KR102495033B1 - An electronic device and a system including the same - Google Patents
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Abstract
실시 예는 통신 라인과 연결되는 입출력 포트, 구동 전원으로 제1 전원이 제공되고, 입력 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부, 상기 증폭부의 출력단과 연결되는 입력단을 가지며, 상기 입력단의 전압에 기초하여 상기 증폭부의 출력을 상기 입출력 포트로 출력하는 출력부, 및 상기 증폭부의 출력단과 상기 출력부의 입력단이 접속하는 제1 노드와 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 출력 제어부를 포함한다.The embodiment has an input/output port connected to a communication line, a first power supply as a driving power supply, an amplification unit for amplifying and outputting an input signal, and an input terminal connected to the output terminal of the amplification unit, based on the voltage of the input terminal. An output unit that outputs an output of the amplification unit to the input/output port, and a first node connected between an output terminal of the amplification unit and an input terminal of the output unit, and a second power supply, and a level of the first power supplied to the amplification unit. Based on, it includes an output control unit for controlling the voltage of the first node.
Description
실시 예는 실시 예는 전자 소자 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.The embodiment relates to an electronic device and a system including the same.
일반적인 전기 소자의 I/O 인터페이스의 최종 출력단은 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터를 포함하는 인버터를 포함한다. 반면에, I2C 인터페이스를 사용하는 전기 소자의 I/O 인터페이스의 최종 출력단은 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터를 포함하는 인버터를 포함하되, PMOS 트랜지스터의 게이트와 소스는 서로 접속된 구조를 가질 수 있다.A final output terminal of an I/O interface of a typical electric device includes an inverter including a PMOS transistor and an NMOS transistor. On the other hand, a final output terminal of an I/O interface of an electric device using an I2C interface may include an inverter including a PMOS transistor and an NMOS transistor, and the gate and source of the PMOS transistor may have a structure connected to each other.
버스에 공통 접속되는 다수의 전자 소자들을 구비하는 시스템에서 다수의 전자들 중 2개 이상의 전자 소자들 간에 I/O 인터페이스를 통하여 통신이 이루어질 수 있다. 이때 통신을 하지 않는 전자 소자들도 버스를 공유하기 때문에 입출력 포트 또는 터미널의 상태를 유지하기 위하여 전원(POWER)가 필요할 수 있다. 통신을 하지 않는 전자 소자들에 제공되는 전원에 의하여 전력 소모가 발생할 수 있다. 통신을 하지 않는 전자 소자들에 제공되는 전력을 차단함으로써, 시스템에서 전력 소모를 줄일 수 있다.In a system having a plurality of electronic elements commonly connected to a bus, communication may be performed between two or more electronic elements among the plurality of electronic elements through an I/O interface. At this time, since electronic elements that do not communicate also share the bus, power may be required to maintain the state of the input/output port or terminal. Power consumption may occur due to power provided to electronic devices that do not communicate. Power consumption in a system can be reduced by cutting off power provided to electronic devices that do not communicate.
실시 예는 전력 소모를 줄일 수 있고, 통신 실패를 방지할 수 있는 전자 소자 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.The embodiment provides an electronic device capable of reducing power consumption and preventing communication failure, and a system including the same.
실시 예에 따른 전자 소자는 통신 라인과 연결되는 입출력 포트; 구동 전원으로 제1 전원이 제공되고, 입력 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부; 상기 증폭부의 출력단과 연결되는 입력단을 가지며, 상기 입력단의 전압에 기초하여 상기 증폭부의 출력을 상기 입출력 포트로 출력하는 출력부; 및 상기 증폭부의 출력단과 상기 출력부의 입력단이 접속하는 제1 노드와 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 출력 제어부를 포함한다.An electronic device according to an embodiment includes an input/output port connected to a communication line; an amplification unit provided with a first power source as a driving power source and amplifying an input signal and outputting the amplified signal; an output unit having an input terminal connected to an output terminal of the amplification unit and outputting an output of the amplification unit to the input/output port based on a voltage of the input terminal; and a first node connected between an output terminal of the amplification unit and an input terminal of the output unit and a second power source, and controlling a voltage of the first node based on a level of the first power supply provided to the amplification unit. It includes an output control unit.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 로우 레벨일 때, 상기 제1 노드의 전압이 기준 전압보다 낮게 유지되도록 상기 제1 노드의 전압을 제어한다.The output controller controls the voltage of the first node so that the voltage of the first node is maintained lower than a reference voltage when the level of the first power is a low level.
상기 출력부는 상기 제1 노드에 연결되는 게이트, 상기 입출력 포트와 상기 제2 전원 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 포함하는 출력 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 기준 전압은 상기 출력 트랜지스터의 문턱 전압일 수 있다.The output unit may include an output transistor including a gate connected to the first node, a source and a drain connected between the input/output port and the second power supply. The reference voltage may be a threshold voltage of the output transistor.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원이 제공되는 제1 게이트, 및 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속되는 제1 소스와 제1 드레인을 포함하는 제1 제어 트랜지스터; 상기 제2 노드에 접속되는 제2 게이트, 및 상기 제1 노드와 상기 제2 전원 사이에 접속되는 제2 소스와 제2 드레인을 포함하는 제2 제어 트랜지스터; 및 상기 제1 전원이 제공되는 제3 게이트, 및 상기 제2 노드와 상기 제2 전원 사이에 접속되는 제3 소스와 제3 드레인을 포함하는 제3 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.The output controller includes a first control transistor including a first gate to which the first power is supplied, and a first source and a first drain connected between the first node and the second node; a second control transistor including a second gate connected to the second node, and a second source and a second drain connected between the first node and the second power source; and a third control transistor including a third gate through which the first power is supplied, and a third source and a third drain connected between the second node and the second power.
상기 증폭부는 상기 입력 신호를 반전시키는 인버터일 수 있다.The amplifier may be an inverter that inverts the input signal.
상기 입출력 포트는 버스 통신 프로토콜에 따라서 통신하는 통신 라인에 접속될 수 있다.The input/output port may be connected to a communication line communicating according to a bus communication protocol.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 하이 레벨일 때, 상기 제1 노드를 상기 제2 전원으로부터 플로팅시킬 수 있다.The output controller may float the first node from the second power when the level of the first power is a high level.
상기 전자 소자는 상기 입출력 포트에 접속되고, 상기 입출력 포트에 제공되는 신호를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다.The electronic device may further include a receiver connected to the input/output port and receiving a signal provided to the input/output port.
상기 입출력 포트에 제공되는 신호는 펄스 신호일 수 있다.A signal provided to the input/output port may be a pulse signal.
다른 실시 예에 따른 전자 소자는 통신 라인과 연결되는 입출력 포트; 제1 전원과 제2 전원 사이에 접속되고, 입력 신호를 반전시켜 출력하는 인버터; 상기 인버터의 출력단과 연결되는 게이트, 및 상기 입출력 포트와 상기 제2 전원 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 포함하는 출력 트랜지스터; 및 상기 인버터의 출력단과 상기 출력 트랜지스터의 게이트가 접속하는 제1 노드와 상기 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 출력 제어부를 포함한다.An electronic device according to another embodiment includes an input/output port connected to a communication line; an inverter connected between the first power source and the second power source and inverting an input signal and outputting the inverted signal; an output transistor including a gate connected to the output terminal of the inverter, and a source and drain connected between the input/output port and the second power source; and an output control unit connected between a first node connected to an output terminal of the inverter and a gate of the output transistor and the second power supply, and controlling a voltage of the first node based on a level of the first power supply. .
