KR100685090B1 - 정전류 구동 회로 - Google Patents

정전류 구동 회로 Download PDF

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KR100685090B1
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성준엽
황태수
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주식회사 케이이씨
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Abstract

본 발명은 정전류 구동 회로에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 전류 미러중 부하를 구동시키는 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하로 낮아지면 게이트-소스 전압을 강제로 증가시켜 부하 전류(드레인-소스 전류)가 감소하지 않도록 함으로써, 같은 용량의 배터리로 부하의 구동 시간을 증가시키는데 있다.
이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 정전류를 공급하는 정전류 공급부와, 상기 정전류 공급부에 연결되어 n배의 미러 전류를 흘리는 전류 미러와, 상기 정전류 공급부와 전류 미러 사이에 연결되어 구동되는 부하를 포함하고, 상기 정전류 공급부와 전류 미러와 부하 사이에, 상기 전류 미러의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하가 되면, 상기 전류 미러의 게이트-소스 전압을 증가시켜 부하(드레인-소스) 전류가 증가되도록 하는, 보상 회로가 더 연결된 정전류 구동 회로가 개시된다.
전류 미러, 보상 회로, 드레인-소스 전압, 드레인 게이트 전압, 고휘도 발광 다이오드

Description

정전류 구동 회로{Constant current driving circuit}
도 1a는 종래의 전류 미러를 이용한 정전류 구동 회로를 도시한 회로도이고, 도 1b는 트랜지스터의 드레인-소스 전압 변화에 따른 부하의 전류(ID) 변화를 도시한 그래프이다.
도 2a는 본 발명에 따른 정전류 구동 회로의 개념을 도시한 회로도이고, 도 2b는 트랜지스터의 드레인-소스 전압 변화에 따른 부하의 전류(ID) 변화를 도시한 그래프이다.
도 3a는 본 발명에 따른 정전류 구동 회로의 적용예를 도시한 회로도이고, 도 3b는 트랜지스터의 드레인-소스 전압 변화에 따른 부하의 전류(ID) 변화를 도시한 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 의한 정전류 구동 회로
110; 배터리 120; 정전류 공급부
121; 비교기 122; 전계효과 트랜지스터
123; 저항 130; 전류 미러
131; 제어용 전계효과 트랜지스터 132; 미러용 전계효과 트랜지스터
140; 부하 150; 보상 회로
151; 제어용 전계효과 트랜지스터 152; 미러용 전계효과 트랜지스터
153; 제1미러용 전계효과 트랜지스터 154; 제2미러용 전계효과 트랜지스터
155; 제3미러용 전계효과 트랜지스터 156; 제1스위치
157; 제2스위치 158; 제3스위치
160; 전압 감지부 161; 제1비교기
162; 제2비교기 163; 제3비교기
본 발명은 정전류 구동 회로에 관한 것으로서, 보다 상세히는 전류 미러중 부하를 구동시키는 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하로 낮아지면 게이트-소스 전압을 강제로 증가시켜 부하 전류(드레인-소스 전류)가 감소하지 않도록 함으로써, 같은 용량의 배터리로 부하의 구동 시간을 증가시킬 수 있는 정전류 구동 회로에 관한 것이다.
도 1a는 종래의 전류 미러를 이용한 정전류 구동 회로를 도시한 회로도이고, 도 1b는 트랜지스터의 드레인-소스 전압(VDS) 변화에 따른 부하의 전류(ID) 변화를 도시한 그래프이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 종래 전류 미러를 이용한 정전류 구동 회로(100') 는 전원을 공급하는 배터리(101')와, 상기 배터리(101')로부터 정전류를 공급하는 정전류 공급부(102')와, 상기 정전류 공급부(102')에 의해 구동되는 제어용 전계효과 트랜지스터(103')가 구비되고, 상기 제어용 전계효과 트랜지스터(103')에 의해 n배(예를 들면 1000배) 미러 전류를 흘리는 미러용 전계효과 트랜지스터(104')가 구비된 전류 미러(105')와, 상기 배터리(101')와 전류 미러(105')의 미러용 전계효과 트랜지스터(104') 사이에 연결되어 구동되는 부하(106')로 이루어져 있다. 여기서, 상기 정전류 공급부(102') 및 전류 미러(105')는 통상 하나의 집적 회로(반도체칩)로 구현된다. 또한, 상기 부하(106')는 고휘도 발광 다이오드, 휴대폰의 플래시 또는 액정 표시 소자의 백 라이트 등일 수 있다.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이 종래의 회로에서는 전류 미러(105')중 부하(106')를 구동시키는 미러용 전계효과 트랜지스터(104')의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역의 전압(약 0.3V)보다 낮아지면, 거의 선형 영역이 되면서, 공급 전류와 관계없이 출력 전류(여기서는 부하 전류 또는 드레인-소스 전류)가 급격히 저하됨을 알 수 있다. 다르게 말하면 상기 미러용 전계효과 트랜지스터(104')가 포화되기 위해서는 VGS-VTH=VDS가 되는 지점 즉, 대략 0.3V 이상이 되어야만 정전류를 일정 오차 내에서 부하(106')쪽으로 흐르게 할 수 있으며, 그 이하에서는 부하(106')를 올바르게 구동시키지 못한다. 도 1b에서 Y축의 전류(ID)가 부하(106')를 통해 흐르는 전류 또는 드레인-소스 전류이다.
