KR100673146B1 - Power-on reset circuit in rfid with non-volatile ferroelectric memory - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 파워-온 리셋 회로의 회로도. 1 is a circuit diagram of a power-on reset circuit according to the prior art.
도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 파워-온 리셋 회로의 동작 타이밍도. 2A and 2B are operational timing diagrams of a power-on reset circuit according to the prior art.
도 3은 본 발명에 따른 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 RFID의 전체 구성도. 3 is an overall configuration diagram of an RFID including a nonvolatile ferroelectric memory according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 RFID에서의 파워-온 리셋 회로의 회로도. 4 is a circuit diagram of a power-on reset circuit in RFID including a nonvolatile ferroelectric memory in accordance with the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 파워-온 리셋 회로의 동작 타이밍도. 5 is an operation timing diagram of a power-on reset circuit according to the present invention.
본 발명은 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 RFID에서의 파워-온 리셋 회로에 관한 것으로서, 불휘발성 강유전체 캐패시터를 이용하는 RFID의 파워-온 리셋 회로에서 파워-온 리셋시 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 하는 기술이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power-on reset circuit in an RFID including a nonvolatile ferroelectric memory, and a technique for reducing current consumption during power-on reset in an RFID power-on reset circuit using a nonvolatile ferroelectric capacitor. to be.
일반적으로 불휘발성 강유전체 메모리 즉, FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)은 디램(DRAM;Dynamic Random Access Memory) 정도의 데이터 처리 속도를 갖고, 전원의 오프시에도 데이타가 보존되는 특성 때문에 차세대 기억 소자로 주목받고 있다. In general, the nonvolatile ferroelectric memory, or ferroelectric random access memory (FeRAM), has a data processing speed of about DRAM (DRAM) and is attracting attention as a next-generation memory device due to its characteristic that data is preserved even when the power is turned off. have.
이러한 FeRAM은 디램과 거의 유사한 구조를 갖는 기억소자로써 캐패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 이용한 것이다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는다. The FeRAM is a memory device having a structure almost similar to that of a DRAM, and uses a ferroelectric material as a capacitor material to utilize high residual polarization characteristic of the ferroelectric material. Due to this residual polarization characteristic, data is not erased even when the electric field is removed.
상술된 FeRAM에 관한 기술내용은 본 발명과 동일 발명자에 의해 출원된 대한민국 특허 출원 제 2001-57275호에 개시된 바 있다. 따라서, FeRAM에 관한 기본적인 구성 및 그 동작에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다. Description of the above-described FeRAM has been disclosed in Korean Patent Application No. 2001-57275 filed by the same inventor as the present invention. Therefore, a detailed description of the basic configuration of the FeRAM and its operation will be omitted.
이러한 불휘발성 강유전체 메모리를 기억소자로 사용하는 시스템에 있어서, 시스템 컨트롤러가 칩 인에이블 신호를 불휘발성 강유전체 메모리 칩으로 출력하면, 메모리 칩 내의 메모리 장치는 칩 인에이블 신호에 따라 칩의 메모리 셀을 동작시키기 위한 칩 내부 컨트롤 신호를 발생시킨다. 데이터는 이러한 칩 내부 컨트롤 신호에 따라 메모리 셀에 기록되거나 읽혀진다. In a system using such a nonvolatile ferroelectric memory as a memory device, when the system controller outputs a chip enable signal to the nonvolatile ferroelectric memory chip, the memory device in the memory chip operates the memory cell of the chip according to the chip enable signal. Generates an on-chip control signal for Data is written to or read from memory cells in response to these in-chip control signals.
또한, 불휘발성 강유전체 메모리를 사용하는 시스템은 불휘발성 강유전체 메모리에 처음 전원의 인가시 코드 레지스터에 저장된 데이터를 읽어들여 다시 셋업해야 할 필요성이 있다. 이러한 코드 레지스터 읽기 동작은 파워-온 리셋신호를 이용하도록 한다. In addition, a system using a nonvolatile ferroelectric memory needs to read and set up data stored in a code register again when power is first applied to the nonvolatile ferroelectric memory. This code register read operation allows the use of a power-on reset signal.
종래의 리셋회로는 전원전압의 파워-업 슬로프(Slope)에 의해 리셋신호의 발생 전압이 많은 영향을 받도록 구성된다. 이에 따라, 리셋신호는 파워-온 슬로프 가 완만해지면 낮은 전원전압에서도 발생되는 문제점이 있다. The conventional reset circuit is configured such that the voltage generated by the reset signal is greatly affected by the power-up slope of the power supply voltage. Accordingly, the reset signal has a problem that occurs even at a low power supply voltage when the power-on slope is gentle.