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 로우 레벨일 때, 상기 제1 노드의 전압이 상기 출력 트랜지스터의 문턱 전압보다 낮게 유지되도록 상기 제1 노드의 전압을 제어할 수 있다.The output control unit may control the voltage of the first node so that the voltage of the first node is maintained lower than the threshold voltage of the output transistor when the level of the first power is at a low level.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 하이 레벨일 때, 상기 제1 노드와 상기 제2 전원의 전기적 연결을 끊을 수 있다.The output controller may disconnect the electrical connection between the first node and the second power when the level of the first power is a high level.
상기 입출력 포트에 제공되는 신호는 데이터 또는 클럭 신호일 수 있다.A signal provided to the input/output port may be a data or clock signal.
실시 예에 따른 시스템은 제1 통신 라인; 및 복수의 전자 소자들을 포함하며, 상기 복수의 전자 소자들 각각은 상기 제1 통신 라인과 접속되는 제1 입출력 인터페이스를 포함하며, 상기 제1 입출력 인터페이스는 상기 제1 통신 라인과 연결되는 제1 입출력 포트; 구동 전원으로 제1 전원이 제공되고, 제1 입력 신호를 증폭하여 출력하는 제1 증폭부; 상기 제1 증폭부의 제1 출력단과 연결되는 제1 입력단을 가지며, 상기 제1 입력단의 전압에 기초하여 상기 제1 증폭부의 출력을 상기 제1 입출력 포트로 출력하는 제1 출력부; 및 상기 제1 증폭부의 제1 출력단과 상기 제1 출력부의 제1 입력단이 접속하는 제1 노드와 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 제1 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 제1 출력 제어부를 포함한다.A system according to an embodiment includes a first communication line; and a plurality of electronic elements, each of the plurality of electronic elements including a first input/output interface connected to the first communication line, and the first input/output interface connected to the first communication line. port; a first amplifier provided with a first power source as a driving power source and amplifying a first input signal and outputting the amplified signal; a first output unit having a first input terminal connected to the first output terminal of the first amplifier unit and outputting an output of the first amplifier unit to the first input/output port based on a voltage of the first input terminal; And connected between a first node and a second power supply to which the first output terminal of the first amplifier unit and the first input terminal of the first output unit connect, based on the level of the first power supply provided to the first amplifier unit. , and a first output controller for controlling the voltage of the first node.
상기 복수의 전자 소자들 각각은 제2 통신 라인과 접속하는 제2 입출력 인터페이스를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 입출력 인터페이스는 상기 제2 통신 라인과 연결되는 제2 입출력 포트; 구동 전원으로 상기 제1 전원이 제공되고, 제2 입력 신호를 증폭하여 출력하는 제2 증폭부; 상기 제2 증폭부의 제2 출력단과 연결되는 제2 입력단을 가지며, 상기 제2 입력단의 전압에 기초하여 상기 제2 증폭부의 출력을 상기 제2 입출력 포트로 출력하는 제2 출력부; 및 상기 제2 증폭부의 제2 출력단과 상기 제2 출력부의 제2 입력단이 접속하는 제2 노드와 상기 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 제2 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제2 노드의 전압을 제어하는 제2 출력 제어부를 포함할 수 있다.Each of the plurality of electronic elements may further include a second input/output interface connected to a second communication line, wherein the second input/output interface includes a second input/output port connected to the second communication line; a second amplifying unit provided with the first power as a driving power and amplifying and outputting a second input signal; a second output unit having a second input terminal connected to the second output terminal of the second amplifier unit and outputting an output of the second amplifier unit to the second input/output port based on a voltage of the second input terminal; and a second node connected between a second output terminal of the second amplification unit and a second input terminal of the second output unit and the second power supply, based on a level of the first power supplied to the second amplifier unit. Thus, it may include a second output controller for controlling the voltage of the second node.
상기 시스템은 제3 전원과 상기 제1 통신 라인 사이에 접속되는 제1 저항; 및 상기 복수의 전자 소자들 각각에 상기 제1 전원을 선택적으로 제공하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.The system includes a first resistor connected between a third power source and the first communication line; and a power supply unit selectively providing the first power to each of the plurality of electronic elements.
상기 제1 통신 라인에는 데이터가 제공되고, 상기 제2 통신 라인에는 클럭이 제공될 수 있다.Data may be provided to the first communication line, and a clock may be provided to the second communication line.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 로우 레벨일 때, 상기 제1 노드의 전압이 기준 전압보다 낮게 유지되도록 상기 제1 노드의 전압을 제어하고, 상기 제1 전원의 레벨이 하이 레벨일 때, 상기 제1 노드를 상기 제2 전원으로부터 플로팅시킬 수 있다.The output controller controls the voltage of the first node to maintain a voltage of the first node lower than a reference voltage when the level of the first power is low, and when the level of the first power is high , the first node may be floated from the second power source.
실시 예는 전력 소모를 줄일 수 있고, 통신 실패를 방지할 수 있다.The embodiment can reduce power consumption and prevent communication failure.
도 1은 실시 예에 따른 전자 소자의 구성도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 전자 소자의 일 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.
도 3a는 도 2에 도시된 출력 제어부의 제1 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3b는 도 2에 도시된 출력 제어부의 제2 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 3b에서 출력 제어부가 없는 경우를 나타낸다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 전자 소자를 나타낸다.
도 6은 실시 예에 따른 전자 소자들을 포함하는 시스템을 나타낸다.
도 7은 도 5에 도시된 제2 및 제3 전자 소자들 간의 데이터 통신을 나타낸다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 시스템을 나타낸다.
도 9는 도 4에 도시된 출력 제어부가 없는 경우의 출력부의 누설 전류에 대한 세뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 10은 도 2에 도시된 실시 예의 출력부의 누설 전류에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 11은 신호의 주파수가 100Mhz일 때, 도 4의 경우의 출력 트랜지스터의 게이트의 전압과 누설 전류, 및 도 2의 출력 트랜지스터의 게이트의 전압과 누설 전류의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.1 shows a configuration diagram of an electronic device according to an embodiment.
FIG. 2 shows a circuit diagram according to an embodiment of the electronic device shown in FIG. 1 .
FIG. 3A is a circuit diagram for explaining a first operation of the output control unit shown in FIG. 2 .
FIG. 3B is a circuit diagram for explaining a second operation of the output controller shown in FIG. 2 .
FIG. 4 shows a case in which there is no output controller in FIG. 3B.
5 shows an electronic device according to another embodiment.
6 shows a system including electronic devices according to an embodiment.
FIG. 7 shows data communication between the second and third electronic devices shown in FIG. 5 .
8 shows a system according to another embodiment.
