KR20060065468A - Reference current generator operating - Google Patents

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KR20060065468A
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Abstract

본 발명의 목적은 두 개의 피드백 루프를 적용한 회로를 구현하여, 낮은 전압에서도 동작이 가능한 구조를 가지며, 전원 노이즈를 억제하기 위하여 높은 PSRR(Power Supply Rejection Ratio) 특성을 가지도록 하였으며, 더불어 기존의 일반적인 기준 전압 발생기에서 나타나는 전압-전류 변환기가 필요하지 않은 구조를 갖는 낮은 기준 전류발생기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to implement a circuit that applies two feedback loops, to have a structure that can operate at a low voltage, to have a high power supply rejection ratio (PSRR) characteristics to suppress power supply noise, and the conventional general It is to provide a low reference current generator having a structure that does not require a voltage-to-current converter appearing in the reference voltage generator.

본 발명은 소정의 전류를 전달받아 제 1 전압을 발생하되 상기 제 1 전압은 온도에 대응하여 전압레벨이 감소하는 제 1 전압발생부, 제 2 전압을 발생하되 상기 제 2 전압은 온도에 대응하여 전압레벨이 높아지는 제 2 전압발생부, 상기 제 1 전압에 대응한 제 1 전류를 발생하는 제 1 전류 발생부, 상기 제 2 전압에 대응한 제 2 전류를 발생하는 제 2 전류 발생부 및 상기 제 1 및 제 2 전류를 전달받아 상기 제 1 및 제 2 전류가 합산된 기준전류를 생성하는 기준전류 발생부를 포함하는 기준전류 발생기를 제공하는 것이다.  The present invention generates a first voltage by receiving a predetermined current, wherein the first voltage generates a first voltage unit and a second voltage whose voltage level decreases in response to a temperature, wherein the second voltage corresponds to a temperature. A second voltage generator for increasing a voltage level, a first current generator for generating a first current corresponding to the first voltage, a second current generator for generating a second current corresponding to the second voltage, and the first voltage generator; The present invention provides a reference current generator including a reference current generator configured to receive a first current and a second current to generate a reference current obtained by adding the first and second currents together.

Description

기준 전류 발생기{REFERENCE CURRENT GENERATOR OPERATING}Reference Current Generator {REFERENCE CURRENT GENERATOR OPERATING}

도 1은 종래 기술에 의한 기준 전압 발생기를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a reference voltage generator according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 기준전류발생기의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a reference current generator according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 기준전류발생기의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이다. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the reference current generator according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 기준전류발생기에 채용된 초기구동회로를 나타내는 회로도이다. 4 is a circuit diagram illustrating an initial driving circuit employed in the reference current generator shown in FIG. 3.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 각 증폭기의 예를 나타내는 회로도이다. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of each amplifier illustrated in FIGS. 2 and 3.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명****** Explanation of Signs of Major Parts of Drawing ***

100: 제 1 전류발생부 200: 제 2 전류발생부100: first current generator 200: second current generator

300: 제 1 기준전압 발생부 400: 제 3 전류발생부300: first reference voltage generator 400: third current generator

500: 제 4 전류발생부 600: 제 2 기준전압 발생부500: fourth current generator 600: second reference voltage generator

본 발명은 기준 전류발생기에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 서로 다른 온도 특성을 가지는 전류원을 하나의 노드로 합하여 기준전류를 발생시키는 기준 전류발생기에 관한 것이다. The present invention relates to a reference current generator, and more particularly, to a reference current generator for generating a reference current by combining current sources having different temperature characteristics into one node.

집적회로에 있어 기준 전압 및 기준전류는 아날로그-디지털 변환기 등의 아날로그 연산 과정 중에서 이용될 뿐만 아니라, 공정의 변화로부터 회로의 변동을 줄이려는 목적, 또는 넓은 온도 변화폭에서도 회로의 안정적인 동작을 돕는 필수적인 요소 중 하나이다. 이러한 목적을 수행하기 위해서 이용되는 기존의 기준 전압 발생 방법 중 대표적인 것이 일정한 전류로 바이어스된 다이오드(또는 트랜지스터의 한 쪽 접합만 이용)의 전압과 VT(Thermal voltage) 발생기의 전압을 이용한 것이다. In the integrated circuit, the reference voltage and the reference current are not only used during the analog operation process such as the analog-to-digital converter, but also for the purpose of reducing the variation of the circuit from the change of the process, or for the stable operation of the circuit even in a wide temperature range. Is one of. In order to carry out this purpose it utilizes the voltage to the voltage V T (Thermal voltage) generator of a representative of the conventional reference voltage generation method to be used to bias at a constant current diode (or only one junction of the transistor used).

도 1은 종래 기술에 의한 기준 전압 발생기를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 기준전압발생기는 온도에 비례하는 전압원과 온도에 반비례하는 전압원으로 구성되는 전압생성부(10)와 전압생성부(10)에서 생성된 전압을 이용하여 일정한 전압레벨을 형성하는 전압형성부(20) 및 전압형성부(20)에 연결되어 전압형성부(20)에 형성된 전압에 대응되는 전압을 출력하는 전압출력부(30)를 포함한다. 1 is a circuit diagram illustrating a reference voltage generator according to the prior art. Referring to FIG. 1, the reference voltage generator generates a constant voltage level using a voltage generator 10 composed of a voltage source proportional to a temperature and a voltage source inversely proportional to temperature, and a voltage generated by the voltage generator 10. And a voltage output unit 30 connected to the voltage forming unit 20 and the voltage forming unit 20 to output a voltage corresponding to the voltage formed in the voltage forming unit 20.

