KR102545301B1 - 반도체 회로 - Google Patents

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Abstract

반도체 회로가 제공된다. 반도체 회로는, 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로; 상기 레퍼런스 전압 생성 회로로부터 상기 제1 레퍼런스 전압을 인가받아 제2 레퍼런스 전압을 출력하는 전압 제어 회로; 상기 전압 제어 회로에서 출력된 상기 제2 레퍼런스 전압에 기초하여 DC-DC 변환을 수행하고, 그 출력을 제1 노드에 제공하는 DC-DC 변환 회로; 및 상기 레퍼런스 전압 생성 회로에서 출력된 상기 제1 레퍼런스 전압과, 상기 제1 노드의 전압에 기초하여 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 제2 노드에 제공하는 전압 레귤레이터를 포함한다.

Description

반도체 회로{SEMICONDUCTOR CIRCUIT}
본 발명은 반도체 회로에 관한 것이다.
전압 레귤레이팅을 수행하는 전압 레귤레이터는 일반적으로 출력 전압보다 더 높은 입력 전압이 요구된다. 그런데 입력 전압과 출력 전압의 차이가 커질수록 전력 손실이 발생하고 발열이 심해지는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 전압 레귤레이터의 출력 전압이 1 V 내지 5 V의 범위에 해당하는 경우, 그 입력 전압이 예컨대 7 V로 고정되어 있다면, 전압 레귤레이터의 출력 전압이 약 1 V로 출력되는 상황에서는 전력 손실 및 발열이 심해질 수 있다.
특히 전압 레귤레이터와 DC-DC 변환 회로를 일체형으로 구현하는 경우, 전압 레귤레이터의 입력 전압은 DC-DC 변환 회로의 출력 전압에 따라 결정된다. 앞의 예시적인 상황과 같이 DC-DC 변환 회로의 출력이 예컨대 7 V로 고정된다면, 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동으로 인한 전력 손실 및 발열이 발생할 수 있다.
따라서 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동성에도 전력 손실 및 발열을 저감시킬 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동성에도 전력 손실 및 발열을 저감시킬 수 있는 반도체 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로; 레퍼런스 전압 생성 회로로부터 제1 레퍼런스 전압을 인가받아 제2 레퍼런스 전압을 출력하는 전압 제어 회로; 전압 제어 회로에서 출력된 제2 레퍼런스 전압에 기초하여 DC-DC 변환을 수행하고, 그 출력을 제1 노드에 제공하는 DC-DC 변환 회로; 및 레퍼런스 전압 생성 회로에서 출력된 제1 레퍼런스 전압과, 제1 노드의 전압에 기초하여 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 제2 노드에 제공하는 전압 레귤레이터를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로; 제1 레퍼런스 전압과 다른 전압 레벨을 갖는 제2 레퍼런스 전압에 기초하여 DC-DC 변환을 수행하고, 그 출력을 제1 노드에 제공하는 DC-DC 변환 회로; 및 제1 레퍼런스 전압과, 제1 노드의 전압에 기초하여 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 제2 노드에 제공하는 전압 레귤레이터를 포함하고, DC-DC 변환 회로의 출력 전압과 전압 레귤레이터의 출력 전압의 차이는 제2 레퍼런스 전압와 제1 레퍼런스 전압의 차이에 대응하는 전압 레벨로 일정하게 유지되고, DC-DC 변환 회로의 출력 전압은, 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동에 따라 변화한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로; 레퍼런스 전압 생성 회로로부터 제1 레퍼런스 전압을 인가받아 제2 레퍼런스 전압을 출력하는 전압 제어 회로; 제2 레퍼런스 전압이 인가되는 비반전 단자와, 제1 노드의 전압이 인가되는 반전 단자를 구비하는 제1 비교기를 포함하는 DC-DC 변환 회로; 및 제1 레퍼런스 전압이 인가되는 반전 단자를 구비하는 제2 비교기를 포함하는 전압 레귤레이터를 포함하고, 상지 제1 노드에는 DC-DC 변환 회로의 출력이 인가되고, 제2 노드에는 전압 레귤레이터의 출력이 인가된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템(1)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 레귤레이터(200) 및 레퍼런스 전압 생성 회로(300)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제공되는 제1 레퍼런스 전압(VREF)에 기초하여 DC-DC 변환을 수행한다. 그리고 DC-DC 변환 회로(100)는 DC-DC 변환된 출력 전압을 제1 노드(N0)에 제공한다.
전압 레귤레이터(200)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제공되는 제1 레퍼런스 전압(VREF)에 기초하여 전압 레귤레이팅을 수행한다. 특히, 본 실시예에서, 전압 레귤레이터(200)는 제1 노드(N0)의 전압을 입력 전압으로 하여 전압 레귤레이팅을 수행한다. 그리고 전압 레귤레이터(200)는 그 출력을 제2 노드(N1)에 제공한다. 전압 레귤레이터(200)로부터 출력된 전압(Vout)은, 다른 반도체 장치를 구동하기 위한 구동 전압으로 사용될 수 있다.
