KR101937412B1 - An Apparatus And A Method For Controlling Slope For A Power MOSFET - Google Patents

An Apparatus And A Method For Controlling Slope For A Power MOSFET Download PDF

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KR101937412B1
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조원희
박민지
최윤호
장두진
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현대오트론 주식회사
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Abstract

A driving device for supplying a slew-rate controlled current to an apparatus in a vehicle according to the present invention includes: a power MOSFET driving unit; a first power MOSFET having a first channel width; and a second power MOSFET having a second channel width different from the first channel width, wherein the power MOSFET driving unit includes a reference current supply unit, first and second current supply units proportional to a reference current flowing in the reference current supply unit, and first and second input receiving units for supplying the current to gates of the first and second power MOSFETs based on a control signal provided from a microcontroller unit, in which the first and second power MOSFETs are turned on at different times and provide a current having a slew rate different from a case when driven by one power MOSFET, to the apparatus in the vehicle.

Description

파워 MOSFET을 위한 경사 제어 장치 및 방법{An Apparatus And A Method For Controlling Slope For A Power MOSFET}[0001] The present invention relates to a slope control device for a power MOSFET,

본 발명은 파워 MOSFET 구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 파워 MOSFET의 입력 전압의 경사(Slew rate)를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power MOSFET driving system, and more particularly, to an apparatus and method for controlling a slew rate of an input voltage of a vehicle power MOSFET.

전력반도체(Power Semiconductor)란 전기 에너지(Electric Energy)를 활용하기 위해 직류 교류 변환, 전압, 주파수 변화 등의 제어처리를 수행하는 반도체이다. 전력 반도체는 전력을 생산(발전)하는 단계부터 사용하는 단계(서비스)까지 여러 단계에서 다양한 기능을 수행한다. 특히, 사용단계에서는 가전, 스마트폰, 자동차 등 전기로 작동하는 제품의 작동 여부 및 성능을 결정짓는 핵심 부품으로 사용된다.Power semiconductors are semiconductors that perform control processes such as DC-to-AC conversion, voltage and frequency changes to utilize electric energy. Power semiconductors perform various functions at various stages, from the stage of power generation (power generation) to the stage (service) used. Particularly, in the use stage, it is used as a core part that determines the operation and performance of an electric product such as a home appliance, a smart phone, and a car.

전력반도체 모듈에 속한 칩들은 다양한 설계 구조를 가진 트랜지스터 등의 부품들로 이루어져 있다. 대표적인 전력반도체인 파워 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistor)는 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등의 신규 자동차 시장에서 핵심 기능을 수행하는 주요 부품들에 필요한 전력을 공급 및 제어하는 역할을 한다. The chips belonging to the power semiconductor module are composed of components such as transistors having various design structures. Power MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), which is a typical power semiconductor, plays a role of supplying and controlling power required for major parts performing key functions in a new automobile market such as hybrid automobile and electric automobile.

파워 MOSFET는 차량용 네트워크 버스에서도 핵심적인 역할을 수행하는 소자이다. 보다 상세히 설명하면, 차량용 네트워크 규격에는 버스 와이어를 이용한 CAN/LIN과 같은 방식이 있다. 이 버스 와이어는 최대 수십 m에 이르기까지 길이가 길기 때문에, 트랜시버는 강하게 버스를 드라이브 할 수 있어야 한다. 이처럼 버스를 강하게 드라이브하기 위해 파워 MOSFET이 사용된다. 이러한 MOSFET은 차량용 CAN/LIN 트랜시버(Transceiver) 칩에서 칩 대부분의 면적을 차지한다.Power MOSFETs play a key role in automotive network buses. More specifically, the vehicle network standard includes a CAN / LIN scheme using a bus wire. Because this bus wire is long enough up to several tens of meters, the transceiver must be able to drive the bus strongly. In this way, a power MOSFET is used to drive the bus strongly. These MOSFETs occupy most of the chip area in automotive CAN / LIN transceiver chips.

그런데, 이처럼 큰 파워 MOSFET을 갑작스럽게 턴-온(turn on) 시키면, 도 9와 같이 스위칭시 전압이 급격하게 바뀌는 부분에서 전자파를 생성하여 EME (Electro-Magnetic Emission) 특성이 열화된다. 따라서, EME 특성을 열화시키지 않는 파워 MOSFET의 구동방법이 절실히 요구되고 있었다.However, when the large power MOSFET is suddenly turned on, as shown in FIG. 9, electromagnetic wave is generated in a portion where the voltage is suddenly changed during switching, and EME (Electro-Magnetic Emission) characteristic is deteriorated. Therefore, a driving method of a power MOSFET that does not deteriorate the EME characteristic is desperately required.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 EME 특성을 열화시키지 않고 파워 MOSFET를 구동시킬 수 있는 MOSFET 구동 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a MOSFET driving apparatus and method capable of driving a power MOSFET without deteriorating EME characteristics.

이를 위하여 본 발명은 파워 MOSFET을 임의의 N 개의 MOSFET으로 분할하고, 분할된 각 파워 MOSFET의 게이트마다 별도의 라인을 구동부와 연결하는 구성을 제안한다. To this end, the present invention proposes a configuration in which a power MOSFET is divided into arbitrary N MOSFETs, and a separate line is connected to a driving unit for each gate of each divided power MOSFET.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치는, 게이트 드라이버; 제 1 채널 폭을 가지는 제 1 파워 MOSFET; 및 상기 제 1 채널 폭과 다른 제 2 채널 폭을 가지는 제 2 파워 MOSFET을 포함하되, 상기 게이트 드라이버는, 기준 전류 입력부; 제 1 파워 MOSFET 구동부; 및 제 2 파워 MOSFET 구동부를 포함하며, 상기 제 1 파워 MOSFET 구동부 및 상기 제 2 파워 MOSFET 구동부는 각각 상기 기준 전류 입력부에 흐르는 기준 전류와 비례하는 전류가 흐르는 HS 전류 공급부 및 LS 접지 연결부; 및 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 제공되는 제어 신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET의 게이트에 전류를 공급하는 입력 수신부를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET은 서로 다른 시간에 턴온되면서 하나의 파워 MOSFET으로 구동 될 때와 다른 경사를 가지는 전류를 차량 내 장치에 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus for supplying a gradient-controlled current to an in-vehicle apparatus, comprising: a gate driver; A first power MOSFET having a first channel width; And a second power MOSFET having a second channel width different from the first channel width, the gate driver comprising: a reference current input; A first power MOSFET driver; And a second power MOSFET driving unit, wherein the first power MOSFET driving unit and the second power MOSFET driving unit each include an HS current supply unit and an LS ground connection unit through which a current proportional to a reference current flowing in the reference current input unit flows; And an input receiving section for supplying a current to the gates of the first and second power MOSFETs based on a control signal provided from the microcontroller unit, wherein the first and second power MOSFETs are turned on at different times, It is possible to provide an in-vehicle device with a current having a different slope than when driven by a power MOSFET.