FIG. 9 shows simulation results of leakage current of an output unit when the output control unit shown in FIG. 4 is not present.
FIG. 10 shows simulation results of leakage current of the output unit of the embodiment shown in FIG. 2 .
FIG. 11 shows simulation results of gate voltage and leakage current of the output transistor of FIG. 4 and gate voltage and leakage current of the output transistor of FIG. 2 when the frequency of the signal is 100 Mhz.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.Hereinafter, embodiments will be clearly revealed through the accompanying drawings and description of the embodiments. In the description of the embodiment, each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case where it is described as being formed in, "up / on" and "under / under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. do. In addition, the criterion for the upper/upper or lower/lower of each layer will be described based on the drawings.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.In the drawings, sizes are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not fully reflect the actual size. Also, like reference numerals denote like elements throughout the description of the drawings.
도 1은 실시 예에 따른 전자 소자(100)의 구성도를 나타내며, 도 2는 도 1에 도시된 전자 소자(100)의 일 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.1 shows a configuration diagram of an
도 1 및 도 2를 참조하면, 전자 소자(100)는 통신 라인, 예컨대, 버스(BUS, 미도시)를 통하여 다른 전자 소자와 통신(communication), 예컨대, I2C 통신을 하는 입출력 인터페이스를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
전자 소자(100)는 통신 라인, 예컨대, 버스(BUS, 미도시)과 연결되는 입출력 포트(110, 또는 터미널(terminal), 입력 신호(Sa)를 수신하고 수신된 입력 신호(Sa)를 증폭하는 증폭부(120), 증폭부(120)의 출력단(OUT1)과 접속하는 입력단(IN1)을 가지며, 입력단(IN1)에 걸리는 전압에 기초하여 증폭부(120)의 출력(As)을 입출력 포트(110)로 출력하는 출력부(130), 및 증폭부(120)에 제공되는 전원(DVDD1)의 레벨에 기초하여 증폭부(120)의 출력단(OUT1)과 출력부(130)의 입력단(IN1)이 접속하는 제1 노드(NG1)의 전압을 제어하는 출력 제어부(140)를 포함한다. 전자 소자(100)의 입출력 인터페이스는 증폭부(120), 출력부(130), 및 출력 제어부(140)를 포함할 수 있다. 또한 전자 소자(100)의 입출력 인터페이스는 입출력 포트(110)를 더 포함할 수도 있다.The
도 2에서 증폭부(120)는 인버터(Inverter) 형태로 구현되나, 실시 예는 이에 한정되는 것을 아니며, 다른 실시 예에서는 증폭부(120)가 버퍼(buffer), 연산 증폭기, 또는 차동 증폭기 형태로 구현될 수도 있다.2, the
예컨대, 증폭부(120)는 PMOS 트랜지스터(PM1), 및 NMOS 트랜지스터를 포함하는 CMOS 인버터일 수 있다. 증폭부(120)에는 구동 전원으로 제1 전원(DVDD1) 및 제2 전원(Vss)이 제공될 수 있다. 예컨대, 제1 전원(DVDD1)은 PMOS 트랜지스터(PM1)의 소스 및 벌크(bulk, 또는 기판)에 제공될 수 있고, 제2 전원(Vss)은 NMOS 트랜지스터(NM1)의 소스 및 벌크(또는 기판)에 제공될 수 있다. 예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨은 제2 전원의 레벨보다 클 수 있다. 증폭부(120)의 제1 전원(DVDD1) 및 제2 전원(Vss)은 전자 소자(100)의 입출력 인터페이스를 구동하기 위한 전원일 수 있다.For example, the
증폭부(120)는 입력 신호(Sa)를 반전하고, 반전된 신호(As)를 출력단(OUT1)을 통하여 출력할 수 있다.The
출력부(130)는 증폭부(120)의 출력단(OUT1)과 접속되는 입력단(IN1), 및 입출력 포트(110)와 접속되는 출력단(OUT2)을 포함하는 증폭 소자, 예컨대, 트랜지스터로 구현될 수 있다.The
예컨대, 출력부(130)는 증폭부(120)의 출력단(OUT1)과 접속되는 게이트, 및 제2 전원(Vss)과 입출력 포트(110) 사이에 접속되는 소스 및 드레인을 포함하는 출력 트랜지스터(OM)를 포함할 수 있다.For example, the
예컨대, 출력 트랜지스터(OM)는 NMOS 트랜지스터일 수 있고, 출력 트랜지스터(OM)의 드레인은 입출력 포트(110)와 접속되고, 출력 트랜지스터(OM)의 소스 및 벌크(또는 기판)은 제2 전원(Vss)에 접속될 수 있다.For example, the output transistor OM may be an NMOS transistor, the drain of the output transistor OM is connected to the input/
출력 제어부(140)는 제1 노드(NG1)와 제2 전원(Vss) 사이에 접속되며, 증폭부(120)에 제공되는 구동 전원, 예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨에 기초하여 제1 노드(NG1)의 전압을 제어한다.The
예컨대, 출력 제어부(140)는 증폭부(120)에 제공되는 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1))의 레벨이 로우 레벨(예컨대, 0[V])일 때, 제1 노드(NG1)의 전압이 기준 전압보다 낮게 유지되도록 제1 노드(NG1)의 전압을 제어할 수 있다. 여기서 기준 전압은 출력 제어부(140)의 출력 트랜지스터(MO)의 문턱 전압일 수 있다.For example, the
또한 예컨대, 출력 제어부(140)는 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 하이 레벨일 때, 제1 노드(NG1)를 제2 전원(Vss)으로부터 플로팅(floating)시키거나, 제1 노드(NG1)와 제2 전원(Vss)을 전기적 연결을 끊는다.Also, for example, when the level of the first power source DVDD1 is at a high level, the
예컨대, 출력 제어부(140)는 제1 내지 제3 제어 트랜지스터들(PM2,NM2,NM3)을 포함할 수 있다.For example, the
제1 제어 트랜지스터(PM2)는 증폭기(120)의 구동 전원, 예컨대, 제1 전원(DVDD1)이 제공되는 제1 게이트, 및 제1 노드(NG1)와 제2 노드(NG2) 사이에 접속되는 제1 소스 및 제1 드레인을 포함할 수 있다.The first control transistor PM2 is connected between a first gate to which the driving power supply of the
제2 제어 트랜지스터(NM2)는 제2 노드(NG2)에 접속되는 제2 게이트, 및 제1 노드(NG1)와 제2 전원(Vss) 사이에 접속되는 제2 소스 및 제2 드레인을 포함할 수 있다.The second control transistor NM2 may include a second gate connected to the second node NG2, and a second source and a second drain connected between the first node NG1 and the second power source Vss. there is.
제3 제어 트랜지스터(NM3)는 증폭기(120)의 구동 전원, 예컨대, 제1 전원(DVDD1)이 제공되는 제3 게이트, 및 제2 노드(GN2)와 제2 전원(Vss) 사이에 접속되는 제3 소스 및 제3 드레인을 포함할 수 있다.The third control transistor NM3 is connected between a third gate provided with a driving power source of the
예컨대, 제2 노드(NG2)는 제1 제어 트랜지스터(PM2)의 제2 드레인, 제2 트랜지스터(NM2)의 제2 게이트, 및 제3 제어 트랜지스터(NM3)의 드레인이 공통 접속되는 노드일 수 있다.For example, the second node NG2 may be a node to which the second drain of the first control transistor PM2, the second gate of the second transistor NM2, and the drain of the third control transistor NM3 are commonly connected. .