본 발명의 몇몇의 실시예에서, 전압 레귤레이터(200)는 LDO(Low Drop Output) 선형 레귤레이터를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
레퍼런스 전압 생성 회로(300)는 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 생성하고, DC-DC 변환 회로(100) 및 전압 레귤레이터(200)에 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 제공한다. DC-DC 변환 회로(100)에 제공되는 제1 레퍼런스 전압(VREF)은 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압의 레벨을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 한편 전압 레귤레이터(200)에 제공되는 제1 레퍼런스 전압(VREF)은 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압의 레벨을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
전압 레귤레이터(200)의 입력에 해당하는 제1 노드(N0)의 전압 레벨은, 전압 레귤레이터(200)의 출력에 해당하는 제2 노드(N1)의 전압 레벨보다 높다. 그런데 전압 레귤레이터(200)의 출력이 예컨대 1 V 내지 5 V의 범위에서 결정되는 경우, 제1 노드(N0)의 전압이 예컨대 7 V로 고정되어 있다면, 전압 레귤레이터(200)의 출력이 약 1 V로 출력되는 경우 전력 손실 및 발열의 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에서, DC-DC 변환 회로(100)는 전압 제어 회로(110)를 포함할 수 있다.
전압 제어 회로(110)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 인가받아 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력하는 회로이다. 즉, 전압 제어 회로(110)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)가 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 바로 DC-DC 변환 회로(100)에 제공하지 않도록 하고, 전압 레귤레이터(200)의 입력에 해당하는 제1 노드(N0)의 전압 레벨과, 전압 레귤레이터(200)의 출력에 해당하는 제2 노드(N1)의 전압 레벨의 차이가 커지지 않도록 하기 위해 조정된 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력하여 이를 DC-DC 변환 회로(100)에 제공한다.
이에 따라 DC-DC 변환 회로(100)는 전압 제어 회로(110)에서 출력된 제2 레퍼런스 전압(VREF')에 기초하여 DC-DC 변환을 수행하고, 그 출력을 제1 노드(N0)에 제공한다. 그리고 전압 레귤레이터(200)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)에서 출력된 제1 레퍼런스 전압(VREF)과, 제1 노드(N0)의 전압에 기초하여 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 제2 노드(N1)에 제공한다.
이제 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템(1)의 일 구현례를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템(1)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 레귤레이터(200) 및 레퍼런스 전압 생성 회로(300)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 전압 제어 회로(110), 제1 비교기(120), 제어 회로(130), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다.
전압 제어 회로(110)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 인가받아 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력하여 제1 비교기(120)에 제공한다.
제1 비교기(120)는 입력 단자로서 비반전 단자(+) 및 반전 단자(-)를 포함한다. 비반전 단자(+)에는 전압 제어 회로(110)로부터 제공되는 제2 레퍼런스 전압(VREF')이 인가된다. 반전 단자(-)에는 DC-DC 변환 회로(100)의 출력에 해당하는 제1 노드(N0)의 전압이 인가된다. 제1 비교기(120)는 비반전 단자(+) 및 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제어 회로(130)에 제공한다.
제어 회로(130)는 제1 비교기(120)의 출력 신호를 입력받아 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 출력한다. 제어 회로(130)는 제1 비교기(120)의 비교 결과에 따라 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 이용하여 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 각각 턴 온/턴 오프할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 제어 회로(130)로부터 제공되는 제1 제어 신호에 의해 게이팅되어 전원 전압(VDD)을 제1 노드(N0)에 제공한다. 제2 트랜지스터(M2)는 제어 회로(130)로부터 제공되는 제2 제어 신호에 의해 게이팅되어 접지 전압(GND)을 제1 노드(N0)에 제공한다.
본 실시예에서, 제1 트랜지스터(M1)는 P타입 트랜지스터이고 제2 트랜지스터(M2)는 N타입 트랜지스터일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 이 경우, 제1 트랜지스터(M1)의 소오스는 전원 전압(VDD)에 연결되고, 제1 트랜지스터(M1)의 드레인은 제2 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되고, 제2 트랜지스터(M1)의 소오스는 접지 전압(GND)에 연결될 수 있다.
전압 레귤레이터(200)는 제2 비교기(210) 및 제3 트랜지스터(M3)를 포함한다.
제2 비교기(210)의 반전 단자(-)에는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제공되는 제1 레퍼런스 전압(VREF)이 인가된다. 비반전 단자(+)에는 전압 레귤레이터(200)의 출력에 해당하는 제2 노드(N1)의 전압이 인가된다. 제2 비교기(210)는 비반전 단자(+) 및 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제3 트랜지스터(M3)에 제공한다.
제3 트랜지스터(M3)는 제2 비교기(210)의 출력 신호에 의해 게이팅되어 제1 노드(N0)의 전압을 제2 노드(N1)에 제공한다. 본 실시예에서, 제3 트랜지스터(M3)는 P타입 트랜지스터일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 이 경우, 제3 트랜지스터(M3)의 소오스는 제1 노드(N0)에 연결되고, 제3 트랜지스터(M3)의 드레인은 제2 노드(N1)에 연결될 수 있다.
제3 트랜지스터(M3)는 P타입 트랜지스터인 경우, 제2 노드(N1)의 전압이 제1 레퍼런스 전압(VREF)보다 큰 경우, 제2 비교기(210)의 결과 신호의 전압 레벨은 높아진다. 이와 다르게, 제2 노드(N1)의 전압이 제1 레퍼런스 전압(VREF)보다 작은 경우, 제2 비교기(210)의 결과 신호의 전압 레벨은 낮아진다.