전압생성부(10)는 제 1 전원(Vcc)과 제 2 전원(Vss)을 전달받으며 제 1 전원(Vcc)과 제 2 전원(Vss) 사이에 제 1 내지 제 4 트랜지스터(T1 내지 T4)가 직렬로 연결되어 있는 제 1 선로와 제 1 전원과 제 2 전원 사이에 제 1 선로와 미러 형태 로 연결되며 제 5 내지 제 8 트랜지스터(T5 내지 T8)가 직렬로 연결되어 있는 제 2 선로를 포함하는 형태로 구성된다. 그리고, 제 1 선로는 제 2 전원(Vss)과 제 1 양극접합트랜지스터(Q1)를 통해 연결되며 제 2 선로는 제 2 전원(Vss)과 저항(R)과 제 2 양극접합트랜지스터(Q2)를 통해 연결된다. 제 1 및 제 2 양극접합트랜지스터(Q1,Q2)는 다이오드 연결이 되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 트랜지스터(T1,T2)와 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5,T6)는 P 모스 트랜지스터로 구현되며 제 3 및 제 4 트랜지스터(T3,T4)와 제 7 및 제 8 트랜지스터(T7,T8)는 N 모스 트랜지스터로 구현된다. The voltage generator 10 receives the first power source Vcc and the second power source Vss, and the first to fourth transistors T1 to T4 are disposed between the first power source Vcc and the second power source Vss. A first line connected in series and a second line connected in a mirror form between the first power supply and the second power supply, and having fifth to eighth transistors T5 to T8 connected in series. Form. The first line is connected through the second power supply Vss and the first bipolar junction transistor Q1, and the second line connects the second power supply Vss, the resistor R, and the second bipolar junction transistor Q2. Connected through. The first and second bipolar junction transistors Q1 and Q2 are diode connected. In addition, the first and second transistors T1 and T2 and the fifth and sixth transistors T5 and T6 are implemented with P MOS transistors, and the third and fourth transistors T3 and T4 and the seventh and eighth transistors. T7 and T8 are implemented with N MOS transistors.

제 1 및 제 2 트랜지스터(T1 및 T2)의 게이트는 각각 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5,T6)의 게이트와 연결된 미러 형태로 연결되고, 제 3 및 제 4 트랜지스터(T3,T4)의 게이트는 각각 제 7 및 제 8 트랜지스터(T7,T8)의 게이트에 연결된 미러 형태로 연결된다. 그리고, 제 3 및 제 4 트랜지스터(T3,T4)와 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5,T6)는 다이오드 연결이 되어 있다. Gates of the first and second transistors T1 and T2 are connected in the form of mirrors connected to gates of the fifth and sixth transistors T5 and T6, respectively, and gates of the third and fourth transistors T3 and T4 are connected to each other. The mirrors are connected to the gates of the seventh and eighth transistors T7 and T8, respectively. The third and fourth transistors T3 and T4 and the fifth and sixth transistors T5 and T6 are diode-connected.

제 5 및 제 6 트랜지스터(T5,T6)가 도통되어 전류가 흐르게 되면 제 1 및 제 2 트랜지스터(T1 및 T2)는 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5 및 T6)와 미러 형태로 연결되어 있어 제 1 및 제 2 트랜지스터(T1 및 T2)는 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5 및 T6)에 흐르는 전류와 동일한 크기의 전류가 흐르게 되고 제 1 및 제 2 트랜지스터(T1 및 T2)가 도통되어 전류가 흐르게 되면 제 3 및 제 4 트랜지스터(T3 및 T4)가 도통되어 제 7 및 제 8 트랜지스터(T7 및 T8)에 제 3 및 제 4 트랜지스터(T3 및 T4)에 흐르는 전류와 동일한 크기의 전류가 흐르게 된다. 따라서, 상호 전류복사 작용으로 제 1 선로와 제 2 선로는 동일한 크기를 갖는 제 1 전류(I1)와 제 2 전류(I2)가 흐르게 된다. When the fifth and sixth transistors T5 and T6 are turned on and current flows, the first and second transistors T1 and T2 are connected to the fifth and sixth transistors T5 and T6 in a mirror form, and thus the first And when the second transistors T1 and T2 have the same magnitude of current as those flowing through the fifth and sixth transistors T5 and T6, and the first and second transistors T1 and T2 are turned on to flow the current. The third and fourth transistors T3 and T4 are conducted so that currents having the same magnitude as those flowing through the third and fourth transistors T3 and T4 flow through the seventh and eighth transistors T7 and T8. Therefore, the first current I1 and the second current I2 having the same magnitudes flow through the mutual current radiation.

이때, 제 1 전류(I1)가 제 1 양극 트랜지스터(Q1)를 통해 제 2 전원(Vss)으로 흐르게 될 때, 제 1 양극 트랜지스터(Q1)는 반도체 특성상 주위의 온도가 상승하게 되면 제 1 전류(I1)에 의해 형성되는 전압이 낮아지게 된다. At this time, when the first current I1 flows through the first anode transistor Q1 to the second power supply Vss, the first cathode transistor Q1 has a first current (when the ambient temperature rises). The voltage formed by I1) is lowered.

그리고, 제 2 전류(I2)가 제 1 저항(R11)과 제 2 양극 트랜지스터(Q2)를 통해 제 2 전원(Vss)으로 흐르게 되면 제 1 저항(R11)에 소정의 전압이 형성된다. When the second current I2 flows to the second power source Vss through the first resistor R11 and the second anode transistor Q2, a predetermined voltage is formed in the first resistor R11.

제 1 저항(R11)에 형성되는 전압을 살펴보면, 제 4 트랜지스터(T4)와 제 8 트랜지스터(T8)의 소스의 전압레벨은 동일하므로, 제 1 양극전합 트랜지스터(Q1), 제 2 양극접합 트랜지스터(Q2)와 제 1 저항(R11)에 인가된 전압은 키르히 호프의 전압법칙에 따라 하기의 수학식 1에 해당하게 된다. Looking at the voltage formed in the first resistor (R11), since the voltage level of the source of the fourth transistor (T4) and the eighth transistor (T8) is the same, the first bipolar junction transistor (Q1), the second bipolar junction transistor ( Q2) and the voltage applied to the first resistor R11 correspond to Equation 1 below according to Kirchhoff's voltage law.

여기서, Vq1은 제 1 양극접합트랜지스터(Q1)에 형성된 전압을 의미하고 Vq2은 제 2 양극접합트랜지스터(Q2)에 형성된 전압을 의미하며 Vr11은 제 1 저항(R11)에 형성된 전압을 의미한다.  Here, Vq1 refers to the voltage formed on the first bipolar junction transistor Q1, Vq2 refers to the voltage formed on the second bipolar junction transistor Q2, and Vr11 refers to the voltage formed on the first resistor R11.

