KR102182027B1 - 전압 레귤레이터 - Google Patents

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Abstract

(과제) 테스트 단자를 추가하지 않고, 차동 증폭 회로의 테일 전류를 정밀하게 맞추는 것이 가능한 전압 레귤레이터를 제공한다.
(해결 수단) 차동 증폭 회로의 테일 전류를 흘리는 정전류 회로의 전류를 보호 회로의 특성을 측정하기 위한 테스트 단자에 출력하는 전류 출력 회로와, 보호 회로의 기능을 정지시키는 스위치 회로와, 테스트 단자와 전류 출력 회로 사이에 퓨즈를 구비했다.

Description

전압 레귤레이터{VOLTAGE REGULATOR}
본 발명은 전압 레귤레이터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전압 레귤레이터의 테스트 회로에 관한 것이다.
도 2에, 종래의 전압 레귤레이터의 블럭도를 나타냈다.
종래의 전압 레귤레이터는, 기준 전압 회로(2)와, 분압 회로(3)와, 출력 트랜지스터(4)와, 차동 증폭 회로(10)와, 정전류 회로(11)를 구비하고, 입력 전압(Vin)으로부터 소정의 출력 전압(Vout)을 출력한다.
전압 레귤레이터는, 과전류 보호나 과열 보호를 위한 보호 회로(13)를 구비하고 있다. 보호 회로(13)는, 전압 레귤레이터의 회로를 보호하는 중요한 회로이기 때문에, 정밀도가 요구된다. 따라서, 제조 공정에서 그 특성을 측정하여 정밀도의 조정을 행하고 있다. 그 때문에, 테스트용 회로나 테스트 단자를 구비하고 있다.
또, 전압 레귤레이터는, 저소비 전류인 것이 요구되므로, 예를 들면, 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 정밀하게 조정할 필요가 있다. 일반적으로, 테일 전류(I10)는, 정전류 회로(11)의 트랜지스터 등을 트리밍함으로써 조정된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본국 특허 공개 평 4-195613호 공보
그러나, 테일 전류(I10)는 집적회로 내부에서만 사용되는 정전류이기 때문에, 정밀하게 조정하기 위해서는 측정용 단자가 필요하게 되므로 면적이 커진다고 하는 과제가 있었다.
그래서 본 발명의 전압 레귤레이터는, 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 측정하는 단자를, 보호 회로(13)의 테스트 단자와 공유함으로써, 테스트 단자를 늘리지 않고, 정밀하게 측정하는 것을 가능하게 했다.
본 발명의 전압 레귤레이터는, 테일 전류(I10)를 측정하는 단자와 보호 회로(13)의 테스트 단자를 공유했기 때문에, 테스트 단자를 늘리지 않고, 정밀하게 측정하는 것을 가능하게 했다.
도 1은 제1의 실시형태의 전압 레귤레이터를 나타낸 회로도이다.
도 2는 종래의 전압 레귤레이터의 블럭도이다.
도 3은 제2의 실시형태의 전압 레귤레이터를 나타낸 회로도이다.
도 4는 제３ 실시형태의 전압 레귤레이터를 나타낸 회로도이다.
이하, 본 발명의 전압 레귤레이터에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
<제1의 실시형태>
도 1은, 제1의 실시형태의 전압 레귤레이터를 나타내는 회로도이다.
제1의 실시형태의 전압 레귤레이터는, 기준 전압 회로(2)와, 분압 회로(3)와, 출력 트랜지스터(4)와, 차동 증폭 회로(10)와, 정전류 회로(11)와, 보호 회로(13)와, 전류 출력 회로(14)와, 제어 회로(15)와, 스위치 회로(16)와, 퓨즈(17 및 18)를 구비한다. 제1의 실시형태에서는, 보호 회로(13)는 과열 보호 회로를 예로 들어 설명하는데, 과전류 보호 회로나 다른 보호 회로여도 된다.
출력 트랜지스터(4)는, 전원 단자(1)와 출력 단자(5) 사이에 접속된다. 분압 회로(3)는, 출력 단자(5)와 접지 단자(6) 사이에 접속된다. 차동 증폭 회로(10)는, 입력 단자에 기준 전압 회로(2)의 출력 단자와 분압 회로(3)의 출력 단자가 접속되고, 출력 단자는 출력 트랜지스터(4)의 제어 단자에 접속된다. 정전류 회로(11)는, 차동 증폭 회로(10)에 접속되어 있다. 보호 회로(13)는, 출력 단자가 출력 트랜지스터(4)의 제어 단자에 접속되어 있다.
여기서 보호 회로(13)는, 여기에서는 과열 보호 회로로서 설명한다. 보호 회로(13)는, 감온 소자(101)의 출력 단자가 퓨즈(18)를 통해 테스트 단자(Tio)에 접속되어 있다. 또, 동작 전류가 공급되는 전류 경로에는 스위치 회로(16)가 접속되어 있다. 스위치 회로(16)는, 제어 회로(15)에 의해서 온 오프가 제어된다. 제어 회로(15)는, 예를 들면, 출력 단자(5)의 과전류를 검출하면 스위치 회로(16)를 온하는 회로여도 된다. 또, 제어 회로(15)는, 예를 들면, 출력 단자(5)에 테스트 개시를 나타내는 전압이 입력된 것을 검출하면 스위치 회로(16)를 오프하는 전압 검출 회로여도 된다. 정전류 회로(11)는, 차동 증폭 회로(10)의 동작 전류를 흘리는 회로이며, 정전류원과 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터와 트리밍용 퓨즈를 구비하고 있다. 전류 출력 회로(14)는, 정전류 회로(11)와 퓨즈(17)를 통해 테스트 단자(Tio) 사이에 접속되어 있다. 전류 출력 회로(14)는, 정전류 회로(11)의 전류를 미러하는 NMOS 트랜지스터(21)와, PMOS 트랜지스터(22, 23)를 구비하고 있다.
