KR101104720B1 - 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로 - Google Patents

외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR101104720B1
KR101104720B1 KR1020090117055A KR20090117055A KR101104720B1 KR 101104720 B1 KR101104720 B1 KR 101104720B1 KR 1020090117055 A KR1020090117055 A KR 1020090117055A KR 20090117055 A KR20090117055 A KR 20090117055A KR 101104720 B1 KR101104720 B1 KR 101104720B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compensation
supply voltage
temperature
reference voltage
voltage
Prior art date
Application number
KR1020090117055A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110060460A (ko
Inventor
김상훈
Original Assignee
이타칩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이타칩스 주식회사 filed Critical 이타칩스 주식회사
Priority to KR1020090117055A priority Critical patent/KR101104720B1/ko
Priority to CN201080054024.5A priority patent/CN102640418B/zh
Priority to US13/501,659 priority patent/US8710939B2/en
Priority to PCT/KR2010/007790 priority patent/WO2011065685A2/ko
Publication of KR20110060460A publication Critical patent/KR20110060460A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101104720B1 publication Critical patent/KR101104720B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/011—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02—Details
    • H03B5/04—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/50—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
    • H03K4/501—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply

Abstract

본 발명에 따른 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로는, 외부공급전압(VDD) 및 온도 변화에 대해 안정된 기준전압(Vbp)을 생성하는 기준전압 발생부(310); 상기 Vbp 전압을 수신하여 제1 기준전압(PVREF), 제2 기준전압(IVREF) 및 제3 기준전압(RX_VREF)을 생성하는 온도 보상부(330); 상기 제1 기준전압(PVREF)을 수신하여 외부공급전압(VDD) 및 온도 변화에 대해 안정된 내부 공급전압(VPPI)을 생성하는 내부공급전압 발생부(320); 상기 제2 기준전압(IVREF)을 수신하여 온도변화에 대하여 증가하거나 감소하는 보상 전류(RX_IREF)를 생성하는 전류공급부(340); 상기 보상 전류(RX_IREF)의 양을 조절하여 공정 보상을 행하는 공정보상부(350); 및 발진 신호를 발생시키는 발진신호 발생부(360)를 제공한다.
본 발명에 따른 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로는 넓은 범위를 갖는 외부공급전압, 온도 및 공정 변화에 관계없이 안정적으로 일정한 주파수의 발진 신호를 발생시키는 장점이 있다.
온도보상, 공급전압보상, 공정보상, 오실레이터

Description

외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로{OSCILLATOR CIRCUIT COMPENSATING FOR EXTERNAL VOLTAGE SUPPLY, TEMPERATURE AND PROCESS}
본 발명은 넓은 범위의 외부공급전압, 온도 및 반도체 공정의 변화에 대해 안정적인 일정한 주파수의 발진 신호를 발생하는 오실레이터 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적 회로 장치 또는 칩을 위해 사용된 주변의 공급전압에 따른 주기신호의 변화를 보상하는 동시에 온도변화 및 공정변화에 대해 안정적인 일정한 발진 신호를 발생시킬 수 있는 넓은 범위의 외부공급전압, 온도 및 공정 보상 오실레이터 회로에 관한 것이다.
오실레이터는 컴퓨터, 시스템 또는 통신기기 등을 포함하는 전자장치들의 타이밍 신호를 제공하는데 널리 사용된다.
오실레이터 회로는 오실레이터가 안정된 발진신호를 출력하기 위한 3가지 요소 즉 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 외부적인 변화에 대하여 동시에 보상 되어야 한다.
하지만 종래의 오실레이터는 상기 3가지 요소 중 온도변화에 대해서만 보상 하도록 하여 정밀하지 못한 발진 신호를 출력할 뿐 만 아니라, 공급전압과 공정이 변화하면 온도변화에 대한 보상이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있었다.
도 1은 종래의 일반적인 오실레이터 회로를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 오실레이터 회로(100)는 저항성 소자(110), 커패시터(120), 비교기(130), 출력 펄스 발생기(140) 및 리셋 회로(150)를 포함한다.
