KR19980020803A - 전압제어 양방향 전류원 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전압제어 양방향 전류원 장치에 관한 것으로서, 특히 소정의 입력전압을 인가받아 그에 대응되는 전류를 생성하는 전압/전류절환부; 상기 전압/전류절환부의 입력전압의 변화에 비례하는 정방향의 전류를 발생하는 제 1 전류미러부; 및 상기 전압/전류절환부의 입력전압의 변화에 반비례하는 전류를 발생하는 제 2 전류미러부를 구비한다.
따라서, 본 발명에서는 하나의 전압/전류절환기를 통해 간단하게 양방향의 전류원을 얻을 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전압제어 양방향 전류원 장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 전압/전류절환기를 통하여 비교기의 비반전단자에 인가되는 입력전압의 변화에 따라 비례하기도 하고 반비례하기도 하는 양방향 전류원을 발생하는 전압제어 양방향 전류원 장치에 관한 것이다.
도 1 은 종래기술에 의한 전압/전류 변환 제어 장치를 나타낸 회로도로서, 전압/전류절환부(10), 및 전류미러부(20)를 포함한다.
한편, 상기 전압/전류절환부(10)는 비반전단자로 입력되는 입력전압(Va)과 반전단자로 입력되는 제 1 노드(N1)의 비교전압을 비교하여 그에 대응되는 신호를 출력하는 비교기(11)와, 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 전류통로가 연결되고 상기 비교기(11)의 출력전압에 응답하는 제 1 트랜지스터(Q1), 및 상기 제 1 노드(N1)와 접지전압(GND) 사이에 전류통로가 연결된 저항(R1)으로 구성되어 있다. 즉 상기 비교기(11)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 반전단자로 인가되는 비교전압보다 높으면 비교기(11)의 하이 출력 신호에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-온되고, 또한 상기 비교기(11)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 반전단자로 인가되는 비교전압보다 같거나 낮으면 비교기(11)의 로우 출력 신호에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)는 턴-오프된다.
또한, 상기 전류미러부(20)는 전원전압(VCC)과 상기 제 2 노드(N2) 사이에 전류통로가 연결되고 제 2 노드(N2)의 전압레벨에 응답하는 제 2 트랜지스터(Q2)와, 전류원(I1), 및 상기 전원전압(VCC)과 전류원 사이에 전류통로가 연결되고 상기 제 2 노드(N2)의 전압레벨에 응답하는 제 3 트랜지스터(Q3)로 구성되어 있다. 즉, 상기 제 2 노드(N2)의 전압을 공통으로 인가받는 제 2, 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)는 제 2 노드(N2)의 전압 상태에 따라 같은 전류량이 상기 제 2, 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)의 전류통로로 흐른다.
상기와 같이 구성된 종래기술의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 비교기(11)의 비반전단자의 입력전압(Va)이 인가되면, 상기 비교기(11)의 하이 출력 신호에 의해 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-온되고, 또한 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 구동으로 인해 전류미러부(20)의 제 2 노드(N2)는 접지전압(GND)으로 풀-다운되어 제 2, 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)도 턴-온되며, 따라서 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로를 흐르는 전류(I1)는 증가하게 된다.
또한, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로를 흐르는 전류량(I1)의 증가에 따라 저항(R1)에 의해 제 1 노드(N1)의 전압이 증가하므로, 상기 비교기(11)에 인가되는 비반전단자의 입력전압(Va)과 반전단자의 비교전압은 같은 전위로 승압되어 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로를 흐르는 전류량은 감소하게 된다.
따라서, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로를 통과하는 전류량(I1)은 다음 식과 같다.
[식1]
I1 = Va / R1
상기 식 1 에서 보는 바와 같이 비교기(11)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 증가하면 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로로 흐르는 전류량(I1)도 증가하고, 비교기(11)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 감소하면 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로로 흐르는 전류량(I1)이 감소하게 된다.
도 2 는 종래의 또다른 예에 의한 전압/전류 변환 제어 장치를 나타낸 회로도로서, 전압/전류절환부(40), 및 전류미러부(50)를 포함한다.
