KR101390303B1 - Apparatus for differential to single ended converter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차동 대 단일단 변환기(Differential to single ended converter)에 대한 것으로 차동 대 단일 단 변환기의 장치에 있어서, 제 1 전압을 입력 받아 동 위상인 제 1 전류를 출력하는 비 인버팅 전압 전류 변환부와 제 2 전압을 입력 받아 위상을 반전한 제 2 전류를 출력하는 인버팅 전압-전류 변환부와 상기 제 1 전류 및 상기 제 2 전류를 서로 더하고, 전압으로 변환하는 전류 전압 변환부를 포함하고 상기 제 2 전압의 위상은 상기 제 1 전압의 위상과 반대인 것으로, 동 전압 신호에 의해 발생하는 모든 전류 성분을 전압으로 변환 시켜 변환 효율을 높일 수 있고, 인덕터를 사용하여 전류 신호 변화를 전압으로 변환함으로써 출력 전압 변화 폭을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a differential to single ended converter, and in a device of a differential to single ended converter, a non-inverting voltage current converter which receives a first voltage and outputs a first current in phase. And an inverting voltage-current converter configured to receive a second voltage and output a second current inverted phase, and a current voltage converter configured to add the first current and the second current to each other and convert the voltage into a voltage. The phase of the two voltages is opposite to the phase of the first voltage, and the conversion efficiency can be increased by converting all current components generated by the same voltage signal into voltage, and by converting the change of the current signal into voltage using an inductor. There is an advantage in that the output voltage variation can be increased.

차동 대 단일단 변환기, 인덕터, 저항, PMOS, NMOS, BJT. Differential to Single-Stage Converters, Inductors, Resistors, PMOS, NMOS, BJT.

Description

차동 대 단일단 변환기를 위한 장치{APPARATUS FOR DIFFERENTIAL TO SINGLE ENDED CONVERTER}Device for differential-to-single stage converter {APPARATUS FOR DIFFERENTIAL TO SINGLE ENDED CONVERTER}

본 발명은 차동 전압 신호(Differential Voltage Signal)를 단일단 전압 신호(Single-Ended Voltage Signal)로 변환하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for converting a differential voltage signal into a single-ended voltage signal.

차동 대 단일단 변환기는 차동 전압 신호를 단일단 전압 신호로 변환하는 장치이다.Differential-to-stage converters are devices that convert differential voltage signals into single-ended voltage signals.

도 1은 일반적인 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면이다.1 illustrates a typical differential to single stage converter.

상기 도 1을 참조하면, 상기 차동 대 단일단 변환기는 저항(R1, R2)(100, 110)을 사용한 차동 증폭기를 사용하여 차동 신호를 단일단 신호로 변환한다. Referring to FIG. 1, the differential to single stage converter converts a differential signal into a single stage signal using a differential amplifier using resistors R1 and R2 (100 and 110).

차동 증폭기를 구성하고 있는 두 트랜지스터(MN1,MN2)(120, 130)의 게이트 단자에 AC(Alternate Current)신호(VIN)를 입력하면 상기 두 트랜지스터(120, 130) 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압(VGS)이 변하면서 상기 두 트랜지스터(120, 130) 드레인 단자에 AC 전류가 흐르게 된다. When an AC (Alternate Current) signal (V IN ) is input to the gate terminals of the two transistors MN1 and MN2 120 and 130 constituting the differential amplifier, the gate terminal and the source terminal of the two transistors 120 and 130 are separated. As the voltage V GS changes, an AC current flows through the drain terminals of the two transistors 120 and 130.

상기 AC 전류는 상기 저항(R1, R2)(100, 110)을 통과하면서 전압으로 변환되고 이때, 한쪽 저항(R2)(110)에 걸리는 전압(VOUT)을 출력으로 사용하면 단일 신호 전압을 얻을 수 있다.The AC current is converted into a voltage while passing through the resistors R1 and R2 100 and 110, and at this time, a single signal voltage is obtained by using the voltage V OUT applied to one resistor R2 110 as an output. Can be.

상기 차동 대 단일단 변환기는 입력 전압(VIN)으로 상기 두 트랜지스터(MN1, MN2)(120, 130)를 구동하여 상기 두 트랜지스터(MN1, MN2)(120, 130) 드레인 단자에 전류를 흐르게 한다. The differential to single stage converter drives the two transistors (MN1, MN2) (120, 130) with an input voltage (V IN ) to flow current through the drain terminals of the two transistors (MN1, MN2) (120, 130). .