전류(I)는 저항성 소자(110)에 의하여 생성되며 전원전압 공급원(VDD)에서 커패시터(120) 방향으로 흐른다.
비교기(130)는 저항성소자(110)와 커패시터(120)를 연결하는 연결 노드(N1)의 제1 입력단, 기준전압(VREF)을 수신하는 제2 입력단 및 출력 펄스발생기(140)에 연결된 출력단을 갖는다.
출력 펄스 발생기(140)는 발진 신호를 출력하고, 커패시터(120)의 방전을 제어하기 위한 리셋(reset) 신호를 리셋회로(150)에 제공한다. 출력 펄스 발생기(140)는 커패시터(120)에 반복적으로 충전(charge) 및 방전(discharge)을 하여 오실레이터(100)가 주기적으로 발진 신호를 생성하도록 한다.
하지만, 종래의 일반적인 오실레이터 회로(100)는 하기와 같은 문제점을 갖고 있다.
즉, 공급전압(VDD)에 따라 전류(I)가 변화하고, 온도 변화에 따라 저항성소자(110)의 저항값이 변화하기 때문에 이에 의해 연쇄적으로 전류(I)가 변화하am로 인해 오실레이터 회로(100)는 공급전압(VDD) 변화와 온도 변화에 따라 출력 발진신 호 주파수가 변화하는 문제점이 있었다.
도 2는 종래의 또 다른 온도 보상을 구현하는 오실레이터 회로를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 종래의 온도 보상을 구현하는 오실레이터 회로(200)는 전류 미러형 회로(210)를 구성하는 제1, 제2 트랜지스터(211, 212), 제어전압(Vg)에 의해 전류 미러형 회로(210)에 의해 출력된 제1 전류(I1)의 양을 제어하는 제3 트랜지스터(220), 제2 전류(I2)를 생성하는 저항성소자(230), 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)가 합산된 제3 전류(I3)를 받아들이는 커패시터(240), 비교기(250), 리셋회로(260) 및 출력펄스발생기(270)를 포함한다.
커패시터(240)는 제3 전류(I3)를 받아 들여 충전하고, 출력펄스발생기(270)는 리셋회로(260)를 활성화하여 커패시터(240)를 방전시킨다. 커패시터(240)의 반복된 충전 및 방전은 주기적으로 펄스 발진 신호를 생성하도록 한다.
하지만, 종래의 온도 보상을 구현하는 오실레이터 회로(200)는 역시 하기와 같은 문제점이 있었다.
즉 외부공급전압과 공정이 변화하지 않을 때 공급되는 제3 전류(I3)는 온도변화에 일정하지만, 외부공급전압과 공정이 변화하면 온도변화에 대한 공급전류(I3)가 변화하여 일정한 발진 신호를 출력하지 못하는 문제점이 있었다.
또한 외부공급전압과 온도변화에 무관한 전류를 공급받더라도 발진 신호를 생성하는 발진부의 외부공급전압과 온도에 대한 특성이 변화하여 출력 발진 신호의 주파수가 변화하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 넓은 범위를 갖는 외부공급전압, 온도 및 공정 변화에 관계없이 안정적으로 일정한 주파수의 발진 신호를 발생시키는 오실레이터 회로를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로는, 외부공급전압(VDD) 및 온도 변화에 대해 안정된 기준전압(Vbp)을 생성하는 기준전압 발생부(310); 상기 기준전압(Vbp)을 수신하여 제1 기준전압(PVREF), 제2 기준전압(IVREF) 및 제3 기준전압(RX_VREF)을 생성하는 온도 보상부(330); 상기 제1 기준전압(PVREF)을 수신하여 외부공급전압(VDD) 및 온도 변화에 대해 안정된 내부공급전압(VPPI)을 생성하는 내부 공급전압 발생부(320); 상기 제2 기준전압(IVREF)을 수신하여 온도변화에 대하여 증가하거나 감소하는 보상 전류(RX_IREF)를 생성하는 전류공급부(340); 상기 보상 전류(RX_IREF)의 양을 조절하여 공정 보상을 행하는 공정보상부(350); 및 발진 신호를 발생시키는 발진신호 발생부(360)를 제공한다.
