KR19980019810A - 밴드갭 기준회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스타트업 전류가 로드전류에 독립적으로 발생되도록 하고, 스타트업 후에는 스타트업 전류발생회로가 오프되도록 하는 저소비 전류용의 밴드갭 회로에 관한 것으로, 본 회로는 전류원; 인가되는 전원전압(VCC)과 스타트업 후 전압을 입력신호로 하여 구동되는 차동증폭기; 전원전압의 인가로 차동증폭기를 통해 흐르는 전류원의 전류에 의하여 스위칭되어 스타트업 전류를 발생하고, 스타트업에 따른 차동증폭기의 출력신호에 의하여 스위칭되어 스타트업 전류발생을 차단하는 스타트업 전류발생 처리수단; 스타트업 전류발생 처리수단에서 출력되는 스타트업 전류에 의해 스위칭되어 스타트업에 따른 전압을 차동증폭기로 전송하기 위한 전송수단을 포함하도록 구성된 스타트업 전류발생부를 구비한다.

Description

밴드갭 기준회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT)
본 발명은 밴드갭 기준회로에 관한 것으로, 특히 저소비 전류용 밴드갭 기준회로에 관한 것이다.
밴드갭 기준회로는 기준전압(VREF)을 일정하게 공급해 주기 위한 회로로서, 도 1 에 도시된 회로도와 같이 구성되어 일정한 기준전압(VREF)을 출력한다. 이와 같은 기준전압 출력시, VCC변동에 영향을 받지 않고 일정한 기준전압 VREF가 출력되도록 제어하기 위한 루프를 형성하는 트랜지스터(Q6, Q7)의 스타트업 전류(Start-up Current) Ist는 수학식 1에 나타낸 바와 같이 다이오드(D1),(D2)의 양단전압 VD1,VD2와 트랜지스터(Q3)의 베이스-에미터단 전압(Vbe)과 저항(R3),(R11)에 의해 결정된다.
[수학식 1]
이때, 다이오드 D1, D2양단에 걸리는 전압과 트랜지스터(Q3)의 베이스-에미터단 전압이 0.7V로 동일하면, 상술한 스타트업 전류는 저항 (R3)와 (R11)의 값에 의해 결정되게 된다. 이로 인하여 원활한 스타트업을 위한 충분한 스타트업 전류를 제공하기 위해 상술한 저항(R3),(R11)값들을 작게 설정하여야 하는데, 저항(R3)을 작게 설정할 경우, VREF단의 로드전류 및 불필요한 전체 회로전류(Circuit Current)가 증가하여 저소비 전류용 밴드갭 기준회로의 제공을 어렵게 하였다.
따라서 본 발명은 스타트업 전류가 로드전류에 독립적으로 발생되도록 하고, 스타트업 후에는 스타트업 전류발생회로가 오프되도록 하는 저소비 전류용의 밴드갭 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밴드갭 회로는, 전류원; 인가되는 전원전압(VCC)과 스타트업 후 전압을 입력신호로 하여 구동되는 차동증폭기; 전원전압의 인가로 차동증폭기를 통해 흐르는 전류원의 전류에 의하여 스위칭되어 스타트업 전류를 발생하고, 스타트업에 따른 차동증폭기의 출력신호에 의하여 스위칭되어 스타트업 전류발생을 차단하는 스타트업 전류발생 처리수단; 스타트업 전류발생 처리수단에서 출력되는 스타트업 전류에 의해 스위칭되어 스타트업에 따른 전압을 차동증폭기로 전송하기 위한 전송수단을 포함하도록 구성된 스타트업 전류발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 밴드갭 기준회로의 상세 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 밴드갭 기준회로의 상세 회로도.
도 3은 도 2에서 차동증폭기로 동작되는 트랜지스터 (Q20),(Q21)의 온/오프동작에 대한 시뮬레이션 결과도.
도 4는 도 2에 도시된 회로에서 출력되는 기준전압의 시뮬레이션결과도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200:스타트업 전류발생부201:차동증폭기
202:스타트업 전류발생 처리수단
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 밴드갭 기준회로의 상세 회로도로서, 도 1에 도시된 바와 같은 기존의 밴드갭 기준회로에서 트랜지스터(Q6),(Q7)를 스타트업 하기 위한 전류를 발생하는 스타트업 전류발생부를(200)과 같이 새롭게 구현하였다.
도 2를 참조하면, 스타트업 전류발생부(200)는 전원전압(VCC)와 그라운드(GND)사이에 직렬 접속된 저항(R1), 다이오드(D1),(D2)와 전원전압(VCC)에 에미터를 접속한 트랜지스터(Q17), 트랜지스터(Q17)의 베이스에 콜렉터를 접속하고 저항(R1)과 다이오드(D1)사이 접속점에 베이스를 접속한 트랜지스터(Q18), 에미터에 그라운드(GND)를 접속한 트랜지스터(Q19), 트랜지스터(Q19)의 콜렉터와 트랜지스터(Q18)의 에미터 사이에 접속된 저항(R12), 트랜지스터(Q17)의 콜렉터와 그라운드(GND) 사이에 직렬접속된 다이오드(D3),(D4)와 트랜지스터(Q17)의 콜렉터와 다이오드(D3)의 애노드(Anode) 사이의 접속점에 베이스를 접속하고 콜렉터를 트랜지스터(Q19)의 베이스에 접속한 트랜지스터(Q20), 트랜지스터(Q20)의 베이스단의 바이어스 저항(R13), 트랜지스터(Q20)와 (Q19) 사이의 접속점과 그라운드 사이에 구비된 저항(R14), 전원전압(VCC)과 그라운드(GND)사이에 직렬접속된 저항(R15) 및 다이오드(D5), 저항(R15)과 다이오드(D5) 사이 접속점에 베이스를 접속하고 트랜지스터(Q20)과 차동증폭기의 역할을 할 수 있도록 접속된 트랜지스터(Q21), 트랜지스터(Q20),(Q21)의 에미터 사이 접속점과 전원전압(VCC) 사이에 전류원(Ic)을 접속하도록 구성된다.