출력 제어부(140)는 증폭기(120)의 구동 전원, 예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨에 기초하여, 제1 노드(NG1)를 제2 전원(Vss)으로부터 플로팅(floating)시키거나, 또는 제1 노드(NG1)를 제2 전원(Vss)에 접속시킬 수 있다.The
출력 제어부(140)는 증폭부(120)에 제공되는 구동 전원이 차단되거나, 또는 구동 전원의 레벨이 0[V]일 때, 입출력 포트(110)에 제공되는 신호의 전압 레벨에 따라 증폭부(120)에서 전력 소모가 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다.The
즉 출력 제어부(140)는 전자 소자(100)의 입출력 인터페이스를 구동하는 구동 전원이 차단되더라도, 버스에 인가되는 신호에 의하여 증폭부(120)에서 전력 소모가 발생하는 것을 방지하여 불필요한 전력 소모를 줄이는 역할을 할 수 있다.That is, the
도 3a는 도 2에 도시된 출력 제어부(140)의 제1 동작을 설명하기 위한 회로도이고, 도 3b는 도 2에 도시된 출력 제어부(140)의 제2 동작을 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 3A is a circuit diagram for explaining a first operation of the
도 3a를 참조하여 출력 제어부(140)의 제1 동작을 설명한다.A first operation of the
출력 제어부(140)의 제1 동작은 증폭부(120)의 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 제2 레벨(예컨대, DVDD1=5[V])일 때의 동작이고, 출력 제어부(140)의 제2 동작은 증폭부(120)의 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 제1 레벨(예컨대, DVDD1=0[V])일 때의 동작일 수 있다.The first operation of the
증폭부(120)의 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 제2 레벨(예컨대, DVDD1=5[V])일 때, 출력 제어부(140)의 제1 제어 트랜지스터(PM2)는 턴 오프되고, 제3 제어 트랜지스터(NM3)는 턴 온된다. 그리고 제3 제어 트랜지스터(NM3)는 턴 온됨에 따라 제2 제어 트랜지스터(NM2)의 제2 게이트의 전압이 제2 전원(Vss)의 전압(예컨대, 0[V])이 되어 제2 제어 트랜지스터(NM2)는 턴 오프된다.When the level of the driving power supply (eg, the first power supply DVDD1) of the
증폭부(120)의 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 제2 레벨(예컨대, DVDD1=5[V])일 때, 제3 제어 트랜지스터(NM3)는 턴 온되고, 제1 및 제2 제어 트랜지스터(PM2, NM2)는 턴 오프되기 때문에, 출력 제어부(140)는 제1 노드(NG1)의 전압에 어떤 영향도 주지 않고, 제1 노드(NG1)는 제2 전원(Vss)으로부터 플로팅된다. 즉 제1 동작에서는 입출력 포트(110)에 인가되는 신호(DVVD2)의 레벨에 상관없이 제1 노드(GN1)는 제2 전원(Vss)으로부터 플로팅된 상태에서, 증폭부(120)와 출력부(130)는 정상적으로 동작한다.When the level of the driving power supply (eg, the first power supply DVDD1) of the
다음으로 도 3b를 참조하여, 출력 제어부(140)의 제2 동작을 설명한다.Next, referring to FIG. 3B , the second operation of the
증폭부(120)의 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 제1 레벨(예컨대, DVDD1=0[V])이고, 입출력 포트(110)에 인가되는 신호(DVVD2)가 제1 레벨(예컨대, 0[V])에서 제2 레벨(예컨대, 5[V])로 변화하는 구간(301, 도 3b 참조) 동안 제1 노드(NG1)의 전압은 상승한다.The level of the driving power supply (eg, the first power source DVDD1) of the
신호(SG)의 변화 구간(301) 동안 제1 노드(NG1)의 전압이 상승하는 이유는 신호(SG)의 변화 구간(301) 동안 출력부(130)의 출력 트랜지스터(OM)의 드레인과 게이트 사이에 생성되는 커패시터(Cgd), 예컨대, 고유(intrinsic) 또는 기생(parasitic) 커패시터를 통하여 서지 전류(surge current)가 제1 노드(NG1)로 유입되기 때문이다.The reason why the voltage of the first node NG1 rises during the changing
변화 구간(301) 동안 발생한 서지 전류에 의하여 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다.Unnecessary power consumption may occur due to the surge current generated during the
도 4는 도 3b에서 출력 제어부(140)가 없는 경우를 나타낸다.FIG. 4 shows a case in which there is no
도 4를 참조하면, 신호(SG)의 변화 구간(301) 동안 출력 고유 커패시터(Cgd)를 통하여 흐르는 서지 전류(surge current)에 의하여 제1 노드(NG)의 전압이 상승할 수 있다. 증폭부(120)에 제공되는 구동 전원의 레벨이 0[V]이므로 증폭부(120)의 PMOS 트랜지스터(PM1)의 드레인과 제1 전원(DVDD1)이 제공되는 제1 전원 단자(121) 사이에는 접합 다이오드(junction diode)가 형성될 수 있고, 상승하는 제1 노드(NG)의 전압이 접합 다이오드의 동작 전압보다 높아질 때, 접합 다이오드를 통하여 제1 노드(NG)에서 제1 전원 단자(121)로 전류를 방출할 수 있고, 이로 인하여 제1 노드(NG)의 전압이 하강하여 출력 트랜지스터(OM)가 턴온되지 않을 수 있는데, 이 경우는 불필요한 전력 소모가 발생하지 않거나, 전력 소모의 양이 적을 수도 있다.Referring to FIG. 4 , the voltage of the first node NG may increase due to a surge current flowing through the output specific capacitor Cgd during a
그러나 접합 다이오드의 동작 전압이 출력 트랜지스터(OM)의 문턱 전압보다 높을 때에는 상승하는 제1 노드(NG)의 전압이 출력 트랜지스터(OM)의 문턱 전압보다 높게 될 때, 출력 트랜지스터(MO)가 턴 온될 수 있다. 출력 트랜지스터(MO)가 턴 온됨에 따라 입출력 포트(110)에서 제2 전원(Vss) 간에 누설 전류(Ie)가 흐르게 되고, 누설 전류(Ie)에 의하여 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다.However, when the operating voltage of the junction diode is higher than the threshold voltage of the output transistor OM, when the rising voltage of the first node NG becomes higher than the threshold voltage of the output transistor OM, the output transistor MO is turned on. can As the output transistor MO is turned on, leakage current Ie flows between the input/
도 9는 도 4에 도시된 출력 제어부(140)가 없는 경우의 출력부(130)의 누설 전류(Ie1)에 대한 세뮬레이션 결과를 나타낸다.FIG. 9 shows simulation results of the leakage current Ie1 of the
출력 트랜지스터(OM)는 0.18㎛, 5V의 CMOS 트랜지스터이고, 변화 구간(301)에서 문턱 전압이 689mV이고, 고유 커패시턴스(Cgd)는 40fF(femtoFarads)이다. 통신 라인(501)과 저항(Rp)의 접속 노드(601, 도 6 참조)의 신호(SG)의 주파수는 400khz이다.The output transistor OM is a 0.18 μm, 5V CMOS transistor, has a threshold voltage of 689mV in the
도 9를 참조하면, 변화 구간(301), 예컨대, 5.1㎲에서 출력 트랜지스터(OM)의 게이트의 전압(VNG)은 695mV이고, 출력 트랜지스터(OM)의 문턱 전압은 689mV이므로 출력 트랜지스터(OM)는 턴 온될 수 있으며, 누설 전류(Ie1)는 74.3㎂가 된다.Referring to FIG. 9, in the
이러한 누설 전류(Ie1)는 파워 오프가 된 전자 소자에서 전력 소모를 유발하는 요인이 될 수 있다.The leakage current Ie1 may be a factor inducing power consumption in an electronic device that is powered off.