본 발명은 넓은 범위를 갖는 외부공급전압, 온도 및 공정 변화에 관계없이 안정적으로 일정한 주파수의 발진 신호를 발생시키는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예의 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 오실레이터 회로의 구성을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 오실레이터 회로(300)는 기준전압 발생부(310), 내부 공급전압 발생부(320), 온도 보상부(330), 전류공급부(340), 공정보상부(350) 및 발진신호 발생부(360)를 포함한다.
도3 및 도 4를 참조하면, 기준전압 발생부(310)는 PMOS 트랜지스터(311,312)에게 외부공급전압(VDD)과 온도변화에 일정한 전류를 흐르도록 트랜지스터(311,312)의 게이트를 제어하는 연산증폭기(313)의 출력전압(Vbp)을 발생하여 온도 보상부(330)를 통해 내부 공급전압 발생부(320), 전류공급부(340) 및 발진신호 발생부(360)에게 각각 제1 기준전압(PVREF), 제2 기준전압(IVREF) 및 제3 기준전압(RX_VREF)을 공급한다.
내부 공급전압 발생부(320)는 제1 기준전압(PVREF)과 외부공급전압(VDD)을 수신하여 생성한 내부공급전압(VPPI)을 전류공급부(340), 공정보상부(350) 및 발진신호 발생부(360)에게 각각 공급한다.
내부공급전압(VPPI)은 외부공급전압(VDD)의 변화 및 온도 변화에 안정된 전압으로 외부공급전압(VDD) 보다 작은 값을 갖는다.
도3 및 도 4를 참조하면, 온도보상부(330)는 기준전압 발생부(310)의 Vbp 전압을 수신하여 내부 공급전압 발생부(320), 전류공급부(340) 및 발진신호 발생 부(360)의 온도변화에 대한 각각의 특성 변화에 맞춰 온도 변화에 대하여 증가하거나 감소하도록 보상하여 제1 기준전압(PVREF), 제2 기준전압(IVREF) 및 제3 기준전압(RX_VREF)을 생성하며, 이들 각각을 내부 공급전압 발생부(320), 전류공급부(340) 및 발진신호 발생부(360)에게 공급한다.
전류공급부(340)는 상기 내부 공급전압 발생부(320)의 내부 공급전압(VPPI)을 수신하고, 온도보상부(330)에서 온도변화에 대하여 증가하거나 감소하도록 보상된 제2 기준전압(IVREF)을 수신하여 온도에 보상된 전류(RX_IREF)를 발진신호 발생부(360)로 공급한다.
공정보상부(350)는 전류공급부(340)에서 발진신호 발생부(360)로 제공하는 공급전압과 온도변화에 보상된 보상 전류(RX_IREF)의 크기를 조절하여 제조단계 및 제조 이후의 공정변화에 대하여 원하는 일정한 발진신호를 출력하도록 보상한다.
발진신호 발생부(360)는 상기 내부 공급전압 발생부(320)의 외부공급전압(VDD) 변화 및 온도변화에 무관한 내부공급전압(VPPI)을 수신하고, 온도보상부(330)에서 온도 보상된 제3 기준전압(RX_VREF)을 수신하고, 온도변화와 공정변화에 대하여 보상된 전류공급부(340)의 보상 전류(RX_IREF)를 수신하여 넓은 범위를 갖는 외부공급전압의 변화, 온도변화 및 공정변화에 무관한 안정된 발진신호를 출력한다.
도 4는 본 발명의 기준전압 발생부, 온도 보상부 및 내부 공급전압 발생부를 구성하는 회로를 도시한 것이다.
도4 및 도 3을 참조하면, 기준전압 발생부(310)는 일반적인 밴드갭(bandgap) 레퍼런스(reference) 회로 또는 베타멀티플라이어(beta-multiplier) 레퍼런스(reference) 회로를 이용하여 공급전압변화와 온도변화에 안정된 기준전압을 생성한다.