제2 비교기(210)의 결과 신호의 전압 레벨은 높아지면 제3 트랜지스터(M3)의 소오스에서 드레인으로 흐르는 전류의 양은 감소하게 되므로 제2 노드(N1)의 전압 레벨은 낮아지게 된다. 제2 노드(N1)의 전압 레벨이 낮아짐에 따라 제1 레퍼런스 전압(VREF)보다 작아지게 되면, 제2 비교기(210)의 결과 신호의 전압 레벨이 낮아지므로, 제3 트랜지스터(M3)의 소오스에서 드레인으로 흐르는 전류의 양은 증가하게 된다. 이에 따라 제2 노드(N1)의 전압 레벨은 높아지게 된다. 이와 같은 과정의 반복에 따라, 제2 노드(N1)의 전압 레벨은 제1 레퍼런스 전압(VREF)의 전압 레벨이 동일해진다.
전압 제어 회로(100)는, DC-DC 변환 회로(100) 내부에 배치되어, 제1 레퍼런스 전압(VREF)에 드롭아웃 전압(dropout voltage)을 합산하여 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력한다. 여기서 드롭아웃 전압이란, DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압에서 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압을 감산한 전압에 대응하는 전압을 말한다. 예를 들어, 드롭아웃 전압은 제1 노드(N0)의 전압 레벨에서 제2 노드(N1)의 전압 레벨을 감산한 전압에 대응될 수 있다. 또 다른 예로 드롭아웃 전압은 전압 레귤레이터(200)의 제3 트랜지스터(M3)의 게이트-소오스 전압(VGS)에 대응될 수 있다.
본 발명의 몇몇의 실시예에서, 전압 제어 회로(100)는 입력 전압의 레벨을 시프트하여 출력하는 레벨 시프트 회로(level shift circuit)를 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 전압 제어 회로(100)는 제1 레퍼런스 전압(VREF)의 전압 레벨을 다른 값으로 변환할 수 있는 임의의 회로로 구현될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 본 발명의 반도체 회로의 동작 중 드롭아웃 전압은 일정하게 유지되고, DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압의 변동에 따라 변화하게 된다.
예를 들어, 전압 레귤레이터(200)의 타겟 출력 전압이 5 V인 경우, 제1 레퍼런스 전압(VREF)은 5 V로 결정될 것이다. 이 경우, 드롭아웃 전압이 0.5 V로 결정되었다면, 전압 제어 회로(100)는 5 V 에 0.5 V를 합산하여 5.5 V의 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력할 수 있다. 이에 따라 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 약 5.5V의 전압 레벨을 가지게 될 것이다.
다른 예로, 전압 레귤레이터(200)의 타겟 출력 전압이 1 V인 경우, 제1 레퍼런스 전압(VREF)은 1 V로 결정될 것이다. 이 경우, 드롭아웃 전압이 0.5 V로 결정되었다면, 전압 제어 회로(100)는 1 V 에 0.5 V를 합산하여 1.5 V의 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력할 수 있다. 이에 따라 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 약 1.5 V의 전압 레벨을 가지게 될 것이다.
즉, 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압의 변동에 따라 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 드롭아웃 전압이 일정하도록 변화하게 된다. 이에 따라 도 1에서 앞서 설명한 전력 손실 및 발열 문제가 해결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(2)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 제어 회로(110), 전압 레귤레이터(200) 및 레퍼런스 전압 생성 회로(300)를 포함한다.
본 실시예에서, 전압 제어 회로(110)는 DC-DC 변환 회로(100) 외부에 배치된다. 그리고 전압 제어 회로(110)는 제3 노드(N2)를 통해 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 DC-DC 변환 회로(100)에 제공한다.
이에 따라 DC-DC 변환 회로(100)는 제3 노드(N2)를 통해 전압 제어 회로(110)에서 출력된 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 제공받고, 이에 기초하여 DC-DC 변환을 수행한 후, 그 출력을 제1 노드(N0)에 제공한다. 그리고 전압 레귤레이터(200)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)에서 출력된 제1 레퍼런스 전압(VREF)과, 제1 노드(N0)의 전압에 기초하여 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 제2 노드(N1)에 제공한다. 구체적으로 설명하면, 전압 레귤레이터(200)는 제1 레퍼런스 전압(VREF)과 이전에 전압 레귤레이팅(제1 전압 레귤레이팅)된 제2 노드(N1)의 전압을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제1 노드(N0)의 전압을 전압 레귤레이팅(제2 전압 레귤레이팅)하여 제2 노드(N1)로 제공한다. 즉, 제2 노드(N1)는 전압 레귤레이터(200)의 출력 노드이면서, 전압 레귤레이터(200)의 입력으로 피드백 연결된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(2)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 제어 회로(110), 전압 레귤레이터(200) 및 레퍼런스 전압 생성 회로(300)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 제1 비교기(120), 제어 회로(130), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다.
제1 비교기(120)의 비반전 단자(+)는 제3 노드(N2)에 연결된다. 이에 따라 제1 비교기(120)의 비반전 단자(+)에는 제3 노드(N2)를 통해 전압 제어 회로(110)로부터 제공되는 제2 레퍼런스 전압(VREF')이 인가된다. 제1 비교기(120)는 비반전 단자(+)와, 제1 노드(N0)의 전압이 인가되는 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제어 회로(130)에 제공한다.
전압 제어 회로(110)는 DC-DC 변환 회로(100) 외부에 배치되어, 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 인가받아 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력하여 제3 노드(N2)에 제공한다.