도 1은 이러한 종래의 파워-온 리셋회로에 관한 회로도이다. 1 is a circuit diagram related to such a conventional power-on reset circuit.
종래의 파워-온 리셋회로는 PMOS트랜지스터 P1,P2와, 캐패시터 C1 및 인버터 IV1~IV3을 구비한다. The conventional power-on reset circuit includes PMOS transistors P1 and P2, capacitors C1 and inverters IV1 to IV3.
여기서, 풀업 전류 소스인 PMOS트랜지스터 P1는 전원전압 VDD 인가단과 캐패시터 C1 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 접지전압이 인가된다. 이러한 PMOS트랜지스터 P1는 항상 턴온 상태를 유지하여 풀업 전류를 공급한다. 캐패시터 C1는 NMOS 캐패시터로 이루어지며, PMOS트랜지스터 P1와 접지전압 VSS 인가단 사이에 연결된다. 그리고, PMOS트랜지스터 P2는 전원전압 VDD 인가단과 인버터 IV1의 출력단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 인버터 IV2의 출력이 인가된다. 인버터 IV3는 인버터 IV2의 출력을 반전하여 리셋신호 RESET를 출력한다. Here, the PMOS transistor P1, which is a pull-up current source, is connected between the power supply voltage VDD applying terminal and the capacitor C1 and a ground voltage is applied through the gate terminal. The PMOS transistor P1 is always turned on to supply a pull-up current. Capacitor C1 is composed of an NMOS capacitor and is connected between the PMOS transistor P1 and the ground voltage VSS applying terminal. The PMOS transistor P2 is connected between the power supply voltage VDD applying stage and the output terminal of the inverter IV1 to receive the output of the inverter IV2 through the gate terminal. The inverter IV3 inverts the output of the inverter IV2 and outputs a reset signal RESET.
이러한 구성을 갖는 종래의 파워-온 리셋회로는 리셋신호 RESET의 슬로프가 채널 저항을 갖는 풀업 전류원인 PMOS트랜지스터 P1과 캐패시터 C1 사이의 RC 딜레이 시간에 의해 결정된다. In the conventional power-on reset circuit having this configuration, the slope of the reset signal RESET is determined by the RC delay time between the PMOS transistor P1 and the capacitor C1, the pull-up current source having the channel resistance.
따라서, 메모리 칩이 안정적으로 동작하기 위해서는 파워 업 동작이 일정시간 내에 이루어져야 한다. 그런데, 코드 레지스터에서 어떠한 원인으로 인해 파워 업 시간이 일정 시간을 초과하게 되면, 코드 레지스터에 저장된 데이타는 파괴된다. Therefore, in order for the memory chip to operate stably, the power-up operation must be performed within a certain time. However, if the power-up time exceeds a certain time due to any cause in the code register, the data stored in the code register is destroyed.
도 2a 및 도 2b는 각각 전원전압 VDD이 빠른 기울기로 증가하는 경우와 느린 기울기로 증가하는 경우에 리셋신호 RESET가 발생되는 것을 나타낸 타이밍도이다. 2A and 2B are timing diagrams illustrating that the reset signal RESET is generated when the power supply voltage VDD increases with a fast slope and with a slow slope, respectively.
도 2a에 도시된 바와 같이, 전원전압이 빠른 기울기로 접지전압 VSS 레벨에서 전원전압 VDD 레벨로 상승하게 되면, 일정한 전압(T3 시점) 이상에서 파워-온 리셋신호 POR가 발생하게 됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 2A, when the power supply voltage rises from the ground voltage VSS level to the power supply voltage VDD level with a fast slope, it can be seen that the power-on reset signal POR is generated at a predetermined voltage (time T3) or more.
이에 반하여, 도 2b에서와 같이, 전원전압이 느린 기울기로 서서히 접지전압 VSS 레벨에서 전원전압 VDD 레벨로 상승하게 되면, 도 2a의 경우보다 더 많은 시간 동안 캐패시터 C1가 프리차지 된다. 따라서, 캐패시터 C1의 센싱 레벨이 빠르게 높아짐으로써 낮은 전압(T2 시점)에서 파워-온 리셋신호 POR가 발생됨을 알 수 있다. On the contrary, as shown in FIG. 2B, when the power supply voltage gradually rises from the ground voltage VSS level to the power supply voltage VDD level with a slow slope, the capacitor C1 is precharged for more time than in the case of FIG. 2A. Accordingly, it can be seen that the power-on reset signal POR is generated at a low voltage (time T2) as the sensing level of the capacitor C1 is rapidly increased.