온도보상부(330)는 기준전압 발생부(310)의 전류원인 2개의 PMOS 트랜지스터(311,312)에 외부공급전압(VDD)과 온도변화에 일정한 전류를 흐르도록 트랜지스터(311,312) 게이트를 제어하는 연산증폭기(313)의 출력전압(Vbp)을 수신하여 공급전압에 무관하고 온도변화에 증가, 감소 또는 온도변화에 무관한 제1 기준전압(PVREF), 제2 기준전압(IVREF) 및 제3 기준전압(RX_VREF)을 생성한다.
내부 공급전압 발생부(320)의 회로는 연산증폭기(321) 및 제1, 제2 저항(R1, R2)으로 구성되며, 상기 연산증폭기(321)는 제1 기준전압(PVREF)을 제1 입력 단으로 수신하고, 접지부에 연결된 제2 저항(R2)에 걸리는 전압을 제2 입력 단으로 수신한다. 제2 저항(R2)에 걸리는 전압변화를 제어하는 전압제어 전류원의 역할을 함으로서 전류 값에 대한 일정한 내부 공급전압(VPPI)를 출력한다.
내부 공급전압 발생부(330)는 온도보상부(320)에서 생성된 외부공급전압의 변화 및 온도변화에 무관한 제1 기준전압(PVREF)을 수신하여 온도변화에 대해 일정한 값을 갖는 내부 공급전압(VPPI)을 발생한다.
도 5는 본 발명의 전류 공급부 및 공정 보상부를 구성하는 회로를 도시한 것이다.
도 5 및 도 3을 참조하면, 전류 공급부(340)는 출력 변화를 검출하는 연산증폭기(341),전류 소오스의 PMOS 트랜지스터(342)로 구성되며, 상기 연산증폭기(341) 는 온도보상부(330)에서 공급하는 제2 기준 전압(IVREF)과 노드(N1)에 걸리는 전압을 입력받아 전류 소오스인 PMOS 트랜지스터(342)의 게이트 전압을 제어한다.
전류 공급부(340)와 공정 보상부(350)는 상기 노드(N1)를 통해 연결된다.
공정보상부(350)는 직렬 연결된 복수 개의 저항(R0, R1...Rn)을 구비하며, 상기 복수 개의 저항(R0, R1...Rn)에 대응한 디지털 코드값(D0, D1...Dn)의 조정을 통해 상기 복수 개의 저항에 대한 전체 저항 값(RT0)을 제어한다.
상기 제어된 전체 저항 값(RT0)을 통해 공정변화에 대하여 보상하는 보상 전류(RX_IREF)를 생성하며, 상기 보상 전류(RX_IREF)는 하기 [수학식1]처럼 표현된다.
[수학식1]
Figure 112009073827314-pat00001
여기서, a는 온도변화에 따른 제2 기준전압(IVREF)의 변화 값을 나타내며, 상기 a를 이용하여 온도변화에 대하여 증가하거나 감소하는 보상 전류(RX_IREF)를 생성할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 발진신호 발생부를 구성하는 회로를 도시한 것이다.
도 6 및 도3을 참조하면, 발진신호 발생부(360)는 외부공급전압(VDD)의 변화와 온도변화에 안정된 내부 공급전압(VPPI)을 수신하고, 전하를 축적하여 전압을 생성하는 제1, 제2 커패시터(363a, 363b), 제3 기준전압(RX_VREF)과 제1, 제2 커패시터(363a, 363b) 각각에 충전되는 전압을 비교하여 출력하는 제1, 제2 비교 기(362a, 362b), 제1, 제2 커패시터(363a, 363b)에 충전된 보상 전류(RX_IREF)를 일정하게 방전시키는 전류 소오스(365), 제1, 제2 커패시터(363a, 363b) 각각에 전하를 충전시키는 리셋 회로(361) 및 펄스를 생성하여 출력하는 출력 펄스 발생기(366)를 포함한다.
이하 본 발명의 발진신호 발생부(360)의 회로 동작을 설명한다.
제1 노드(NC1)의 회로 동작만 살펴보면, 제1(NC1)의 전압이 제3 기준전압(RX_VREF) 보다 작을 때에는 제1(362a)의 출력은 로우(low) 논리 레벨을 갖는다. 반면 제1(NC1)의 전압이 제3 기준전압(RX_VREF) 보다 높을 때에는 비교기의 출력은 하이(high) 논리 레벨을 갖는다.