여기서, 출력 전압(VOUT)은 상기 트랜지스터(MN2)(130) 드레인 단자에 흐르는 전류에 의해서만 결정되고, 이 경우, 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있다.Here, the output voltage V OUT is determined only by the current flowing through the drain terminal of the transistor MN2 130, and in this case, the conversion efficiency is inferior.

그리고, 상기 트랜지스터(MN2)(130) 드레인 단자에 걸리는 DC(Direct Current) 전압은 VDD-R2*ISS/2로 고정된다. A direct current (DC) voltage applied to the drain terminal of the transistor (MN2) 130 is fixed to V DD -R 2 * I SS / 2.

따라서, 상기 출력전압(VOUT)의 최소값은 상기 트랜지스터(MN2)(130)와 전류원(ISS)이 모두 포화영역(saturation region)에서 동작할 수 있는 최소 값이되고, 전류 원이 트랜지스터 하나로 구성되어 있다고 가정할 경우, 이 값은 약 2VDS ( SAT )이 된다.Accordingly, the minimum value of the output voltage V OUT is the minimum value at which both the transistor MN2 130 and the current source I SS can operate in a saturation region, and the current source consists of one transistor. Assuming this is set, this value is approximately 2V DS ( SAT ) .

결과적으로, 출력 전압 변화 폭은 2*[VDD-R2*ISS/2-2VDS( SAT )]으로, 이 경우, 출력 전압 변화의 폭이 작은 문제점이 있다.As a result, the width of the output voltage change is 2 * [V DD -R2 * I SS / 2-2V DS ( SAT ) ], and in this case, there is a problem in that the width of the output voltage change is small.

도 2는 일반적인 다른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면이다.Figure 2 shows another typical differential to single stage converter.

상기 도 2를 참조하면, 상기 차동 대 단일단 변환기는 차동 전류 신호(IINX, IINY)를 입력하여 단일단 전압신호(VOUT)를 발생시키는 회로로 인덕터 두 개(230, 250)와 트랜지스터 두 개(M1, M2)(270, 297)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the differential-to-single converter is a circuit for inputting differential current signals I INX and I INY to generate a single- ended voltage signal V OUT . It consists of two M1 and M2 270 and 297.

상기 차동 대 단일단 변환기는 인덕터를 통해 AC 전류가 흐르게 되면 AC 전압이 발생하는 원리를 이용한다.The differential-to-single converter uses the principle of generating an AC voltage when an AC current flows through an inductor.

우선 전류(IINY)가 인덕터(L1)(250)을 통해 흐르면서 전압이 발생되고 이 전압은 트랜지스터(M1)(270)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 변화시켜 상기 트랜지스터(M1)(270)의 드레인 전류를 변화시킨다. First, current I INY flows through inductor L1 250 to generate a voltage that changes the voltage between the gate terminal and the source terminal of transistor M1 270 to change the voltage between transistor M1 270. Change the drain current.

상기 드레인 전류와 상기 전류(IINX)를 더한 합 전류가 인덕터(L2)(230)를 통해 흐르면서 전압으로 변환되고 이 전압이 출력전압으로 사용된다.The sum current plus the drain current and the current I INX flows through the inductor L2 230 and is converted into a voltage, which is used as an output voltage.

상기 차동 대 단일단 변환기는 입력 전류(IINX, IINY)를 모두 전압으로 변환시키는 구조로 변환 효율은 높다. 그리고, 저항을 사용하지 않고 인덕터를 사용함으로써 출력 DC 전압이 VDD로 고정된다. The differential-to-single stage converter converts the input currents I INX and I INY into voltages and thus has high conversion efficiency. And, by using an inductor without using a resistor, the output DC voltage is fixed to V DD .