전자 소자의 출력 트랜지스터(OM)의 게이트 전압(VNG)이 출력 트랜지스터(OM)의 문턱 전압보다 높을수록 출력 트랜지스터(OM)의 턴 온 저항의 저항 값은 작아질 수 있다. 출력 트랜지스터(OM)의 턴 온 저항과 통신 라인(510, 도 6 참조)에 접속되는 저항(Rp, 도 6참조)의 저항 값의 비율에 의하여 통신 라인(501)과 저항(Rp)의 접속 노드(601, 도 6 참조)의 전압이 결정될 수 있는데, 턴 온 저항의 저항 값은 작아지게 되면, 통신의 오류, 또는 실패가 발생할 수 있다.As the gate voltage V NG of the output transistor OM of the electronic device is higher than the threshold voltage of the output transistor OM, the resistance value of the turn-on resistance of the output transistor OM may decrease. The connection node of the
불필요하게 발생하는 전력 소모를 방지하기 위한 출력 제어부(140)의 동작은 다음과 같다.An operation of the
도 3에 도시된 바와 같이, 증폭부(120)의 구동 전원(예컨대, 제1 전원(DVDD1)의 레벨이 제1 레벨(예컨대, DVDD1=0[V])일 때, 제1 제어 트랜지스터(PM2)는 턴 온되고, 제3 제어 트랜지스터(NM3)는 턴 오프된다.As shown in FIG. 3 , when the level of the driving power supply (eg, the first power supply DVDD1) of the
제1 제어 트랜지스터(PM2)의 턴 온에 의하여 제2 제어 트랜지스터(NM2)의 제2 게이트와 제2 드레인은 제1 노드(NG1)에 공통 접속될 수 있다. 즉 제1 노드(NG1)와 제2 노드(NG2)가 서로 접속될 수 있다. 또한 제3 제어 트랜지스터(NM3)의 턴 오프에 의하여 제2 제어 트랜지스터(NM2)의 제2 게이트, 또는 제2 노드(NG2)는 제2 전원(Vss)으로부터 플로팅되거나 또는 제2 전원(Vss)과의 연결이 끊길(cut off) 수 있다.When the first control transistor PM2 is turned on, the second gate and the second drain of the second control transistor NM2 may be connected in common to the first node NG1. That is, the first node NG1 and the second node NG2 may be connected to each other. In addition, when the third control transistor NM3 is turned off, the second gate of the second control transistor NM2 or the second node NG2 floats from the second power source Vss or is connected to the second power source Vss. can be cut off.
신호(SG)의 변화 구간(301)에서 제1 노드(NG1)의 전압이 상승함에 따라 제2 제어 트랜지스터(NM2)의 제2 게이트의 전압(Vg2, 또는 제2 노드(NG2)의 전압)이 함께 상승할 수 있다.As the voltage of the first node NG1 increases in the
제2 제어 트랜지스터(NM2)의 제2 게이트의 전압(Vg2)이 점차 상승하여 제2 게이트의 전압(Vg2)이 제2 제어 트랜지스터(NM2)의 문턱 전압(Vth2, threshold voltage)보다 높게 될 때(Vg2>Vth2), 제2 제어 트랜지스터(NM2)가 턴 온될 수 있고, 제2 제어 트랜지스터(NM2)가 턴 온됨에 따라 제1 노드(NG1)와 제2 전원(Vss) 사이에 전류 패스가 형성되고, 제1 노드(NG1)의 전압이 감소한다.When the voltage Vg2 of the second gate of the second control transistor NM2 gradually rises and the voltage Vg2 of the second gate becomes higher than the threshold voltage Vth2 (threshold voltage) of the second control transistor NM2 ( Vg2>Vth2), the second control transistor NM2 can be turned on, and as the second control transistor NM2 is turned on, a current path is formed between the first node NG1 and the second power source Vss. , the voltage of the first node NG1 decreases.
그리고 감소되는 제1 노드(NG1)의 전압이 출력부(130)의 출력 트랜지스터(OM)의 문턱 전압보다 낮게 될 때, 출력 트랜지스터(OM)는 턴 오프될 수 있고, 입출력 포트(110)로부터 제2 전원으로 누설 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있고, 이로 인하여 제2 동작시 전력 소모을 줄일 수 있으며, 도 4에서 설명한 통신 오류 및 실패를 방지할 수 있다.And, when the voltage of the first node NG1 to be reduced becomes lower than the threshold voltage of the output transistor OM of the
출력 제어부(140)에 의하여 제2 동작시 제1 노드(NG1)의 전압(VNG1)을 출력 트랜지스터(MO)의 문턱 전압보다 낮게 제어함으로써, 실시 예는 제2 동작시 출력 트랜지스터(MO)가 턴 온되는 것을 방지하여 출력부(130)에 의한 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.By controlling the voltage (V NG1 ) of the first node (NG1) to be lower than the threshold voltage of the output transistor (MO) during the second operation by the
도 10은 도 2에 도시된 실시 예의 출력부(130)의 누설 전류(Ie2)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 10의 출력 트랜지스터(OM)는 도 9와 동일한 시뮬레이션 조건을 갖는다.FIG. 10 shows simulation results of leakage current Ie2 of the
도 10을 참조하면, 변화 구간(301), 예컨대, 5.1㎲에서 출력 트랜지스터(OM)의 게이트의 전압(VNG1)은 516㎶이고, 누설 전류(Ie2)는 495㎁가 된다. 도 9와 비교할 때, 도 10의 누설 전류(Ie2)는 약 150분 1만큼 감소될 수 있으며, 이로 인하여 불필요한 소모 전력을 줄일 수 있다.Referring to FIG. 10 , in a
도 11은 신호(SG)의 주파수가 100Mhz일 때, 도 4의 경우의 출력 트랜지스터(OM)의 게이트의 전압(VNG)과 누설 전류(Ie1), 및 도 2의 출력 트랜지스터(OM)의 게이트의 전압(VNG1)과 누설 전류(Ie2)의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.FIG. 11 shows the voltage (V NG ) and leakage current (Ie1) of the gate of the output transistor OM in the case of FIG. 4 and the gate of the output transistor OM in FIG. 2 when the frequency of the signal SG is 100 Mhz. The simulation results of the voltage (V NG 1) and leakage current (Ie2) of