이 경우, 상기 HS 전류 공급부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울(Current Mirror)을 형성할 수 있다.In this case, the HS current supply unit and the reference current input unit may form a current mirror.

또한, 상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성하며, 상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급할 수 있다.The LS ground connection unit and the reference current input unit form a current mirror, and the HS current supply unit and the LS ground connection unit can supply the same current.

또한, 상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성할 수 있다.Also, the LS ground connection part and the reference current input part may form a current mirror.

또한, 상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급할 수 있다.In addition, the HS current supply unit and the LS ground connection unit can supply the same current.

또한, 상기 입력 수신부는 HS(High side) 입력 수신부 및 LS(Low side) 입력 수신부를 각각 포함할 수 있다.The input receiving unit may include a high side input receiving unit and a low side input receiving unit.

또한, 상기 HS 입력 수신부와 LS 입력 수신부는 서로 상보적인 트랜지스터로 구현되며, 상기 HS 입력 수신부와 LS 입력 수신부의 게이트에는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 수신된 입력이 동일하게 인가될 수 있다.In addition, the HS input receiving unit and the LS input receiving unit are implemented as complementary transistors, and the inputs received from the microcontroller unit may be applied to the gates of the HS input receiving unit and the LS input receiving unit.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량 내 통신 장치는, 마이크로컨트롤러 유닛, 게이트 드라이버; 제 1 채널 폭을 가지는 제 1 파워 MOSFET; 및 상기 제 1 채널 폭과 다른 제 2 채널 폭을 가지는 제 2 파워 MOSFET을 포함하되, 상기 게이트 드라이버는, 기준 전류 입력부; 제 1 파워 MOSFET 구동부; 및 제 2 파워 MOSFET 구동부를 포함하며, 상기 제 1 파워 MOSFET 구동부 및 상기 제 2 파워 MOSFET 구동부는 각각 상기 기준 전류 입력부에 흐르는 기준 전류와 비례하는 전류가 흐르는 HS 전류 공급부 및 LS 접지 연결부; 및 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 제공되는 제어 신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET의 게이트에 전류를 공급하는 입력 수신부를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET은 서로 다른 시간에 턴온되면서 하나의 파워 MOSFET으로 구동 될 때와 다른 경사를 가지는 전류를 트렌시버 버스 와이어에 제공할 수 있다.On the other hand, an in-vehicle communication device according to an embodiment of the present invention includes a microcontroller unit, a gate driver, A first power MOSFET having a first channel width; And a second power MOSFET having a second channel width different from the first channel width, the gate driver comprising: a reference current input; A first power MOSFET driver; And a second power MOSFET driving unit, wherein the first power MOSFET driving unit and the second power MOSFET driving unit each include an HS current supply unit and an LS ground connection unit through which a current proportional to a reference current flowing in the reference current input unit flows; And an input receiving section for supplying a current to the gates of the first and second power MOSFETs based on a control signal provided from the microcontroller unit, wherein the first and second power MOSFETs are turned on at different times, Lt; RTI ID = 0.0 > currents < / RTI > having different slopes as when driven by the power MOSFET of FIG.

이 경우, 상기 HS 전류 공급부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울(Current Mirror)을 형성할 수 있다.In this case, the HS current supply unit and the reference current input unit may form a current mirror.

또한, 상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성하며, 상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급할 수 있다.The LS ground connection unit and the reference current input unit form a current mirror, and the HS current supply unit and the LS ground connection unit can supply the same current.

또한, 상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성할 수 있다.Also, the LS ground connection part and the reference current input part may form a current mirror.

또한, 상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급할 수 있다.In addition, the HS current supply unit and the LS ground connection unit can supply the same current.

또한, 상기 입력 수신부는 HS(High side) 입력 수신부 및 LS(Low side) 입력 수신부를 각각 포함할 수 있다.The input receiving unit may include a high side input receiving unit and a low side input receiving unit.

또한, 상기 HS 입력 수신부와 LS 입력 수신부는 서로 상보적인 트랜지스터로 구현되며, 상기 HS 입력 수신부와 LS 입력 수신부의 게이트에는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 수신된 입력이 동일하게 인가될 수 있다.In addition, the HS input receiving unit and the LS input receiving unit are implemented as complementary transistors, and the inputs received from the microcontroller unit may be applied to the gates of the HS input receiving unit and the LS input receiving unit.

본 발명에 따르면, 한 개의 MOSFET을 임의의 N개로 분할하여 전압 상승 또는 하강 경사 제어(slope control)을 구현한다. 따라서, 본 발명의 구현에 기존 경사 제어 대비하여 추가적인 웨이퍼 면적이 필요하지 않다. 즉, 비용상승 없이 구현 가능하다.According to the present invention, one MOSFET is divided into arbitrary N pieces to implement a voltage rising or falling slope control. Thus, the implementation of the present invention does not require additional wafer area as compared to conventional tilt control. That is, it can be implemented without increasing the cost.

또한, 게이트 드라이버의 구조를 보다 간단하게 만들 수 있고, 게이트 드라이버의 면적을 축소시켜서 원가절감의 효과를 거둘 수 있다. 또한 경사 성형(slope shaping)을 하는 제어로직도 불필요하여 면적도 작아지고, 제어로직에 의한 고장률도 저감되어 동작 신뢰성도 향상되게 된다.In addition, the structure of the gate driver can be made simpler, and the area of the gate driver can be reduced, so that the cost reduction effect can be obtained. In addition, the control logic for slope shaping is unnecessary, so that the area is reduced, and the failure rate due to the control logic is also reduced, thereby improving the operation reliability.

따라서, 본 발명에 따르면, 비용 및 EME를 절감시키면서 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, reliability can be greatly improved while cost and EME can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랜시버의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랜시버의 송신부를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신 구동부를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 입력 전압의 경사 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래 기술의 EME 열화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 종래 기술의 게이트 입력 전압의 경사 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 종래 기술의 게이트 입력 전류의 경사 제어를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a transceiver in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a transmitter of a transceiver according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a transmission driver according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the inclination control of the gate input voltage according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining EME deterioration of the prior art.
6 is a view for explaining the inclination control of the gate input voltage of the prior art.
Figs. 7 and 8 are views for explaining the inclination control of the gate input current of the prior art.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. In addition, for convenience of explanation, components may be exaggerated or reduced in size.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랜시버(차량 내 통신 장치)의 블록도이다.1 is a block diagram of a transceiver (in-vehicle communication device) according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜시버는 마이크로컨트롤러 유닛(MCU, 150), 트랜시버 버스 구동부(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a transceiver according to an embodiment of the present invention includes a microcontroller unit (MCU) 150 and a transceiver bus driver 100.