이처럼, 전원전압의 변화 정도에 따라 리셋신호의 발생이 불안정하게 되어 정상 전압보다 낮은 전압에서 코드 레지스터를 동작시키게 될 수 있다. 그렇게 되면, 코드 레지스터에 저장된 데이터가 잘못 읽혀지게 되거나 불충분한 상태로 재저장(Restore) 되는 동작이 수행되어 코드 레지스터에 오류를 유발하게 되는 문제점이 있다. As such, the generation of the reset signal may become unstable according to the degree of change in the power supply voltage, thereby operating the code register at a voltage lower than the normal voltage. In this case, there is a problem in that data stored in the code register is erroneously read or restored in an insufficient state to cause an error in the code register.
따라서, 어떠한 파워-업 슬로프에서도 일정한 전압 이상에서 파워-온 리셋신호 POR가 발생할 수 있도록 하는 회로가 절실히 요구된다. 이러한 파워-온 리셋 회로에서의 리셋신호의 제어는 RFID(Radio Frequency Identification) 장치의 전류 소모를 줄이는데 큰 영향을 미치게 된다. Therefore, there is an urgent need for a circuit that can generate a power-on reset signal POR above a certain voltage on any power-up slope. Control of the reset signal in such a power-on reset circuit has a great influence on reducing the current consumption of the radio frequency identification (RFID) device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 불휘발성 강유전체 캐패시터를 이용하는 RFID의 파워-온 리셋 회로에서 파워-온 슬로프에 무관하게 전원전압이 일정 수준 이상이 되는 경우에만 안정적으로 리셋신호가 발생되도록 하여 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and in the power-on reset circuit of RFID using a nonvolatile ferroelectric capacitor, the reset signal is stably stable only when the power supply voltage becomes higher than a predetermined level regardless of the power-on slope. The purpose of this is to reduce the current consumption by generating.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 RFID에서의 파워-온 리셋 회로는, 전원전압의 레벨을 일정 기간 유지하여 제 1노드에 출력하는 래치부; 제 1노드의 전압 레벨에 따라 제 2노드를 풀다운 제어하고, 제 2노드의 전압 레벨에 따라 제 1노드를 풀다운 제어하는 풀다운 제어수단; 제 2노드의 전압 레벨에 따라 제 1노드에 풀업 전류를 공급하는 풀업 전류 공급부; 전원전압을 일정 수준 전압강하시켜 제 2노드에 출력하는 리셋전압 조정부; 셀프 바이어스 게이트 전압에 따라 풀업 전류의 공급을 제어하여 파워-온 리셋신호의 천이 이후에 제 2노드의 전압 레벨을 전원전압 레벨로 풀업시키는 풀업 조정부; 및 제 1노드의 전압을 버퍼링하여 파워-온 리셋신호를 출력하는 리셋신호 출력부를 구비하고, 래치부, 풀다운 제어수단, 풀업 전류 공급부, 및 리셋신호 출력부는 각각 전류의 흐름을 제한하는 복수개의 전류 제한 저항 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다. A power-on reset circuit in an RFID including a nonvolatile ferroelectric memory of the present invention for achieving the above object comprises: a latch unit for maintaining a level of a power supply voltage for a predetermined period and outputting it to a first node; Pull-down control means for pull-down control of the second node according to the voltage level of the first node, and pull-down control of the first node according to the voltage level of the second node; A pull-up current supply unit supplying a pull-up current to the first node according to the voltage level of the second node; A reset voltage adjusting unit outputting the power supply voltage to the second node by dropping the power supply voltage to a predetermined level; A pull-up adjustment unit controlling the supply of the pull-up current according to the self-biased gate voltage to pull up the voltage level of the second node to the power supply voltage level after the power-on reset signal transition; And a reset signal output unit for outputting a power-on reset signal by buffering the voltage of the first node, wherein the latch unit, the pull-down control unit, the pull-up current supply unit, and the reset signal output unit each include a plurality of currents for restricting the flow of the current. It is characterized by including a limiting resistor element.