그리고, 양극접합트랜지스터는 다이오드 연결을 하고 있어 양극접합 트랜지스터에 형성되는 전압은 하기의 수학식 2에 해당하는 전압이 형성된다. In addition, since the bipolar junction transistor is connected to the diode, the voltage formed on the bipolar junction transistor is a voltage corresponding to Equation 2 below.

여기서, Is는 포화전류로 일정한 상수이고 Id는 양극접합트랜지스터에 흐르는 전류에 해당한다. Where Is is a constant constant as saturation current and Id corresponds to the current flowing through the bipolar junction transistor.

상기의 수학식 2를 상기의 수학식 1에 대입하여 정리하면, 하기의 수학식 3에 해당하는 전압이 제 1 저항(R11)에 형성된다. When Equation 2 is substituted into Equation 1 above, a voltage corresponding to Equation 3 below is formed in the first resistor R11.

여기서 VR11 은 제 1 저항(R11)의 전압을 의미하며 VT는 온도 전압(Thermal Voltage,kT/q)로 온도에 대한 비례하는 전압 값을 가지며, 상온에서 약 25.6 mV의 값을 갖는다. 그리고, N은 제 1 양극접합트랜지스터(Q)와 제 2 양극접합트랜지스터(Q2)의 크기의 비를 나타낸다. Where V R11 Is the voltage of the first resistor (R11) and V T is the temperature voltage (Thermal Voltage, kT / q) has a voltage value proportional to the temperature, has a value of about 25.6 mV at room temperature. N represents the ratio of the size of the first bipolar junction transistor Q and the second bipolar junction transistor Q2.

상기의 수학식 3을 보면 제 1 저항(R11)에 인가된 전압은 제 1 양극접합트랜지스터(Q1)와 제 2 양극접합트랜지스터(Q2)의 크기의 비를 조절하여 제 2 전류(I2)에 의해 형성되는 제 1 저항(R11)의 전압의 크기를 조절할 수 있다. 하지만, 제 1 저항(R11)의 전압은 수학식 3을 보면 알 수 있듯이 온도에 따라 일정하게 증가하게 되어 온도가 증가하면 높아지게 된다. Referring to Equation 3, the voltage applied to the first resistor R11 is controlled by the second current I2 by adjusting the ratio of the size of the first bipolar junction transistor Q1 and the second bipolar junction transistor Q2. The magnitude of the voltage of the first resistor R11 may be adjusted. However, as can be seen from Equation 3, the voltage of the first resistor R11 is constantly increased according to temperature, and thus increases as the temperature increases.

전압형성부(20)는 제 1 전원(Vcc)과 제 2 전원(Vss)을 전달받으며 직렬로 연결된 제 9 트랜지스터(T9)와 제 10 트랜지스터(T10)를 구비하는 제 3 선로를 포함한다. 그리고, 제 3 선로는 제 3 양극접합트랜지스터(Q3)와 제 2 저항(R12)이 제 10 트랜지스터(T10)와 제 2 전원(Vss) 사이에 연결된다. 제 3 양극접합트랜지스터(Q3)는 다이오드 연결이 되어 있다. 또한, 제 10 트랜지스터(T10)와 다이오드 사이에 전압출력부(30)와 연결되는 제 1 노드(N1)가 형성된다. The voltage generator 20 includes a third line that receives the first power source Vcc and the second power source Vss and includes a ninth transistor T9 and a tenth transistor T10 connected in series. The third line is connected between the third bipolar junction transistor Q3 and the second resistor R12 between the tenth transistor T10 and the second power supply Vss. The third bipolar junction transistor Q3 is diode-connected. In addition, a first node N1 connected to the voltage output unit 30 is formed between the tenth transistor T10 and the diode.

제 9 및 제 10 트랜지스터(T9, T10)는 P 모스 트랜지스터로 구현되며 제 9 및 제 10 트랜지스터(T9,T10)의 게이트는 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5,T6)의 게이트에 각각 연결된 미러 형태로 연결되어 제 5 및 제 6 트랜지스터(T5,T6)에 흐르는 전류와 동일한 크기를 갖는 제 3 전류(I3)가 제 9 및 제 10 트랜지스터(T9,T10)에 흐르게 된다. The ninth and tenth transistors T9 and T10 are implemented as P MOS transistors, and the gates of the ninth and tenth transistors T9 and T10 are mirror-type connected to the gates of the fifth and sixth transistors T5 and T6, respectively. The third current I3 having the same magnitude as the current flowing through the fifth and sixth transistors T5 and T6 flows through the ninth and tenth transistors T9 and T10.

이때, 제 3 전류(I3)는 제 2 저항(R12)와 다이오드 연결된 제 3 양극접합트랜지스터(Q3)를 통해 제 2 전원(Vss)로 흘러가며, 제 2 저항(R12)는 제 2 선로에 있는 제 1 저항의 전압을 복사하며, 제 3 양극접합트랜지스터(Q3)는 제 1 선로에 있는 제 1 양극접합트랜지스터(Q1)에 인가된 전압을 근사적으로 복사하게 된다. At this time, the third current I3 flows into the second power supply Vss through the third bipolar junction transistor Q3 diode-connected with the second resistor R12, and the second resistor R12 is in the second line. The voltage of the first resistor is copied, and the third bipolar junction transistor Q3 approximately copies the voltage applied to the first bipolar junction transistor Q1 on the first line.

따라서, 제 2 저항(R12)에 형성되는 전압은 상기의 수학식 1에 나타나 있는 것과 같이 주위온도에 의해 전압이 높아지고 제 3 양극접합트랜지스터(Q3)에 형성되는 전압은 제 1 양극트랜지스터(Q1)과 같이 주위온도에 의해 전압이 낮아지게 되어 이들은 주위 온도에 따라서 전압이 각각 감소 및 증가하기 때문에 이를 서로 상쇄하도록 하면 온도에 따른 전압 변화를 줄일 수 있다. Therefore, the voltage formed on the second resistor R12 is increased by the ambient temperature as shown in Equation 1 above, and the voltage formed on the third positive junction transistor Q3 is the first positive transistor Q1. As the voltage is lowered by the ambient temperature as described above, the voltage decreases and increases according to the ambient temperature, so that the voltage change due to the temperature can be reduced by offsetting each other.