좀더 구체적으로 상기 배터리(101')가 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전 지의 경우 최대 공급 전압이 대략 4.2V이고, 부하(106')(고휘도 발광 다이오드)의 구동 전압(Vf)이 대략 3.0V이며, 그것의 소비 전류가 대략 100~300mA인 경우, 배터리(101')의 전압(VDD)이 대략 3.3V 이하가 되면 그 배터리 전압이 아직 남아 있음에도 불구하고 전류 미러(105')중 미러용 전계효과 트랜지스터(104')의 드레인-소스 전압(VDS)이 0.3V 이하가 됨으로써, 부하(106')를 구동시키지 못하게 된다. 즉, 드레인-소스 전압(VDS)이 0.3V 이하가 되면 부하 전류 또는 드레인-소스 전류가 급격히 줄어들면서, 상기 부하가 구동하지 않게 된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 미러용 전계효과 트랜지스터(104')의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이하인 0.3V 이하로 떨어지면 부하(106')를 통해 흐르는 전류(Id)(드레인-소스 전류)가 급격하게 제한됨으로써, 결국 부하(106')가 동작하지 않게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전류 미러중 부하를 구동시키는 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하로 낮아지면 게이트-소스 전압을 강제로 증가시켜 부하 전류(드레인-소스 전류)가 감소하지 않도록 함으로써, 같은 용량의 배터리로 부하의 구동 시간을 증가시킬 수 있는 정전류 구동 회로를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 정전류 구동 회로는 정전류를 공급하는 정전류 공급부와, 상기 정전류 공급부에 연결되어 n배의 미러 전류를 흘리는 전류 미러와, 상기 정전류 공급부와 전류 미러 사이에 연결되어 구동되는 부하를 포함하고, 상기 정전류 공급부와 전류 미러와 부하 사이에, 상기 전류 미러의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하가 되면, 상기 전류 미러의 게이트-소스 전압을 증가시켜 드레인-소스 전류가 증가되도록 하는, 보상 회로가 더 연결될 수 있다.
여기서, 상기 전류 미러는 상기 정전류 공급부에 드레인 및 소스가 병렬로 연결되고, 게이트는 드레인에 연결된 제어용 전계효과 트랜지스터와, 상기 제어용 전계효과 트랜지스터의 게이트에 자신의 게이트가 연결되고, 자신의 드레인은 상기 부하에 연결되며, 자신의 소스는 상기 제어용 전계효과 트랜지스터의 소스에 연결된 동시에, 상기 제어용 전계효과 트랜지스터의 전류보다 n배의 전류를 흘리는 미러용 전계효과 트랜지스터로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보상 회로는 부하에 소스가 연결되고, 상기 정전류 공급부에 드레인이 연결되고, 게이트가 드레인에 연결된 제어용 전계효과 트랜지스터와, 상기 보상 회로의 제어용 전계효과 트랜지스터에 자신의 게이트가 연결되고, 상기 보상 회로의 제어용 전계효과 트랜지스터의 소스와 부하에 자신의 소스가 연결되며, 스위치를 통하여 상기 전류 미러의 제어용 트랜지스터의 드레인에 자신의 드레인이 연결된 적어도 하나의 미러용 전계효과 트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위치는 전계효과 트랜지스터일 수 있다.