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 RFID의 전체 구성도이다. 본 발명의 RFID(Radio Frequency Identification) 장치는 크게 아날로그 블럭(100)과, 디지탈 블럭(200) 및 불휘발성 강유전체 메모리(FeRAM;non- volatile ferroelectric random access memory;300)를 구비한다. 3 is an overall configuration diagram of an RFID including a nonvolatile ferroelectric memory according to the present invention. The radio frequency identification (RFID) device of the present invention includes an
여기서, 아날로그 블럭(100)은 전압 멀티플라이어(Voltage Multiplier;110), 전압 리미터(Voltage Limiter;120), 모듈레이터(Modulator;130), 디모듈레이터(Demodulator;140), 파워온 리셋부(Power On Reset;150) 및 클럭 발생부(160)를 구비한다. Here, the
그리고, 아날로그 블럭(100)의 안테나(10)는 외부의 리더기 또는 라이터기와 RFID 간에 무선 주파수 신호 RF를 송수신하기 위한 구성이다. 전압 멀티플라이어(110)는 안테나(10)로부터 인가되는 무선 주파수 신호 RF에 의해 RFID의 구동전압인 전원전압 VDD을 생성한다. 전압 리미터(120)는 안테나(10)로부터 인가된 무선 주파수 신호 RF의 전송 전압의 크기를 제한하여 디모듈레이터(140)와 클럭 발생부(160)에 출력한다. And, the
또한, 모듈레이터(130)는 디지탈 블럭(200)으로부터 인가되는 응답 신호 RP를 모듈레이팅하여 안테나(10)에 전송한다. 디모듈레이터(140)는 전압 멀티플라이어(110)와 전압 리미터(120)의 출력전압에 따라 안테나(10)로부터 인가되는 무선 주파수 신호 RF에서 동작 명령 신호를 검출하여 명령신호 DEMOD를 디지탈 블럭(200)에 출력한다. In addition, the
파워온 리셋부(150)는 전압 멀티플라이어(110)의 출력 전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워-온 리셋신호 POR를 디지탈 블럭(200)에 출력한다. 클럭 발생부(160)는 전압 멀티플라이어(110)의 출력 전압 VDD에 따라 디지탈 블럭(200)의 동작을 제어하기 위한 클럭 CLK를 디지탈 블럭(200)에 공급한다. The power-on
또한, 상술된 디지탈 블럭(200)은 아날로그 블럭(100)으로부터 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클럭 CLK 및 명령신호 DEMOD를 인가받아 명령신호를 해석하고 제어신호 및 처리 신호들을 생성하여 아날로그 블럭(100)에 해당하는 응답신호 RP를 출력한다. 그리고, 디지탈 블럭(200)은 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어신호 CTR 및 클럭 CLK을 FeRAM(300)에 출력한다. FeRAM(300)은 불휘발성 강유전체 캐패시터 소자를 이용하여 데이타를 리드/라이트 하는 메모리 블럭이다. In addition, the above-described
이러한 구성을 갖는 RFID 칩의 수동 소자 전원은 안테나(10)에 전달된 전원을 이용하게 된다. 그런데, 장거리 동작을 위한 RFID 칩의 경우 안테나(10)에 전달되는 전원이 아주 미약하다. 이때, RFID 칩에 전달되는 전원에 비해 RFID 칩에서 소모되는 전원이 많으면 더 이상 RFID 칩의 전원이 상승하지 않게 된다. The passive element power of the RFID chip having such a configuration uses the power delivered to the
RFID 칩에 전원이 공급되기 시작하면, 초기에는 파워-온 리셋 회로에서 전력을 전부 소모한다. 그리고, 파워-온 리셋신호 POR의 발생 이후에는 RFID 칩의 나머지 회로 블럭에서 전원을 사용하게 된다. When power is supplied to the RFID chip, the power-on reset circuit initially consumes all the power. After the generation of the power-on reset signal POR, the power is used in the remaining circuit blocks of the RFID chip.
따라서, 파워-온 리셋 회로에서의 전력 소모는 매우 중요한 항목이 된다. 본 발명은 이러한 요구 조건을 만족시키기 위해 파워-온 리셋 회로의 구성이 고저항 소자를 이용하여 전류의 흐름을 제한하게 된다. 따라서, 파워-온 리셋 동작시에 1㎂ 이하의 작은 전류가 흐르도록 제어하여 전력 소모를 줄일 수 있도록 한다. 또한, 파워-온 리셋신호 POR의 발생 이후에는 전류 경로를 차단하여 전류 소모를 줄일 수 있도록 한다. Therefore, power consumption in the power-on reset circuit becomes a very important item. The present invention allows the configuration of the power-on reset circuit to limit the flow of current by using a high resistance element to satisfy this requirement. Therefore, a small current of 1 mA or less flows during the power-on reset operation to reduce power consumption. In addition, after the generation of the power-on reset signal POR, the current path is blocked to reduce the current consumption.