상기와 같이 구성된 방식은 집적회로에서 온도 및 공정 편차에 따라 발생하는 기준 전압 및 기준 전류원의 편차를 줄일 수 있는 효율적인 방식으로 인식되어 폭넓게 이용되었다. 이와 같은 방식의 기준 전압은 일반적인 PN접합의 온도 특성과 VT의 온도에 따른 편차가 서로 상쇄되도록 설계 되어지면, 그 결과는 실리콘의 밴드갭에 해당되는 1.26V의 근처의 값을 가져 밴드갭 기준전압(bandgap reference)라고 불린다.The scheme configured as described above has been widely used and recognized as an efficient way to reduce the deviation of the reference voltage and the reference current source generated by the temperature and the process deviation in the integrated circuit. When the reference voltage of this type is designed such that the temperature characteristics of the general PN junction and the deviation of the temperature of V T are offset each other, the result is a value of 1.26 V corresponding to the band gap of silicon, and thus the band gap reference. It is called a voltage reference.

반면 집적회로 소자는 동작속도 개선을 위하여 지속적으로 소자의 크기를 줄이는 MOSFET 소자의 스케일링이 이루어졌고, 이에 따라서 MOSFET소자의 게이트 길이는 130um에 이르게 되었다. 이로써 소자의 특성은 많이 향상되었고, 전원 전압이 1.2V까지 떨어져서 소비전력을 많이 줄일 수 있는 장점을 얻을 수 있었다. 그러나 전원 전압 1.2V는 기존의 1.26V의 일반적인 기준전압보다 작은 전압이고, 일반적으로 기준전압을 출력하기 위한 트랜지스터의 동작점 여유를 고려할 때 기준 전원 전압이 1.0V 이하로 떨어지는 것이 필수적인 요소로 부각되었다. 그러나 기존의 기준 전압 발생기인 밴드갭 기준전압은 이러한 전압을 낮출 수 있는 방법이 제한적이다. On the other hand, in the integrated circuit device, the MOSFET device scaling is continuously reduced to improve the operation speed. Accordingly, the gate length of the MOSFET device reaches 130um. As a result, the characteristics of the device are greatly improved, and the power supply voltage drops to 1.2V, thereby reducing the power consumption. However, the supply voltage of 1.2V is smaller than the conventional reference voltage of 1.26V. In general, when the operating point margin of the transistor for outputting the reference voltage is considered, it is essential that the reference voltage falls below 1.0V. . However, the bandgap reference voltage, which is a conventional reference voltage generator, has a limited method of reducing such a voltage.

더불어 소자의 스케일링으로 인한 동작 전원의 감소는 기준 전압 감소 외에도 신호의 신호 대 잡음비(SNR, Signal to noise ratio)를 감소시키는 원인이 되었다. 전원 전압 감소에 따른 줄어든 동작 신호폭에 비하여 잡음(noise)는 크게 줄어들지 못했고, 오히려 빠른 동작 속도 등에 의하여 잡음은 더욱 커졌기 때문이다. 이러한 효과로 인하여 회로에 전원을 공급하는 전원선에는 보다 큰 잡음원이 존재하게 되어 결과적으로 기준 전원 발생기의 출력의 잡음도 증가하는 원인이 되기도 한다. In addition, the reduction in operating power due to the scaling of the device has contributed to the reduction of the signal to signal ratio (SNR) of the signal in addition to reducing the reference voltage. Compared to the reduced operating signal width due to the decrease in the supply voltage, the noise was not significantly reduced, but the noise was increased due to the fast operation speed. Due to this effect, a larger noise source exists in the power supply line supplying the circuit, and as a result, the noise of the output of the reference power generator also increases.

따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은, 두 개의 피드백 루프를 적용한 회로를 구현하여, 기준 전류발생기가 저전압에서도 동작이 가능하게 하며, 전원 노이즈를 억제하기 위하여 높은 PSRR(Power Supply Rejection Ratio) 특성을 가지도록 하였으며, 간단하게 전압 을 형성할 수 있도록 하여 기존의 일반적인 기준 전류 발생기에서 나타나는 전압-전류 변환기가 필요하지 않은 구조를 갖는 기준 전류발생기를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention was created to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to implement a circuit in which two feedback loops are applied, so that a reference current generator can operate even at a low voltage, and power supply noise In order to suppress it, it has high PSRR (Power Supply Rejection Ratio) characteristic, and it is possible to simply form a voltage to provide a reference current generator having a structure that does not require a voltage-to-current converter, which appears in conventional reference current generators. It is.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 소정의 전류를 전달받아 제 1 전압을 발생하되 상기 제 1 전압은 온도에 대응하여 전압레벨이 감소하는 제 1 전압발생부, 제 2 전압을 발생하되 상기 제 2 전압은 온도에 대응하여 전압레벨이 높아지는 제 2 전압발생부, 상기 제 1 전압에 대응한 제 1 전류를 발생하는 제 1 전류 발생부, 상기 제 2 전압에 대응한 제 2 전류를 발생하는 제 2 전류 발생부 및 상기 제 1 및 제 2 전류를 전달받아 상기 제 1 및 제 2 전류가 합산된 기준전류를 생성하는 기준전류 발생부를 포함하는 기준전류 발생기를 제공하는 것이다. In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides a first voltage generator for generating a first voltage by receiving a predetermined current, wherein the first voltage generates a first voltage and a second voltage corresponding to a decrease in voltage level. A second voltage generator for generating a voltage level corresponding to a temperature, a first current generator for generating a first current corresponding to the first voltage, and a second current corresponding to the second voltage It is to provide a reference current generator including a second current generator for generating a and a reference current generator for receiving the first and second currents to generate a reference current sum of the first and second currents.