마이크로컨트롤러 유닛(150)은 트랜시버 버스 구동부(100)에 전송할 신호(TXD, 또는 제어 신호)를 제공하며 트랜시버 버스 구동부(100)로부터 수신 신호를 수신할 수 있다.The microcontroller unit 150 may provide a signal (TXD, or control signal) to be transmitted to the transceiver bus driver 100 and receive the received signal from the transceiver bus driver 100. [

한편, 트랜시버 버스 구동부(100)는 수신부(110), 전압 공급 회로(120), 송수신 노드(130) 및 송신부(200)를 포함한다. 본 실시예는 LIN 버스 트랜시버를 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명은 LIN 버스 트랜시버에만 한정되는 것이 아니라 CAN 버스 드라이버, 액추에이터 드라이버, 스위칭 레귤레이터 등 파워 MOSFET이 사용되고 전압 상승/하강 경사 제어가 필요한 모든 곳에 적용될 수 있다.The transceiver bus driving unit 100 includes a receiving unit 110, a voltage supplying circuit 120, a transmitting / receiving node 130, and a transmitting unit 200. Although the present embodiment describes a LIN bus transceiver as an example, the present invention is not limited to a LIN bus transceiver, but may be applied to any place where a power MOSFET such as a CAN bus driver, an actuator driver, or a switching regulator is used and voltage up / Can be applied.

수신부(110)는 송수신 노드(130)에 인가된 신호를 수신하여 증폭하여 수신단(RXD)에 제공하는 역할을 수행한다.The receiving unit 110 receives the signal applied to the transmitting / receiving node 130, amplifies the signal, and provides the amplified signal to the receiving end RXD.

전압 공급 회로(120)는 배터리와 연결되어 트랜시버(100)에 전원을 공급하는 역할을 수행하며, 전류의 역류를 방지하는 다이오드나 풀업 저항 등 안정적인 전원 공급을 위해 필요한 회로로 구성되어 있다.The voltage supply circuit 120 is connected to the battery and supplies power to the transceiver 100. The voltage supply circuit 120 includes a diode and a pull-up resistor for preventing the reverse current from flowing.

송수신 노드(130)는 송신단(TXD) 및 수신단(RXD)와 각각 송신부(200) 및 수신부(110)을 통해 연결되어 있는 노드이며, 트랜시버(100)의 외부로는 버스 와이어와 연결되어 있다.The transmission and reception node 130 is a node connected to the transmission terminal TXD and the reception terminal RXD through the transmission unit 200 and the reception unit 110 respectively and is connected to the bus wire to the outside of the transceiver 100.

송신부(200)은 송신단(TXD)에 인가된 신호를 수신하여 송수신노드(130)에 제공하는 역할을 수행한다. 이 때, 송수신 노드(130)은 버스 와이어와 연결되는 데, 버스 와이어의 길이는 최대 수십 m에 이르기 때문에 트랜시버(100)의 송신부(200)는 충분한 전류를 제공할 수 있도록 구동되어야 한다. 따라서, 버스 와이어에 충분한 전류를 제공하기 위하여 파워 MOSFET(400, 도 2 참조)이 사용된다. 따라서, 차량용 CAN 또는 LIN 트랜시버(Transceiver) 칩의 MOSFET은 칩의 면적 중 대부분을 차지하게 된다. The transmitter 200 receives the signal applied to the transmitter TXD and provides the received signal to the transmitter / receiver node 130. At this time, the transmitting / receiving node 130 is connected to the bus wire. Since the length of the bus wire reaches a maximum of several tens of meters, the transmitting unit 200 of the transceiver 100 must be driven to provide sufficient current. Thus, a power MOSFET 400 (see FIG. 2) is used to provide sufficient current to the bus wire. Therefore, the MOSFET of the automotive CAN or LIN transceiver chip occupies most of the chip area.

송신부(200)의 구성에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.The configuration of the transmitting unit 200 will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.

본 발명의 실시예에 따른 송신부(200)는 파워 MOSFET의 게이트를 구동하기 위한 게이트 드라이버(300) 및 복수의 파워 MOSFET(400)으로 구성된다.The transmitter 200 according to the embodiment of the present invention is configured with a gate driver 300 and a plurality of power MOSFETs 400 for driving the gates of the power MOSFETs.

게이트 드라이버(300)는 복수의 파워 MOSFET(400)을 구동하기 위한 구성으로 상술한 복수의 파워 MOSFET(400)의 게이트에 각각 연결되어 있으며, 게이트 드라이버에서 복수의 파워 MOSFET(400) 각각의 게이트에 입력되는 전압의 경사, 즉 스루 레이트(Slew rate)를 제어할 수 있다. 게이트 드라이버의 상세 구성은 도 3에 대한 설명 부분에서 상세히 후술하기로 한다.The gate driver 300 is connected to the gates of the plurality of power MOSFETs 400 in a configuration for driving the plurality of power MOSFETs 400 and is connected to the gate of each of the plurality of power MOSFETs 400 in the gate driver The slope of the input voltage, that is, the slew rate, can be controlled. The detailed structure of the gate driver will be described in detail later in the description of FIG.

복수의 파워 MOSFET(400)은 버스 와이어를 통한 LIN 버스(170)에 충분한 전류를 공급하기 위한 구성으로, 기존에는 단일 파워 MOSFET으로 구현되었다. 단, 본 실시예에서는 LIN 버스(170)를 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 다른 차량 내 장치, 예를 들어, 모터, 솔레노이드 밸브 등 파워 MOSFET을 필요로 하는 다른 장치에도 모두 적용 가능하다. The plurality of power MOSFETs 400 are configured to supply sufficient current to the LIN bus 170 through the bus wire, and have been conventionally implemented as a single power MOSFET. In this embodiment, the LIN bus 170 has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied to other in-vehicle apparatuses, for example, other apparatuses requiring power MOSFETs such as motors and solenoid valves.

본 실시예에서 복수의 파워 MOSFET(400)은 제 1 파워 MOSFET(420), 제 2 파워 MOSFET(430) 및 제 3 파워 MOSFET(440)을 포함한다. In this embodiment, the plurality of power MOSFETs 400 include a first power MOSFET 420, a second power MOSFET 430, and a third power MOSFET 440.