도 4는 도 3의 파워-온 리셋부(150)에 관한 상세 구성도이다. 4 is a detailed configuration diagram illustrating the power-on
파워-온 리셋부(150)는 풀다운 용량부 PD1,PD2와, 래치부(151)와, 풀업 용량부 PU1와, 풀업 전류 공급부(152)와, 리셋신호 출력부(153)와, 풀다운 조정부(154,155)와, 풀업 조정부(156) 및 리셋전압 조정부(157)를 구비한다. The power-on
여기서, 풀다운 용량부 PD1는 NMOS트랜지스터 N1과 캐패시터 C2를 구비한다. NMOS트랜지스터 N1는 노드 NPOR_2에 소스/드레인 단자가 연결되어 게이트 단자를 통해 접지전압이 인가된다. 그리고, 캐패시터 C2는 노드 NPOR_2와 연결된 NMOS 캐패시터로 이루어진다. Here, the pull-down capacitor PD1 includes an NMOS transistor N1 and a capacitor C2. The NMOS transistor N1 has a source / drain terminal connected to the node NPOR_2, and a ground voltage is applied through the gate terminal. The capacitor C2 is composed of an NMOS capacitor connected to the node NPOR_2.
그리고, 래치부(151)는 저항 R1,R2와 PMOS트랜지스터 P3,P4 및 NMOS트랜지스터 N2~N4을 구비한다. 여기서, 저항 R1은 전원전압 VDD 인가단과 PMOS트랜지스터 P3,P4의 공통 소스단자 사이에 연결된다. PMOS트랜지스터 P3,P4와 NMOS트랜지스터 N2,N3는 크로스 커플드 연결되어 래치 구조를 이룬다. NMOS트랜지스터 N4는 NMOS트랜지스터 N2,N3의 공통 소스단자 사이에 연결되어 게이트 단자가 노드 NPOR_1와 연결된다. 저항 R2는 NMOS트랜지스터 N4와 그라운드 GND 전압단 사이에 연결된다. 이때, 저항 R1,R2은 저항값이 큰 저항소자를 사용하여 노드 NPOR_1,NPOR_2에 1㎂ 이하의 작은 전류가 흐르도록 한다. The
또한, 풀업 용량부 PU1는 전원전압단과 노드 NPOR_1 사이에 연결되어 PMOS캐패시터로 구성된다. 풀업 전류 공급부(152)는 저항 R3과 PMOS트랜지스터 P5를 구비한다. 저항 R3는 전원전압단과 PMOS트랜지스터 P5 사이에 연결된다. PMOS트랜지스터 P5는 저항 R3과 노드 NPOR_1 사이에 연결되어 게이트 단자가 노드 NPOR_3에 연결된다. 이때, 저항 R3은 저항값이 큰 저항소자를 사용하여 노드 NPOR_1에 1㎂이하의 작은 전류가 흐르도록 한다. In addition, the pull-up capacitor PU1 is connected between the power supply voltage terminal and the node NPOR_1 to form a PMOS capacitor. The pull-up
리셋신호 출력부(153)는 저항 R4,R5과, PMOS트랜지스터 P6,P7 및 NMOS트랜지스터 N5,N6을 구비한다. 여기서, PMOS트랜지스터 P6,P7와 NMOS트랜지스터 N5,N6는 2개의 CMOS 인버터가 서로 연결된 구조를 갖는다. 즉, PMOS트랜지스터 P6와 NMOS트랜지스터 N5는 저항 R4과 저항 R5 사이에 직렬 연결되어 게이트 단자가 노드 NPOR_1에 연결된다. 그리고, PMOS트랜지스터 P7와 NMOS트랜지스터 N6는 저항 R4과 저항 R5 사이에 연결되어 게이트 단자가 PMOS트랜지스터 P6, NMOS트랜지스터 N5의 공통 드레인 단자와 연결된다. PMOS트랜지스터 P7와 NMOS트랜지스터 N6의 공통 소스 단자를 통해 파워-온 리셋신호 POR가 출력된다. The reset
또한, 저항 R4는 전원전압단과 PMOS트랜지스터 P6 사이에 연결되고, 저항 R5는 NMOS트랜지스터 N5과 그라운드 전압단과 연결되어 전류 제한 소자 역할을 수행한다. 이때, 저항 R4,R5은 저항값이 큰 저항소자를 사용하여 파워-온 리셋부(150)에 1㎂ 이하의 작은 전류가 흐르도록 한다. In addition, the resistor R4 is connected between the power supply voltage terminal and the PMOS transistor P6, and the resistor R5 is connected to the NMOS transistor N5 and the ground voltage terminal to serve as a current limiting device. At this time, the resistors R4 and R5 allow a small current of 1 mA or less to flow through the power-on