그리고, 출력 전압(VOUT)의 최소값은 상기 두 개의 트랜지스터(M1, M2)(270, 297)가 모두 포화영역에서 동작할 수 있는 최소값으로 약 2VDS ( SAT )가 된다. 이 경우, 출력 전압 변화 폭은 2*[VDD-2VDS( SAT )]이 되고, 이러한 출력 전압 변화 폭이 상기 도1 의 차동 대 단일단 변환기에 비해 R2*ISS 만큼 개선된다. The minimum value of the output voltage V OUT is a minimum value at which the two transistors M1 and M2 270 and 297 can operate in a saturation region, and is about 2 V DS ( SAT ) . In this case, the output voltage change range is 2 * [V DD -2V DS ( SAT ) ], and this output voltage change range is improved by R2 * I SS as compared to the differential-to-single converter of FIG.

하지만, 상기 차동 대 단일단 변환기는 인덕터를 두 개 사용함으로써 집적 회로로 구현할 경우 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다.However, the differential-to-single converter uses a lot of space when implemented as an integrated circuit by using two inductors.

본 발명의 목적은 차동 대 단일단 변환기를 위한 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a device for a differential to single stage converter.

본 발명의 다른 목적은 변환 효율 감소 없이 차동 입력 전압 신호를 단일 전압 신호로 변환시키면서 출력 전압 변화 폭을 증가시킬 수 있는 장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus capable of increasing the output voltage variation range while converting a differential input voltage signal into a single voltage signal without reducing conversion efficiency.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면 차동 대 단일 단 변환기의 장치에 있어서, 제 1 전압을 입력 받아 동 위상인 제 1 전류를 출력하는 비 인버팅 전압 전류 변환부와 제 2 전압을 입력 받아 위상을 반전한 제 2 전류를 출력하는 인버팅 전압-전류 변환부와 상기 제 1 전류 및 상기 제 2 전류를 서로 더하고, 전압으로 변환하는 전류 전압 변환부를 포함하고 상기 제 2 전압의 위상은 상기 제 1 전압의 위상과 반대인 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a device of a differential-to-single converter, a non-inverting voltage current converter and a second voltage for receiving a first voltage and outputting a first current in phase And an inverting voltage-current converter for outputting a second current inverted phase by receiving the input signal, and a current voltage converter for adding the first current and the second current to each other and converting the voltage into a voltage. Is opposite to the phase of the first voltage.

본 발명은 차동 전압 신호에 의해 발생하는 모든 전류 성분을 전압으로 변환 시켜 변환 효율을 높일 수 있고, 인덕터를 사용하여 전류 신호 변화를 전압으로 변환함으로써 출력 전압 변화 폭을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage that the conversion efficiency can be increased by converting all current components generated by the differential voltage signal to voltage, and the width of the output voltage change can be increased by converting the change of the current signal into voltage using an inductor.

또한, 본 발명은 인덕터를 하나만 사용함으로써 집적회로로 구현할 경우 작은 면적에 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that can be implemented in a small area when implemented in an integrated circuit by using only one inductor.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 본 발명은 차동 대 단일단 변환기를 위한 장치에 대해 설명할 것이다.The invention will now be described with respect to a device for a differential to single stage converter.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.3 illustrates a differential to single stage converter according to a first embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 차동 신호 중 한 신호(VIN +)를 입력 신호로 입력받아 I1로 변환하는 회로(트랜지스터 MN1(320)과 트랜지스터 MP1(340)로 구성), 차동 신호 중 다른 신호(VIN -)를 입력 신호로 입력받아서 I2로 변환하는 회로(트랜지스터 MN2(330)과 MP2(350)로 구성), 그리고 인덕터(L)(310)로 구성된다. 그리고, 본 발명에서는 미도시 되었지만 바이어스 회로가 포함된다.Referring to FIG. 3, a circuit for inputting one signal V IN + of a differential signal as an input signal and converting the signal into I 1 (composed of transistor MN1 320 and transistor MP1 340) and another signal among differential signals A circuit (consisting of transistors MN2 330 and MP2 350) that receives (V IN − ) as an input signal and converts it into I 2 , and an inductor (L) 310. And, although not shown in the present invention, a bias circuit is included.

먼저, 입력 신호인 입력 전압(VIN + , VIN -)은 크기가 같고 위상이 180도 차이가 나는 차동 전압 신호이고, 출력 전압(VOUT)은 상기 입력 전압(VIN + , VIN -)을 입력으로 하는 상기 차동 대 단일단 변환기의 출력 전압이다.First, input voltages V IN + and V IN − , which are input signals, are differential voltage signals having the same magnitude and 180 degrees out of phase, and output voltage V OUT is the input voltages V IN + and V IN −. Is the output voltage of the differential-to-single converter.

