A 컨버터에 제공된 후 상기 기준전압과 상기 가변전압이 일치할 때의 값인 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서, 상기 가변전압은 상기 온도 감지제어 데이터가 변할 때 마다 변화되는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  18. 제12항에 있어서, 상기 D/A 컨버터는,
    상기 조정 제어 데이터에 의해 제어되고, 온도에 비례하는 전류를 수신하여 온도변화에 무관하게 일정한 내부 기준전압 및 온도에 반비례하는 상기 가변전압을 발생하는 제1전압발생부;
    상기 내부 기준전압을 증폭하여 출력하는 증폭기; 및
    상기 온도 감지제어 데이터에 의해 제어되고, 상기 증폭기에 의해 증폭된 내부 기준전압을 수신하여 상기 기준전압을 발생하는 제2전압발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 D/A 컨버터는,
    상기 내부 기준전압을 DC 증폭하여 상기 증폭기로 제공하는 제1DC 증폭기; 및
    상기 가변전압을 DC 증폭하여 상기 비교기로 제공하는 제2DC 증폭기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1전압발생부는,
    상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항;
    상기 온도에 반비례하는 가변전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 연결되는 바이폴라 트랜지스터;
    상기 내부 기준전압이 출력되는 노드와 상기 가변전압이 출력되는 노드 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들; 및
    상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제2전압발생부는,
    상기 증폭기의 출력노드와 상기 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항;
    상기 기준전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들; 및
    상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 온도 감지제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
  22. 제18항에 있어서, 상기 제1전압발생부는,
    상기 전류가 입력되는 노드와 상기 내부 기준전압이 출력되는 노드 사이에 연결되는 제1저항;
    상기 온도에 반비례하는 가변전압이 출력되는 노드와 접지전압 사이에 연결되는 모스 트랜지스터;
    상기 내부 기준전압이 출력되는 노드와 상기 가변전압이 출력되는 노드 사이에 직렬로 연결되는 복수개의 저항들; 및
    상기 각각의 저항에 병렬로 연결되고 상기 조정 제어 데이터의 해당 비트에 의해 턴온/턴오프가 제어되는 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
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