이 경우, 복수의 파워 MOSFET(400)은 단일 파워 MOSFET을 분할하여 제작할 수 있다. 예컨대, 단일 파워 MOSFET의 채널 폭(width)이 1600㎛일 때, 제 1 파워 MOSFET(420)은 100㎛, 제 2 파워 MOSFET(430)은 500㎛, 제 3 파워 MOSFET(440)은 1000㎛가 되도록 분할하여 제작할 수 있다. In this case, the plurality of power MOSFETs 400 can be manufactured by dividing a single power MOSFET. For example, when the channel width of the single power MOSFET is 1600 탆, the first power MOSFET 420 is 100 탆, the second power MOSFET 430 is 500 탆, and the third power MOSFET 440 is 1000 탆 As shown in FIG.

본 발명에서는 파워 MOSFET을 상술한 바와 같이 분할하는 것이 핵심이다. 이를 통해 서로 다른 기생 용량을 유도하여, 서로 다른 시상수(time constant)를 만들어 낼 수 있다. 따라서, 파워 MOSFET의 게이트에 추가적인 비용 없이 경사 제어를 구현할 수 있으며, 별도 제어로직도 필요 없어서 더 적은 웨이퍼 면적으로 경사 제어를 구현할 수 있다.In the present invention, it is essential to divide the power MOSFET as described above. This allows different parasitic capacitances to be derived, resulting in different time constants. Thus, the tilt control can be implemented at the gate of the power MOSFET at no additional cost, and the tilt control can be implemented with less wafer area because no separate control logic is required.

한편, 제 1 파워 MOSFET(420)은 제 1 라인(220)을 통해 게이트 드라이버(300)과 연결되며, 제 2 파워 MOSFET(430)은 제 2 라인(230)을 통해 게이트 드라이버(330)과 연결되며, 제 3 파워 MOSFET(440)은 제 3 라인(240)을 통해 게이트 드라이버(330)과 연결된다. 즉, 복수의 파워 MOSFET(400) 각각 별도 라인(220, 230, 240)을 통해 게이트 드라이버(330)과 연결된다.The first power MOSFET 420 is connected to the gate driver 300 through the first line 220 and the second power MOSFET 430 is connected to the gate driver 330 through the second line 230. [ And the third power MOSFET 440 is connected to the gate driver 330 through the third line 240. [ That is, the plurality of power MOSFETs 400 are connected to the gate driver 330 through separate lines 220, 230, and 240, respectively.

단, 본 실시예에서는 기존의 단일 파워 MOSFET을 3 개로 분할한 예를 들어 설명하였으나, 복수의 파워 MOSFET(400)은 적어도 2 이상의 임의의 개수가 될 수 있다. In this embodiment, the conventional single power MOSFET is divided into three. However, the plurality of power MOSFETs 400 may be an arbitrary number of at least two.

기존 트랜시버 버스 구동부의 단일 MOSFET의 경우, 차량용 CAN/LIN의 버스를 구동하기 위하여, 구동 전압이 인가될 때에 특히, 통상적으로 가장 많이 사용되는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호가 인가될 때에 고전압/고전류의 제어신호가 스위칭되게 된다. In the case of a single MOSFET of a conventional transceiver bus driving unit, when a drive voltage is applied, a high voltage / high current The control signal of the switch SW1 is switched.

이처럼 큰 파워 MOSFET을 갑작스럽게 턴-온(turn on) 시키면, 도 5(a)와 같이 스위칭 시 전압이 급격하게 바뀌는 부분(510, 520)에서 전자파를 생성하여 EME (Electro-Magnetic Emission) 특성이 열화된다.When the large power MOSFET is suddenly turned on as shown in FIG. 5 (a), electromagnetic waves are generated in the portions 510 and 520 where the voltage is rapidly changed during switching, .

본 발명에서는 기존 구동부와는 다르게, 파워 MOSFET을 복수의 MOSFET으로 분할하여 파워 MOSFET의 게이트 구동 전압의 상승/하강 시 경사(Slope)를 성형(Shaping)하여 EME 특성을 현저하게 개선할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따르면, 분할된 MOSFET 각각을 게이트 드라이버(300)과 별도 배선으로 연결하도록 구성된다. 따라서, 도 5(b)와 같이 스위칭 시 전압이 완만하게 바뀌도록(530, 540) 구성되므로, EME 특성이 개선된다.In the present invention, unlike the conventional driving unit, the power MOSFET is divided into a plurality of MOSFETs, and the slope of the gate driving voltage of the power MOSFET is increased or decreased, thereby remarkably improving the EME characteristic. In this case, according to the present invention, each of the divided MOSFETs is configured to be connected to the gate driver 300 separately. Therefore, as shown in FIG. 5 (b), since the voltage is changed gently (530, 540) during switching, the EME characteristic is improved.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버(300)의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the gate driver 300 according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버(300)는 기준 전류 입력부(310), 제 1 파워 MOSFET 구동부(320), 제 2 파워 MOSFET 구동부(330) 및 제 3 파워 MOSFET 구동부(340)를 포함할 수 있다.The gate driver 300 according to the embodiment of the present invention may include a reference current input unit 310, a first power MOSFET driver 320, a second power MOSFET driver 330, and a third power MOSFET driver 340 have.

기준 전류 입력부(310)는 후술할 제 1 내지 제 3 파워 MOSFET 구동부(320, 330, 340)의 HS 전류 공급부(323, 333, 343)와 전류 거울(Current Mirror)을 형성한다. 따라서, 기준 전류 입력부(310)에 흐르는 전류에 비례하는 전류가 제 1 내지 제 3 파워 MOSFET 구동부(320, 330, 340)에 흐르게 된다.The reference current input part 310 forms a current mirror with the HS current supplying parts 323, 333 and 343 of the first to third power MOSFET driving parts 320, 330 and 340 to be described later. Accordingly, a current proportional to the current flowing in the reference current input unit 310 flows to the first, second, and third power MOSFET drivers 320, 330, and 340.

상술한 제 1 내지 제 3 파워 MOSFET 구동부는 각각 전류 공급부(323, 333, 343, 328, 338, 348), 입력 수신부(325, 335, 345, 327, 337, 347)를 포함할 수 있다.The first to third power MOSFET driving units may include current supplying units 323, 333, 343, 328, 338 and 348 and input receiving units 325, 335, 345, 327, 337 and 347, respectively.

이 경우, 전류 공급부는, HS(High side) 전류 공급부(323, 333, 343) 및 LS 접지 연결부(328, 338, 348)를 포함할 수 있다. In this case, the current supply may include HS (High side) current supplies 323, 333, 343 and LS ground connections 328, 338, 348.

한편, 입력 수신부는 HS 입력 수신부(325, 335, 345) 및 LS(Low side) 입력 수신부(327, 337, 347)를 포함할 수 있다.The input receiving unit may include HS input receiving units 325, 335, and 345 and LS (low side) input receiving units 327, 337, and 347.