또한, 상기 부하와 전류 미러의 제어용 트랜지스터의 드레인 사이에는 상기 전류 미러의 제어용 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 감지하여, 상기 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하로 떨어지면 상기 스위치를 턴온시킴으로써, 상기 전류 미러의 제어용 전계효과 트랜지스터 및 미러용 전계효과 트랜지스터의 게이트-소스 전압이 증가하도록 하는 전압 감지부가 더 연결될 수 있다.
또한, 상기 전압 감지부는 상기 부하와 전류 미러부의 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인 사이에 반전 입력 단자가 연결되고, 비반전 입력 단자에는 기준 전압원이 연결되며, 출력 단자는 상기 스위치에 연결된 적어도 하나의 비교기로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 부하는 고휘도 발광 다이오드일 수 있다.
또한, 상기 정전류 공급부에는 재충전 가능한 배터리가 연결될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 정전류 구동 회로는 부하를 구동시키는 전류 미러중 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하로 떨어지면 보상 회로가 동작하여 상기 미러용 전계효과 트랜지스터의 게이트-소스 전압을 강제로 증가시킴으로써, 상기 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전류(즉, 부하 전류)가 부하를 구동시킬 수 있을 정도의 전류가 되도록 한다.
따라서, 본 발명은 배터리의 남아 있는 잔여 용량을 최대한 활용할 수 있음으로써, 같은 용량을 갖는 배터리를 이용해서 부하의 구동 시간을 최대한 증가시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2a는 본 발명에 따른 정전류 구동 회로의 개념을 도시한 회로도이고, 도 2b는 트랜지스터의 드레인-소스 전압(VDS) 변화에 따른 부하(고휘도 발광 다이오드)의 전류(ID) 변화를 도시한 그래프이다.
도 2a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는 배터리(110), 정전류 공급부(120), 전류 미러(130), 부하(140) 및 보상 회로(150)를 포함한다.
상기 배터리(110)는 예를 들면 최대 4.2V 정도의 전압을 출력하는 리튬 이온 또는 리튬 폴리머 전지일 수 있으나, 여기서 상기 배터리(110)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 정전류 공급부(120)는 일단이 보상 회로(150)에 연결되고, 타단이 배터리(110)에 연결되어 있으며, 이는 대략 300μA 정도의 전류를 소비하며 일정한 정전류를 출력하는 역할을 한다.
상기 전류 미러(130)는 상기 정전류 공급부(120)와 부하(140) 및 보상 회로(150) 사이에 연결되어 있으며, 이는 제어용 전계효과 트랜지스터(131)와 n배(예를 들면 1000배)의 미러 전류를 흘리는 미러용 전계효과 트랜지스터(132)로 이루어져 있다. 상기 제어용 전계효과 트랜지스터(131)는 드레인이 상기 보상 회로(150)에 연결되고, 소스는 배터리(110)에 연결되어 있으며, 게이트는 자신의 드레인과 연결되어 있다. 또한, 상기 미러용 전계효과 트랜지스터(132)는 드레인이 상기 부하 (140)에 연결되고, 소스는 배터리(110)에 연결되어 있다. 물론, 상기 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 게이트는 상기 제어용 전계효과 트랜지스터(131)의 게이트에 연결되어 있다.
상기 부하(140)는 보상 회로(150)에 일단이 연결되고, 상기 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인에 타단이 연결되어 있다. 이러한 부하(140)는 통상의 고휘도 발광 다이오드, 휴대폰의 플래시, 액정 표시 소자의 백 라이트 등이 가능하며 이밖에도 자동차용 후방등, 전광판 등이 가능하다.
상기 보상 회로(150)는 상기 배터리(110)와 정전류 공급부(120), 전류 미러(130) 및 부하(140) 사이에 연결되어 있다. 이러한 보상 회로(150)는 배터리(110)와 정전류 공급부(120) 사이에 연결된 제어용 전계효과 트랜지스터(151)와, 상기 제어용 전계효과 트랜지스터(151)의 게이트에 연결된 다수의 미러용 전계효과 트랜지스터(152~155) 및 다수의 스위치(156~158)로 이루어져 있다.
상기 제어용 전계효과 트랜지스터(151)는 소스가 배터리(110)에 연결되고, 드레인은 상기 정전류 공급부(120)에 연결되며, 게이트가 드레인에 연결되어 있다.
