KR100776160B1 - 밴드갭 기준전압 생성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 밴드갭 기준전압(Bandgap reference voltage) 생성장치에 관해 개시된다.
본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치는 온도 보상회로와 연산증폭기가 포함된 기준전압 발생부; 상기 연산증폭기의 출력단과 연결된 PMOS 트랜지스터가 포함되는 피드백 회로부; 상기 연산증폭기의 출력단과 연결되어 상기 기준전압 발생부가 휴먼모드에서 동작모드로 전화하거나 동작모드에서 휴먼모드로 전환시 안정적으로 동작될 수 있도록 스타트-업 전원을 인가하는 PMOS 트랜지스터와 제1,2 NMOS 트랜지스터가 포함되는 스타트-업 회로부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
밴드갭

Description

밴드갭 기준전압 생성장치{DEVICE FOR GENERATING BANDGAP REFERENCE VOLTAGE}
도 1은 종래의 밴드갭 기준전압 생성장치의 회로도.
도 2는 종래의 밴드갭 기준전압 발생회로의 출력전압 특성을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치의 출력을 설명하는 도면.
본 발명에서는 밴드갭 기준전압(Bandgap reference voltage) 생성장치에 관해 개시된다.
반도체 집적회로에서 내부 바이어싱 기준전압을 안정적으로 유지하는 것은 전체 시스템의 신뢰성을 확보하는데 있어서 대단히 중요하다.
즉, 외부 전원전압이나 온도, 공정이 변동되더라도 집적회로 내부에 영향을 미치지 않도록 하고 안정적으로 각 소자들이 고유의 기능을 발휘할 수 있어야 한다.
이러한 기능을 위해서 안정되고 일정한 기준전압을 생성하도록 만들어진 회 로가 기준전압 발생회로이다.
그러나, 이러한 기준전압 발생회로에 있어서도 자체적인 불안정 요인이 있는데, 주로 온도 또는 공정조건, 외부 공급전압 등의 변화에 기인한 것이다.
상기 기준전압 발생회로 중에서도 밴드갭 기준전압 발생회로는 온도, 공급전압, 공정변화에 독립적으로 일정한 전압을 출력하는 회로이다.
도 1은 종래의 밴드갭 기준전압 생성장치의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 밴드갭 기준전압 생성장치는 증폭기(OP-Amp), 저항들(R1, R2, R3), 및 바이폴라 트랜지스터들(Q1, Q2, Q3, Q4)이 상호 연결되어 구성됨을 알 수 있다.
Q1과 Q2는 온도변화에 따라 흐르는 전류량을 변경시킴으로서 OP-Amp의 (-) 입력단자에 인가되는 입력전압을 조정하며, R3, Q3, 및 Q4는 온도변화에 따라 흐르는 전류량을 변경시킴으로서 OP-Amp의 (+) 입력단자에 인가되는 입력전압을 조정한다.
그리고, R1은 OP-Amp의 출력이 OP-Amp의 (-) 입력단자에 피드백되도록 하고, R2은 OP-Amp의 출력이 OP-Amp의 (+) 입력단자에 피드백되도록 한다. OP-Amp는 입력단자들을 통해 입력되는 차동입력전압을 소정 이득으로 증폭하여 밴드갭 기준전압(VBGR)을 생성하고, 생성된 VBGR을 출력한다.
도 1에 도시된 밴드갭 기준전압 생성장치는 구동초기에 스타트-업 전원을 인가받아야 한다. 즉, 밴드갭 기준전압 생성장치의 'Node 1'에 스타트-업 전원을 인가해 주어야 하기 때문에, 이를 위한 별도의 스타트-업 전원회로가 마련되어야 하 는 문제가 발생한다.
한편, 도 2에 도시된 종래의 밴드갭 기준전압 발생회로의 출력전압 특성을 보면, OP-amp의 두 입력 트랜지스터가 공정상 0.11% 이상의 오류가 발생된 경우 밴드갭 기준전압의 출력이 실패하는 문제점이 있다.