본 발명의 제 2 측면은, 소정의 전류를 전달받아 제 1 전류을 생성하되 상기 제 1 전류는 온도에 대응하여 전류량이 증가하는 제 1 전류생성부, 소정의 전류를 전달받아 제 2 전류를 생성하되 상기 제 2 전류는 온도에 대응하여 전류량이 감소하는 제 2 전류생성부 및 상기 제 1 전류와 상기 제 2 전류를 합산하여 제 3 전류를 생성하는 기준전류 발생부를 포함하는 기준 전류 발생기를 제공하는 것이다. According to a second aspect of the present invention, a first current is generated by receiving a predetermined current to generate a first current, wherein the first current is generated by increasing a current amount corresponding to a temperature, and receives a predetermined current to generate a second current. The second current is to provide a reference current generator including a second current generator for reducing the amount of current corresponding to temperature and a reference current generator for generating a third current by adding the first current and the second current. .

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 기준전류 발생기의 개념을 나타내는 회로도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 기준전류 발생기는 온도상승에 따라 전류를 감소시키는 제 1 전류발생부(100) 및 온도상승에 따라 전류를 증가시키는 제 2 전류발생부(200)를 포함하여 제 1 및 제 2 전압발생부(100,200)에 의해 형성된 전류를 합산하여 일정한 전류를 발생시키며, 제 1 및 제 2 전류발생부(100,200)에 의해 형성된 전류를 합산한 전류를 이용하여 소정의 전압을 발생하는 제 1 기준 전압발생부(300)를 포함한다. 2 is a circuit diagram illustrating the concept of a reference current generator according to the present invention. Referring to FIG. 2, the reference current generator includes a first current generator 100 which decreases current according to a temperature rise and a second current generator 200 which increases current according to a temperature rise. And generating a constant current by summing the currents formed by the second voltage generators 100 and 200, and generating a predetermined voltage by using the sum of the currents formed by the first and second current generators 100 and 200. The first reference voltage generator 300 is included.

제 1 전류발생부(100)는 제 1 다이오드(D1), 전류원(ID), 제 1 증폭기(131), 제 1 및 제 2 트랜지스터(M1,M2)를 포함한다. 제 1 다이오드(D1)는 전류원(ID)에 의해 순방향 전류가 흐르게 되면 다이오드의 특성상 제 1 다이오드(D1)에 흐르는 일정한 전류에 의하여 상관없이 소정의 전압이 제 1 다이오드(D1)에 형성된다. 이때, 제 1 다이오드(D1)에 형성되는 소정의 전압은 온도에 대응하여 변화가 생기며 주위의 온도가 높으면 전압의 레벨이 낮아지게 된다. The first current generator 100 includes a first diode D1, a current source ID, a first amplifier 131, and first and second transistors M1 and M2. When the forward current flows through the current source ID, the first diode D1 is formed with a predetermined voltage on the first diode D1 regardless of the constant current flowing through the first diode D1. At this time, the predetermined voltage formed in the first diode D1 changes in response to the temperature, and if the ambient temperature is high, the voltage level is lowered.

제 1 증폭기(131)는 두 개의 입력전압을 받아 하나의 출력전압의 전압레벨이 조절되도록 하며, 하나의 입력에는 다이오드(D1)가 연결되고 나머지 하나의 입력에는 소정의 전류가 흐르는 제 1 저항(R1)이 연결된다. 따라서, 하나의 입력에는 제 1 다이오드(D1)에 의해 형성된 전압이 인가되고 나머지 하나의 입력에는 제 1 저항(R)의 전압레벨이 인가된다. 따라서, 제 1 다이오드(D1)에 의해 형성되는 전압은 온도가 상승함에 따라 전압레벨이 낮아지게 되어 제 1 증폭기(131)에서 출력되는 전압레벨이 낮아지게 된다. 그리고, 제 1 증폭기(131)는 반전증폭기로 구성되어 부의 전압레벨을 갖게 된다. 결과적으로, 피드백에 의해 제 1 저항(R1)에 부가되는 전압은 제 1 다이오드(D1)의 전압과 같게 된다. The first amplifier 131 receives two input voltages so that the voltage level of one output voltage is adjusted, and a first resistor (D1) is connected to one input and a predetermined current flows through the other input. R1) is connected. Therefore, the voltage formed by the first diode D1 is applied to one input and the voltage level of the first resistor R is applied to the other input. Therefore, the voltage formed by the first diode D1 is lowered as the temperature increases, so that the voltage level output from the first amplifier 131 is lowered. The first amplifier 131 is configured as an inverting amplifier to have a negative voltage level. As a result, the voltage added to the first resistor R1 by the feedback becomes equal to the voltage of the first diode D1.

제 1 트랜지스터(M1)와 제 2 트랜지스터(M2)는 게이트가 서로 연결되어 미러 형태의 결합을 한다. 그리고, 제 1 증폭기(131)의 출력단자에 연결되어 제 1 증폭기(131)의 출력전압에 따라 제 1 트랜지스터(M1)와 제 2 트랜지스터(M2)에 소정의 전류가 흐르게 되며, 제 2 트랜지스터(M2)는 제 1 트랜지스터(M1)와 제 2 트랜지스터(M2)의 비에 대응하는 전류가 흐르게 된다. 이때, 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류는 제 1 증폭기(131)의 제 1 저항(R1)에 흐르게 되어 제 1 증폭기(131)에 소정의 전압이 인가되도록 한다. 또한, 제 1 트랜지스터(M1)과 제 2 트랜지스터(M2)는 제 1 증폭기(131)의 출력전압에 따라 흐르는 전류의 전류량이 결정되며 제 1 증폭기(131)는 제 1 다이오드(D1)에 의해 온도가 증가함에 따라 낮은 전압레벨을 출력하여 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류는 온도가 증가함에 따라 흐르는 전류량이 감소한다. 따라서, 제 2 트랜지스터(M2)에 흐르는 전류 역시 온도가 증가함에 따라 전류량이 감소하게 된다. 그리고, 제 2 트랜지스터(M2)에 흐르는 전류는 제 2 노드(N2)로 흐르게 된다. Gates of the first transistor M1 and the second transistor M2 are connected to each other to form a mirror coupling. In addition, a current is connected to the output terminal of the first amplifier 131 so that a predetermined current flows in the first transistor M1 and the second transistor M2 according to the output voltage of the first amplifier 131. M2 flows a current corresponding to the ratio of the first transistor M1 to the second transistor M2. At this time, the current flowing through the first transistor M1 flows through the first resistor R1 of the first amplifier 131 so that a predetermined voltage is applied to the first amplifier 131. In addition, the amount of current flowing through the first transistor M1 and the second transistor M2 is determined according to the output voltage of the first amplifier 131, and the first amplifier 131 is controlled by the first diode D1. As is increased, the current flowing through the first transistor M1 by outputting a low voltage level decreases as the temperature increases. Therefore, the current flowing through the second transistor M2 also decreases as the temperature increases. The current flowing in the second transistor M2 flows to the second node N2.