제1 비교기(362a)의 출력신호는 출력 펄스 발생기(366)로 입력되며, 상기 출력 펄스 발생기(366)는 펄스 발생 출력신호 및 리셋 신호(364a, 364b)를 출력한다.
리셋(reset) 신호(364a)는 리셋 회로(361)에 제공되어 제1 커패시터(363a)를 충전시킨다. 즉, 제1 커패시터(363a)의 출력 신호가 로우(low) 논리 값으로 천이할 때, 출력펄스 발생기(366)는 리셋 신호(364a)를 생성한다. 상기 리셋(reset) 신호(364a)는 제1 커패시터(363a)를 충전(charge)시켜 제1 노드(NC1)의 전압을 높이도록 리셋 회로(361)를 턴 온(turn on) 시킨다.
반면, 제1 노드(NC1)의 전압 레벨이 리셋 회로(361)에 의해 실질적으로 증가할 때, 제1 노드(NC1)의 전압 레벨은 기준 전압(VREF) 보다 높아서 제1 비교기(362a)가 하이(high) 논리 레벨로 천이하기 때문에, 제1 비교기(362a)의 출력은 이전의 상태로 되돌아간다.
상기 동작을 구현하는 리셋 회로(361)는 회로 설계자라면 누구나 간단하게 구현할 수 있으므로 구체적인 회로에 대한 설명은 생략한다.
제2 노드(NC2)의 회로 동작은 상기 제1 노드(NC1)의 회로 동작과 동일하다.
결과적으로, 출력 펄스 발생기(366)는 제1 노드(NC1)와 제2 노드(NC2)의 회로 동작을 교대로 반복적으로 동작시켜 제1, 제2 커패시터(363a, 363b)의 반복적인 충전(charge) 및 방전(discharge)을 통해 주기적인 펄스(pulse) 신호를 생성한다.
이하, 상기 도3 내지 도6에서 설명한 내용을 요약정리 한다.
(1) 본 발명의 오실레이터 회로(300)의 외부공급전압(VDD)에 대한 보상은 내부 공급전압 발생부(320)에서 외부공급전압(VDD)의 변화와 온도변화에 무관한 내부 공급전압(VPPI)을 전류공급부(340) 및 발진신호 발생부(360)에 각각 공급함으로 구현된다.
(2) 본 발명의 오실레이터 회로(300)의 온도변화에 대한 보상은 발진신호 발생부(360)의 온도변화에 대한 특성변화에 맞춰 온도보상부(330)의 제3 기준전압(RX_VREF)과 전류 공급부(340)의 보상 전류(RX_IREF)를 온도변화에 증가하거나 감소하도록 조절하여 구현한다.
(3) 본 발명의 오실레이터 회로(300)의 공정변화에 대한 보상은 공정보상부(350)의 저항성 소자의 전체 저항값(RT0)을 프로그래머블(programmable)화 된 디지털 코드를 선택하여 전류 공급부(340)의 보상 전류(RX-IREF)의 크기를 조절하여 제조단계 및 제조이후의 공정변화에 대하여 원하는 일정한 출력 발진신호 주파수를 출력한다.
도 7은 종래의 내부 공급전압을 사용하지 않을 경우 전원전압변화 및 온도변화에 따른 발진신호 주파수의 관계를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 전원전압변화 및 온도변화에 따른 출력 발진신호의 주파수의 변화를 나타내는 기울기(410)는 증가하는 것을 나타낸다. 즉 공급되는 외부공급전압이 변화하면 발진 신호 발생부의 온도에 대한 특성도 변화하여 공급전류가 온도에 무관하더라도 출력되는 발진 신호 주파수는 변화한다.
