KR102227589B1 - 전원 전압 감시 회로, 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로 - Google Patents

전원 전압 감시 회로, 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로 Download PDF

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Abstract

(과제)
회로 규모가 작아 소비 전력이 낮은 구성이면서, 전원 전압을 정확하게 검출할 수 있는 전원 전압 감시 회로를 제공하는 것.
(해결 수단)
전원 전압의 증가에 대해 포화 특성을 나타내는 신호 전압을 출력하는 신호 출력 회로와, 게이트가 신호 출력 회로의 출력 단자에 접속된 PMOS 트랜지스터와, PMOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 제 1 정전류 회로와, 입력 단자가 PMOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 인버터를 구비하고, 신호 출력 회로의 신호 전압이 정상인 것을 나타내는 신호를 출력하는 신호 전압 감시 회로를 구비하는 구성으로 하였다.

Description

전원 전압 감시 회로, 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로{POWER SUPPLY VOLTAGE MONITORING CIRCUIT, AND ELECTRONIC CIRCUIT INCLUDING THE POWER SUPPLY VOLTAGE MONITORING CIRCUIT}
본 발명은 전자 회로에 있어서의 최저 동작 전원 전압의 저전압화를 도모하고, 전자 회로에 있어서의 저전압 동작화를 가능하게 하는, 전원 전압 감시 회로 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로에 관한 것이다.
종래의 전원 전압 감시 회로에 대해 설명한다. 도 5 는, 종래의 전원 전압 감시 회로를 나타내는 회로도이다. 종래의 전원 전압 감시 회로는 전류원 회로 (110) 와, 임피던스 회로 (120) 와, 바이어스 전압원 (401) 과, 컴퍼레이터 (402) 와, 그라운드 단자 (100) 와, 전원 단자 (101) 와, 출력 단자 (102) 를 구비하고 있다. 전류원 회로 (110) 와 임피던스 회로 (120) 에 의해 신호 출력 회로 (140) 를 구성한다. 바이어스 전압원 (401) 과 컴퍼레이터 (402) 에 의해 신호 전압 감시 회로 (130) 를 구성한다.
전원 단자 (101) 에 전원 전압 (VDD) 을 투입한 후, 신호 출력 회로 (140) 는 전원 전압 (VDD) 에 대해 포화 특성을 나타내는 신호를 출력하고, 신호 전압 감시 회로 (130) 는 신호 출력 회로 (140) 로부터 출력되는 신호와 전원 전압 (VDD) 을 비교하여 신호 출력 회로 (140) 로부터 출력되는 신호가 정상인 것을 나타내는 신호를 출력한다.
이로써, 전자 회로에 있어서의 최저 동작 전원 전압의 저전압화를 도모하고, 전원 전압을 효율적으로 이용할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 의 도 1 참조).
일본 공개특허공보 2010-166184호
그러나, 종래의 전원 전압 감시 회로에서는, 신호 전압 감시 회로를 컴퍼레이터로 구성하고 있으므로, 신호 전압 감시 회로의 회로 규모가 크다는 과제가 있었다. 또한, 신호 전압 감시 회로의 소비 전력이 높아 전원 전압 감시 회로의 저소비 전력화가 곤란하다는 과제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어져, 회로 규모가 작아 소비 전력이 낮은 전원 전압 감시 회로, 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로를 제공한다.
종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 전원 전압 감시 회로, 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로는 이하와 같은 구성으로 하였다.
전원 전압의 증가에 대해 포화 특성을 나타내는 신호 전압을 출력하는 신호 출력 회로와, 게이트가 신호 출력 회로의 출력 단자에 접속된 PMOS 트랜지스터와, PMOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 제 1 정전류 회로와, 입력 단자가 PMOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 인버터를 구비하고, 신호 출력 회로의 신호 전압이 정상인 것을 나타내는 신호를 출력하는 신호 전압 감시 회로를 구비하는 구성으로 하였다.
본 발명의 전원 전압 감시 회로에 의하면, 회로 규모가 작아 소비 전력이 낮은 구성이면서, 전원 전압을 정확하게 검출할 수 있는 전원 전압 감시 회로를 제공할 수 있다.
도 1 은 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로를 구비한 전자 회로의 회로도.
도 2 는 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 신호 출력 회로의 회로도.
도 3 은 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트.
도 4 는 제 2 실시형태의 전원 전압 감시 회로를 구비한 전자 회로의 회로도.
도 5 는 종래의 전원 전압 감시 회로의 회로도.
이하, 본 발명의 전원 전압 감시 회로, 및 그 전원 전압 감시 회로를 구비하는 전자 회로를, 도면을 참조하여 설명한다.
＜제 1 실시형태＞
도 1 은, 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로를 구비한 전자 회로의 회로도이다.
제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로를 구비한 전자 회로는, 신호 출력 회로 (140) 와, 신호 전압 감시 회로 (130) 와, 애플리케이션 회로 (150) 와, 전원 단자 (101) 와, 그라운드 단자 (100) 를 구비하고 있다. 신호 출력 회로 (140) 는, 전류원 회로 (110) 와 임피던스 회로 (120) 에 의해 구성된다. 신호 전압 감시 회로 (130) 는, PMOS 트랜지스터 (131) 와 정전류 회로 (133) 와 인버터 (132) 에 의해 구성된다. 신호 출력 회로 (140) 와 신호 전압 감시 회로 (130) 에 의해 전원 전압 감시 회로를 구성한다.
도 2 는, 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 신호 출력 회로의 회로도이다. 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 신호 출력 회로는, PMOS 트랜지스터 (202, 203) 와, NMOS 트랜지스터 (204, 205) 와, NMOS 디프레션 트랜지스터 (201) 와, 저항 (206, 207) 을 구비한다. PMOS 트랜지스터 (202, 203) 와 NMOS 디프레션 트랜지스터 (201) 에 의해 전류원 회로 (110) 가 구성된다. NMOS 트랜지스터 (204, 205) 와 저항 (206, 207) 에 의해 임피던스 회로 (120) 가 구성된다.