제 2 전류발생부(200)는 제 3 트랜지스터(M3), 제 4 트랜지스터(M4), 제 5 트랜지스터(M5), 제 6 트랜지스터(M6), 제 2 증폭기(231), 제 3 증폭기(232), 제 2 저항(R2), 제 1 양극접합트랜지스터(Q12) 및 제 2 양극접합트랜지스터(Q22)를 포함한다. 제 3 및 제 4 트랜지스터(M3,M4)는 미러형태로 결합하며 제 3 및 제 4 트랜지스터(M3,M4)의 게이트는 제 2 증폭기(231)의 출력단자에 연결된다. 따라서, 제 2 증폭기(231)의 출력전압에 따라 제 3 및 제 4 트랜지스터(M3,M4)에 흐르는 전류가 결정된다. 또한, 제 1 및 제 2 양극접합트랜지스터(Q12,Q22)는 다이오드 결합을 한다. The second current generator 200 includes a third transistor M3, a fourth transistor M4, a fifth transistor M5, a sixth transistor M6, a second amplifier 231, and a third amplifier 232. And a second resistor R2, a first bipolar junction transistor Q12, and a second bipolar junction transistor Q22. The third and fourth transistors M3 and M4 are coupled in a mirror form, and the gates of the third and fourth transistors M3 and M4 are connected to the output terminal of the second amplifier 231. Therefore, the current flowing through the third and fourth transistors M3 and M4 is determined according to the output voltage of the second amplifier 231. In addition, the first and second bipolar junction transistors Q12 and Q22 perform diode coupling.

제 2 증폭기(231)는 출력단은 제 3 및 제 4 트랜지스터(M3,M4)의 게이트에 연결되고, 하나의 입력단은 제 3 트랜지스터(M3)와 제 1 양극접합트랜지스터(Q12)가 병렬로 연결되고 나머지 하나의 입력단은 제 4 트랜지스터(M4) 및 직렬로 연결되어 있는 제 2 저항(R2)과 제 2 양극접합트랜지스터(Q22)가 병렬로 연결되어 있다. 따라서, 하나의 입력단에는 제 3 트랜지스터(M3)에 흐르는 전류에 의해 제 2 양극접합트랜지스터(Q12)에 형성되는 전압을 전달받으며 나머지 하나의 입력단에는 제 2 저항(R2)과 제 2 양극접합트랜지스터(Q22)에 형성되는 전압을 전달받게 된다. 이때, 제 2 저항(R2)과 제 2 양극접합트랜지스터(Q22)에 형성되는 전압은 상기 수학식 3 에 해당하는 전압이 형성되어 온도의 상승에 따라 전압레벨이 상승하게 된다. The second amplifier 231 has an output terminal connected to the gates of the third and fourth transistors M3 and M4, and one input terminal of the second amplifier 231 and the first bipolar junction transistor Q12 are connected in parallel. The other input terminal is connected to the fourth transistor M4, the second resistor R2 and the second bipolar junction transistor Q22 connected in series. Accordingly, one input terminal receives a voltage formed in the second bipolar junction transistor Q12 by a current flowing in the third transistor M3, and the second resistor R2 and the second bipolar junction transistor The voltage formed in Q22) is received. At this time, the voltage formed on the second resistor R2 and the second bipolar junction transistor Q22 is a voltage corresponding to Equation 3, and the voltage level increases as the temperature increases.

그리고, 제 5 및 제 6 트랜지스터(M5,M6)는 미러형태로 결합되어 게이트가 서로 연결되어 있다. 그리고, 제 5 및 제 6 트랜지스터(M5,M6)의 게이트는 제 3 증폭기(232)의 출력단에 연결되어 제 3 증폭기(232)의 출력전압에 따라 제 5 및 제 6 트랜지스터(M5,M6)에 흐르는 전류가 흐르게 되며 제 5 및 제 6 트랜지스터(M5,M6)의 크기에 따라 제 5 트랜지스터(M5)에 흐르는 전류와 제 6 트랜지스터(M6)에 흐르는 전류의 비가 결정된다. 그리고, 제 3 증폭기(232)는 하나의 입력단자에 제 2 저항(R2)에 연결되어 제 3 증폭기(232)에 입력되는 전압이 온도가 상승함에 따라 전압레벨이 높아지게 되므로 제 3 증폭기(232)의 출력전압은 온도의 상승에 따라 전압레벨이 높아지게 된다. 따라서, 제 5 트랜지스터(M5)에 흐르는 전류는 온도가 높아짐에 따라 더 큰 전류가 되며 따라서, 제 6 트랜지스터(M6)에 흐르는 전류 역시 온도가 높아짐에 따라 더 큰 전류가 된다. 그리고, 제 6 트랜지스터(M6)에 흐르는 전류는 제 2 노드(N2)에 전달되어 제 2 트랜지스터(M2)에 흐르는 전류와 합산된다. The fifth and sixth transistors M5 and M6 are coupled to each other in a mirror form, and gates thereof are connected to each other. The gates of the fifth and sixth transistors M5 and M6 are connected to the output terminals of the third amplifier 232 and connected to the fifth and sixth transistors M5 and M6 according to the output voltage of the third amplifier 232. Flowing current flows and a ratio of the current flowing through the fifth transistor M5 and the current flowing through the sixth transistor M6 is determined according to the sizes of the fifth and sixth transistors M5 and M6. Since the third amplifier 232 is connected to the second resistor R2 at one input terminal and the voltage input to the third amplifier 232 increases in temperature, the third amplifier 232 is increased. The output voltage of increases as the voltage level increases. Therefore, the current flowing through the fifth transistor M5 becomes a larger current as the temperature increases, and therefore, the current flowing through the sixth transistor M6 also becomes a larger current as the temperature increases. The current flowing through the sixth transistor M6 is transferred to the second node N2 and summed with the current flowing through the second transistor M2.