본 발명은 자체적으로 스타트-업이 가능하고 안정적인 기준전압을 생성할 수 있는 밴드갭 기준전압 생성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치는 온도 보상회로와 연산증폭기가 포함된 기준전압 발생부; 상기 연산증폭기의 출력단과 연결된 PMOS 트랜지스터가 포함되는 피드백 회로부; 상기 연산증폭기의 출력단과 연결되어 상기 기준전압 발생부가 휴먼모드에서 동작모드로 전화하거나 동작모드에서 휴먼모드로 전환시 안정적으로 동작될 수 있도록 스타트-업 전원을 인가하는 PMOS 트랜지스터와 제1,2 NMOS 트랜지스터가 포함되는 스타트-업 회로부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치는 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)와 저항(R1,R2,R3)이 포함된 온도 보상회로와 연산증폭기(OP-amp) 가 포함되는 기준전압 발생부(10)와, 상기 연산증폭기의 출력단과 연결된 PMOS 트랜지스터가 포함되는 피드백 회로부(20)와, 휴먼모드(대기모드)에서 동작모드로 전환하거나 동작모드에서 휴먼모드로 전환시 상기 기준전압 발생부(10)가 안정적인 동작점을 잡도록 도와주고 상기 기준전압 발생부(10)의 구동초기 스타트-업 전원을 인가하는 스타트-업 회로부(30)와, 상기 기준전압 발생부(10)의 출력에서 고주파 노이즈를 감소시키기 위해 커패시터가 포함된 노이즈 제거부(40)와, 휴먼모드시 전력 소모를 줄이기 위해 출력 전압이 0V가 되도록 NMOS 트랜지스터가 포함된다.
상기 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)와 저항(R1,R2,R3)는 온도 변화에 따라 흐르는 전류량을 변경시킴으로써 상기 연산증폭기의 입력단자에 인가되는 입력전압을 조정한다.
상기 연산증폭기는 입력단자들을 통해 입력되는 차동입력전압을 소정 이득으로 증폭하여 밴드갭 기준전압을 생성하고 출력한다.
상기 스타트-업 회로부(30)는 하나의 PMOS 트랜지스터와 두개의 NMOS 트랜지스터가 포함된다.
상기 스타트-업 회로부(30)에 포함된 PMOS 트랜지스터는 상기 연산증폭기의 출력단과 드레인이 연결되고, 제1 NMOS 트랜지스터는 상기 연산증폭기의 출력단과 게이트 및 드레인이 연결된다. 다른 하나의 제2 NMOS 트랜지스터는 상기 제1 NMOS 트랜지스터의 소스에 드레인이 연결된다.
상기와 같은 밴드갭 기준전압 생성장치는 전원(Pwd)이 인가된 경우, 상기 피드백 회로부(20)의 PMOS 트랜지스터가 오프(OFF)되고, 상기 스타트-업 회로부(30) 의 PMOS 트랜지스터와 상기 제1,2NMOS 트랜지스터가 온(ON)된다.
이 경우, 상기 제1,2 NMOS 트랜지스터로 전류 경로가 형성되면서 상기 연산증폭기의 출력을 일정 전압으로 유지해 스타트-업 시 동작모드로 진입하는 것을 원활히 한다.
즉, 상기 제1,2 NMOS 트랜지스터를 턴-온(Turn-on) 시킴으로써 상기 연산증폭기의 출력이 하이(High) 상태에 놓이는 것을 방지한다.
또한, 상기 밴드갭 기준전압 생성장치는 전원(Pwd)이 오프된 경우 상기 제1,2NMOS 트랜지스터가 오프(Off)되어 정상모드로 동작하며 일정한 밴드갭 전압을 출력한다.
도 4는 본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치의 출력을 설명하는 도면이다.
본 발명의 밴드갭 기준전압 생성장치의 출력 특성을 보면, 10mv 이상의 연산증폭기 입력단자의 공정에 오차가 발생되더라도 휴먼모드에서 동작모드로 전환시 요구된 DC전압(1V) 이상의 전압으로 빠른 시간 안에 도달하며, 안정되고 일정한 전압을 유지한다.
본 발명에 따른 밴드갭 기준전압 생성장치는 다음과 같은 효과가 있다.
기준전압 발생부의 휴먼모드에서 동작모드로 전환시 안정된 스타트-업을 수행함으로써 빠른 시간내에 일정한 출력 전압을 얻을 수 있다.
또한, 연상 증폭기내 두 입력 트랜지스터가 공정상 오류가 발생된 경우에도 일정한 밴드갭 전압을 출력할 수 있다.
또한, 휴먼모드에서 동작모드로 전환시 기준전압 발생부가 빠른 시간내에 구동될 수 있다.