그리고, NMOS(N Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터 MN1(320)과 PMOS(P Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터 MP1(340)로 구성된 회로에서 상기 PMOS 트랜지스터 MP1(340)에 입력 전압(VIN+)를 입력하면 상기 입력 전압(VIN +)과 위상 차이가 없는 출력 전류 I1을 얻을 수 있다.In addition, when an input voltage V IN + is input to the PMOS transistor MP1 340 in a circuit including an NMOS transistor MN1 320 and a PMOS transistor MP1 340, the input voltage V IN + is input to the PMOS transistor MP1 340. The output current I 1 can be obtained without phase difference between the voltage (V IN + ).

그리고, NMOS 트랜지스터 MN2(330)과 PMOS 트랜지스터 MP2(350)로 구성된 회로에서 상기 NMOS 트랜지스터 MN2(330)에 입력 전압(VIN-)를 입력하면, 상기 입력 전압(VIN -)과 위상 차이가 180도 되는 출력 전류 I2를 얻을 수 있다.In a circuit composed of an NMOS transistor MN2 330 and a PMOS transistor MP2 350, when an input voltage V IN− is input to the NMOS transistor MN2 330, a phase difference from the input voltage V IN − is different. An output current I 2 of 180 degrees can be obtained.

그리고, 상기 입력 전압(VIN+, VIN-)는 위상이 180도 차이가 있으므로 전술한 전압-전류 변환과정을 거친 상기 I1과 상기 I2는 위상 차이가 없다. 상기 두 전류(I1 ,I2)는 노드를 함께 연결함으로써 더해지며 상기 인덕터(310)로 흐른다.In addition, since the phases of the input voltages V IN + and V IN− differ by 180 degrees, the I 1 and I 2 which have undergone the above-described voltage-to-current conversion process do not have a phase difference. The two currents I 1 , I 2 are added by connecting the nodes together and flow into the inductor 310.

상기 인덕터(310)에는 (I1 + I2)에 해당하는 AC 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 -L(d(I1+I2)/dt) 만큼 전압이 발생하며, 이것이 출력 전압(VOUT)이 된다.AC current corresponding to (I 1 + I 2 ) flows through the inductor 310, and a voltage is generated by -L (d (I 1 + I 2 ) / dt) by this current, which is an output voltage (V). OUT ).

도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기의 동작원리를 도시한 것이다.4 illustrates the operation principle of the differential-to-single stage converter according to the first embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 180도 위상 차이가 있는 차동 신호를 입력받아 한 신호는 위상이 반전되는 인버팅 전압-전류 변환기(420)에 입력하고 다른 한 신호는 위상이 변하지 않는 비 인버팅 전압-전류 변환기(410)에 입력하면, 위상 차이가 없는 전류 신호를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 4, when a differential signal having a 180 degree phase difference is input, one signal is input to an inverting voltage-to-current converter 420 whose phase is reversed, and the other signal is a non-inverting voltage whose phase does not change. When input to the current converter 410, it is possible to generate a current signal with no phase difference.

이 전류를 덧셈 부(430)가 서로 더하고, 전류 전압 변환부(440)가 전류-전압 변환 과정을 수행하여 출력 전압(VOUT)을 생성한다.The current adder 430 adds the currents, and the current voltage converter 440 performs the current-voltage conversion process to generate an output voltage V OUT .

도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기 소자의 전압 및 전류 값을 도시한 것이다.Figure 5 shows the voltage and current values of the differential to single stage converter element according to the first embodiment of the present invention.

도 5a는 차동 전압 입력 신호 VIN +와 VIN -를 도시한 것이다. 위상이 서로 반대인 것을 알 수 있다. 도 5b는 I1을 도 5c는 I2를 도시한 것이고, 도 5d는 출력 전압(VOUT)을 도시한 것이다.5A shows the differential voltage input signals V IN + and V IN − . It can be seen that the phases are opposite to each other. FIG. 5B shows I 1 , FIG. 5C shows I 2 , and FIG. 5D shows the output voltage V OUT .