도 11을 참조하면, 변화 구간(301', 예컨대, 24.8ns에서 도 4의 경우의 출력 트랜지스터(OM)의 게이트의 전압(VNG)은 742mV이고, 도 2의 출력 트랜지스터(OM)의 게이트의 전압(VNG1)은 945nV이다. 그리고 도 4의 경우의 누설 전류(Ie1)는 154㎂이고, 도 2의 경우의 누설 전류(Ie2)는 9.68pA이다. 또한 신호(SG)의 전압 레벨이 high가 되는 반주기(half cycle) 동안의 도 4의 경우의 평균 누설 전류는 276 ㎂이고, 도 2의 경우의 평균 누설 전류는 0.67㎂가 되어 전력 소모가 줄어든다.Referring to FIG. 11, the voltage V NG of the gate of the output transistor OM in the case of FIG. 4 is 742 mV in the change period 301', for example, 24.8 ns, and the gate voltage of the output transistor OM of FIG. The
도 5는 다른 실시 예에 따른 전자 소자(100a)를 나타낸다. 도 2 내지 도 3과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.5 shows an
도 5를 참조하면, 전자 소자(100a)는 도 2에 도시된 전자 소자(100)에 수신부(150)를 더 포함한다.Referring to FIG. 5 , the
수신부(150)는 입출력 포트(110)에 접속되며, 입출력 포트(110)에 제공되는 신호를 수신한다. 예컨대, 수신부(150)는 입출력 포트(110)에 제공되는 신호를 증폭, 또는 버퍼링하고, 증폭 또는 버퍼링된 신호를 출력할 수 있다.The receiving
수신부(150)는 인버터(Inverter) 형태로 구현되나, 실시 예는 이에 한정되는 것을 아니며, 다른 실시 예에서는 증폭부(120)가 버퍼(buffer), 연산 증폭기, 또는 차동 증폭기 형태로 구현될 수도 있다.The
예컨대, 수신부(150)는 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터를 포함하는 CMOS 인버터일 수 있고, CNOS 인버터의 입력단은 입출력 포트(110)에 접속될 수 있다.For example, the
도 2 내지 도 4에서 설명한 내용은 도 5에 동일하게 적용될 수 있다.Details described in FIGS. 2 to 4 may be equally applied to FIG. 5 .
도 6은 실시 예에 따른 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수)을 포함하는 시스템(200)을 나타낸다.6 shows a
도 6을 참조하면, 시스템(200)은 통신 라인(510), 통신 라인(510)과 전원(DVDD2) 사이에 연결되는 저항(Rp), 통신 라인(510)에 접속되는 복수의 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수), 및 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수)에 전원을 제공하는 전원 공급부(520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
통신 라인(510)은 버스 통신 프로토콜(bus communication protocol)에 따라서 통신하는 버스(BUS)일 수 있다. 예컨대, 통신 라인(510)은 시리얼 데이터 라인(serial data line) 또는 시리얼 클럭 라인(serial clock line)일 수 있다.The
전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수)은 통신 라인(510)을 통하여 신호(SG)를 서로 주고 받을 수 있다. 예컨대, 신호(SG)는 펄스 형태의 신호일 수 있다.The electronic elements 501-1 to 501-m (where m is a natural number > 1) may exchange signals SG with each other through the
복수의 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수) 각각은 도 2 또는 도 5의 실시 예(100, 100a)에 따른 전자 소자일 수 있다. 예컨대, 복수의 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수) 각각은 버스 통신 프로토콜(bus communication protocol)에 따라서 통신하는 입출력 인터페이스를 구비하는 소자, 예컨대, 메모리 소자, 감지 소자, 또는 프로세서, 또는 집적 소자일 수 있다.Each of the plurality of electronic devices 501-1 to 501-m, where m is a natural number > 1, may be an electronic device according to the
도 6에 도시된 복수의 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수)의 입출력 포트들(110-1 내지 110-m, m>1인 자연수) 각각은 도 2 또는 도 5에 도시된 실시 예(100,100a)의 입출력 포트(110)에 해당할 수 있다.Each of the input/output ports (110-1 to 110-m, where m is a natural number > 1) of the plurality of electronic devices (501-1 to 501-m, where m is a natural number > 1) shown in FIG. 2 or FIG. 5 may correspond to the input/
입출력 포트들(110-1 내지 110-m, m>1인 자연수)은 통신 라인(510)에 공통 접속될 수 있다.The input/output ports 110 - 1 to 110 - m (where m is a natural number > 1) may be commonly connected to the
전원 공급부(520)는 복수의 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수)에 제1 전원(DVDD1)을 선택적으로 공급할 수 있다.The
예컨대, 전원 공급부(520)는 복수의 전자 소자들(501-1 내지 501-m, m>1인 자연수) 중 통신을 하는 전자 소자들에는 전원을 공급하고, 통신을 하지 않는 전자 소자들에는 전원을 공급하지 않을 수 있다.For example, the
즉 전원 공급부(520)에 의하여 통신을 하는 전자 소자에 제공되는 제1 전원(DVDD1)의 전압은 기설정된 제1 전압(예컨대, DVDD1=5[V])일 수 있고, 통신을 하지 않는 전자 소자에 제공되는 제1 전원(DVDD1)의 전압은 제2 전압(예컨대, 0[V])일 수 있다.That is, the voltage of the first power source DVDD1 provided to the electronic device that communicates by the
통신 라인에 제공되는 신호(SG)는 직렬 데이터(DATA) 또는 클럭(CLK)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The signal SG provided to the communication line may be serial data DATA or clock CLK, but is not limited thereto.
도 7은 도 5에 도시된 제2 및 제3 전자 소자들(110-2, 110-3) 간의 데이터 통신을 나타낸다.FIG. 7 illustrates data communication between the second and third electronic devices 110-2 and 110-3 shown in FIG.