또한, 상기 다수의 미러용 전계효과 트랜지스터(152~155)는 상기 제어용 전계효과 트랜지스터(151)에 자신의 게이트가 연결되고, 상기 보상 회로(150)의 제어용 전계효과 트랜지스터(151)의 소스와 부하(140) 사이에 자신의 소스가 연결되며, 각 스위치(156~158)를 통하여 상기 전류 미러(130)의 제어용 전계효과 트랜지스터(131)의 드레인에 자신의 드레인이 연결되어 있다. 여기서, 도면 부호 153,154,155를 제1미러용 전계효과 트랜지스터, 제2미러용 전계효과 트랜지스터, 제3미러용 전 계효과 트랜지스터로 정의하고, 이것에 각각 연결된 도면 부호 156, 157,158을 제1스위치, 제2스위치, 제3스위치로 정의한다.
더불어, 비록 도면에서는 상기 보상 회로(150)중 미러용 전계효과 트랜지스터 및 스위치가 각각 4개 및 3개가 도시되어 있으나, 이러한 개수는 한예에 불과하며 그보다 많거나 또는 작을 수 있음은 당연하다.
이러한 구성을 하는 본 발명에 의한 정전류 구동 회로(100)의 동작을 첨부된 도 2b를 참조하여 설명한다. 여기서, 상기 부하(140)의 동작 전압은 대략 3.0V, 소비 전류는 대략 100~300mA로 가정한다. 또한, 상기 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 포화 영역은 0.3V 이상이고, 1000배의 미러 전류를 흘린다고 가정한다. 더불어, 상기 정전류 공급부(120)를 통해서는 300μA의 전류가 흐르므로, 상기 미러용 전계효과 트랜지스터를 통해서는 당연히 300mA의 전류가 흐른다고 가정한다.
먼저 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이상일 경우 즉, 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.3V 이상일 경우에는 제1스위치(156), 제2스위치(157) 및 제3스위치(158)가 모두 오프 상태를 유지하여, 이것에 연결된 제1,2,3미러용 전계효과 트랜지스터(153,154,155)도 턴오프 상태를 유지한다. 따라서, 이러한 상황에서는 보상 회로(150)중 미러용 전계효과 트랜지스터(152) 및 전류 미러(130)중 제어용 전계효과 트랜지스터(131)가 동작함으로써, 상기 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)를 통해 n배(1000 배)의 미러 전류가 흐르게 한다. 물론, 이때 상기 부하(140)를 통해서도 n배의 전류가 흘러 부하(140)는 정상적으로 동작하게 된다. 이러한 동작은 배터리(110)의 전압이 대략 3.3V 정도 될 때까지 지속된다. 또한, 이러한 상태는 도 2b에서 첫 번째 특성 곡선(S1~S3 off)에 해당된다.
계속해서, 배터리(110)의 전압이 대략 3.2V이하가 되면, 상기 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이하가 된다. 즉, 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.2V 이하가 된다. 그러면, 상기 제1스위치(156)가 턴온됨으로써, 이것에 연결된 제1미러용 전계효과 트랜지스터(153)가 턴온된다. 이에 따라서, 상기 전류 미러(130)의 제어용 전계효과 트랜지스터(131) 및 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 게이트-소스 전압(VGS)이 증가한다. 따라서, 이러한 상황에서는 도 2b에 도시된 두 번째 VDS-ID 특성 곡선(S1 on)대로 미러용 전계효과 트랜지스터(132)가 동작하고, 따라서 상기 미러용 전계효과 트랜지스터(132)에 의해 부하(140)는 정상적으로 동작한다.
계속해서, 배터리(110)의 전압이 대략 3.15V 이하가 되면, 역시 상기 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이하가 된다. 즉, 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.15V 이하가 된다. 이경우 제1,2스위치(156)(157)가 턴온됨으로써, 이것에 연결된 제1,2미러용 전계효과 트랜지스터(153,154)도 턴온된다. 이에 따라서, 상기 전류 미러(130)의 제어용 전계효과 트랜지스터(131) 및 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 게이트-소스 전압(VGS)이 증가한다. 따라서, 이러한 상황에서는 도 2b에 도시된 세 번째 VDS-ID 특성 곡선(S1,S2 on)대로 미러용 전계효과 트랜지스터(132)가 동작하고, 따라서 상기 미러용 전계효과 트랜지스터(132)에 의해 부하(140)는 정상적으로 동작한다.