또한, 풀다운 조정부(154)는 노드 NPOR_1와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자가 노드 NPOR_3에 연결된다. 풀다운 조정부(155)는 저항 R6과 NMOS트랜지스터 N8을 구비한다. 여기서, 저항 R6은 노드 NPOR_3와 NMOS트랜지스터 N8 사이에 연결된다. 그리고, NMOS트랜지스터 N8는 저항 R6과 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자가 노드 NPOR_1에 연결된다. 풀다운 용량부 PD2는 노드 NPOR_3에 소스/드레인 단자가 연결되어 게이트 단자를 통해 접지전압이 인가되는 NMOS트랜지 스터 N9를 구비한다. 이때, 저항 R6은 저항값이 큰 저항소자를 사용하여 노드 NPOR_3에 1㎂ 이하의 작은 전류가 흐르도록 한다. In addition, the pull-down
풀업 조정부(156)는 PMOS트랜지스터 P8~P12와 NMOS트랜지스터 N10을 구비한다. 여기서, PMOS트랜지스터 P8는 소스/드레인 단자가 전원전압단에 연결되 게이트 단자가 NMOS트랜지스터 N10과 연결된다. 그리고, NMOS트랜지스터 N10는 PMOS트랜지스터 P8의 게이트 단자와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자가 드레인 단자와 공통 연결된다. PMOS트랜지스터 P9~P12는 전원전압단과 노드 NPOR_3 사이에 직렬 연결되어 게이트 단자가 PMOS트랜지스터 P8의 게이트 단자와 공통 연결된다. The pull-up adjusting
리셋전압 조정부(157)는 NMOS트랜지스터 N11,N12와 스위치 SW를 구비한다. 여기서, NMOS트랜지스터 N11,N12는 전원전압단과 노드 NPOR_3 사이에 직렬 연결되어 게이트 단자가 스위치 SW에 연결된다. The reset
이러한 구성을 갖는 본 발명의 동작 과정을 도 5의 동작 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. An operation process of the present invention having such a configuration will be described below with reference to the operation timing diagram of FIG. 5.
먼저, 풀다운 용량부 PD1는 파워-온 리셋신호 POR의 출력이 천이하기 이전에 T1 구간에서 노드 NPOR_2의 전압을 그라운드 전압으로 커플링(Coupling)시킨다. 여기서, NMOS트랜지스터 N1는 동작 모드시 플로팅 상태를 유지하여 파워 다운 모드에서는 쇼트 상태를 유지한다. First, the pull-down capacitor PD1 couples the voltage of the node NPOR_2 to the ground voltage in the T1 period before the output of the power-on reset signal POR transitions. Here, the NMOS transistor N1 maintains a floating state in an operation mode and a short state in a power down mode.
그리고, 래치부(151)는 노드 NPOR_1,NPOR_2의 전압을 안정된 전압 레벨로 유지시킨다. 여기서, 저항 R1,R2는 노드 NPOR_1,NPOR_2의 전류를 제한하기 위한 저 항 소자이다.The
즉, PMOS트랜지스터 P4의 턴온에 의해 전원전압 VDD의 레벨이 증가하면, 노드 NPOR_1로 전류 유입이 증가하게 되어 전원전압의 상승에 따라 노드 NPOR_1의 전압 레벨이 상승하게 된다. 그리고, 노드 NPOR_1의 전압 레벨이 상승하게 되면 NMOS트랜지스터 N4가 턴온되어 노드 NPOR_2가 안정적으로 로우 레벨을 유지하게 되고, 노드 NPOR_1는 전원전압 레벨의 상승에 따라 하이 레벨을 유지한다. That is, when the level of the power supply voltage VDD increases due to the turn-on of the PMOS transistor P4, current inflow increases to the node NPOR_1, and the voltage level of the node NPOR_1 increases as the power supply voltage increases. When the voltage level of the node NPOR_1 rises, the NMOS transistor N4 is turned on so that the node NPOR_2 maintains a low level stably, and the node NPOR_1 maintains a high level as the power supply voltage level rises.