이때, 제 1 및 제 2 트랜지스터(M1,M2)의 크기와 제 5 및 제 6 트랜지스터(M5,M6)의 크기를 조절하여 제 2 트랜지스터(M2)와 제 6 트랜지스터(M6)에 흐르는 전류의 크기를 조절하여 제 2 노드(N2)에서 합산된 전류는 일정한 온도의 변화에 관계없이 일정한 크기를 갖도록 한다. At this time, the size of the current flowing through the second transistor M2 and the sixth transistor M6 by adjusting the size of the first and second transistors M1 and M2 and the size of the fifth and sixth transistors M5 and M6. The current summed at the second node N2 is adjusted to have a constant magnitude regardless of the change in the constant temperature.

제 1 기준전압발생부(300)는 기준저항(Rref)을 포함하여 제 2 노드(N2)에 흐르는 전류를 전류원으로 하여 기준저항(Rref)에 제 2 노드(N2)에 흐르는 전류를 이용하여 온도의 변화에 관계없는 일정한 크기의 전압을 공급하게 된다. The first reference voltage generator 300 uses a current flowing in the second node N2 as a current source using the current flowing in the second node N2 including the reference resistor Rref to generate a temperature. Supply constant voltage regardless of change of.

도 3은 본 발명에 따른 기준전류 발생기의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 기준전류 발생기는 온도상승에 따라 전류를 감소시키는 제 3 전류발생부(400) 및 온도상승에 따라 전류를 증가시키는 제 4 전류발생부(500)를 구비하여 제 3 및 제 4 전류발생부(400,500)에 의해 형성된 전류를 합산하여 일정한 전류를 형성하며, 제 3 및 제 4 전류발생부(400,500)에 의해 형성된 전류를 합산한 전류를 이용하여 소정의 전압을 발생하는 제 2 기준 전압발생부(600)를 포함한다. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the reference current generator according to the present invention. Referring to FIG. 3, the reference current generator includes a third current generator 400 for decreasing the current according to the temperature rise and a fourth current generator 500 for increasing the current according to the temperature rise. And forming a constant current by summing the currents formed by the fourth current generators 400 and 500, and generating a predetermined voltage by using the sum of the currents formed by the third and fourth current generators 400 and 500. And a second reference voltage generator 600.

제 3 전류발생부(400)는 제 1 내지 제 6 트랜지스터(M11 내지 M16), 제 1 증폭기(431), 제 1 양극접합트랜지스터(Q13), 제 1 및 제 3 저항(Ra, Rc), 캐패시터(Cc)를 포함하며, 제 4 전류발생부(500)는 제 7 내지 제 제 12 트랜지스터(M21 내 지 M26),제 1 및 제 2 증폭기(431,531) 및 제 2 및 제 3 양극접합트랜지스터(Q23 및 Q33), 제 2 저항(Rb)을 포함한다. The third current generator 400 may include first to sixth transistors M11 to M16, a first amplifier 431, a first bipolar junction transistor Q13, first and third resistors Ra and Rc, and a capacitor. (Cc), and the fourth current generator 500 includes seventh to twelfth transistors M21 to M26, first and second amplifiers 431 and 531, and second and third bipolar junction transistors Q23. And Q33) and a second resistor Rb.

제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)와 제 5 트랜지스터(M15), 제 3 및 제 4 트랜지스터(M13,M14)와 제 6 트랜지스터(M16), 제 7 및 제 8 트랜지스터(M21 및 M22)와 제 11 트랜지스터(M25), 제 9 및 제 10 트랜지스터(M23 및 M24)와 제 12 트랜지스터(M26)는 각각 미러 형태의 결합을 한다. 그리고, 제 1 내지 제 3 양극접합트랜지스터(Q13 내지 Q33)는 다이오드 결합을 한다. The first and second transistors M11 and M12, the fifth transistor M15, the third and fourth transistors M13 and M14, the sixth transistor M16, the seventh and eighth transistors M21 and M22 The eleventh transistor M25, the ninth and tenth transistors M23 and M24, and the twelfth transistor M26 are coupled in a mirror form, respectively. The first to third bipolar junction transistors Q13 to Q33 perform diode coupling.

제 3 트랜지스터(M13)의 드레인에 제 1 노드(N1)를 통해 제 1 양극접합트랜지스터(Q13)가 연결되고, 제 4 트랜지스터(M4)의 드레인에 제 2 노드(N2)를 통해 제 1 저항(Ra)이 연결되며, 제 9 트랜지스터(M23)의 드레인에 제 3 노드(N3)를 통해 제 2 저항(Rb)과 제 2 양극접합트랜지스터(Q23)가 직렬로 연결되며 제 10 트랜지스터(M24)의 드레인에 제 4 노드(N4)를 통해 제 3 양극접합트랜지스터(Q33)가 연결된다. The first bipolar junction transistor Q13 is connected to the drain of the third transistor M13 through the first node N1 and the first resistor (the second node N2 is connected to the drain of the fourth transistor M4). Ra) is connected, and the second resistor Rb and the second bipolar junction transistor Q23 are connected in series to the drain of the ninth transistor M23 through the third node N3. The third bipolar junction transistor Q33 is connected to the drain through the fourth node N4.

제 1 증폭기(431)는 출력단에 제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)와 제 5 트랜지스터(M15)의 게이트에 연결되고 하나의 입력단에 제 1 노드(N1)의 전압이 전달되고 다른 하나의 입력단은 제 2 노드(N2)의 전압이 전달된다. The first amplifier 431 is connected to the gates of the first and second transistors M11 and M12 and the fifth transistor M15 at an output terminal, and the voltage of the first node N1 is transferred to one input terminal and the other The input terminal receives the voltage of the second node N2.