그 외 도 2에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다. 본 실시예에 따르면, 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압의 변동에 따라 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 드롭아웃 전압이 일정하도록 변화하게 된다. 이에 따라 도 1에서 앞서 설명한 전력 손실 및 발열 문제가 해결될 수 있다. 나아가, 전압 제어 회로(110)를 DC-DC 변환 회로(100)의 외부에 배치함으로써 확장성과 설계 유연성을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(3)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300) 및 피시험 장치(device under test, DUT)(400)를 포함한다.
피시험 장치(400)는 반도체 제조 공정을 통해 형성된 반도체 회로를 포함한다. 예를 들어, 피시험 장치(400)는 SRAM(Static RAM), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등을 포함하는 휘발성 메모리 장치, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등을 포함하는 비휘발성 메모리 장치일 수 있다. 또는, 피시험 장치(400)는 마이크로프로세서, 컨트롤러, 논리 회로 등과 같은 비메모리 장치일 수 있다. 또는 피시험 장치(10)는 로직 회로와 메모리 회로가 집적된 시스템 LSI(large scale integration)와 같은 시스템 반도체 장치일 수 있다.
한편, 피시험 장치(400)는 반도체 제조 공정을 통해 회로 소자가 형성되고 패키징 공정을 수행되기 전의 웨이퍼 단계의 반도체 장치일 수 있다. 또는, 피시험 장치(400)는 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼가 다이싱 공정을 통해 분할된 반도체 다이일 수 있다. 또는, 피시험 장치(400)는 반도체 회로가 형성된 반도체 다이가 패키징된 반도체 패키지일 수 있다. 또는, 피시험 장치(400)는 복수의 동종 또는 이종 반도체 패키지들이 하나의 패키지로 통합된 통합 패키지 형태일 수 있다.
본 실시예에서, 전압 레귤레이터(200)는 제2 노드(N1)을 통해 피시험 장치(400)에 구동 전압(Vout)을 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 반도체 시스템(3)은 피시험 장치(400)를 테스트하는 시스템으로서, 일체형으로 구현된 DC-DC 변환 회로(100)와 전압 레귤레이터(200)를 이용해 피시험 장치(400)에 전원을 공급할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(3)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300) 및 피시험 장치(400)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 전압 제어 회로(110), 제1 비교기(120), 제어 회로(130), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다. 이에 대한 내용은 도 2에서 설명한 내용과 중복되므로 여기서는 설명을 생략하도록 한다.
전압 레귤레이터(200)는 제2 비교기(210), 제3 비교기(220) 및 제3 트랜지스터(M3)를 포함한다.
제2 비교기(210)의 반전 단자(-)에는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제공되는 제1 레퍼런스 전압(VREF)이 인가된다. 비반전 단자(+)에는 제3 비교기(220)의 출력이 연결된다. 제2 비교기(210)는 비반전 단자(+) 및 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제3 트랜지스터(M3)에 제공한다.
제3 비교기(220)의 비반전 단자(+)는 피시험 장치(400)의 일단에 연결되고, 제3 비교기(220)의 반전 단자(-)는 피시험 장치(400)의 타단에 연결된다. 제3 비교기(220)는 비반전 단자(+) 및 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제2 비교기(210)에 제공한다.
제3 트랜지스터(M3)는 제2 비교기(210)의 출력 신호에 의해 게이팅되어 제1 노드(N0)의 전압을 제2 노드(N1)에 제공한다. 본 실시예에서, 제3 트랜지스터(M3)는 P타입 트랜지스터일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 이 경우, 제3 트랜지스터(M3)의 소오스는 제1 노드(N0)에 연결되고, 제3 트랜지스터(M3)의 드레인은 제2 노드(N1)에 연결될 수 있다.
그 외 도 2 및 도 4에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다. 본 실시예에 따르면, 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압의 변동에 따라 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 드롭아웃 전압이 일정하도록 변화하게 된다. 이에 따라 도 1에서 앞서 설명한 전력 손실 및 발열 문제가 해결될 수 있다. 나아가, 제3 비교기(220)를 이용하여 피시험 장치(400)의 전기적 특성을 센싱함으로써 피시험 장치(400)의 테스트 정밀도를 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(4)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 제어 회로(110), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300) 및 피시험 장치(400)를 포함한다.
본 실시예에서, 전압 제어 회로(110)는 DC-DC 변환 회로(100) 외부에 배치된다. 그리고 전압 제어 회로(110)는 제3 노드(N2)를 통해 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 DC-DC 변환 회로(100)에 제공한다.
이에 따라 DC-DC 변환 회로(100)는 제3 노드(N2)를 통해 전압 제어 회로(110)에서 출력된 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 제공받고, 이에 기초하여 DC-DC 변환을 수행한 후, 그 출력을 제1 노드(N0)에 제공한다. 그리고 전압 레귤레이터(200)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)에서 출력된 제1 레퍼런스 전압(VREF) 및 제2 노드(N1)의 출력에 기초한 전압에 따라, 제1 노드(N0)의 전압에 대해 전압 레귤레이팅을 수행하고, 전압 레귤레이팅된 출력을 제2 노드(N1)을 통해 피시험 장치(400)에 구동 전압(Vout)으로서 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(4)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 제어 회로(110), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300) 및 피시험 장치(400)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 제1 비교기(120), 제어 회로(130), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다.