상술한 제 1, 제 2 및 제 3 파워 MOSFET 구동부(320, 330, 340)는 출력부가 각각 제 1, 제 2 및 제3 MOSFET에 연결되어 있는 점만 빼고는 동일한 구성이므로, 설명의 간략화를 위하여 제 1 파워 MOSFET 구동부(320)를 기준으로 설명한다.The first, second, and third power MOSFET drivers 320, 330, and 340 have the same configuration except that the output portions are connected to the first, second, and third MOSFETs, respectively. Therefore, The power MOSFET driver 320 will be described as a reference.

제 1 파워 MOSFET 구동부(320)는 HS 전류 공급부(323), HS 입력 수신부(325), LS 입력 수신부(327) 및 LS 접지 연결부(328)를 포함할 수 있으며, 제 1 파워 MOSFET(420)의 게이트(G_A)에 전압을 공급한다.The first power MOSFET driving unit 320 may include an HS current supply unit 323, an HS input receiving unit 325, an LS input receiving unit 327 and an LS ground connection unit 328, And supplies a voltage to the gate G_A.

HS 전류 공급부(323)는 전원(Vsup)과 연결되며, 상술한 바와 같이 기준 전류 입력부(310)와 전류 거울을 형성하게 된다. 즉, 기준 전류 입력부(310)에 흐르는 전류에 비례하는 전류가 HS 전류 공급부(323)에 흐를 수 있다. 한편, 제 1 파워 MOSFET 구동부(320) 내지 제 3 파워 MOSFET 구동부(340)의 HS 전류 공급부(323, 333, 343)들은 동일한 채널 폭을 가지는 트렌지스터로 구성되어 제 1 파워 MOSFET 구동부(320) 내지 제 3 파워 MOSFET 구동부(340)에 동일한 크기의 전류가 공급되게 된다.The HS current supply unit 323 is connected to the power supply Vsup and forms a current mirror with the reference current input unit 310 as described above. That is, a current proportional to the current flowing in the reference current input section 310 can flow in the HS current supply section 323. The HS current supply units 323, 333 and 343 of the first power MOSFET driving unit 320 to the third power MOSFET driving unit 340 are composed of transistors having the same channel width, 3 power MOSFET driver 340 is supplied with the same magnitude of current.

HS 입력 수신부(325)와 LS 입력 수신부(327)는 예컨대, N-MOS 트랜지스터 및 P-MOS 트랜지스터로 각각 구성되며, 서로 상보적(Complementary)으로 구성된다. 또한, 마이크로컨트롤러 유닛(150)으로부터 제어 신호를 받을 수 있다. 따라서, 입력단(IN)이 하이(High) 전압인 경우, HS 입력 수신부(325)가 턴-온 되면서 제 1 파워 MOSFET(420)의 게이트에 하이 전압이 공급되게 되고, 입력단이 로우(Low) 전압인 경우에는 게이트에 접지 전압이 공급된다.The HS input receiving unit 325 and the LS input receiving unit 327 are composed of, for example, an N-MOS transistor and a P-MOS transistor, respectively, and are complementary to each other. Further, the control signal can be received from the microcontroller unit 150. Accordingly, when the input terminal IN is at a high voltage, the HS input receiving unit 325 is turned on, so that a high voltage is supplied to the gate of the first power MOSFET 420. When the input terminal is at a low voltage The ground voltage is supplied to the gate.

기존의 입력 수신부의 각 트랜지스터들은 각기 다른 제어 로직에 연결되어 있고, 각각 턴-온/오프가 가능하였으나, 본 발명의 실시예에 따르면, 모두 마이크로컨트롤러 유닛(150)과 연결되어 제어신호를 받도록 구성된다. 따라서, 회로가 현저히 간단해 진다.Each of the transistors of the conventional input receiving unit is connected to a different control logic and can be turned on and off according to the embodiment of the present invention. do. Therefore, the circuit becomes remarkably simple.

한편, LS 접지 연결부(328)는 제 1 파워 MOSFET(420) 내지 제 3 파워 MOSFET(440)의 게이트로부터 동일한 전류가 접지로 흐를 수 있도록 제어할 수 있다.On the other hand, the LS ground connection portion 328 can control the same current from the gates of the first power MOSFET 420 to the third power MOSFET 440 to flow to the ground.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 경사 제어에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the tilt control according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

예를 들어 도 2 및 도 3과 같이 3개로 분할된 경우를 가정하여 설명한다. 이 경우, 파워 MOSFET의 채널 폭이 1600㎛일 때 제 1 파워 MOSFET(420) 내지 제 3 파워 MOSFET(440)의 채널 폭이 100㎛, 500㎛, 1000㎛인 경우로 분할된 경우를 가정한다.For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3. In this case, it is assumed that the channel widths of the first power MOSFET 420 to the third power MOSFET 440 are 100 μm, 500 μm, and 1000 μm when the channel width of the power MOSFET is 1600 μm.

1600㎛의 MOSFET의 게이트 용량이 10pF이라고 할 때, 제 1 파워 MOSFET(420) 내지 제 3 파워 MOSFET(440)은 1:5:10으로 게이트 용량을 분할하여 구비하게 된다 (대략 0.6pF, 3.1pF, 6.3pF 정도).The first power MOSFET 420 to the third power MOSFET 440 are provided by dividing the gate capacitance by 1: 5: 10 (approximately 0.6 pF, 3.1 pF) when the gate capacitance of the MOSFET of 1600 탆 is 10 pF , About 6.3 pF).

이를 구동하기 위한 드라이버의 내부 회로 예시는 그림 7과 같다An example of the internal circuitry of the driver to drive it is shown in Figure 7

3개의 MOSFET을 드라이브하지만 오히려 구조는 이전보다 간단해지고 사이즈도 작아진 것을 볼 수 있다. 또한 더 이상 slope shaping 제어로직이 필요하지 않다. 이 게이트 드라이버는 똑같은 크기의 전류(예: 100nA)를 MOSFET A, B, C에 공급한다. It drives three MOSFETs, but rather the structure is simpler and smaller than before. No more slope shaping control logic is needed. This gate driver supplies MOSFETs A, B, and C with the same amount of current (eg, 100 nA).

(수학식 1)(1)

Q=CV=ItQ = CV = It

(여기서, Q는 전하량, C는 게이트 용량, V는 공급 전압(Vsup), I는 전류(예, I=100nA), t는 게이트 용량에 충전되는 시간)(Wherein, Q is a charge amount, C is gate capacitance, V is the supply voltage (V sup), I is current (e.g., I = 100nA), t is time to charge the gate capacitance)

이 경우, 제 1 파워 MOSFET(420)의 게이트 용량에 충전되는 시간은 아래 수학식 2와 같다.In this case, the time to charge the gate capacity of the first power MOSFET 420 is given by Equation 2 below.