제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 접속에 대해 설명한다. NMOS 디프레션 트랜지스터 (201) 는, 게이트 및 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속되고, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (202) 의 게이트 및 드레인에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (202) 의 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (203) 는, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (202) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (131) 의 게이트와 NMOS 트랜지스터 (205) 의 게이트에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (131) 는, 드레인은 인버터 (132) 의 입력 단자에 접속되고, 소스는 전원 단자 (101) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (205) 는, 드레인은 전원 단자 (101) 에 접속되고, 소스는 저항 (206) 의 일방의 단자에 접속된다. 저항 (207) 은, 일방의 단자는 저항 (206) 의 다른 일방의 단자에 접속되고, 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (204) 는, 게이트는 저항 (206 과 207) 의 접속점에 접속되고, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (205) 의 게이트에 접속되며, 소스는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 정전류 회로 (133) 는, 일방의 단자는 인버터 (132) 의 입력 단자에 접속되고, 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 애플리케이션 회로 (150) 의 입력 단자는 인버터 (132) 의 출력 단자에 접속된다.
다음으로, 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 동작에 대해 설명한다. PMOS 트랜지스터 (131) 의 게이트를 노드 VB, 인버터 (132) 의 출력 단자를 노드 C 로 한다. 도 3 은 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 전원 단자 (101) 에 전원 전압 (VDD) 이 입력되는 경우를 생각한다.
시간 T0 에 있어서 전원 전압 (VDD) 이 입력되면 NMOS 디프레션 트랜지스터 (201) 에 전류가 흐르기 시작하고, 커런트 미러 회로를 구성하는 PMOS 트랜지스터 (202, 203) 에 의해 NMOS 디프레션 트랜지스터 (201) 에 흐르는 전류에 비례하는 전류가 임피던스 회로 (120) 에 공급된다. 임피던스 회로 (120) 는 이 전류를 받아서 전압을 발생시키고, 노드 VB 의 전압을, 전원 전압 (VDD) 을 추종하도록 상승시킨다. 인버터 (132) 는 입력이 Lo 이기 때문에 High 신호를 노드 C 에 출력한다.
그리고, 시간 T1 에서 노드 VB 는 일정한 전압이 된다. 또한, 전원 전압 (VDD) 이 상승하여, 시간 T2 에서 전원 전압 (VDD) 이 노드 VB 의 전압보다 PMOS 트랜지스터 (131) 의 임계값 전압 이상 커지면, PMOS 트랜지스터 (131) 가 온되어 노드 C 의 전압을 Lo 로 한다. 애플리케이션 회로 (150) 는 인버터 (132) 의 신호를 받아 동작을 개시한다.
이와 같이 하여, 신호 전압 감시 회로 (130) 는 신호 출력 회로 (140) 의 신호를 받아 애플리케이션 회로 (150) 에 출력 신호를 출력하고, 신호 전압 감시 회로 (130) 가 검출하는 최저 동작 전압으로 애플리케이션 회로 (150) 를 동작시킬 수 있다. 그리고, 신호 전압 감시 회로 (130) 의 최저 동작 전압은 PMOS 트랜지스터 (131) 와 정전류 회로 (133) 만 정해지기 때문에 신호 전압 감시 회로 (130) 의 저전압화를 실시할 수 있다. 또, 신호 전압 감시 회로 (130) 에 흐르는 전류는 정전류 회로 (133) 뿐이기 때문에 저소비 전력화를 실시할 수 있다.
또한, 애플리케이션 회로 (150) 는 컴퍼레이터나 오피 앰프, 온도 센서 등 전원 전압 감시 회로의 신호를 받아 동작을 개시하는 회로이면, 어떠한 전자 회로여도 된다. 또, 전류원 회로 (110) 와 임피던스 회로 (120) 는 도 2 의 구성에 한정되지 않고, 전류원 회로 (110) 로부터의 전류를 임피던스 회로 (120) 에서 전압으로 변환하는 회로이면 어떠한 회로여도 된다.
이상 기재한 바와 같이, 제 1 실시형태의 전원 전압 감시 회로는 회로 규모가 작아 소비 전력이 낮은 구성이면서, 전원 전압을 정확하게 검출할 수 있다.
＜제 2 실시형태＞
도 4 는, 제 2 실시형태의 전원 전압 감시 회로를 구비한 전자 회로의 회로도이다. 도 1 과의 차이는 스위치 회로 (302) 와 정전류 회로 (301) 를 추가한 점이다. 접속에 대해서는, 스위치 회로 (302) 의 일방의 단자는 인버터 (132) 의 입력 단자에 접속되고, 다른 일방의 단자는 정전류 회로 (301) 의 일방의 단자에 접속되며, 인버터 (132) 의 출력에 의해 온 오프가 제어된다. 정전류 회로 (301) 의 다른 일방의 단자는 그라운드 단자 (100) 에 접속된다. 그 밖에는 도 1 과 동일하다.
제 2 실시형태의 전원 전압 감시 회로의 동작에 대해 설명한다. 스위치 회로 (302) 는 도 3 의 시간 T0 로부터 T2 까지 온되어 있다. 그리고, 시간 T2 이후 인버터 (132) 의 신호를 받아 오프되어 정전류 회로 (301) 를 PMOS 트랜지스터 (131) 의 드레인에 접속시킨다. 이렇게 함으로써, PMOS 트랜지스터 (131) 의 임계값을 바꾸어, 시간 T2 이후에 전원 전압 (VDD) 이 저하되어 PMOS 트랜지스터 (131) 를 오프시키는 전압을 변경할 수 있다. 이와 같이 하여, 전원 전압 (VDD) 이 상승할 때와 하강할 때로 전원 전압 감시 회로의 출력 신호에 히스테리시스를 갖게 할 수 있다. 그 밖의 동작은 제 1 실시형태와 동일하다.
이상 기재한 바와 같이, 제 2 실시형태의 전원 전압 감시 회로는 회로 규모가 작아 소비 전력이 낮은 구성이면서, 전원 전압을 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 전원 전압 감시 회로의 출력 신호에 히스테리시스를 갖게 할 수 있다.
100 : 그라운드 단자
101 : 전원 단자
110 : 전류원 회로
120 : 임피던스 회로
130 : 신호 전압 감시 회로
132 : 인버터
133, 301 : 정전류 회로
140 : 신호 출력 회로
150 : 애플리케이션 회로
302 : 스위치 회로