제1 비교기(120)의 비반전 단자(+)는 제3 노드(N2)에 연결된다. 이에 따라 제1 비교기(120)의 비반전 단자(+)에는 제3 노드(N2)를 통해 전압 제어 회로(110)로부터 제공되는 제2 레퍼런스 전압(VREF')이 인가된다. 제1 비교기(120)는 비반전 단자(+)와, 제1 노드(N0)의 전압이 인가되는 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제어 회로(130)에 제공한다.
전압 제어 회로(110)는 DC-DC 변환 회로(100) 외부에 배치되어, 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 인가받아 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력하여 제3 노드(N2)에 제공한다.
그 외 도 6에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다. 본 실시예에 따르면, 전압 레귤레이터(200)의 출력 전압의 변동에 따라 DC-DC 변환 회로(100)의 출력 전압은 드롭아웃 전압이 일정하도록 변화하게 된다. 이에 따라 도 1에서 앞서 설명한 전력 손실 및 발열 문제가 해결될 수 있다. 나아가, 전압 제어 회로(110)를 DC-DC 변환 회로(100)의 외부에 배치함으로써 확장성과 설계 유연성을 높일 수 있다. 나아가, 제3 비교기(220)를 이용하여 피시험 장치(400)의 전기적 특성을 센싱함으로써 피시험 장치(400)의 테스트 정밀도를 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(5)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300), 피시험 장치(400) 및 전압 조정 회로(500)를 포함한다.
전압 조정 회로(500)는 전압 제어 회로(110)에 명령 신호(CMD)를 전송하여, 전압 제어 회로(110)가 명령 신호(CMD)에 기반하여 제2 레퍼런스 전압(VREF')의 레벨을 조정하도록 할 수 있다. 앞선 실시예들에 따르면, 전압 제어 회로(110)는 드롭아웃 전압은 일정하게 유지하기 위한 목적에 맞도록 제2 레퍼런스 전압(VREF')의 레벨을 결정하였으나, 피시험 장치(400)에 대한 테스트를 수행하는 과정에서는 예컨대 피시험 장치(400)의 최대 효율을 파악하기 위해, 여러 파라미터에 대한 밸런스 정도를 파악하기 위해, 또는 이외 다양한 목적에서 제2 레퍼런스 전압(VREF')의 레벨를 변경할 필요가 있다. 이와 같은 경우, 사용자는 전압 조정 회로(500)를 통해 전압 제어 회로(110)의 동작을 커스터마이징(customizing)할 수 있다.
전압 조정 회로(500)가 전압 제어 회로(110)에 전송하는 명령 신호(CMD)는 임의의 규칙에 따라 임의적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전압 제어 회로(110)가 복수의 전압 레벨 출력이 가능하도록 설계된 경우, 명령 신호(CMD)는 그 중 하나의 출력을 선택하기 위한 신호로 구현될 수 있다. 또는, 전압 제어 회로(110)가 동적으로 전압 레벨을 가변할 수 있도록 설계된 경우, 명령 신호(CMD)는 가변하려는 전압 레벨에 관련된 값을 가질 수도 있다. 이와 같은 예들은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 실시예에서, 전압 조정 회로(500)는 피시험 장치(400)에 대한 테스트 목적에 따라 명령 신호(CMD)를 전압 제어 회로(110)에 전송하고, 전압 레귤레이터(200)는 제2 노드(N1)을 통해 피시험 장치(400)에 구동 전압(Vout)을 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 반도체 시스템(3)은 피시험 장치(400)를 테스트하는 시스템으로서, 일체형으로 구현된 DC-DC 변환 회로(100)와 전압 레귤레이터(200)를 이용해 피시험 장치(400)에 구체적인 테스트 목적에 부합하는 전원을 공급할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(5)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300), 피시험 장치(400) 및 전압 조정 회로(500)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 전압 제어 회로(110), 제1 비교기(120), 제어 회로(130), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다. 이에 대한 내용은 도 2에서 설명한 내용과 중복되므로 여기서는 설명을 생략하도록 한다.
전압 레귤레이터(200)는 제2 비교기(210), 제3 비교기(220) 및 제3 트랜지스터(M3)를 포함한다. 이에 대한 내용은 도 6에서 설명한 내용과 중복되므로 여기서는 설명을 생략하도록 한다.
본 실시예에 따르면, 피시험 장치(400)에 구체적인 테스트 목적에 부합하는 전원을 공급함으로써 피시험 장치(400)에 대한 테스트 범위를 넓힐 수 있다. 나아가, 제3 비교기(220)를 이용하여 피시험 장치(400)의 전기적 특성을 센싱함으로써 피시험 장치(400)의 테스트 정밀도를 높일 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(6)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 제어 회로(110), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300), 피시험 장치(400) 및 전압 조정 회로(500)를 포함한다.
본 실시예에서, 전압 제어 회로(110)는 DC-DC 변환 회로(100) 외부에 배치된다. 그리고 전압 제어 회로(110)는 제3 노드(N2)를 통해 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 DC-DC 변환 회로(100)에 제공한다.