여기서 트랜지스터(Q18),(Q19)와 다이오드(D1, D2), 저항(R12)은 초기의 전원전압 인가시 차동증폭기(201)내의 트랜지스터(Q20)를 통해 전송되는 전류원(Ic)에 의해 구동되어 충분한 스타트업 전류를 발생하고, 스타트업 후에는 트랜지스터(Q20)의 오프에 의하여 스타트업 전류발생을 차단하는 스타트업 전류발생 처리수단(202)의 역할을 수행한다.
이와 같이 구성된 스타트업 전류발생부(200)는 최초로 전원전압(VCC)가 인가될 때, 차동증폭기(201)내의 트랜지스터(Q21)의 베이스전압은 저항(R15) 및 다이오드(D5)에 의하여 다이오드 전압 0.7V로 설정된다. 반면에 트랜지스터(Q20)의 베이스 전압은 상측의 PNP트랜지스터(Q17)이 온되기 이전이므로 그라운드(GND)전압이 인가되어 트랜지스터(Q20)은 온(ON)되고, 트랜지스터(Q21)는 오프된다(도 3 참조).
따라서 전류원(Ic)의 전류는 트랜지스터(Q20)으로 흐르게 된다. 이로 인해 저항(R14)의 전압이 상승하게 되어 스타트업 전류발생 처리부(202)내의 트랜지스터(Q19)는 온되어 포화상태(Saturation)가 되게 된다.
즉, 최초로 전원전압 인가시의 스타트업 전류 Ist는 수학식 2에 나타낸 바와 같이 스타트업 전류발생처리부(202)내의 다이오드(D1, D2)의 양단전압과 트랜지스터(Q18)의 베이스-에미터간 전압 및 트랜지스터(Q19)의 포화전압 및 저항(R12)에 의하여 결정된다.
[수학식 2]
예를 들어 R12=2k, VD1=VD2=VbeQ18=0.7V이고,VsatQ19=0.2V라면, Ist=250uA가 되어 필요로 하는 충분한 스타트업 전류로 트랜지스터 Q6, Q7, Q17이 온시켜 밴드갭 기준회로를 스타트업시킨다.
그다음 트랜지스터(Q17)이 온되면서 트랜지스터(Q17)의 콜렉터 전류에 의하여 다이오드(D3),(D4)에 전류가 흐르게 되면, 차동증폭기(201)내의 트랜지스터(Q20)의 베이스전압이 상승하게 된다.
상승된 전압이 트랜지스터(Q20)의 베이스전압 이상이 되면, 차동 증폭기(201)는 반전되어 도 3에 도시된 바와 같이 트랜지스터(Q21)은 온되고, 트랜지스터(Q20)이 오프되어 트랜지스터(Q19)의 베이스에는 그라운드가 걸려 트랜지스터(Q19)는 오프되고, 이에 따라 트랜지스터(Q18)은 오프되어 스타트업 전류발생부(200)는 밴드갭 기준회로상에서 차단되게 된다.
이와 같은 스타트업에 의하여 출력되는 기준전압 VREF에 대한 시뮬레이션 결과는 도 4에 도시된 바와 같다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명은 충분한 전류로 스타트업시키고, 스타트업된 이후에 스타트업 회로가 차단되도록 밴드갭 기준회로를 구현함으로써, 불필요한 기준전압단의 로드전류 및 전체 회로전류를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 인가되는 전원전압(VCC)에 대한 일정한 기준전압(VREF)를 출력하기 위한 밴드갭 기준회로에 있어서, 전류원; 인가되는 전원전압(VCC)과 스타트업 후 전압을 입력신호로 하여 구동되는 차동증폭기; 상기 전원전압의 인가로 상기 차동증폭기를 통해 흐르는 상기 전류원의 전류에 의하여 스위칭되어 스타트업 전류를 발생하고, 스타트업에 따른 상기 차동증폭기의 출력신호에 의하여 스위칭되어 스타트업 전류발생을 차단하는 스타트업 전류발생 처리수단; 상기 스타트업 전류발생 처리수단에서 출력되는 상기 스타트업 전류에 의해 스위칭되어 상기 스타트업에 따른 전압을 상기 차동증폭기로 전송하기 위한 전송수단을 포함하도록 구성된 스타트업 전류발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스타트업 전류발생 처리부는, 상기 차동증폭기의 일측 출력단에 베이스를 접속하고, 에미터에 그라운드를 접속한 제 1 트랜지스터(Q19); 상기 전송수단의 입력단에 콜렉터를 접속한 제 2 트랜지스터(Q18); 상기 제 1 트랜지스터(Q19)의 콜렉터와 상기 제 2 트랜지스터(Q18)의 에미터 사이에 직렬접속된 저항(R12); 상기 제 2 트랜지스터(Q18)의 베이스와 그라운드 사이에 직렬접속된 다이오드(D1,D2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전송수단은 콜렉터가 상기 차동증폭기의 스타트업 후 전압이 인가되는 입력단과 접속된 PNP형 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밴드갭 기준회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100347680B1 (ko) * 1999-11-22 2002-08-07 닛본 덴기 가부시끼가이샤 밴드 갭 레퍼런스 회로
KR100427591B1 (ko) * 2001-12-05 2004-04-28 주식회사 케이이씨 스타트업 회로의 발진 방지장치

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