다음에, 풀다운 조정부(155)는 노드 NPOR_1의 전압에 의해 노드 NPOR_3의 상승전압을 안정되게 유지시킨다. 즉, 풀다운 조정부(155)가 없을 경우 노드 NPOR_3는 플로팅 상태가 되어 노드 NPOR_3의 전압 레벨이 불안정하게 된다. 여기서, 저항 R6는 노드 NPOR_3의 전류를 제한하기 위한 저항 소자이다. 그리고, 노드 NPOR_1가 하이 레벨을 유지할 경우 NMOS트랜지스터 N8가 턴온되어 노드 NPOR_3는 안정적인 로우 레벨을 유지한다. Next, the pull-
이때, 풀다운 용량부 PD2는 노드 NPOR_1의 전압이 작을 경우 풀다운 조정부(155)의 전류 구동 능력이 아주 작게 되므로, 이를 보강하기 위해 노드 NPOR_3를 그라운드 전압으로 커플링시킨다. In this case, when the voltage of the node NPOR_1 is small, the pull-down capacitor PD2 couples the node NPOR_3 to the ground voltage to reinforce the current driving capability of the pull-down
이후에, 풀업 용량부 PU1는 파워-온 리셋신호 POR가 천이하기 이전의 파워-업 단계에서 노드 NPOR_1를 하이 전압으로 커플링시킨다. 그리고, 풀업 전류 공급부(152)는 노드 NPOR_3의 전압 레벨에 따라 파워-업 리셋신호 POR가 천이하기 이전에 노드 NPOR_1를 하이 전압으로 유지시킨다. 여기서, 저항 R3는 풀업 전류 공급부(152)의 전류를 제한하기 위한 저항 소자이다.Thereafter, the pull-up capacitor PU1 couples the node NPOR_1 to the high voltage in the power-up stage before the power-on reset signal POR transitions. Then, the pull-up
이어서, 리셋신호 출력부(153)는 노드 NPOR_1의 임계전압을 감지하여 파워-온 리셋신호 POR를 출력한다. 여기서, 저항 R4,R5은 노드 NPOR_1의 전류를 제한하기 위한 저항 소자이다. 이때, 풀다운 조정부(154)는 노드 NPOR_3의 전압이 임계전압에 다다르면 NMOS트랜지스터 N7가 턴온되어 노드 NPOR_1의 전압을 하이에서 로우로 천이시킨다. Subsequently, the reset
이러한 본 발명의 파워-온 리셋신호 POR는 노드 NPOR_1의 전압 변화에 의해 발생되고, 노드 NPOR_1의 전압 변화는 노드 NPOR_3의 전압에 의해 결정된다. 따라서, 본 발명에서는 전원전압이 파워-온 리셋신호 POR를 발생시키기 위한 일정 레벨에 도달하기까지 노드 NPOR_3의 전압을 안정적으로 로우 레벨로 유지시키게 된다. The power-on reset signal POR of the present invention is generated by the voltage change of the node NPOR_1, and the voltage change of the node NPOR_1 is determined by the voltage of the node NPOR_3. Therefore, in the present invention, the voltage of the node NPOR_3 is stably maintained at the low level until the power supply voltage reaches a constant level for generating the power-on reset signal POR.
이에 따라, 풀업 조정부(156)는 PMOS트랜지스터 P9~P12의 셀프 바이어스(Self Bias) 게이트 전압을 이용하여 파워-온 리셋신호 POR의 발생 이후에 PMOS트랜지스터 P8가 턴온되도록 제어한다. Accordingly, the pull-up
따라서, 파워-온 리셋신호 POR의 발생 이후에 노드 T2 구간에서 NPOR_3의 전압이 다시 전원전압 VDD 레벨로 상승된다. 즉, PMOS트랜지스터 P9~P12는 게이트 단자를 통해 인가되는 셀프 바이어스 게이트 전압에 따라 전원전압이 인가된 후 일정 레벨에 도달할 때까지는 노드 NPOR_3로의 전류 공급을 억제하고, 일정 레벨 이상이 되면 노드 NPOR_3로 전류를 공급하여 노드 NPOR_3의 전압을 전원전압 VDD 레벨 수준까지 풀업시킨다. Therefore, after generation of the power-on reset signal POR, the voltage of NPOR_3 is raised to the power supply voltage VDD level again in the node T2 section. That is, the PMOS transistors P9 to P12 suppress the supply of current to the node NPOR_3 until a certain level is reached after the power supply voltage is applied according to the self-biased gate voltage applied through the gate terminal. The current is supplied to pull up the node NPOR_3 voltage up to the supply voltage VDD level.