계속해서, 배터리(110)의 전압이 대략 3.10V 이하가 되면, 역시 상기 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이하가 된다. 즉, 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.1V 이하가 된다. 그러면, 제1,2,3스위치(156,157,158)가 턴온됨으로써, 이것에 연결된 제1,2,3미러용 전계효과 트랜지스터(153,154,155)도 함께 턴온된다. 이에 따라서, 상기 전류 미러(130)의 제어용 전계효과 트랜지스터(131) 및 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 게이트-소스 전압(VGS)이 증가한다. 따라서, 이러한 상황에서는 도 2b에 도시된 네 번째 VDS-ID 특성 곡선(s1~s3 on)대로 미러용 전계효과 트랜지스터(132)가 동작하고, 따라서 상기 미러용 전계효과 트랜지스터(132)에 의해 부하(140)가 정상적으로 동작한다.
도 3a는 본 발명에 따른 정전류 구동 회로의 적용예를 도시한 회로도이고, 도 3b는 트랜지스터의 드레인-소스 전압(VDS) 변화에 따른 부하의 전류(ID) 변화를 도시한 그래프이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 부하(140)와 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인 사이에 상기 전류 미러(130)의 미러용 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)을 감지하여, 상기 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이하로 떨어지면 소정 스위치(156,157,158)를 턴온시킴으로써, 상기 전류 미러(130)의 제어용 전계효과 트랜지스터(131) 및 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 게이트-소스 전압(VGS)이 증가하도록 하는 전압 감지부(160)가 더 연결될 수 있다.
이러한 전압 감지부(160)는 상기 부하(140)와 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인 사이에 반전 입력 단자가 연결되고, 비반전 입력 단자에는 기준 전압원이 연결되며, 출력 단자는 상기 스위치(156,157,158)에 연결된 적어도 하나의 비교기(161,162,163)로 이루질 수 있다. 여기서, 상기 도면 부호 161,162,163은 각각 제1비교기, 제2비교기, 제3비교기로 정의한다. 또한, 상기 제1비교기(161)는 제1스위치(156)를 제어하고, 제2비교기(162)는 제2스위치(157)를 제어하며, 제3비교기(163)는 제3스위치(158)를 제어한다.
이러한 구성을 하는 본 발명에 의한 구동 회로(100)의 작용을 설명하면 아래와 같다.
상기 전압 감지부(160)에 의해 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.2V 이하가 되면 제1비교기(161)가 동작 하여 제1스위치(156)를 턴온시킨다. 즉, 상기 제1비교기(161)가 제1스위치(156)(도면에서는 전계효과 트랜지스터로 도시됨)를 턴온시킴으로써, 제1미러용 전계효과 트랜지스터(153)를 턴온시키고, 이에 따라 전류 미러(130)의 게이트-소스 전압(VGS)이 강제로 증가되도록 한다. 따라서, 상기 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)는 부하(140)를 구동시킬 수 있는 충분한 량의 전류를 흘려 보냄으로써, 상기 부하(140)가 정상적으로 동작된다.
이어서, 상기 전압 감지부(160)에 의해 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.15V 이하가 되면 제1비교기(161) 및 제2비교기(162)가 동작하여 제1스위치(156) 및 제2스위치(157)를 턴온시킨다. 즉, 상기 제1비교기(161) 및 제2비교기(162)가 제1스위치(156) 및 제2스위치(157)(도면에서는 전계효과 트랜지스터로 도시됨)를 턴온시킴으로써, 제1미러용 전계효과 트랜지스터(153) 및 제2미러용 전계효과 트랜지스터(154)를 턴온시키고, 이에 따라 전류 미러(130)의 게이트-소스 전압(VGS)이 강제로 더 증가되도록 한다. 따라서, 상기 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)는 부하(140)를 구동시킬 수 있는 충분한 량의 전류를 흘려 보냄으로써, 상기 부하(140)가 정상적으로 동작된다.
더불어, 상기 전압 감지부(160)에 의해 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 대략 0.1V 이하가 되면 제1비교기(161), 제2비교기(162) 및 제3비교기(163)가 모두 동작하여 제1스위치(156), 제2스 위치(157) 및 제3스위치(158)를 턴온시킨다. 즉, 상기 제1비교기(161), 제2비교기(162) 및 제3비교기(163)가 제1스위치(156), 제2스위치(157) 및 제3스위치(158)(도면에서는 전계효과 트랜지스터로 도시됨)를 모두 턴온시킴으로써, 제1미러용 전계효과 트랜지스터(153), 제2미러용 전계효과 트랜지스터(154) 및 제3미러용 전계효과 트랜지스터(155)를 턴온시키고, 이에 따라 전류 미러(130)의 게이트-소스 전압(VGS)이 더욱 증가되도록 한다. 따라서, 상기 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)는 부하(140)를 구동시킬 수 있는 충분한 량의 전류를 흘려 보냄으로써, 상기 부하(140)가 정상적으로 동작된다.