한편, 상기 전압/전류절환부(40)는 비반전단자로 입력되는 입력전압(Va)과 반전단자로 입력되는 제 1 노드(N1)의 비교전압을 비교하여 그에 대응되는 신호를 출력하는 비교기(41)와, 전원전압(VCC)과 제 1 노드(N1) 사이에 연결된 저항(R1), 및 상기 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 전류통로가 연결되고 상기 비교기(41)의 출력전압에 응답하는 제 1 트랜지스터(Q1)로 구성되어 있다. 즉, 상기 비교기(41)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 반전단자로 인가되는 비교전압보다 높으면 비교기(41)의 하이 출력 신호에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-오프되고, 또한 상기 비교기(41)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 반전단자로 인가되는 비교전압보다 같거나 낮으면 비교기의 로우 출력 신호에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)는 턴-온된다.
또한, 전류미러부(50)는 상기 제 2 노드(N2)와 접지전압(GND) 사이에 전류통로가 연결되고 제 2 노드(N2)의 신호에 응답하는 제 2 트랜지스터(Q2)와, 전류원(I2), 및 상기 전류원(I2)과 접지전압(GND) 사이에 전류통로가 연결되고 상기 제 2 노드(N2)의 신호에 응답하는 제 3 트랜지스터(Q3)로 구성되어 있다. 즉, 상기 제 2 노드(N2)의 전압을 공통으로 인가받는 제 2, 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)는 제 2 노드(N2)의 전압 상태에 따라 같은 전류량이 상기 제 2, 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)의 전류통로로 흐른다.
상기와 같이 구성된 종래기술의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 비교기의 비반전단자의 입력전압(Va)이 반전단자의 제 1 노드(N1)의 전원전압 보다 낮은 전압이 인가되면, 상기 비교기(41)는 로우 신호를 출력하여 제 1 트랜지스터(Q1)를 턴-온시키고, 또한 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 구동으로 인해 전류미러부(50)의 제 2 노드(N2)의 전위는 상승되어 상기 제 2, 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)는 턴-온된다. 따라서, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로를 흐르는 전류량(I2)은 저항(R1)에 의해 감소되어 제 1 노드(N1)의 전위는 감소되고, 비교기(41)의 비반전단자의 입력전압(Va)과 반전단자의 비교전압은 동일한 전위로 가게 된다.
따라서, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로를 통과하는 전류량(I2)은 다음식과 같다.
[식2]
I2 = (VCC - Va) / R1
상기 식 2 에서 보는 바와 같이 비교기(41)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 증가하면 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로로 흐르는 전류량(I2)은 감소하고, 비교기(41)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 감소하면 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로로 흐르는 전류량(I2)은 증가한다.
따라서, 상기와 같이 종래기술은 전압/절류절환부의 비교기의 비반전단자에 인가하는 입력전압의 증가 또는 감소에 따라 한 쪽 방향으로만 전류량이 변화하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 하나의 전압/전류절환기를 통하여 비교기의 비반전단자에 인가되는 입력전압의 변화에 따라 비례하기도 하고 반비례하기도 하는 양방향 전류원을 발생하는 전압제어 양방향 전류원 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 소정의 입력전압을 인가받아 그에 대응되는 전류를 생성하는 전압/전류절환부; 상기 전압/전류절환부의 입력전압의 변화에 비례하는 정방향의 전류를 발생하는 제 1 전류미러부; 및 상기 전압/전류절환부의 입력전압의 변화에 반비례하는 전류를 발생하는 제 2 전류미러부를 구비한다.
도 1 은 종래기술에 의한 단방향 전압제어 전류원 장치를 나타낸 회로도.
도 2 는 종래의 또다른 예에 의한 단방향 전압제어 전류원 장치를 나타낸 회로도.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 전압제어 양방향 전류원 장치를 나타낸 회로도.
도 4 는 본 발명의 일 응용례에 의한 전압제어 양방향 전류원 장치를 나타낸 회로도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 양방향 전압제어 전류원 장치를 나타낸 회로도로서, 전압/전류절환부(100)와, 제 1 전류미러부(200), 및 제 2 전류미러부(300)를 포함한다.