(수학식 2)(2)

t=(C_(G_A) V)/I = 30㎲t = (C_ (G_A) V) / I = 30 占 퐏

(여기서, V=Vsup=5V, I=100nA, C_(G_A)=0.6pF.)(Where V = V sup = 5 V, I = 100 nA, C_ (G_A) = 0.6 pF).

또한, 제 2 파워 MOSFET(430)의 게이트 용량에 충전되는 시간은 아래 수학식 3과 같다.The time for charging the gate capacitance of the second power MOSFET 430 is expressed by Equation 3 below.

(수학식 3)(3)

t=(C_(G_B) V)/I=155㎲t = (C_ (G_B) V) / I = 155 占 퐏

(여기서, V=Vsup=5V, I=100nA, C_(G_A)= 3.1pF.)(Where V = V sup = 5 V, I = 100 nA, C_ (G_A) = 3.1 pF).

또한, 제 3 파워 MOSFET(440)의 게이트 용량에 충전되는 시간은 아래 수학식 4와 같다.The time to charge the gate capacity of the third power MOSFET 440 is expressed by the following equation (4).

(수학식 4)(4)

t=(C_(G_C) V)/I=315㎲t = (C_ (G_C) V) / I = 315 s

(여기서, V=Vsup=5V, I=100nA, C_(G_A)= 6.3pF.)(Where V = V sup = 5 V, I = 100 nA, C_ (G_A) = 6.3 pF).

따라서, 수학식 1 내지 수학식 4에 따르면, 제 1 파워 MOSFET(420)은 게이트 용량 C_(G_A)가 0.6pF으로 제일 작으므로 가장 빠르게 충전이 되어, 가장 빠르게 전압이 상승한다. 그리고, 제 2 파워 MOSFET(430)은 2번째로 빠르게 충전될 것이고, 제 3 파워 MOSFET(440)이 가장 늦게 충전될 것이다. 그런데 MOSFET 소자는 동일하므로, 예를 들어, VTH=1.2V으로 동일하다고 하면, 제 1 파워 MOSFET(420)이 가장 먼저 턴온되고, 시간차를 두고 제 2 파워 MOSFET(430)가 뒤이어 턴온되고, 다시 시간차를 두고 제 3 파워 MOSFET(430)이 턴온된다.Therefore, according to Equations (1) to (4), the first power MOSFET 420 has the smallest gate capacitance C_ (G_A) of 0.6 pF, so that it is charged fastest and the voltage rises fastest. Then, the second power MOSFET 430 will charge the second fastest, and the third power MOSFET 440 will charge the latest. Assuming that V TH is equal to 1.2 V, the first power MOSFET 420 is first turned on, the second power MOSFET 430 is turned on subsequently, The third power MOSFET 430 is turned on with a time difference.

제 1 내지 제3 제 1 파워 MOSFET(420, 430, 440) 각각이 VTH에 도달하는 시간은 다음과 같다.The time for each of the first to third first power MOSFETs 420, 430, and 440 to reach V TH is as follows.

(수학식 5)(5)

t=(C_(G_A)ⅹV)/I=7.2㎲, (단, V=VTH=1.2V,I=100nA,C(G_A)=0.6pF.)t = (C_ (G_A) ⅹV ) /I=7.2㎲, ( single, V = V TH = 1.2V, I = 100nA, C (G_A) = 0.6pF.)

(수학식 6)(6)

t=(C_(G_B)ⅹV)/I=37.2㎲, (단, V=VTH=1.2V,I=100nA,C_(G_B)=3.1pF.)t = (C_ (G_B) xV) / I=37.2 占 퐏, where V = V TH = 1.2 V, I = 100 nA, C_ (G_B) = 3.1 pF.

(수학식 7)(7)

t=(C_(G_C)ⅹV)/I=75.6㎲, (단, V=VTH=1.2V,I=100nA,C_(G_C)=6.3pF.)t = (C_ (G_C) ⅹV ) /I=75.6㎲, ( single, V = V TH = 1.2V, I = 100nA, C_ (G_C) = 6.3pF.)

따라서 도 4의 가운데 그래프와 같이 시차를 두고 턴온이 되어 IDS 전류(제 1 내지 제 3 파워 MOSFET의 드레인-소스로 흐르는 전류)가 흐르기 시작하며, 제 1 내지 제 3 파워 MOSFET(420, 430, 440)의 3개의 전류가 모여 총 전류는 도 4(c)와 같이 된다.Therefore, the I DS current (the current flowing to the drain-source of the first to third power MOSFETs) starts to flow with a parallax as shown in the center graph of FIG. 4, and the first to third power MOSFETs 420, 440), and the total current is as shown in Fig. 4 (c).

이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 종래 기술에 대하여 설명하고, 본 발명의 효과에 대하여 상술한다.Hereinafter, the prior art will be described with reference to Figs. 6 to 8, and the effects of the present invention will be described in detail.

차량용 네트워크 규격에는 버스 와이어를 이용한 CAN/LIN과 같은 방식이 있다. 이 버스 와이어는 최대 수십 m에 이르기까지 길이가 길기 때문에, 트랜시버(Transceiver)는 강하게 버스를 드라이브 할 수 있어야 한다. 이처럼 버스를 강하게 드라이브하기 위해 파워 MOSFET이 사용된다. 이러한 MOSFET은 차량용 CAN/LIN 트랜시버 칩에서 칩 대부분의 면적을 차지한다.Vehicle network standards include CAN / LIN using bus wires. Because this bus wire is long enough up to several tens of meters, the transceiver must be able to drive the bus extensively. In this way, a power MOSFET is used to drive the bus strongly. These MOSFETs occupy most of the chip area in automotive CAN / LIN transceiver chips.

그런데, 이처럼 큰 파워 MOSFET을 갑작스럽게 턴-온(turn on) 시키면, 도 9와 같이 스위칭 시 전압이 급격하게 바뀌는 부분에서 전자파를 생성하여 EME (Electro-Magnetic Emission) 특성이 열화된다.However, when the large power MOSFET is suddenly turned on, as shown in FIG. 9, electromagnetic wave is generated in a portion where the voltage is suddenly changed during switching, and EME (Electro-Magnetic Emission) characteristic is deteriorated.

따라서, 트랜시버 내에 경사 성형(slope shaping) 유닛을 두어 턴온 시 경사를 제어하여 EME를 최소화한다.Therefore, a slope shaping unit is placed in the transceiver to control the slope at turn-on to minimize EME.