이에 따라 DC-DC 변환 회로(100)는 제3 노드(N2)를 통해 전압 제어 회로(110)에서 출력된 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 제공받고, 이에 기초하여 DC-DC 변환을 수행한 후, 그 출력을 제1 노드(N0)에 제공한다. 그리고 전압 레귤레이터(200)는 레퍼런스 전압 생성 회로(300)에서 출력된 제1 레퍼런스 전압(VREF) 및 제2 노드(N1)의 출력에 기초한 전압에 따라, 제1 노드(N0)의 전압에 대해 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 전압 레귤레이팅된 출력을 제2 노드(N1)을 통해 피시험 장치(400)에 구동 전압(Vout)으로서 제공할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 시스템(6)은 DC-DC 변환 회로(100), 전압 제어 회로(110), 전압 레귤레이터(200), 레퍼런스 전압 생성 회로(300), 피시험 장치(400) 및 전압 조정 회로(500)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(100)는 제1 비교기(120), 제어 회로(130), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다.
제1 비교기(120)의 비반전 단자(+)는 제3 노드(N2)에 연결된다. 이에 따라 제1 비교기(120)의 비반전 단자(+)에는 제3 노드(N2)를 통해 전압 제어 회로(110)로부터 제공되는 제2 레퍼런스 전압(VREF')이 인가된다. 제1 비교기(120)는 비반전 단자(+)와, 제1 노드(N0)의 전압이 인가되는 반전 단자(-)를 비교한 결과 신호를 제어 회로(130)에 제공한다.
전압 제어 회로(110)는 DC-DC 변환 회로(100) 외부에 배치되어, 레퍼런스 전압 생성 회로(300)로부터 제1 레퍼런스 전압(VREF)을 인가받아 제2 레퍼런스 전압(VREF')을 출력하여 제3 노드(N2)에 제공한다.
그 외 도 10에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다. 본 실시예에 따르면, 피시험 장치(400)에 구체적인 테스트 목적에 부합하는 전원을 공급함으로써 피시험 장치(400)에 대한 테스트 범위를 넓힐 수 있다. 나아가, 전압 제어 회로(110)를 DC-DC 변환 회로(100)의 외부에 배치함으로써 확장성과 설계 유연성을 높일 수 있다. 나아가, 제3 비교기(220)를 이용하여 피시험 장치(400)의 전기적 특성을 센싱함으로써 피시험 장치(400)의 테스트 정밀도를 높일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1, 2, 3, 4, 5, 6: 반도체 시스템 100: DC-DC 변환 회로
110: 전압 제어 회로 120: 제1 비교기
130: 제어 회로 200: 전압 레귤레이터
210: 제2 비교기 220: 제3 비교기
300: 레퍼런스 전압 생성 회로 400: 피시험 장치
500: 전압 조정 회로

Claims (20)

  1. 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로;
    상기 레퍼런스 전압 생성 회로로부터 상기 제1 레퍼런스 전압을 인가받아 제2 레퍼런스 전압을 출력하는 전압 제어 회로;
    상기 전압 제어 회로에서 출력된 상기 제2 레퍼런스 전압에 기초하여 DC-DC 변환을 수행하고, 그 출력을 제1 노드에 제공하는 DC-DC 변환 회로; 및
    상기 레퍼런스 전압 생성 회로에서 출력된 상기 제1 레퍼런스 전압과, 제2 노드의 전압에 기초하여 상기 제1 노드의 전압에 대해 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 상기 제2 노드에 제공하는 전압 레귤레이터를 포함하고,
    상기 제2 노드의 전압은 상기 전압 레귤레이터의 입력으로 피드백되는 반도체 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는 상기 제1 레퍼런스 전압에 드롭아웃 전압(dropout voltage)을 합산하여 상기 제2 레퍼런스 전압을 출력하고,
    상기 드롭아웃 전압은 상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압에서 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압을 감산한 전압에 대응하는 반도체 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 회로의 동작 중 상기 드롭아웃 전압은 일정하게 유지되고, 상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압은 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동에 따라 변화하는 반도체 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 DC-DC 변환 회로는,
    상기 제2 레퍼런스 전압이 인가되는 비반전 단자와 상기 제1 노드의 전압이 인가되는 반전 단자를 구비하는 제1 비교기,
    상기 제1 비교기의 출력 신호를 입력받아 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 출력하는 제어 회로,
    상기 제1 제어 신호에 의해 게이팅되어 전원 전압을 상기 제1 노드에 제공하는 제1 트랜지스터, 및
    상기 제2 제어 신호에 의해 게이팅되어 접지 전압을 상기 제1 노드에 제공하는 제2 트랜지스터를 포함하는 반도체 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는,
    상기 제1 레퍼런스 전압이 인가되는 반전 단자와 상기 제2 노드의 전압이 인가되는 비반전 단자를 구비하는 제2 비교기, 및
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 의해 게이팅되어 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 노드에 제공하는 제3 트랜지스터를 포함하는 반도체 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는 상기 제2 노드을 통해 피시험 장치(device under test, DUT)에 구동 전압을 제공하되,
    상기 전압 레귤레이터는,
    상기 피시험 장치의 일단에 연결되는 비반전 단자와 상기 피시험 장치의 타단에 연결되는 반전 단자를 구비하는 제3 비교기,
    상기 제1 레퍼런스 전압이 인가되는 반전 단자와 상기 제3 비교기의 출력에 연결되는 비반전 단자를 구비하는 제2 비교기, 및
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 의해 게이팅되어 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 노드에 제공하는 제3 트랜지스터를 포함하는 반도체 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로에 명령 신호를 전송하는 전압 조정 회로를 더 포함하고,
    상기 전압 제어 회로는 상기 명령 신호에 기반하여 상기 제2 레퍼런스 전압의 레벨을 조정하는 반도체 회로.