크기가 같고 위상이 180도인 상기 도 5a와 같은 차동 전압 입력 신호(VIN + , VIN-)를 입력하였을 경우, 상기 도 5b,c와 같이 위상이 동일한 I1과 I2를 얻을 수 있다. 상기 5d에서의 출력 전압(VOUT)은 전류(I1+I2 )가 인덕터를 통과하면서 출력되는 전압이다.When the differential voltage input signals V IN + and V IN- are input as shown in FIG. 5A having the same magnitude and 180 degrees , I 1 and I 2 having the same phase can be obtained as shown in FIGS. 5B and 5C. The output voltage V OUT at 5d is current I 1 + I 2 Is the voltage output as it passes through the inductor.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.6 illustrates a differential to single stage converter according to a second embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참조하면, 상기 도 3과 달리 인덕터(610)를 트랜지스터(MN1, MN2)(620, 630)에 연결하지 않고 트랜지스터(MP1, MP2)(640, 650)에 연결한 것이다. Referring to FIG. 6, unlike in FIG. 3, the inductor 610 is connected to the transistors MP1 and MP2 640 and 650 instead of the transistors MN1 and MN2 620 and 630.

상기 도 3 에서는 출력 전압(VOUT)이 VDD를 중심으로 변화하는데 비해 상기 도 6에서는 출력 전압(VOUT)이 0V를 중심으로 변화한다. 출력 전압 변화폭은 2*(VDD-2VDS(SAT))로 인덕터 위치에 상관없이 동일하다. 여기서 VDD는, 일반적으로, 회로를 구동하기 위한 구동 전압을 나타낸다.In FIG. 3, the output voltage V OUT changes around V DD , whereas in FIG. 6, the output voltage V OUT changes around 0V. The output voltage change is 2 * (V DD -2V DS (SAT) ), which is the same regardless of inductor position. In general, V DD represents a drive voltage for driving a circuit.

도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.7 illustrates a differential to single stage converter according to a third embodiment of the present invention.

상기 도 7을 참조하면, 상기 도 3의 차동 대 단일단 변환기에서 인덕터(310)을 저항(710)으로 바꾼 것이다. Referring to FIG. 7, the inductor 310 is replaced with a resistor 710 in the differential-to-single converter of FIG. 3.

상기 도 7의 차동 대 단일단 변환기는 상기 인덕터(310)를 사용한 상기 도 3의 차동 대 단일단 변환기에 비해 출력 전압 변화폭이 작은 특징이 있다. 출력 전압(VOUT)은 R*(I1+I2)가 된다.The differential-to-single converter of FIG. 7 has a smaller variation in output voltage than the differential-to-single converter of FIG. 3 using the inductor 310. The output voltage V OUT becomes R * (I 1 + I 2 ).

도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.8 illustrates a differential to single stage converter according to a fourth embodiment of the present invention.

상기 도 8을 참조하면, 상기 도 6의 차동 대 단일단 변환기에서 인덕터(610)을 저항(810)으로 바꾼 것이다. Referring to FIG. 8, the inductor 610 is replaced with a resistor 810 in the differential-to-single converter of FIG. 6.

상기 도 8의 차동 대 단일단 변환기는 상기 인덕터(610)를 사용한 상기 도 3의 차동 대 단일단 변환기에 비해 출력 전압 변화폭이 작아진다. 출력 전압(VOUT)은 R*(I1+I2)가 된다.The differential-to-single converter of FIG. 8 has a smaller change in output voltage than the differential-to-single converter of FIG. 3 using the inductor 610. The output voltage V OUT becomes R * (I 1 + I 2 ).

도 9는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.9 illustrates a differential to single stage converter according to a fifth embodiment of the present invention.

상기 도 9를 참조하면, 상기 도 3의 차동 대 단일단 변환기에서, NMOS 트랜지스터(320,330)를 NPN 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT:Bipolar Junction Transistor)(920, 930)으로, PMOS 트랜지스터(340, 350)를 PNP 바이폴라 정션 트랜지스터(940, 950)로 변경한 것이다. 동작 원리는 서로 동일하다.Referring to FIG. 9, in the differential-to-single converter of FIG. 3, the NMOS transistors 320 and 330 may be NPN bipolar junction transistors (BJTs) 920 and 930, and the PMOS transistors 340 and 350 may be used. The PNP bipolar junction transistors 940 and 950 have been changed. The principle of operation is the same.