도 8은 본 발명에 따른 전원전압변화 및 온도변화에 대한 출력 발진신호 주파수의 관계를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 전원전압변화 및 온도변화에 따른 출력 발진신호의 주파수의 변화를 나타내는 기울기(510)는 일정하다는 것을 알 수 있다. 즉 본 발명의 경우 외부 전원전압의 변화 및 온도 변화에도 출력되는 발진신호 주파수는 변동되지 않고 일정한 크기를 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 오실레이터 회로(300)는 넓은 범위의 외부공급전압, 온도 및 공정변화에 무관한 일정한 주파수의 발진 신호를 생성함을 확인 할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 종래의 일반적인 오실레이터 회로를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 또 다른 온도 보상을 구현하는 오실레이터 회로를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 오실레이터 회로의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 기준전압 발생부, 온도 보상부 및 내부 공급전압 발생부를 구성하는 회로를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 전류 공급부 및 공정 보상부를 구성하는 회로를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 발진 신호 발생부를 구성하는 회로를 도시한 것이다.
도 7은 종래의 내부 공급전압을 사용하지 않을 경우 전원전압변화 및 온도변화에 따른 발진 신호 주파수의 관계를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 전원전압변화 및 온도변화에 대한 출력 발진 신호 주파수의 관계를 도시한 것이다.

Claims (14)

  1. 외부공급전압(VDD) 및 온도 변화에 대해 안정된 기준전압(Vbp)을 생성하는 기준전압 발생부;
    상기 기준전압(Vbp)을 수신하여 각각에 대해 상기 온도 변화에 대하여 증가하거나 감소하는 보상이 된 제1 기준전압(PVREF), 제2 기준전압(IVREF) 및 제3 기준전압(RX_VREF)을 생성하는 온도 보상부;
    상기 제1 기준전압(PVREF)을 수신하여 상기 외부공급전압(VDD) 및 온도 변화에 대해 안정된 내부공급전압(VPPI)을 생성하는 내부 공급전압 발생부;
    상기 제2 기준전압(IVREF)을 수신하여 온도에 대하여 비례하거나 반비례하는 보상 전류(RX_IREF)를 생성하는 전류공급부;
    상기 보상 전류(RX_IREF)의 양을 조절하여 공정 보상을 행하는 공정보상부; 및
    발진 신호를 발생시키는 발진신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 온도 보상부는,
    상기 제1 기준전압(PVREF)을 상기 내부 공급전압 발생부에게 공급하고, 상기 제2 기준전압(IVREF)을 상기 전류공급부에게 공급하고, 상기 제3 기준전압(RX_VREF)을 상기 발진신호 발생부에게 각각 공급하는 것을 특징으로 하는 외부 공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 내부 공급전압 발생부는,
    상기 내부공급전압(VPPI)을 상기 전류공급부, 상기 공정보상부 및 상기 발진신호 발생부에게 각각 공급하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 발진신호 발생부는,
    상기 내부공급전압(VPPI), 상기 제3 기준전압(RX_VREF) 및 상기 보상 전류(RX_IREF)를 수신하여 일정한 크기의 발진신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전류공급부는,
    상기 내부 공급전압(VPPI)과 접지 사이에 직렬로 연결되는 PMOS 트랜지스터 및 상기 제2 기준전압(IVREF) 및 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인(D) 단자와 접지 사이에 위치한 노드(N1) 전압을 입력 받는 연산증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 공정보상부는,
    상기 노드(N1)와 상기 접지 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 공정보상부는,
    복수 개의 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 공정보상부는,
    상기 복수 개의 저항에 대응한 디지털 코드 값의 조정을 통해 상기 복수 개의 저항의 전체 저항 값(RTO)을 제어하여 상기 보상 전류(RX_IREF)를 조정하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 보상 전류(RX_IREF)는,
    Figure 112009073827314-pat00002
    (여기서, a는 온도변화에 따른 상기 제2 기준전압(IVREF)의 변화 값으로 정의 됨) 값을 갖는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 발진신호 발생부는,
    상기 내부 공급전압(VPPI)을 수신하여 전하를 각각 충전하는 제1, 제2 커패시터;
    상기 제3 기준전압(RX_VREF)과 상기 제1, 제2 커패시터 각각에 충전되는 전압을 비교하여 출력하는 제1, 제2 비교기;
    상기 제1, 제2 커패시터에 충전된 상기 보상 전류(RX_IREF)를 일정하게 방전시키는 전류 소오스;
    상기 제1, 제2 커패시터 각각에 전하를 충전시키는 리셋 회로; 및
    펄스를 생성하여 출력하는 출력 펄스 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 기준전압 발생부는,
    밴드갭(bandgap) 레퍼런스 회로 또는 베타멀티플라이어(beta-multiplier) 레퍼런스 회로를 사용하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  12. 제 1항 또는 제11항에 있어서, 상기 기준전압 발생부는,