  8. 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로;
    상기 제1 레퍼런스 전압과 다른 전압 레벨을 갖는 제2 레퍼런스 전압에 기초하여 DC-DC 변환을 수행하고, 그 출력을 제1 노드에 제공하는 DC-DC 변환 회로; 및
    상기 제1 레퍼런스 전압과, 제2 노드의 전압에 기초하여 상기 제1 노드의 전압에 대해 전압 레귤레이팅을 수행하고, 그 출력을 상기 제2 노드에 제공하는 전압 레귤레이터를 포함하고,
    상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압과 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압의 차이는 상기 제2 레퍼런스 전압와 상기 제1 레퍼런스 전압의 차이에 대응하는 전압 레벨로 일정하게 유지되고,
    상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압은, 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동에 따라 변화하고,
    상기 제2 노드의 전압은 상기 전압 레귤레이터의 입력으로 피드백되는 반도체 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 DC-DC 변환 회로는,
    상기 제2 레퍼런스 전압이 인가되는 비반전 단자와 상기 제1 노드의 전압이 인가되는 반전 단자를 구비하는 제1 비교기,
    상기 제1 비교기의 출력 신호를 입력받아 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 출력하는 제어 회로,
    상기 제1 제어 신호에 의해 게이팅되어 전원 전압을 상기 제1 노드에 제공하는 제1 트랜지스터, 및
    상기 제2 제어 신호에 의해 게이팅되어 접지 전압을 상기 제1 노드에 제공하는 제2 트랜지스터를 포함하는 반도체 회로.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는,
    상기 제1 레퍼런스 전압이 인가되는 반전 단자와 상기 제2 노드의 전압이 인가되는 비반전 단자를 구비하는 제2 비교기, 및
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 의해 게이팅되어 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 노드에 제공하는 제3 트랜지스터를 포함하는 반도체 회로.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는 상기 제2 노드을 통해 피시험 장치(device under test, DUT)에 구동 전압을 제공하되,
    상기 전압 레귤레이터는,
    상기 피시험 장치의 일단에 연결되는 비반전 단자와 상기 피시험 장치의 타단에 연결되는 반전 단자를 구비하는 제3 비교기,
    상기 제1 레퍼런스 전압이 인가되는 반전 단자와 상기 제3 비교기의 출력에 연결되는 비반전 단자를 구비하는 제2 비교기, 및
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 의해 게이팅되어 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 노드에 제공하는 제3 트랜지스터를 포함하는 반도체 회로.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 레퍼런스 전압 생성 회로로부터 상기 제1 레퍼런스 전압을 인가받아 드롭아웃 전압(dropout voltage)을 합산하여 상기 제2 레퍼런스 전압을 출력하는 전압 제어 회로를 더 포함하고,
    상기 드롭아웃 전압은 상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압에서 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압을 감산한 전압에 대응하는 반도체 회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로에 명령 신호를 전송하는 전압 조정 회로를 더 포함하고,
    상기 전압 제어 회로는 상기 명령 신호에 기반하여 상기 제2 레퍼런스 전압의 레벨을 조정하는 반도체 회로.
  14. 제1 레퍼런스 전압을 생성하는 레퍼런스 전압 생성 회로;
    상기 레퍼런스 전압 생성 회로로부터 상기 제1 레퍼런스 전압을 인가받아 제2 레퍼런스 전압을 출력하는 전압 제어 회로;
    상기 제2 레퍼런스 전압이 인가되는 비반전 단자와, 제1 노드의 전압이 인가되는 반전 단자를 구비하는 제1 비교기를 포함하는 DC-DC 변환 회로; 및
    상기 제1 레퍼런스 전압이 인가되는 반전 단자 및 제2 노드의 전압이 인가되는 비반전 단자를 구비하는 제2 비교기를 포함하는 전압 레귤레이터를 포함하고,
    상기 제1 노드에는 상기 DC-DC 변환 회로의 출력이 인가되고, 상기 제2 노드에는 상기 전압 레귤레이터의 출력이 제공되는 반도체 회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는 상기 제1 레퍼런스 전압에 드롭아웃 전압(dropout voltage)을 합산하여 상기 제2 레퍼런스 전압을 출력하고,
    상기 드롭아웃 전압은 상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압에서 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압을 감산한 전압에 대응하는 반도체 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반도체 회로의 동작 중 상기 드롭아웃 전압은 일정하게 유지되고, 상기 DC-DC 변환 회로의 출력 전압은 상기 전압 레귤레이터의 출력 전압의 변동에 따라 변화하는 반도체 회로.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 DC-DC 변환 회로는,
    상기 제1 비교기의 출력 신호를 입력받아 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 출력하는 제어 회로,
    상기 제1 제어 신호에 의해 게이팅되어 전원 전압을 상기 제1 노드에 제공하는 제1 트랜지스터, 및
    상기 제2 제어 신호에 의해 게이팅되어 접지 전압을 상기 제1 노드에 제공하는 제2 트랜지스터를 더 포함하는 반도체 회로.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는,
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 의해 게이팅되어 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 노드에 제공하는 제3 트랜지스터를 더 포함하는 반도체 회로.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는 상기 제2 노드을 통해 피시험 장치(device under test, DUT)에 구동 전압을 제공하되,
    상기 전압 레귤레이터는,
    상기 피시험 장치의 일단에 연결되는 비반전 단자와 상기 피시험 장치의 타단에 연결되는 반전 단자를 구비하는 제3 비교기, 및
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 의해 게이팅되어 상기 제1 노드의 전압을 상기 제2 노드에 제공하는 제3 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 비교기의 비반전 단자에는 제3 비교기의 출력이 연결되는 반도체 회로.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로에 명령 신호를 전송하는 전압 조정 회로를 더 포함하고,