즉, 노드 NPOR_3의 전압은 초기에는 NMOS트랜지스터 N8에 의해 로우 레벨을 유지한다. 하지만, 전원전압 레벨이 서서히 증가하면서 노드 NPOR_3에 유출되는 전류와, 풀업 조정부(156) 및 리셋전압 조정부(157)에 의해 유입되는 전류에 의해 노드 NPOR_3의 전압 크기가 결정된다. That is, the voltage of the node NPOR_3 is initially kept low by the NMOS transistor N8. However, the voltage magnitude of the node NPOR_3 is determined by the current flowing into the node NPOR_3 as the power supply voltage level gradually increases, and the current flowing into the pull-up adjusting
또한, 전원전압 강하 조정부인 리셋전압 조정부(157)는 NMOS트랜지스터 N11,N12의 문턱전압(Vth)을 이용해서 전원전압 VDD을 VDD-Vth로 전압강하시켜 노드 NPOR_3에 공급한다. 이때, 리셋전압 조정부(157)는 스위치 SW에 의해 직렬 연결된 NMOS트랜지스터 N11,N12의 개수를 조정함으로써 파워-온 리셋신호 POR가 발생되는 전압 레벨을 결정한다. In addition, the reset
즉, 전원전압 VDD가 일정 레벨에 도달하기 전까지는 노드 NPOR_3에 리셋전압 조정부(157)에 의한 전류만 공급되어 NMOS트랜지스터 N7가 턴오프 상태를 유지한다. 하지만, 전원전압 VDD가 증가하여 리셋전압 조정부(157)에 의한 전류 공급과 풀업 조정부(156)에 의한 전류 공급이 노드 NPOR_3의 전류보다 커지게 되면 노드 NPOR_3의 전압은 하이 레벨로 천이된다. That is, until the power supply voltage VDD reaches a predetermined level, only the current supplied by the reset
이에 따라, NMOS트랜지스터 N7가 턴온되고 노드 NPOR_1의 전압이 풀다운되어 파워-온 리셋신호 POR가 발생된다. 이때, 노드 NPOR_1가 풀다운되면 NMOS트랜지스터 N8에 의한 전류 누출이 차단되고 풀업 조정부(156)에 의한 전류 공급이 개시되어 노드 NPOR_3의 전압은 보다 안정적으로 하이 레벨을 유지하게 된다. Accordingly, the NMOS transistor N7 is turned on and the voltage of the node NPOR_1 is pulled down to generate a power-on reset signal POR. At this time, when the node NPOR_1 is pulled down, current leakage by the NMOS transistor N8 is blocked, and current supply is started by the pull-up adjusting
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다. As described above, the present invention provides the following effects.
첫째, 본 발명은 종래의 RC 지연 방법이 아닌 센싱 전류 레벨에 의해 파워-온 리셋신호를 발생하여 파워-업 슬로프에 무관한 파워-온 리셋신호를 발생하게 된 다. First, the present invention generates the power-on reset signal by the sensing current level rather than the conventional RC delay method to generate the power-on reset signal independent of the power-up slope.
둘째, 파워-온 리셋 회로에 고저항 소자를 이용하여 전류의 흐름을 제한함으로써 파워-온 리셋 동작시 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 한다. Second, by using a high resistance element in the power-on reset circuit to limit the flow of current to reduce the current consumption during the power-on reset operation.
셋째, 본 발명은 파워-온 리셋 동작 이후에 래치 상태로 복귀하여 전류 경로를 차단함으로써 전류 소모를 줄이고, 센싱 전압 부근에서 글리치(Glitch) 발생을 제거할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. Third, the present invention returns to the latched state after the power-on reset operation and cuts off the current path, thereby reducing current consumption and removing glitches near the sensing voltage.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050110268A KR100673146B1 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Power-on reset circuit in rfid with non-volatile ferroelectric memory |
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KR1020050110268A KR100673146B1 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Power-on reset circuit in rfid with non-volatile ferroelectric memory |
Publications (1)
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KR1020050110268A KR100673146B1 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Power-on reset circuit in rfid with non-volatile ferroelectric memory |
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KR102064081B1 (en) * | 2018-07-29 | 2020-01-08 | 주식회사 에프램 | A Current Limiting Resistor Control Amplifier |
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CN116722853A (en) * | 2023-06-16 | 2023-09-08 | 微传智能科技(常州)有限公司 | Power-on reset circuit suitable for low-voltage low-power consumption application |
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- 2005-11-17 KR KR1020050110268A patent/KR100673146B1/en not_active IP Right Cessation
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