도 10는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.10 illustrates a differential to single stage converter according to a sixth embodiment of the present invention.

상기 도 10를 참조하면, 상기 도 6의 차동 대 단일단 변환기에서, NMOS 트랜지스터(620, 630)를 NPN 바이폴라 정션 트랜지스터(1020, 1030)로, PMOS 트랜지스터(640, 650)를 PNP 바이폴라 정션 트랜지스터(1040, 1050)로 변경한 것이다. 동작 원리는 서로 동일하다.Referring to FIG. 10, in the differential-to-single converter of FIG. 6, the NMOS transistors 620 and 630 are NPN bipolar junction transistors 1020 and 1030, and the PMOS transistors 640 and 650 are PNP bipolar junction transistors. 1040, 1050). The principle of operation is the same.

도 11는 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.11 illustrates a differential to single stage converter according to a seventh embodiment of the present invention.

상기 도 11을 참조하면, 상기 도 7의 차동 대 단일단 변환기에서, NMOS 트랜지스터(720, 730)를 NPN 바이폴라 정션 트랜지스터(1120, 1130)로, PMOS 트랜지스터(740, 750)를 PNP 바이폴라 정션 트랜지스터(1140, 1150)로 변경한 것이다. 동작 원리는 서로 동일하다.Referring to FIG. 11, in the differential-to-single converter of FIG. 7, the NMOS transistors 720 and 730 are NPN bipolar junction transistors 1120 and 1130, and the PMOS transistors 740 and 750 are PNP bipolar junction transistors. 1140, 1150). The principle of operation is the same.

도 12는 본 발명의 제 8 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 것이다.12 illustrates a differential to single stage converter according to an eighth embodiment of the invention.

상기 도 12를 참조하면, 상기 도 8의 차동 대 단일단 변환기에서, NMOS 트랜지스터(820, 830)를 NPN 바이폴라 정션 트랜지스터(1220, 1230)로, PMOS 트랜지스터(840, 850)를 PNP 바이폴라 정션 트랜지스터(1240, 1250)로 변경한 것이다. 동작 원리는 서로 동일하다.Referring to FIG. 12, in the differential-to-single converter of FIG. 8, the NMOS transistors 820 and 830 are NPN bipolar junction transistors 1220 and 1230, and the PMOS transistors 840 and 850 are PNP bipolar junction transistors. 1240, 1250). The principle of operation is the same.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

도 1은 일반적인 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,1 shows a typical differential to single stage converter,

도 2는 일반적인 다른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,FIG. 2 shows another typical differential to single stage converter;

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,3 illustrates a differential to single-ended converter according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기의 동작원리를 도시한 도면,4 is a view illustrating an operation principle of a differential to single-ended converter according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기 소자의 전압 및 전류 값을 도시한 도면,5 is a diagram illustrating voltage and current values of a differential-to-stage converter device according to a first embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,6 illustrates a differential to single stage converter according to a second embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,7 illustrates a differential to single stage converter according to a third embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,8 illustrates a differential to single stage converter according to a fourth embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,9 illustrates a differential to single stage converter according to a fifth embodiment of the present invention;

도 10는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면,10 illustrates a differential to single stage converter according to a sixth embodiment of the present invention;

도 11는 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도 면, 및,11 shows a differential to single stage converter according to a seventh embodiment of the invention, and

도 12는 본 발명의 제 8 실시 예에 따른 차동 대 단일단 변환기를 도시한 도면.12 illustrates a differential to single stage converter according to an eighth embodiment of the invention.

Claims (21)