    상기 전압 제어 회로는 상기 명령 신호에 기반하여 상기 제2 레퍼런스 전압의 레벨을 조정하는 반도체 회로.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11703897B2 (en) * 2020-03-05 2023-07-18 Stmicroelectronics S.R.L. LDO overshoot protection in a cascaded architecture
US11451145B2 (en) 2021-01-05 2022-09-20 Monolithic Power Systems, Inc. Trans-inductor voltage regulator with nonlinear compensation inductor
FR3141298A1 (fr) * 2022-10-21 2024-04-26 STMicroelectronics (Grand Ouest) SAS Régulateur de tension et procédé de régulation correspondant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309563A1 (en) 2008-06-11 2009-12-17 Ricoh Company, Ltd. Reference voltage generating circuit and dc-dc converter including the same
US20110156672A1 (en) 2009-12-29 2011-06-30 Texas Instruments Incorporated Startup circuit for an ldo

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06335238A (ja) 1993-05-17 1994-12-02 Mitsubishi Electric Corp 電源装置
KR100424484B1 (ko) * 2001-07-05 2004-03-24 엘지전자 주식회사 중앙 처리 장치용 전원 공급기
JP3686042B2 (ja) 2002-02-06 2005-08-24 株式会社リコー 直流安定化電源装置
JP3763830B2 (ja) * 2003-10-23 2006-04-05 ローム株式会社 電源装置
US7030596B1 (en) * 2003-12-03 2006-04-18 Linear Technology Corporation Methods and circuits for programmable automatic burst mode control using average output current
JP4493456B2 (ja) * 2003-12-10 2010-06-30 ローム株式会社 電源装置、及びそれを用いた携帯機器
JP4487620B2 (ja) 2004-04-20 2010-06-23 富士電機システムズ株式会社 スイッチング電源装置
WO2006016319A2 (en) * 2004-08-09 2006-02-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power converter and method for power conversion
JP4578198B2 (ja) * 2004-09-30 2010-11-10 株式会社リコー スイッチングレギュレータ
JP2007323376A (ja) 2006-06-01 2007-12-13 Rohm Co Ltd 電源装置及びこれを備えた電気機器
JP4899667B2 (ja) 2006-07-03 2012-03-21 富士ゼロックス株式会社 電源制御装置
KR20080069387A (ko) * 2007-01-23 2008-07-28 주식회사 하이닉스반도체 기준전압 발생회로
KR101017297B1 (ko) 2008-07-07 2011-02-28 엘아이지넥스원 주식회사 직류-직류 컨버터용 출력 리플 및 잡음 저감 회로
US20100060078A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-11 Micrel, Incorporated Dual Input LDO Regulator With Controlled Transition Between Power Supplies
JP5287191B2 (ja) * 2008-12-03 2013-09-11 株式会社リコー ヒステリシススイッチングレギュレータ及びその動作制御方法
KR101552165B1 (ko) 2009-03-02 2015-09-18 엘지전자 주식회사 전자 기기의 전원 공급 장치 및 방법
US8193798B1 (en) * 2009-10-29 2012-06-05 Texas Instruments Incorporated Buck regulators with adjustable clock frequency to achieve dropout voltage reduction
WO2012090449A1 (ja) * 2010-12-28 2012-07-05 旭化成エレクトロニクス株式会社 電源回路
TWI458241B (zh) * 2011-09-23 2014-10-21 Richtek Technology Corp 具動態壓降控制的電源供應器及其方法
JP6013846B2 (ja) * 2011-10-06 2016-10-25 リコー電子デバイス株式会社 スイッチングレギュレータ及び電子機器
US20130169246A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Skymedi Corporation Linear voltage regulating circuit adaptable to a logic system
ITMI20120626A1 (it) * 2012-04-17 2013-10-18 Dora Spa Metodo per aumentare l'efficienza di conversione a basso carico di un convertitore dc-dc a commutazione, riduttore di tensione, e relativo circuito
US9876494B2 (en) * 2014-03-13 2018-01-23 Maxim Integrated Products, Inc. High voltage switching output driver
US9863982B2 (en) 2015-09-30 2018-01-09 Qualcomm Incorporated Bi-directional current sensing circuit
JP6660238B2 (ja) * 2016-04-20 2020-03-11 エイブリック株式会社 バンドギャップリファレンス回路及びこれを備えたｄｃｄｃコンバータ
KR20180056003A (ko) 2016-11-17 2018-05-28 한국산업기술시험원 유량계 교정용 기체유량 자동측정장치
KR102028200B1 (ko) 2016-11-28 2019-10-04 한국전자통신연구원 해상 가두리 양식장용 기포발생기의 기포 조절장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309563A1 (en) 2008-06-11 2009-12-17 Ricoh Company, Ltd. Reference voltage generating circuit and dc-dc converter including the same
US20110156672A1 (en) 2009-12-29 2011-06-30 Texas Instruments Incorporated Startup circuit for an ldo

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US10855185B2 (en) 2020-12-01

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