상술한 바와 같은 전압 레귤레이터는, 이하와 같이 동작하여, 회로의 특성을 측정할 수 있다.
먼저, 정전류 회로(11)의 전류를 측정하는 방법을 설명한다.
제어 회로(15)는, 스위치 회로(16)를 오프하도록 제어하고 있다. 따라서, 테스트 단자(Tio)는, 접지 단자(6) 사이에 다이오드가 접속된 상태로 되어 있다. 이 상태에서, 전원 단자(1)에 전원 전압(Vin)을 입력하고, 전압 레귤레이터를 동작시킨다.
NMOS 트랜지스터(21)는, 정전류 회로(11)의 전류를 미러하고 있다. 또한, PMOS 트랜지스터(22와 23)는, 커런트 미러 회로를 구성하고, NMOS 트랜지스터(21)의 전류를 미러한다.
따라서, 테스트 단자(Tio)와 그라운드 사이에 전류계를 접속하면, 전류계의 임피던스는 다이오드의 임피던스에 비해 낮기 때문에, 정전류 회로(11)의 전류를 측정할 수 있다. 그리고, 이 측정치를 기초로 정전류 회로(11)의 전류치, 즉 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 트리밍하여, 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다.
다음에, 보호 회로(13)의 특성을 측정하는 방법을 설명한다.
퓨즈(17)는, 정전류 회로(11)의 측정이 종료되었으므로 절단된다. 제어 회로(15)는, 스위치 회로(16)를 온한다. 이 상태에서, 전원 단자(1)에 전원 전압(Vin)을 입력하고, 전압 레귤레이터를 동작시킨다. 전압 레귤레이터는, 출력 단자(5)로부터 소정의 출력 전압(Vout)을 출력한다.
여기서, 보호 회로(13)의 특성으로서, 예를 들면 과열 보호가 가해지는 온도를 측정하는 경우, 테스트 단자(Tio)로부터 대체 전압을 입력한다. 출력 단자(5)의 출력 전압(Vout)을 감시함으로써, 보호 회로(13)의 보호 동작과 그 대체 전압치로부터, 과열 보호가 가해지는 온도를 측정할 수 있다.
그리고, 이 측정치를 기초로, 보호 회로(13)의 특성을, 트리밍 등을 함으로써 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다.
최후에, 퓨즈(18)를 절단함으로써 테스트 단자(Tio)는 내부 회로와 떼내어진다.
이상 설명한 바와 같이, 제1의 실시형태의 전압 레귤레이터는, 정전류 회로(11)의 전류를 테스트 단자(Tio)에 출력하는 전류 출력 회로(14)와, 보호 회로(13)의 기능을 정지시키는 스위치 회로(16)와, 보호 회로(13)의 특성을 측정하기 위한 테스트 단자(Tio)와 전류 출력 회로(14) 사이에 퓨즈(17)를 구비했으므로, 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 측정하기 위한 테스트 단자를 추가할 필요가 없다. 따라서, 칩 사이즈가 증가하지 않고, 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다.
<제2의 실시형태>
도 3은, 제2의 실시형태의 전압 레귤레이터를 나타내는 회로도이다. 도 1과의 차이점은 스위치 회로(16)에 2개 있던 스위치를 1개로 한 점이다.
보호 회로(13)는 검출 회로(301)와 감지 회로(303)로 구성된다. 감지 회로(303)는 정전류 회로(302)와 감온 소자(101)로 구성된다. 검출 회로(301)는, 출력이 출력 트랜지스터(4)의 게이트에 접속되고, 입력이 퓨즈(18)를 통해 테스트 단자(Tio)에 접속되고, 전원이 전원 단자(1)에 접속된다. 감온 소자(101)의 출력 단자는 퓨즈(18)를 통해 테스트 단자(Tio)에 접속된다. 정전류 회로(302)는 감온 소자(101)의 출력 단자와 스위치 회로(16) 사이에 접속된다. 그 외에는 도 1과 동일하다.
제어 회로(15)는, 스위치 회로(16)를 오프하도록 제어하고 있다. 따라서, 테스트 단자(Tio)는, 접지 단자(6) 사이에 다이오드가 접속된 상태로 되어 있다. 이 상태에서, 전원 단자(1)에 전원 전압(Vin)을 입력하고, 전압 레귤레이터를 동작시킨다.
NMOS 트랜지스터(21)는, 정전류 회로(11)의 전류를 미러하고 있다. 또한, PMOS 트랜지스터(22와 23)는, 커런트 미러 회로를 구성하고, NMOS 트랜지스터(21)의 전류를 미러한다.
따라서, 테스트 단자(Tio)와 그라운드 사이에 전류계를 접속하면, 전류계의 임피던스는 다이오드의 임피던스에 비해 낮기 때문에, 정전류 회로(11)의 전류를 측정할 수 있다.