도 7을 참조하면, 전력 소모를 줄이기 위하여 전원 공급부(520)에 의하여 통신하고자 하는 제2 및 제3 전자 소자들(501-2, 501-3)에는 제1 전압(5[V])의 제1 전원(DVDD1)이 제공되고, 통신하지 않는 제1 전자 소자(501-1)에는 제2 전압(0[V])의 제1 전원(DVDD1)이 제공될 수 있다.Referring to FIG. 7 , in order to reduce power consumption, the second and third electronic elements 501-2 and 501-3 to be communicated by the
제2 전자 소자(501-2)의 입력 신호(Sa)가 제1 레벨일 때, 제2 전자 소자(510-2)는 저항(Rp)과 통신 라인(510)의 접속 노드(701)는 로우 상태를, 저항(Rp)은 하이 상태를 만들어 제3 전자 소자(510-3)의 수신부(150)에 데이터를 전달할 수 있다.When the input signal Sa of the second electronic element 501-2 is at the first level, the second electronic element 510-2 has a resistance Rp and the
이때 도 3b에서 설명한 바와 같이, 제2 전압(0[V])이 제공되는 제1 전자 소자(501-1)는 통신 라인(510)에 제공되는 데이터(DATA)의 레벨이 제1 레벨(low level, 예컨대, 0[V])에서 제2 레벨(high level, 예컨대, 5[V])로 변환하는 동안에도 출력 제어부(140)의 동작에 의하여 누설 전류가 억제될 수 있고, 이로 인하여 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.At this time, as described in FIG. 3B, in the first electronic element 501-1 to which the second voltage (0 [V]) is provided, the level of the data DATA provided to the
도 8은 다른 실시 예에 따른 시스템(300)을 나타낸다.8 shows a
도 8을 참조하면, 시스템(300)은 제1 및 제2 통신 라인들(510-1. 510-2), 제1 통신 라인(510-1)과 전원(DVDD2) 사이에 연결되는 제1 저항(Rp1), 제2 통신 라인(510-2)과 전원(DVDD2) 사이에 연결되는 제2 저항(Rp2), 제1 및 제2 통신 라인들에 접속되는 복수의 전자 소자들(701-1 내지 701-m), 및 전자 소자들(701-1 내지 701-m)에 제1 전원(DVDD1)을 제공하는 전원 공급부(720)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
제1 및 제2 통신 라인들(510-1. 510-2) 각각은 버스 통신 프로토콜(bus communication protocol)에 따라서 통신하는 버스(BUS)일 수 있다, 예컨대, 제1 통신 라인(510-1)은 클럭 신호를 전송하는 시리얼 클럭 라인일 수 있고, 제2 통신 라인(510-2)은 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인일 수 있다.Each of the first and second communication lines 510-1 and 510-2 may be a bus that communicates according to a bus communication protocol, for example, the first communication line 510-1 may be a serial clock line that transmits a clock signal, and the second communication line 510-2 may be a serial data line that transmits data.
복수의 전자 소자들(701-1 내지 701-m) 각각은 제1 통신 라인(510)에 접속하는 제1 입출력 인터페이스(710A), 및 제2 통신 라인(510)에 접속하는 제2 입출력 인터페이스(710B)를 포함할 수 있다.Each of the plurality of electronic elements 701-1 to 701-m has a first input/
제1 및 제2 입출력 인터페이스들(710A, 710B) 각각은 도 2 또는 도 5에 도시된 구성들을 포함할 수 있다.Each of the first and second input/
예컨대, 제1 및 제2 입출력 인터페이스들(710A, 710B) 각각은 입출력 포트(110), 증폭부(120), 출력부(130), 출력 제어부(140), 및 수신부(150)를 포함할 수 있다.For example, each of the first and second input/
전원 공급부(720)는 복수의 전자 소자들(701-1 내지 701-m)에 제1 전원(DVDD1)을 선택적으로 공급할 수 있다.The
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the embodiments above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and variations should be construed as being included in the scope of the present invention.
110: 입출력 포트 120: 증폭부
130: 출력부 140: 출력 제어부
150: 수신부.110: input/output port 120: amplification unit
130: output unit 140: output control unit
150: receiver.
Claims (20)
구동 전원으로 제1 전원이 제공되고, 입력 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부;
상기 증폭부의 출력단과 연결되는 입력단을 가지며, 상기 입력단의 전압에 기초하여 상기 증폭부의 출력을 상기 입출력 포트로 출력하는 출력부; 및
상기 증폭부의 출력단과 상기 출력부의 입력단이 접속하는 제1 노드와 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.an input/output port connected to a communication line;
an amplification unit provided with a first power source as a driving power source and amplifying an input signal and outputting the amplified signal;
an output unit having an input terminal connected to an output terminal of the amplification unit and outputting an output of the amplification unit to the input/output port based on a voltage of the input terminal; and
An output connected between a first node connected to an output terminal of the amplification unit and an input terminal of the output unit and a second power supply, and controlling a voltage of the first node based on a level of the first power supply provided to the amplification unit. An electronic device comprising a control unit.
상기 제1 전원의 레벨이 로우 레벨일 때, 상기 제1 노드의 전압이 기준 전압보다 낮게 유지되도록 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.The method of claim 1, wherein the output control unit,
When the level of the first power is a low level, the electronic device characterized in that for controlling the voltage of the first node so that the voltage of the first node is maintained lower than a reference voltage.
상기 출력부는 상기 제1 노드에 연결되는 게이트, 상기 입출력 포트와 상기 제2 전원 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 포함하는 출력 트랜지스터를 포함하고,
상기 기준 전압은 상기 출력 트랜지스터의 문턱 전압인 것을 특징을 하는 전자 소자.According to claim 2,
The output unit includes an output transistor including a gate connected to the first node, a source and a drain connected between the input/output port and the second power supply,
The electronic device, characterized in that the reference voltage is a threshold voltage of the output transistor.
상기 제1 전원이 제공되는 제1 게이트, 및 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속되는 제1 소스와 제1 드레인을 포함하는 제1 제어 트랜지스터;
상기 제2 노드에 접속되는 제2 게이트, 및 상기 제1 노드와 상기 제2 전원 사이에 접속되는 제2 소스와 제2 드레인을 포함하는 제2 제어 트랜지스터; 및
상기 제1 전원이 제공되는 제3 게이트, 및 상기 제2 노드와 상기 제2 전원 사이에 접속되는 제3 소스와 제3 드레인을 포함하는 제3 제어 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자. The method of claim 1, wherein the output control unit,
a first control transistor including a first gate to which the first power is supplied, and a first source and a first drain connected between the first node and a second node;
a second control transistor including a second gate connected to the second node, and a second source and a second drain connected between the first node and the second power source; and
and a third control transistor including a third gate to which the first power is supplied, and a third source and a third drain connected between the second node and the second power.
상기 증폭부는 상기 입력 신호를 반전시키는 인버터인 것을 특징으로 하는 전자 소자.According to claim 1,
The electronic device, characterized in that the amplification unit is an inverter for inverting the input signal.
상기 입출력 포트는 버스 통신 프로토콜에 따라서 통신하는 통신 라인에 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 소자.According to claim 1,
The input/output port is connected to a communication line communicating according to a bus communication protocol.
상기 제1 전원의 레벨이 하이 레벨일 때, 상기 제1 노드를 상기 제2 전원으로부터 플로팅시키는 것을 특징으로 하는 전자 소자.The method of claim 1, wherein the output control unit,
When the level of the first power is high, the first node is floated from the second power.
상기 입출력 포트에 접속되고, 상기 입출력 포트에 제공되는 신호를 수신하는 수신부를 더 포함하는 전자 소자.According to claim 1,
The electronic device further includes a receiver connected to the input/output port and receiving a signal provided to the input/output port.
상기 입출력 포트에 제공되는 신호는 펄스 신호인 것을 특징으로 하는 전자 소자.According to claim 1,
The electronic device, characterized in that the signal provided to the input and output port is a pulse signal.