한편, 상기 전압/전류절환부(100)는 비반전단자로 입력되는 입력전압(Va)과 반전단자로 입력되는 제 1 노드(Nd1)의 비교전압을 비교하여 그에 대응되는 신호를 출력하는 비교기(110)와, 상기 제 1 노드(Nd1)와 제 2 노드(Nd2) 사이에 전류통로가 연결되고 상기 비교기(110)의 출력전압에 응답하는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 노드(Nd1)와 저항(R1)의 일측단 사이에 전류통로가 연결되고 제 1 노드(Nd1)의 전압레벨에 응답하는 제 2 트랜지스터(Q2)와, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 일측단과 접지전압(GND) 사이에 전류통로가 연결된 제 1 저항(R1)과, 전원전압(VCC)에 연결된 제 2 저항(R2), 및 상기 제 2 저항(R2)의 일측단과 제 3 노드(Nd3) 사이에 전류통로가 연결되고 제 1 노드(Nd1)의 전압레벨에 응답하는 제 5 트랜지스터(Q5)로 구성되어 있다. 즉, 상기 비교기(110)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 반전단자로 인가되는 비교전압보다 높으면 비교기(110)의 하이 출력 신호에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-온되고, 또한 상기 비교기(110)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 반전단자로 인가되는 비교전압보다 같거나 낮으면 비교기(110)의 로우 출력 신호에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)는 턴-오프된다.
또한, 제 1 전류미러부(200)는 전원전압(VCC)과 상기 제 2 노드(Nd2) 사이에 전류통로가 연결되고 제 2 노드(Nd2)의 전압레벨에 응답하는 제 3 트랜지스터(Q3), 및 상기 전원전압(VCC)과 전류 소오스단 사이에 전류통로가 연결되고 상기 제 2 노드(Nd2)의 전압레벨에 응답하는 제 4 트랜지스터(Q4)로 구성되어 있다.
또한, 제 2 전류미러부(300)는 전압/전류절환부(100)의 제 5 트랜지스터(Q5)의 일측단과 접지전압(GND) 사이에 전류통로가 연결되고 제 3 노드(Nd3)의 전압레벨에 응답하는 제 6 트랜지스터(Q6), 및 전류 싱크단과 접지전압(GND) 사이에 전류통로가 연결되고 상기 제 3 노드(Nd3)의 전압레벨에 응답하는 제 7 트랜지스터(Q7)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 양방향 전압 제어 전류원 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 전압/전류절환부(100)의 비교기(110)의 비반전단자에 반전단자 보다 높은 입력전압(Va)이 인가되면, 비교기(110)는 하이 신호를 출력하고 제 1, 제 2 트랜지스터(Q1, Q2)는 턴-온되어 제 2 노드(Nd2)의 전위는 접지전압(GND)으로 풀-다운되어 제 1 전류미러부(200)는 동작된다. 또한, 상기 전압/전류절환부(100)의 제 1 저항(R1)에 의해 제 1 노드(Nd1)의 전압레벨은 상승되고 비교기(110)의 비반전단자와 반전단자의 입력전압의 전위는 동일하게 된다. 따라서, 제 1 저항(R1)에 흐르는 전류(I1)는 다음 식과 같다.
[식3]
I1 = (Va - Vbe2) / R1
상기 식 3 에서 보는 바와 같이 비교기(110)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 증가하면 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로로 흐르는 전류량(I1)도 증가하고, 비교기(110)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 감소하면 제 1 트랜지스터(Q1)의 전류통로로 흐르는 전류량(I1)이 감소한다.
한편, 전압/전류절환부(100)의 제 5 트랜지스터(Q5)에 의해 제 2 저항(R2)으로 흐르는 전류(I2)는 다음과 같다.
[식4]
I2 = (VCC - Va -Vbe5) / R2
상기 식 4 에서 보는 바와 같이 비교기(110)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 증가하면 제 5 트랜지스터(Q5)의 전류통로로 흐르는 전류량(I2)은 감소하고, 비교기(110)의 비반전단자로 인가되는 입력전압(Va)이 감소하면 제 5 트랜지스터(Q5)의 전류통로로 흐르는 전류량(I2)은 증가한다.