    제1, 제2 PMOS 트랜지스터 및 연산증폭기를 구비하며, 상기 외부공급전압(VDD)과 온도변화에 일정한 전류가 흐르도록 상기 연산증폭기의 출력전압으로 상기 제1, 제2 PMOS 트랜지스터의 게이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 출력전압은,
    상기 기준전압(Vbp)으로 사용되는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 내부 공급전압 발생부는,
    연산증폭기 및 제1, 제2 저항(R1, R2)으로 구성되며,
    상기 연산증폭기는 상기 제1 기준전압(PVREF)을 제1 입력 단으로 수신하고, 접지부와 연결된 상기 제2 저항(R2)에 걸리는 전압을 제2 입력 단으로 수신하여 서로 비교한 후 상기 내부공급전압(VPPI)을 출력하는 것을 특징으로 하는 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.
KR1020090117055A 2009-11-30 2009-11-30 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로 KR101104720B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090117055A KR101104720B1 (ko) 2009-11-30 2009-11-30 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로
CN201080054024.5A CN102640418B (zh) 2009-11-30 2010-11-05 对于外部供应电压、温度及工序具有补偿的振荡电路
US13/501,659 US8710939B2 (en) 2009-11-30 2010-11-05 Oscillator circuit which compensates for external voltage supply, temperature and process
PCT/KR2010/007790 WO2011065685A2 (ko) 2009-11-30 2010-11-05 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090117055A KR101104720B1 (ko) 2009-11-30 2009-11-30 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110060460A KR20110060460A (ko) 2011-06-08
KR101104720B1 true KR101104720B1 (ko) 2012-01-11

Family

ID=44067047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090117055A KR101104720B1 (ko) 2009-11-30 2009-11-30 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8710939B2 (ko)
KR (1) KR101104720B1 (ko)
CN (1) CN102640418B (ko)
WO (1) WO2011065685A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9059717B2 (en) 2013-01-07 2015-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for frequency compensation using two counters
US9685238B2 (en) 2015-07-09 2017-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Clock signal generation device and memory device including the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8493114B2 (en) * 2011-07-06 2013-07-23 Mediatek Inc. Temperature compensation circuit and synthesizer using the temperature compensation circuit
CN103580649B (zh) * 2012-07-31 2016-08-03 成都锐成芯微科技有限责任公司 低失调低温漂高电源抑制比的rc振荡器电路
CN102931914A (zh) * 2012-11-06 2013-02-13 昆山北极光电子科技有限公司 一种自稳定波形发生电路
CN103501168A (zh) * 2013-10-23 2014-01-08 天利半导体（深圳）有限公司 一种张弛振荡器电路
US9325323B2 (en) * 2014-08-30 2016-04-26 Stmicroelectronics International N.V. CMOS oscillator having stable frequency with process, temperature, and voltage variation
KR101817544B1 (ko) * 2015-12-30 2018-01-11 어보브반도체 주식회사 개선된 반송파 주파수 오프셋 보상을 사용하는 블루투스 수신 방법 및 장치
EP3200347B1 (en) * 2016-01-28 2019-11-13 Nxp B.V. Temperature-compensated oscillator
CN110581688B (zh) * 2018-06-08 2023-08-25 华邦电子股份有限公司 震荡器电路
CN109709999B (zh) * 2018-12-27 2020-12-01 普冉半导体(上海)股份有限公司 控制输出频率温度系数的实现方法及电路
JP7367350B2 (ja) * 2019-06-21 2023-10-24 セイコーエプソン株式会社 回路装置、発振器、電子機器及び移動体
CN113824442B (zh) * 2021-09-26 2024-02-13 合肥甘尧电子科技有限公司 一种芯片振荡器温度补偿控制系统
US20230343399A1 (en) * 2022-04-20 2023-10-26 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Voltage supply circuits, three-dimensional memory devices, peripheral circuit, and methods for adjusting voltage supply circuit
KR102508683B1 (ko) * 2022-09-20 2023-03-14 김민선 오토 캘리브레이션 회로