제1 전원과 제2 전원 사이에 접속되고, 입력 신호를 반전시켜 출력하는 인버터;
상기 인버터의 출력단과 연결되는 게이트, 및 상기 입출력 포트와 상기 제2 전원 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 포함하는 출력 트랜지스터; 및
상기 인버터의 출력단과 상기 출력 트랜지스터의 게이트가 접속하는 제1 노드와 상기 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 출력 제어부를 포함하는 전자 소자.an input/output port connected to a communication line;
an inverter connected between the first power source and the second power source and inverting an input signal and outputting the inverted signal;
an output transistor including a gate connected to the output terminal of the inverter, and a source and drain connected between the input/output port and the second power source; and
and an output controller connected between a first node connected to the output terminal of the inverter and a gate of the output transistor and the second power supply, and controlling a voltage of the first node based on a level of the first power supply. device.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 로우 레벨일 때, 상기 제1 노드의 전압이 상기 출력 트랜지스터의 문턱 전압보다 낮게 유지되도록 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.According to claim 10,
The electronic device, characterized in that, when the level of the first power supply is a low level, the output controller controls the voltage of the first node so that the voltage of the first node is maintained lower than the threshold voltage of the output transistor.
상기 출력 제어부는 상기 제1 전원의 레벨이 하이 레벨일 때, 상기 제1 노드와 상기 제2 전원의 전기적 연결을 끊는 것을 특징으로 하는 전자 소자.According to claim 11,
The electronic device according to claim 1 , wherein the output control unit disconnects an electrical connection between the first node and the second power when the level of the first power is at a high level.
상기 제1 전원이 제공되는 제1 게이트, 및 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속되는 제1 소스와 제1 드레인을 포함하는 제1 제어 트랜지스터;
상기 제2 노드에 접속되는 제2 게이트, 및 상기 제1 노드와 상기 제2 전원 사이에 접속되는 제2 소스와 제2 드레인을 포함하는 제2 제어 트랜지스터; 및
상기 제1 전원이 제공되는 제3 게이트, 및 상기 제2 노드와 상기 제2 전원 사이에 접속되는 제3 소스와 제3 드레인을 포함하는 제3 제어 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자. 11. The method of claim 10, wherein the output control unit,
a first control transistor including a first gate to which the first power is supplied, and a first source and a first drain connected between the first node and a second node;
a second control transistor including a second gate connected to the second node, and a second source and a second drain connected between the first node and the second power source; and
and a third control transistor including a third gate to which the first power is supplied, and a third source and a third drain connected between the second node and the second power.
상기 입출력 포트에 접속되고, 상기 입출력 포트에 제공되는 신호를 수신하는 수신부를 더 포함하는 전자 소자.According to claim 10,
The electronic device further includes a receiver connected to the input/output port and receiving a signal provided to the input/output port.
상기 입출력 포트에 제공되는 신호는 데이터 또는 클럭 신호인 것을 특징으로 하는 전자 소자.According to claim 10,
The electronic device, characterized in that the signal provided to the input and output port is a data or clock signal.
복수의 전자 소자들을 포함하며,
상기 복수의 전자 소자들 각각은 상기 제1 통신 라인과 접속되는 제1 입출력 인터페이스를 포함하며,
상기 제1 입출력 인터페이스는,
상기 제1 통신 라인과 연결되는 제1 입출력 포트;
구동 전원으로 제1 전원이 제공되고, 제1 입력 신호를 증폭하여 출력하는 제1 증폭부;
상기 제1 증폭부의 제1 출력단과 연결되는 제1 입력단을 가지며, 상기 제1 입력단의 전압에 기초하여 상기 제1 증폭부의 출력을 상기 제1 입출력 포트로 출력하는 제1 출력부; 및
상기 제1 증폭부의 제1 출력단과 상기 제1 출력부의 제1 입력단이 접속하는 제1 노드와 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 제1 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제1 노드의 전압을 제어하는 제1 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.a first communication line; and
Including a plurality of electronic elements,
Each of the plurality of electronic elements includes a first input/output interface connected to the first communication line,
The first input/output interface,
a first input/output port connected to the first communication line;
a first amplifier provided with a first power source as a driving power source and amplifying a first input signal and outputting the amplified signal;
a first output unit having a first input terminal connected to the first output terminal of the first amplifier unit and outputting an output of the first amplifier unit to the first input/output port based on a voltage of the first input terminal; and
Based on the level of the first power supplied to the first amplifier, A system comprising a first output controller for controlling the voltage of the first node.
상기 복수의 전자 소자들 각각은 제2 통신 라인과 접속하는 제2 입출력 인터페이스를 더 포함하며,
상기 제2 입출력 인터페이스는,
상기 제2 통신 라인과 연결되는 제2 입출력 포트;
구동 전원으로 상기 제1 전원이 제공되고, 제2 입력 신호를 증폭하여 출력하는 제2 증폭부;
상기 제2 증폭부의 제2 출력단과 연결되는 제2 입력단을 가지며, 상기 제2 입력단의 전압에 기초하여 상기 제2 증폭부의 출력을 상기 제2 입출력 포트로 출력하는 제2 출력부; 및
상기 제2 증폭부의 제2 출력단과 상기 제2 출력부의 제2 입력단이 접속하는 제2 노드와 상기 제2 전원 사이에 연결되고, 상기 제2 증폭부에 제공되는 상기 제1 전원의 레벨에 기초하여, 상기 제2 노드의 전압을 제어하는 제2 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.According to claim 16,
Each of the plurality of electronic elements further includes a second input/output interface connected to a second communication line,
The second input/output interface,
a second input/output port connected to the second communication line;
a second amplifying unit provided with the first power as a driving power and amplifying and outputting a second input signal;
a second output unit having a second input terminal connected to the second output terminal of the second amplifier unit and outputting an output of the second amplifier unit to the second input/output port based on a voltage of the second input terminal; and
Based on the level of the first power connected between the second power supply and a second node to which the second output terminal of the second amplifier and the second input terminal of the second output unit connect, and provided to the second amplifier, , The system characterized in that it comprises a second output control unit for controlling the voltage of the second node.
제3 전원과 상기 제1 통신 라인 사이에 접속되는 제1 저항; 및
상기 복수의 전자 소자들 각각에 상기 제1 전원을 선택적으로 제공하는 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.According to claim 16,
a first resistor connected between a third power source and the first communication line; and
The system further comprises a power supply unit selectively providing the first power to each of the plurality of electronic elements.
상기 제1 통신 라인에는 데이터가 제공되고, 상기 제2 통신 라인에는 클럭이 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.According to claim 17,
Data is provided to the first communication line, and a clock is provided to the second communication line.
상기 출력 제어부는,
상기 제1 전원의 레벨이 로우 레벨일 때, 상기 제1 노드의 전압이 기준 전압보다 낮게 유지되도록 상기 제1 노드의 전압을 제어하고,
상기 제1 전원의 레벨이 하이 레벨일 때, 상기 제1 노드를 상기 제2 전원으로부터 플로팅시키는 것을 특징으로 하는 시스템.According to claim 16,
The output control unit,
Controlling the voltage of the first node so that the voltage of the first node is maintained lower than a reference voltage when the level of the first power supply is at a low level;
When the level of the first power supply is at a high level, the first node is floated from the second power supply.
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