상기 식 3, 식 4 에서 보는 바와 같이 비교기(110)의 비반전단의 입력전압(Va)에 의해 서로 반대 방향으로 전류의 변화를 나타내는 전류원(I1, I2)을 갖게 된다.
따라서, 하나의 전압/전류절환부(100)를 통해 양방향의 전류원(I1, I2)을 얻을 수 있으므로 기준전류발생기, 발진기, 타이머 등에 효과적이고, 간단하게 설계를 할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 응용례에 의한 양방향 전압제어 전류원 장치를 나타낸 회로도로서, 전압/전류절환부(100)와, 제 1 전류미러부(200), 및 제 2 전류미러부(300)를 포함한다.
한편, 동도면은 상기 도 3 과 거의 동일하며, 상기 도 3 의 제 1 전류미러부(200)의 제 4 트랜지스터(Q4)의 일측단과 제 2 전류미러부(300)의 제 7 트랜지스터(Q7)의 일측단을 제 4 노드(Nd4)로 연결하고 기준전류원(Iref)을 연결한 것이 도 3 과 다르다.
상기와 같이 제 4 노드(Nd4)에 기준전류원(Iref)을 연결함으로서 다음단에 원하는 전류의 소오스(Source) 및 싱크(Sink)를 유용하게 할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에서는 하나의 전압/전류절환기를 통해 간단하게 양방향의 전류원을 얻을 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 소정의 입력전압을 인가받아 그에 대응되는 전류를 생성하는 전압/전류절환부; 상기 전압/전류절환부의 입력전압의 변화에 비례하는 정방향의 전류를 발생하는 제 1 전류미러부; 및 상기 전압/전류절환부의 입력전압의 변화에 반비례하는 전류를 발생하는 제 2 전류미러부를 구비한 것을 특징으로 하는 전압제어 양방향 전류원 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전압/전류절환부는 비반전단자로 입력되는 입력전압과 반전단자로 입력되는 제 1 노드의 비교전압을 비교하여 그에 대응되는 신호를 출력하는 비교기; 상기 제 1 노드와 제 2 노드 사이에 전류통로가 연결되고 상기 비교기의 출력전압에 응답하는 제 1 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 저항의 일측단에 전류통로가 연결되고 제 2 노드의 전압레벨에 응답하는 제 2 트랜지스터; 상기 제 2 트랜지스터의 일측단과 접지전압 사이에 전류통로가 연결된 제 1 저항; 전원전압에 연결된 제 2 저항; 및 상기 제 2 저항의 일측단과 제 3 노드 사이에 전류통로가 연결되고 제 2 노드의 전압레벨에 응답하는 제 5 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 전압제어 양방향 전류원 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전류미러부는 전원전압과 상기 제 1 노드 사이에 전류통로가 연결되고 제 2 노드의 전압레벨에 응답하는 제 3 트랜지스터; 및 상기 전원전압과 전류 소오스단 사이에 전류통로가 연결되고 상기 제 1 노드의 전압레벨에 응답하는 제 4 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 전압제어 양방향 전류원 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전류미러부는 전압/전류절환부의 제 5 트랜지스터의 일측단과 접지전압 사이에 전류통로가 연결되고 제 3 노드의 전압레벨에 응답하는 제 6 트랜지스터; 및 전류 싱크단과 접지전압 사이에 전류통로가 연결되고 상기 제 3 노드의 전압레벨에 응답하는 제 7 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 전압제어 양방향 전류원 장치.
- 상기 제 4 또는 제 5 항에 있어서, 제 4 트랜지스터의 전류 소오스단과 제 7 트랜지스터의 전류 싱크단의 전류통로를 서로 연결하고 그 연결된 노드에 기준전류원을 부가적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 전압제어 양방향 전류원 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1019960039402A KR19980020803A (ko) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 전압제어 양방향 전류원 장치 |
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| KR1019960039402A KR19980020803A (ko) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 전압제어 양방향 전류원 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980020803A true KR19980020803A (ko) | 1998-06-25 |
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ID=66520792
Family Applications (1)
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| KR1019960039402A KR19980020803A (ko) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 전압제어 양방향 전류원 장치 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19980020803A (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-09-11 KR KR1019960039402A patent/KR19980020803A/ko not_active Application Discontinuation
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