특히 CAN은 5V/50mA, LIN은 12V/10mA로 큰 에너지를 갖고 스윙(swing)하는 펄스를 사용하기 때문에, EME를 최소화하여 차량 내 다른 전자식 제어 유닛의 동작에 피해를 주지 않도록 해야 한다.Especially, since 5V / 50mA for CAN and 12V / 10mA for LIN use pulses swinging with large energy, EME should be minimized so as not to damage the operation of other electronic control units in the vehicle.

보통 CAN/LIN 트랜시버에는 경사 성형(slope shaping)을 위하여 별도의 경사 제어 로직이 필요하다. 보통의 경우 전압 제어 방식과 전류 제어 방식이 있다. 전압 제어 방식은 아래 도 6의 예시 회로와 같이 부가되는 회로(제어로직(미도시, CTRL[3:0]으로 신호 인가), DAC(620), 버퍼 (630), 커패시터(640))도 많아 칩 사이즈도 커지고 제어도 복잡하여 잘 쓰이지 않으며, 전류 제어 방식이 다소 사용된다.Usually a CAN / LIN transceiver requires separate slope control logic for slope shaping. Usually, there are voltage control method and current control method. The voltage control method includes a circuit (a control signal (not shown), a DAC 620, a buffer 630, and a capacitor 640), which are added as shown in the example circuit of FIG. 6 below The chip size is large, the control is complicated and is not used well, and the current control method is somewhat used.

도 7 및 도 8은 종래 전류 제어 방식의 예시를 도시하였다. 전류 제어 방식은 구동부(710) 및 파워 MOSFET(640)을 포함한다. 도 8을 참조하면, 구동부(710)는 기준 전류를 입력 받아 전류 거울(current mirror)로 2배, 4배, 8배, 16배 다양한 정전류원을 생성하고 제어신호(CTRL[3:0])로 이들 정전류원들을 턴온/턴오프하여 파워 MOSFET의 gate에 공급되는 전류량을 조절한다.7 and 8 show an example of a conventional current control method. The current control scheme includes a driver 710 and a power MOSFET 640. 8, the driving unit 710 receives the reference current and generates control currents CTRL [3: 0] by generating currents of various current constants of 2 times, 4 times, 8 times, To turn on / off these constant current sources to regulate the amount of current supplied to the gate of the power MOSFET.

즉, 위 조합을 사용하면 P-MOS단은 0배에서 15배까지 16가지의 전류로 변화해가며 파워 MOSFET의 게이트에 공급하는 전류량를 조절할 수 있다. N-MOS단은 마찬가지로 0배에서 31배까지 32가지의 전류로 바꿔가며 게이트를 방전하는 전류량을 조절할 수 있다.In other words, when using the above combination, the P-MOS stage can adjust the amount of current supplied to the gate of the power MOSFET by changing the current from 16 times to 0 times to 15 times. In the N-MOS stage, the amount of current for discharging the gate can be adjusted by changing the current from 32 to 31 times from 0 to 31 times.

즉 이를 간단히 도식화 하면 그림 4-3과 같다.That is, it is shown in Figure 4-3.

이처럼 전류 방식을 쓰면 DAC 및 버퍼가 생략되지만, 경사 성형을 위해 제어신호(CTRL[3:0])를 보내줄 제어로직은 여전히 생략될 수 없다.Using this current scheme eliminates the DAC and buffer, but the control logic to send the control signal CTRL [3: 0] for slope shaping can still be omitted.

따라서, 본 발명에 따르면, 파워 MOSFET 자체를 상술한 바와 같이 분할하는 것이 핵심이다. 이를 통해 서로 다른 기생 capacitance를 유도하여, 서로 다른 시상수(time constant)를 만들어 낼 수 있다. Therefore, according to the present invention, it is essential to divide the power MOSFET itself as described above. This allows different parasitic capacitances to be derived, resulting in different time constants.

따라서, 본 발명에 따르면, 제어로직 마저도 필요 없게 되므로, 추가적인 비용 없이 상당히 작은 웨이퍼 면적으로 경사 성형을 구현할 수 있다.Therefore, according to the present invention, since even the control logic is unnecessary, the slant molding can be realized with a considerably small wafer area without any additional cost.

MOSFET을 3개로 쪼개어 설명한 것은 예시일 뿐이고, 실제 응용에 따라 임의의 N개의 MOSFET으로 쪼개어 구현될 수 있다.Explanations of dividing the MOSFET into three parts are merely illustrative, and can be realized by dividing into any N MOSFETs depending on the practical application.

따라서, 본 발명에 따르면, 한 개의 MOSFET을 임의의 N개로 분할하여 전압 상승 또는 하강 경사 제어(slope control)을 구현한다. 따라서, 본 발명의 구현에 기존 경사 제어 대비하여 추가적인 웨이퍼 면적이 필요하지 않다. 즉, 비용상승 없이 구현 가능하다.Therefore, according to the present invention, one MOSFET is divided into arbitrary N pieces to realize voltage rising or falling slope control. Thus, the implementation of the present invention does not require additional wafer area as compared to conventional tilt control. That is, it can be implemented without increasing cost.

또한, 게이트 드라이버의 구조를 보다 간단하게 만들 수 있고, 게이트 드라이버의 면적을 축소시켜서 원가절감의 효과를 거둘 수 있다. 또한 경사 성형(slope shaping)을 하는 제어로직도 불필요하여 면적도 작아지고, 제어로직에 의한 고장률도 저감되어 동작 신뢰성도 향상되게 된다.In addition, the structure of the gate driver can be made simpler, and the area of the gate driver can be reduced, so that the cost reduction effect can be obtained. In addition, the control logic for slope shaping is unnecessary, so that the area is reduced, and the failure rate due to the control logic is also reduced, thereby improving the operation reliability.

본 발명은 버스 트랜시버에만 한정되는 것이 아니라 액추에이터 드라이버, 스위칭 레귤레이터 등 파워 MOSFET이 사용되고 전압 상승/하강 경사 제어가 필요한 모든 곳에 적용될 수 있다.The present invention is not limited to a bus transceiver but may be applied to any place where a power MOSFET such as an actuator driver, a switching regulator, etc. is used and a voltage rising / falling inclination control is required.

따라서, 본 발명에 따르면, 비용 및 EME를 절감시키면서 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, reliability can be greatly improved while cost and EME can be reduced.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being limited to the embodiments described, and it is intended that the scope of the present invention encompasses not only the following claims, but also equivalents thereto.