그리고, 이 측정치를 기초로 정전류 회로(11)의 전류치, 즉 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 트리밍하여, 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다. 또, 정전류 회로(11)의 전류를 측정하고 있을 때, 검출 회로(301)는 동작하고 있지만, 도시는 하지 않았으나 검출 회로(301)의 입력에는 트랜지스터의 게이트 등이 접속되기 때문에, 검출 회로(301)로부터 테스트 단자(Tio)로 전류가 흐르지 않는다. 이 때문에, 검출 회로(301)가 동작하고 있어도 검출 회로(301)나 감지 회로(303)로부터 전류가 흘러들어가지 않고, 테스트 단자(Tio)에서 정전류 회로(11)의 전류를 측정할 수 있다. 그 외에는 제1의 실시형태의 동작과 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 제2의 실시형태의 전압 레귤레이터는, 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 측정하기 위한 테스트 단자를 추가하지 않고, 검출 회로(301)를 동작시킨 채로 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다.
<제３ 실시형태>
도 4는, 제３ 실시형태의 전압 레귤레이터를 나타내는 회로도이다. 도 3과의 차이점은 스위치 회로(16)를 검출 회로(301)의 전원과 전원 단자(1) 사이로 이동시키고, 정전류 회로(302)를 전원 단자(1)에 접속한 점이다. 그 외에는 도 3과 동일하다.
제어 회로(15)는, 스위치 회로(16)를 오프하도록 제어하고 있다. 따라서, 테스트 단자(Tio)는, 접지 단자(6) 사이에 다이오드가 접속된 상태가 되고, 보호 회로(13)의 동작을 정지시킨다. 이 상태에서, 전원 단자(1)에 전원 전압(Vin)을 입력해, 전압 레귤레이터를 동작시킨다.
NMOS 트랜지스터(21)는, 정전류 회로(11)의 전류를 미러하고 있다. 또한, PMOS 트랜지스터(22와 23)는, 커런트 미러 회로를 구성하고, NMOS 트랜지스터(21)의 전류를 미러한다.
따라서, 테스트 단자(Tio)와 그라운드 사이에 전류계를 접속하면, 전류계의 임피던스는 다이오드의 임피던스에 비해 낮기 때문에, 정전류 회로(11)의 전류를 측정할 수 있다. 감온 소자(101)에 흐르는 전류를 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)에 비례하는 전류로 설정하고, PMOS 트랜지스터(23)에 흐르는 전류에 비해 매우 작다고 하면, 정전류 회로(11)의 전류의 측정에서는 큰 영향은 없고, 정밀하게 정전류 회로(11)의 전류를 측정할 수 있다.
이 전류치를 기초로 정전류 회로(11)의 전류치, 즉 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 트리밍하여, 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다. 그 외에는 제2의 실시형태의 동작과 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 제３의 실시형태의 전압 레귤레이터는, 보호 회로(13)의 동작을 정지시키고 감온 소자(101)에 흐르는 전류를 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)에 비례시킴으로써, 정전류 회로(11)의 전류를 정밀하게 측정할 수 있어 차동 증폭 회로(10)의 테일 전류(I10)를 정밀하게 맞추는 것이 가능해진다.
10:차동 증폭 회로
11:정전압 회로
13:보호 회로
14:전류 출력 회로
15:제어 회로
101:감온 소자
301:검출 회로
302:정전류 회로
303:감지 회로

Claims (4)

  1. 차동 증폭 회로와, 상기 차동 증폭 회로의 동작 전류를 공급하는 정전류 회로와, 보호 회로와, 상기 보호 회로의 특성을 측정하기 위한 테스트 단자를 구비한, 전압 레귤레이터로서,
    상기 정전류 회로의 전류를 상기 테스트 단자에 출력하기 위한 전류 출력 회로와,
    상기 전류 출력 회로와 상기 테스트 단자 사이에 설치된 퓨즈와,
    상기 보호 회로의 동작을 정지하기 위한 스위치 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 회로를 제어하기 위한 제어 회로를 구비하고,
    상기 제어 회로는, 상기 테스트 단자로부터 상기 정전류 회로의 전류를 출력하고 있을 때, 상기 스위치 회로를 제어하여, 상기 보호 회로의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 보호 회로는,
    상기 스위치 회로에서 동작을 정지시키는 감지 회로와,
    상기 감지 회로의 전압을 검출하는 검출 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 감지 회로는, 온도를 검출하는 다이오드인 것을 특징으로 하는 전압 레귤레이터.
KR1020140060745A 2013-05-23 2014-05-21 전압 레귤레이터 KR102182027B1 (ko)

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