차동 대 단일 단 변환장치에 있어서,In the differential to single stage inverter, 제 1 전압을 입력 받아 동 위상인 제 1 전류를 출력하는 비 인버팅 전압 전류 변환부와,A non-inverting voltage current converter configured to receive a first voltage and output a first current having an in phase; 제 2 전압을 입력 받아 위상을 반전한 제 2 전류를 출력하는 인버팅 전압-전류 변환부와,An inverting voltage-current converter for receiving a second voltage and outputting a second current inverted phase; 상기 제 1 전류 및 상기 제 2 전류를 서로 더하고, 전압으로 변환하는 전류 전압 변환부를 포함하고,A current voltage converter configured to add the first current and the second current to each other and convert the voltage into a voltage; 상기 제 2 전압의 위상은 상기 제 1 전압의 위상과 반대인 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.The phase of the second voltage is opposite to the phase of the first voltage. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 전압 변환부는The current voltage converter 제 1 노드가 구동전압과 연결되고, 제 2 노드는 상기 인버팅 전압 전류 변환부 및 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부와 연결되는 인덕터를 포함하고, 상기 인버팅 전압-전류 변환부와 상기 비 인버팅 전압-전류 변환기부에서 각각 출력되고 서로 더해진 전류를 전압으로 변환하여 상기 제 2 노드에서 출력하는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first node is connected with a driving voltage, and a second node includes an inductor connected with the inverting voltage current converter and the non-inverting voltage current converter, and the non-in And a second-to-single stage converter converting currents output from the butting voltage-current converter unit and added to each other to a voltage. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 NMOS 트랜지스터와 접지와 연결되는 제1 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PMOS 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NMOS transistor connected to the current voltage converter and a first PMOS transistor connected to ground are connected to each other, a bias voltage is input to the first NMOS transistor, and the first voltage is input to the first PMOS transistor. Differential to single stage inverter. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 NMOS 트랜지스터와 접지와 연결되는 제2 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NMOS 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NMOS transistor connected to the current voltage converter and a second PMOS transistor connected to ground are connected to each other, the second voltage is input to the second NMOS transistor, and a bias voltage is input to the second PMOS transistor. Differential to single stage inverter. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 NPN 트랜지스터와 접지와 연결되는 제1 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NPN 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PNP 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NPN transistor connected to the current voltage converter and a first PNP transistor connected to ground are connected to each other, a bias voltage is input to the first NPN transistor, and the first voltage is input to the first PNP transistor. Differential to single stage inverter. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 NPN 트랜지스터와 접지와 연결되는 제2 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 NPN 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PNP 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NPN transistor connected to the current voltage converter and a second PNP transistor connected to ground are connected to each other, the second voltage is input to the NPN transistor, and a bias voltage is input to the second PNP transistor. Differential to single stage inverter. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 전압 변환부는The current voltage converter 제 1 노드가 구동전압과 연결되고, 제 2 노드는 상기 인버팅 전압 전류 변환부 및 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부와 연결되는 저항을 포함하고, 상기 인버팅 전압-전류 변환부와 상기 비 인버팅 전압-전류 변환부에서 각각 출력되고 서로 더해진 전류를 전압으로 변환하여 상기 제 2 노드에서 출력하는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first node is connected with a driving voltage, and the second node includes a resistor connected with the inverting voltage current converter and the non-inverting voltage current converter, and the inverting voltage-current converter with the non-in A differential-to-single stage converter, characterized in that the current is output from the butting voltage-to-current converter and added to each other to the voltage and output from the second node. 제 7항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 NMOS 트랜지스터와 접지와 연결되는 제1 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PMOS 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NMOS transistor connected to the current voltage converter and a first PMOS transistor connected to ground are connected to each other, a bias voltage is input to the first NMOS transistor, and the first voltage is input to the first PMOS transistor. Differential to single stage inverter. 제 8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 NMOS 트랜지스터와 접지와 연결되는 제2 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NMOS 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NMOS transistor connected to the current voltage converter and a second PMOS transistor connected to ground are connected to each other, the second voltage is input to the second NMOS transistor, and a bias voltage is input to the second PMOS transistor. Differential to single stage inverter. 제 7항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 NPN 트랜지스터와 접지와 연결되는 제1 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NPN 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PNP 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NPN transistor connected to the current voltage converter and a first PNP transistor connected to ground are connected to each other, a bias voltage is input to the first NPN transistor, and the first voltage is input to the first PNP transistor. Differential to single stage inverter. 제 10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 NPN 트랜지스터와 접지와 연결되는 제2 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NPN 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PNP 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NPN transistor connected to the current voltage converter and a second PNP transistor connected to ground are connected to each other, the second voltage is input to the second NPN transistor, and a bias voltage is input to the second PNP transistor. Differential to single stage inverter. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 전압 변환부는The current voltage converter 제 1 노드가 접지와 연결되고, 제 2 노드는 상기 인버팅 전압 전류 변환부 및 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부와 연결되는 인덕터를 포함하고, 상기 인버팅 전압-전류 변환부와 상기 비 인버팅 전압-전류 변환부에서 각각 출력되고 서로 더해진 전류를 전압으로 변환하여 상기 제 2 노드에서 출력하는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first node is connected to ground, and a second node includes an inductor connected to the inverting voltage current converter and the non-inverting voltage current converter, and the inverting voltage-current converter and the non-inverting device. And a current output from the voltage-current converter and converted from each other into a voltage and output from the second node. 제 12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 구동 전압과 연결되는 제1 NMOS 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PMOS 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NMOS transistor connected to a driving voltage and a first PMOS transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, a bias voltage is input to the first NMOS transistor, and the first voltage is supplied to the first PMOS transistor. Differential to single stage inverter, characterized in that the input. 제 13항에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 구동 전압과 연결되는 제2 NMOS 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NMOS 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NMOS transistor connected to the driving voltage and a second PMOS transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, the second voltage is input to the second NMOS transistor, and a bias voltage is provided to the second PMOS transistor. Differential to single-stage inverter, characterized in that the input. 제 12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 구동 전압과 연결되는 제1 NPN 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NPN 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PNP 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NPN transistor connected to a driving voltage and a first PNP transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, a bias voltage is input to the first NPN transistor, and the first voltage is supplied to the first PNP transistor. Differential to single stage inverter, characterized in that the input. 제 15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 구동 전압과 연결되는 제2 NPN 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NPN 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PNP 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NPN transistor connected to the driving voltage and a second PNP transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, the second voltage is input to the second NPN transistor, and a bias voltage is provided to the second PNP transistor. Differential to single-stage inverter, characterized in that the input. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 전압 변환부는The current voltage converter 제 1 노드가 접지와 연결되고, 제 2 노드는 상기 인버팅 전압 전류 변환부 및 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부와 연결되는 저항을 포함하고, 상기 인버팅 전압-전류 변환부와 상기 비 인버팅 전압-전류 변환부에서 각각 출력되고 서로 더해진 전류를 전압으로 변환하여 상기 제 2 노드에서 출력하는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.The first node is connected to ground, and the second node includes a resistor connected to the inverting voltage current converter and the non-inverting voltage current converter, and the inverting voltage-current converter and the non-inverting device. And a current output from the voltage-current converter and converted from each other into a voltage and output from the second node. 제 17항에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 구동 전압과 연결되는 제1 NMOS 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PMOS 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NMOS transistor connected to a driving voltage and a first PMOS transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, a bias voltage is input to the first NMOS transistor, and the first voltage is supplied to the first PMOS transistor. Differential to single stage inverter, characterized in that the input. 제 18항에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 구동 전압과 연결되는 제2 NMOS 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 PMOS 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NMOS 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PMOS 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치A second NMOS transistor connected to the driving voltage and a second PMOS transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, the second voltage is input to the second NMOS transistor, and a bias voltage is provided to the second PMOS transistor. Differential to single-stage inverter, characterized in that the input 제 17항에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 비 인버팅 전압 전류 변환부는,The non-inverting voltage current converter, 구동 전압과 연결되는 제1 NPN 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제1 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제1 NPN 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되고, 상기 제1 PNP 트랜지스터에는 상기 제 1 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A first NPN transistor connected to a driving voltage and a first PNP transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, a bias voltage is input to the first NPN transistor, and the first voltage is supplied to the first PNP transistor. Differential to single stage inverter, characterized in that the input. 제 20항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 인버팅 전압 전류 변환부는The inverting voltage current converter 상기 구동 전압과 연결되는 제2 NPN 트랜지스터와 상기 전류 전압 변환부와 연결되는 제2 PNP 트랜지스터가 서로 연결되고, 상기 제2 NPN 트랜지스터에는 상기 제 2 전압이 입력되고, 상기 제2 PNP 트랜지스터에는 바이어스 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 대 단일 단 변환장치.A second NPN transistor connected to the driving voltage and a second PNP transistor connected to the current voltage converter are connected to each other, the second voltage is input to the second NPN transistor, and a bias voltage is provided to the second PNP transistor. Differential to single-stage inverter, characterized in that the input.
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KR20070041964A (en) * 2005-10-17 2007-04-20 삼성전자주식회사 Current mirror single ended differential amplifier

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