100: 트랜시버 버스 구동부
110: 수신부
120: 전압 공급 회로
130: 송수신 노드
150: 마이크로컨트롤러 유닛
200: 송신부
300: 게이트 드라이버
310: 기준 전류 입력부
320: 제 1 파워 MOSFET 구동부
400: 파워 MOSFET100: Transceiver bus driving section
110:
120: voltage supply circuit
130: transmitting / receiving node
150: Microcontroller unit
200:
300: gate driver
310: reference current input section
320: first power MOSFET driving part
400: Power MOSFET

Claims (14)

게이트 드라이버;
제 1 채널 폭을 가지는 제 1 파워 MOSFET; 및
상기 제 1 채널 폭과 다른 제 2 채널 폭을 가지는 제 2 파워 MOSFET을 포함하되,
상기 게이트 드라이버는,
기준 전류 입력부;
제 1 파워 MOSFET 구동부; 및
제 2 파워 MOSFET 구동부를 포함하며,
상기 제 1 파워 MOSFET 구동부 및 상기 제 2 파워 MOSFET 구동부는 각각 상기 기준 전류 입력부에 흐르는 기준 전류와 비례하는 전류가 흐르는 HS 전류 공급부 및 LS 접지 연결부; 및
마이크로컨트롤러 유닛으로부터 제공되는 제어 신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET의 게이트에 전류를 공급하는 입력 수신부를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET은 서로 다른 시간에 턴온되면서 하나의 파워 MOSFET으로 구동 될 때와 다른 경사를 가지는 전류를 차량 내 장치에 제공하는
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
Gate drivers;
A first power MOSFET having a first channel width; And
And a second power MOSFET having a second channel width different from the first channel width,
The gate driver includes:
A reference current input section;
A first power MOSFET driver; And
And a second power MOSFET driver,
The first power MOSFET driving unit and the second power MOSFET driving unit each include an HS current supply unit and an LS ground connection unit through which a current proportional to a reference current flowing in the reference current input unit flows; And
And an input receiving section for supplying a current to the gates of the first and second power MOSFETs based on a control signal provided from the microcontroller unit,
The first and second power MOSFETs are turned on at different times to provide a current having a different slope to the in-vehicle device when driven by one power MOSFET
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
제 1 항에 있어서,
상기 HS 전류 공급부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울(Current Mirror)을 형성하는,
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the HS current supply unit and the reference current input unit form a current mirror,
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
제 1 항에 있어서,
상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성하며,
상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급하는,
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the LS ground connection and the reference current input form a current mirror,
Wherein the HS current supply unit and the LS ground connection unit supply the same current,
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
제 1 항에 있어서,
상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성하는,
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the LS ground connection and the reference current input form a current mirror,
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
제 1 항에 있어서,
상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급하는,
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the HS current supply unit and the LS ground connection unit supply the same current,
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 수신부는 HS(High side) 입력 수신부 및 LS(Low side) 입력 수신부를 각각 포함하는,
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the input receiving unit includes a high side input receiving unit and a low side input receiving unit,
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
제 6 항에 있어서,
상기 HS 입력 수신부와 상기 LS 입력 수신부는 서로 상보적인 트랜지스터로 구현되며, 상기 HS 입력 수신부와 상기 LS 입력 수신부의 게이트에는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 수신된 입력이 동일하게 인가되는,
경사 제어된 전류를 차량 내 장치에 공급하는 구동 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the HS input receiving unit and the LS input receiving unit are implemented as transistors complementary to each other and the gates of the HS input receiving unit and the LS input receiving unit are supplied with the same input received from the microcontroller unit,
And a drive device for supplying an inclined controlled current to the in-vehicle device.
마이크로컨트롤러 유닛,
게이트 드라이버;
제 1 채널 폭을 가지는 제 1 파워 MOSFET; 및
상기 제 1 채널 폭과 다른 제 2 채널 폭을 가지는 제 2 파워 MOSFET을 포함하되,
상기 게이트 드라이버는,
기준 전류 입력부;
제 1 파워 MOSFET 구동부; 및
제 2 파워 MOSFET 구동부를 포함하며,
상기 제 1 파워 MOSFET 구동부 및 상기 제 2 파워 MOSFET 구동부는 각각 상기 기준 전류 입력부에 흐르는 기준 전류와 비례하는 전류가 흐르는 HS 전류 공급부 및 LS 접지 연결부; 및
상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 제공되는 제어 신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET의 게이트에 전류를 공급하는 입력 수신부를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 파워 MOSFET은 서로 다른 시간에 턴온되면서 하나의 파워 MOSFET으로 구동 될 때와 다른 경사를 가지는 전류를 트렌시버 버스 와이어에 제공하는
차량 내 통신 장치.
Microcontroller unit,
Gate drivers;
A first power MOSFET having a first channel width; And
And a second power MOSFET having a second channel width different from the first channel width,
The gate driver includes:
A reference current input section;
A first power MOSFET driver; And
And a second power MOSFET driver,
The first power MOSFET driving unit and the second power MOSFET driving unit each include an HS current supply unit and an LS ground connection unit through which a current proportional to a reference current flowing in the reference current input unit flows; And
And an input receiving section for supplying a current to the gates of the first and second power MOSFETs based on a control signal provided from the microcontroller unit,
The first and second power MOSFETs are turned on at different times to provide a current having a different slope to the transceiver bus wire when driven by one power MOSFET
In - vehicle communication device.
제 8 항에 있어서,
상기 HS 전류 공급부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울(Current Mirror)을 형성하는,
차량 내 통신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the HS current supply unit and the reference current input unit form a current mirror,
In - vehicle communication device.
제 8 항에 있어서,
상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성하며,
상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급하는,
차량 내 통신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the LS ground connection and the reference current input form a current mirror,
Wherein the HS current supply unit and the LS ground connection unit supply the same current,
In - vehicle communication device.
제 8 항에 있어서,
상기 LS 접지 연결부와 상기 기준 전류 입력부는 전류 거울을 형성하는,
차량 내 통신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the LS ground connection and the reference current input form a current mirror,
In - vehicle communication device.
제 8 항에 있어서,
상기 HS 전류 공급부와 상기 LS 접지 연결부는 동일한 전류를 공급하는,
차량 내 통신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the HS current supply unit and the LS ground connection unit supply the same current,
In - vehicle communication device.
제 8 항에 있어서,
상기 입력 수신부는 HS(High side) 입력 수신부 및 LS(Low side) 입력 수신부를 각각 포함하는,
차량 내 통신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the input receiving unit includes a high side input receiving unit and a low side input receiving unit,
In - vehicle communication device.
제 13 항에 있어서,
상기 HS 입력 수신부와 상기 LS 입력 수신부는 서로 상보적인 트랜지스터로 구현되며, 상기 HS 입력 수신부와 상기 LS 입력 수신부의 게이트에는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 수신된 입력이 동일하게 인가되는,
차량 내 통신 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the HS input receiving unit and the LS input receiving unit are implemented as transistors complementary to each other and the gates of the HS input receiving unit and the LS input receiving unit are supplied with the same input received from the microcontroller unit,
In - vehicle communication device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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