따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이 전류 미러(130)의 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)은 그래프에서 좌측으로 쉬프트된 형태를 하게 된다. 즉, 본 발명에 의한 정전류 구동 회로(100)는 전류 미러(130)중 미러용 전계효과 트랜지스터(132)의 드레인-소스 전압(VDS)이 3.1V 이하가 될 때까지 정전류 공급이 가능해져 배터리(110)의 남은 용량을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
한편, 도 3a에서 미설명 부호 121은 정전류 공급을 위한 비교기이고, 122는 정전류 공급을 위한 전계효과 트랜지스터이며, 123은 저항이다. 이러한 회로는 통상의 정전류 공급회로이므로, 이에 대해서는 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는 부하를 구동시키는 전류 미러중 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전압(VDS)이 포화 영역 이 하로 떨어지면 보상 회로가 동작하여 상기 미러용 전계효과 트랜지스터의 게이트-소스 전압(VGS)을 증가시킨다. 따라서, 상기 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인-소스 전류가 저하되지 않게 됨으로써, 부하에 계속 정전류를 공급하게 된다.
결국, 본 발명은 배터리의 남아 있는 용량 한도내에서 부하의 구동 시간을 종래보다 더욱 증가시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 정전류 구동 회로를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 정전류를 공급하는 정전류 공급부와,
    상기 정전류 공급부에 연결되어 n배의 미러 전류를 흘리는 전류 미러와,
    상기 정전류 공급부와 전류 미러 사이에 연결되어 구동되는 부하를 포함하고,
    상기 정전류 공급부와 전류 미러와 부하 사이에, 상기 전류 미러의 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하가 되면, 상기 전류 미러의 게이트-소스 전압을 증가시켜 드레인-소스 전류가 증가되도록 하는, 보상 회로가 더 연결된 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 미러는
    상기 정전류 공급부에 드레인 및 소스가 병렬로 연결되고, 게이트는 드레인에 연결된 제어용 전계효과 트랜지스터와,
    상기 제어용 전계효과 트랜지스터의 게이트에 자신의 게이트가 연결되고, 자신의 드레인은 상기 부하에 연결되며, 자신의 소스는 상기 제어용 전계효과 트랜지스터의 소스에 연결된 동시에, 상기 제어용 전계효과 트랜지스터의 전류보다 n배의 전류를 흘리는 미러용 전계효과 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보상 회로는
    부하에 소스가 연결되고, 상기 정전류 공급부에 드레인이 연결되고, 게이트가 드레인에 연결된 제어용 전계효과 트랜지스터와,
    상기 보상 회로의 제어용 전계효과 트랜지스터에 자신의 게이트가 연결되고, 상기 보상 회로의 제어용 전계효과 트랜지스터의 소스와 부하에 자신의 소스가 연결되며, 스위치를 통하여 상기 전류 미러의 제어용 트랜지스터의 드레인에 자신의 드레인이 연결된 적어도 하나의 미러용 전계효과 트랜지스터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스위치는 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 부하와 전류 미러의 제어용 트랜지스터의 드레인 사이에는 상기 전류 미러의 제어용 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 감지하여, 상기 드레인-소스 전압이 포화 영역 이하로 떨어지면 상기 스위치를 턴온시킴으로써, 상기 전류 미러의 제어용 전계효과 트랜지스터 및 미러용 전계효과 트랜지스터의 게이트-소스 전압이 증가하도록 하는 전압 감지부가 더 연결된 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 전압 감지부는
    상기 부하와 전류 미러부의 미러용 전계효과 트랜지스터의 드레인 사이에 반전 입력 단자가 연결되고, 비반전 입력 단자에는 기준 전압원이 연결되며, 출력 단자는 상기 스위치에 연결된 적어도 하나의 비교기로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 부하는 고휘도 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 정전류 공급부에는 재충전 가능한 배터리가 연결된 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로.
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