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0918234A (ja) * 1995-04-27 1997-01-17 Seiko Epson Corp 温度補償圧電発振器
KR20010096856A (ko) * 2000-04-15 2001-11-08 김석진, 김창현 오실레이터 회로
KR20060032441A (ko) * 2004-10-12 2006-04-17 전자부품연구원 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7456699B2 (en) * 2004-03-22 2008-11-25 Mobius Microsystems, Inc. Frequency controller for a monolithic clock generator and timing/frequency reference
CN100512013C (zh) * 2004-05-31 2009-07-08 凌阳科技股份有限公司 电压控制振荡器
KR100712554B1 (ko) * 2006-05-04 2007-05-02 삼성전자주식회사 전압 또는 온도 변화에 따른 클럭 신호의 주기 변화를감소시킬 수 있는 오실레이터
CN100581056C (zh) * 2006-11-10 2010-01-13 天时电子股份有限公司 不受温度变化及供应电压变化影响的稳定振荡器
US7884679B2 (en) * 2009-03-18 2011-02-08 Nxp B.V. Process, voltage, temperature compensated oscillator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0918234A (ja) * 1995-04-27 1997-01-17 Seiko Epson Corp 温度補償圧電発振器
KR20010096856A (ko) * 2000-04-15 2001-11-08 김석진, 김창현 오실레이터 회로
KR20060032441A (ko) * 2004-10-12 2006-04-17 전자부품연구원 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9059717B2 (en) 2013-01-07 2015-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for frequency compensation using two counters
US9685238B2 (en) 2015-07-09 2017-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Clock signal generation device and memory device including the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011065685A3 (ko) 2011-08-25
US8710939B2 (en) 2014-04-29
CN102640418A (zh) 2012-08-15
KR20110060460A (ko) 2011-06-08
US20120229221A1 (en) 2012-09-13
WO2011065685A2 (ko) 2011-06-03
CN102640418B (zh) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101104720B1 (ko) 외부공급전압, 온도 및 공정에 대한 보상을 갖는 오실레이터 회로
US9099994B2 (en) Relaxation oscillator
US8115559B2 (en) Oscillator for providing a constant oscillation signal, and a signal processing device including the oscillator
JP4424546B2 (ja) パルス幅変調回路
US20120230071A1 (en) Power supply circuit system
US9946290B2 (en) Current reference circuit and an electronic device including the same
US20180069531A1 (en) Low temperature coefficient clock signal generator
US20140176096A1 (en) Semiconductor device and power supply system including the same
US9548656B1 (en) Low voltage ripple charge pump with shared capacitor oscillator
US8040160B2 (en) Driver arrangement and signal generation method
US10666235B1 (en) Temperature compensated oscillation circuit
US8890629B2 (en) Oscillator circuit with comparator
US9354647B2 (en) Adjustable reference current generating circuit and method for driving the same
CN109286369B (zh) 一种压控振荡器、集成芯片及电子设备
CN112636725A (zh) 一种电阻电容rc振荡器
US9645623B2 (en) Semiconductor integrated circuit and method of controlling power supply
CN106330142B (zh) 时钟相移电路
CN113131868B (zh) 数字调节振荡器
JP6715790B2 (ja) 基準電流源回路
JP2019149665A (ja) 発振回路、半導体装置、及び、マイクロコンピューター
US7898350B2 (en) Frequency stabilizing device of an oscillator
JP5974627B2 (ja) 発振回路及び電子機器
US7119626B2 (en) Oscillation circuit and operation method thereof
US8643439B2 (en) Oscillation circuit of semiconductor apparatus
JP2024002737A (ja) タイマー回路、オシレータ回路、半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151223

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 8