Claims (5)

  1. 전류원 회로와, 상기 전류원 회로로부터 전류의 공급을 받는 임피던스 회로를 구비하고, 전원 전압의 증가에 대해 포화 특성을 나타내는 신호 전압을 출력하는 신호 출력 회로와,
    상기 신호 출력 회로의 신호 전압을 받아, 상기 신호 전압이 정상인 것을 나타내는 신호를 출력하는 신호 전압 감시 회로를 구비한 전원 전압 감시 회로로서,
    상기 신호 전압 감시 회로는,
    게이트가 상기 신호 출력 회로의 출력 단자에 접속된 PMOS 트랜지스터와,
    상기 PMOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 제 1 정전류 회로와,
    입력 단자가 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 인버터와,
    상기 제 1 정전류 회로와 병렬로, 직렬 접속된 스위치 회로와 제 2 정전류 회로를 구비하고,
    상기 스위치 회로는 상기 인버터의 출력에 의해 온 오프가 제어되는 것을 특징으로 하는 전원 전압 감시 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임피던스 회로는,
    게이트가 상기 신호 출력 회로의 출력 단자에 접속된 제 1 NMOS 트랜지스터와,
    상기 제 1 NMOS 트랜지스터의 소스에 직렬 접속된 제 1 저항과,
    상기 제 1 저항에 직렬 접속된 제 2 저항과,
    게이트가 상기 제 1 저항과 상기 제 2 저항의 접속점에 접속되고, 드레인이 상기 신호 출력 회로의 출력 단자에 접속된 제 2 NMOS 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 감시 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전원 전압 감시 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 회로.
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