Claims (4)

  1. 온도 보상회로와 연산증폭기가 포함된 기준전압 발생부;
    상기 연산증폭기의 출력단과 연결된 PMOS 트랜지스터가 포함되는 피드백 회로부;
    상기 연산증폭기의 출력단과 연결되어 상기 기준전압 발생부가 휴먼모드에서 동작모드로 전화하거나 동작모드에서 휴먼모드로 전환시 안정적으로 동작될 수 있도록 스타트-업 전원을 인가하는 PMOS 트랜지스터와 제1,2 NMOS 트랜지스터가 포함되는 스타트-업 회로부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준전압 생성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스타트-업 회로부와 병렬로 연결되어 상기 기준전압 발생부의 출력에서 고주파 노이즈를 감소시키기 위해 커패시터가 포함된 노이즈 제거부가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준전압 생성장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 휴먼모드시 전력 소모를 줄이기 위해 출력 전압이 0V가 되도록 상기 스타트-업 회로부와 소스 및 드레인이 연결된 NMOS 트랜지스터가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준전압 생성장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스타트-업 회로부의 PMOS 트랜지스터는 상기 연산증폭기의 출력단에 드레인이 연결되고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터는 상기 연산증폭기의 출력단에 게이트 및 드레인이 연결되고, 상기 제2 NMOS 트랜지스터의 드레인은 상기 제1 NMOS 트랜지스터의 소스와 연결되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준전압 생성장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940151B1 (ko) 2007-12-26 2010-02-03 주식회사 동부하이텍 밴드갭 기준전압 발생회로
KR101404583B1 (ko) 2013-01-22 2014-06-27 (주) 쿨파워테크놀러지 노이즈에 강한 밴드갭 기준전압 발생회로
KR101417617B1 (ko) 2013-03-29 2014-07-09 한양대학교 산학협력단 기준전압 발생기

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02176811A (ja) * 1988-12-27 1990-07-10 Nec Corp 基準電圧発生回路
JPH08185236A (ja) * 1994-12-29 1996-07-16 Fujitsu Ltd 基準電圧生成回路
JPH0934572A (ja) * 1995-07-20 1997-02-07 Hitachi Ltd 電源回路
JPH1145125A (ja) 1997-07-29 1999-02-16 Toshiba Corp 基準電圧発生回路および基準電流発生回路
JPH11134051A (ja) 1997-10-31 1999-05-21 Seiko Instruments Inc 基準電圧回路
US6087821A (en) 1998-10-07 2000-07-11 Ricoh Company, Ltd. Reference-voltage generating circuit
KR20000044681A (ko) * 1998-12-30 2000-07-15 김영환 반도체 장치의 기준 전압 발생 회로
KR20020053188A (ko) * 2000-12-27 2002-07-05 박종섭 커런트 미러형의 밴드갭 기준전압 발생장치
KR100353815B1 (en) 2000-12-26 2002-09-28 Hynix Semiconductor Inc Bandgap reference voltage generator
KR20060086456A (ko) * 2002-02-27 2006-07-31 가부시키가이샤 리코 기준 전압 발생 회로와 그 제조 방법 및 그것을 이용한전원 장치
KR20060091060A (ko) * 2005-02-11 2006-08-18 삼성전자주식회사 스타트-업 실패가 발생하지 않는 밴드갭 기준전압 생성장치
KR20070028261A (ko) * 2005-09-07 2007-03-12 가부시끼가이샤 르네사스 테크놀로지 기준 전압 발생 회로, 반도체 집적 회로 및 반도체 집적회로 장치

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02176811A (ja) * 1988-12-27 1990-07-10 Nec Corp 基準電圧発生回路
JPH08185236A (ja) * 1994-12-29 1996-07-16 Fujitsu Ltd 基準電圧生成回路
JPH0934572A (ja) * 1995-07-20 1997-02-07 Hitachi Ltd 電源回路
JPH1145125A (ja) 1997-07-29 1999-02-16 Toshiba Corp 基準電圧発生回路および基準電流発生回路
JPH11134051A (ja) 1997-10-31 1999-05-21 Seiko Instruments Inc 基準電圧回路
US6087821A (en) 1998-10-07 2000-07-11 Ricoh Company, Ltd. Reference-voltage generating circuit
KR20000044681A (ko) * 1998-12-30 2000-07-15 김영환 반도체 장치의 기준 전압 발생 회로
KR100353815B1 (en) 2000-12-26 2002-09-28 Hynix Semiconductor Inc Bandgap reference voltage generator
KR20020053188A (ko) * 2000-12-27 2002-07-05 박종섭 커런트 미러형의 밴드갭 기준전압 발생장치
KR20060086456A (ko) * 2002-02-27 2006-07-31 가부시키가이샤 리코 기준 전압 발생 회로와 그 제조 방법 및 그것을 이용한전원 장치
KR20060091060A (ko) * 2005-02-11 2006-08-18 삼성전자주식회사 스타트-업 실패가 발생하지 않는 밴드갭 기준전압 생성장치
KR20070028261A (ko) * 2005-09-07 2007-03-12 가부시끼가이샤 르네사스 테크놀로지 기준 전압 발생 회로, 반도체 집적 회로 및 반도체 집적회로 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940151B1 (ko) 2007-12-26 2010-02-03 주식회사 동부하이텍 밴드갭 기준전압 발생회로
KR101404583B1 (ko) 2013-01-22 2014-06-27 (주) 쿨파워테크놀러지 노이즈에 강한 밴드갭 기준전압 발생회로
KR101417617B1 (ko) 2013-03-29 2014-07-09 한양대학교 산학협력단 기준전압 발생기

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