제 2 증폭기(531)는 출력단에 제 7 및 제 8 트랜지스터(M21,M22)와 제 11 트랜지스터(M25)의 게이트가 연결되고 하나의 입력단에는 제 3 노드(N3)의 전압을 전달받으며 다른 하나의 노드는 제 4 노드(N4)의 전압을 전달받는다. The second amplifier 531 has the gates of the seventh and eighth transistors M21 and M22 and the eleventh transistor M25 connected to the output terminal, and receives the voltage of the third node N3 at one input terminal and receives the voltage of the other node. The node receives the voltage of the fourth node N4.

제 5 트랜지스터(M15)는 제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)의 게이트와 연결 되어 제 2 트랜지스터(M12)에 흐르는 전류와 대응되는 전류를 제 6 트랜지스터(M16)에 전달하며 제 6 트랜지스터(M16)는 제 3 및 제 4 트랜지스터(M13,M14)의 게이트와 연결되며 제 5 노드(N5)를 통해 참조저항과 연결된다. The fifth transistor M15 is connected to the gates of the first and second transistors M11 and M12 to transmit a current corresponding to the current flowing in the second transistor M12 to the sixth transistor M16 and the sixth transistor ( M16 is connected to the gates of the third and fourth transistors M13 and M14 and is connected to the reference resistor through the fifth node N5.

제 11 트랜지스터(M25)는 제 7 및 제 8 트랜지스터(M21,M22)의 게이트와 연결되어 제 7 트랜지스터(M21)에 흐르는 전류와 대응되는 전류를 제 12 트랜지스터(M26)에 전달하며 제 12 트랜지스터(M26)는 제 9 및 제 10 트랜지스터(M23,M24)의 게이트와 연결되며 제 5 노드(N5)를 통해 참조저항(Rref)과 연결된다. The eleventh transistor M25 is connected to the gates of the seventh and eighth transistors M21 and M22 and transmits a current corresponding to the current flowing in the seventh transistor M21 to the twelfth transistor M26 and the twelfth transistor ( M26 is connected to the gates of the ninth and tenth transistors M23 and M24 and is connected to the reference resistor Rref through the fifth node N5.

그리고. 동작을 살펴보면 먼저, 제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)와 제 5 트랜지스터(M15)는 제 1 증폭기(431)의 출력단에 의해 게이트에 전달된 전압에 의해 소정의 전류를 생성하고, 제 3 및 제 4 트랜지스터(M13,M14)와 제 6 트랜지스터(M16)는 게이트에 인가된 전압에 의해 도통상태가 되어 제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)와 제 5 트랜지스터(M15)에 형성된 전류를 흐르게 한다. 제 1 트랜지스터(M11)에 의해 형성된 전류는 제 1 양극접합트랜지스터(Q13)에 전달되며 제 1 양극접합트랜지스터(Q13)는 순방향 바이어스형태로 결합되어 소정의 전압레벨을 갖게 된다. 이때, 제 1 양극접합트랜지스터(Q13)에 형성된 전압의 전압레벨은 주위온도가 높아지면 낮아지게 된다. And. Referring to the operation, first and second transistors M11 and M12 and fifth transistor M15 generate a predetermined current by the voltage delivered to the gate by the output terminal of the first amplifier 431, And the fourth transistors M13 and M14 and the sixth transistor M16 are brought into a conductive state by a voltage applied to the gate, and the currents formed in the first and second transistors M11 and M12 and the fifth transistor M15 are transferred to each other. Let it flow The current formed by the first transistor M11 is transmitted to the first bipolar junction transistor Q13, and the first bipolar junction transistor Q13 is coupled in a forward bias form to have a predetermined voltage level. At this time, the voltage level of the voltage formed on the first bipolar junction transistor Q13 is lowered when the ambient temperature is high.

따라서, 제 1 노드(N1)의 전압이 주위온도가 높아지면 낮아지게 되어 제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)와 제 5 트랜지스터(M5)는 주위온도가 높아지면 흐르게 하는 전류의 크기가 작아진다. 그리고, 제 2 노드(N2)는 제 4 트랜지스터(M14)를 통과한 전류에 의해 제 1 저항(Ra)에 인가된 전압이 되므로, 제 1 증폭기(431) 의 출력단에 의해 생성된 전류에 의해 제 1 증폭기(431)가 소정의 전압을 전달받게 되어 제 1 증폭기(431)는 출력단에 의해 흐르는 전류에 의해 출력전압을 조절하게 된다. Therefore, the voltage of the first node N1 decreases as the ambient temperature increases, and thus the first and second transistors M11 and M12 and the fifth transistor M5 have a small magnitude of current flowing when the ambient temperature increases. Lose. In addition, since the second node N2 becomes a voltage applied to the first resistor Ra by the current passing through the fourth transistor M14, the second node N2 is formed by the current generated by the output terminal of the first amplifier 431. The first amplifier 431 receives a predetermined voltage so that the first amplifier 431 adjusts the output voltage by the current flowing through the output terminal.

따라서, 제 5 및 제 6 트랜지스터(M15,M16)와 연결된 제 5 노드(N5)는 온도가 증가하면 감소되는 전류를 전달받게 된다. Accordingly, the fifth node N5 connected to the fifth and sixth transistors M15 and M16 receives a current that decreases as the temperature increases.

또한, 제 7 및 제 8 트랜지스터(M21,M22)와 제 11 트랜지스터(M25)는 제 2 증폭기(531)의 출력단에 의해 게이트에 전달된 전압에 의해 소정의 전류를 생성하고, 제 9 및 제 10 트랜지스터(M23,M24)와 제 12 트랜지스터(M26)는 게이트에 인가된 전압에 의해 도통 상태가 되어 제 7 및 제 8 트랜지스터(M21,M22)와 제 11 트랜지스터(M25)에 형성된 전류를 흐르게 한다. 제 7 트랜지스터(M21)에 의해 형성된 전류는 제 3 노드(N3)에 전달되며 제 8 트랜지스터(M22)에 의해 형성된 전류는 제 4 노드(N4)에 전달된다. 이때, 제 3 노드(N3)의 전압은 상기 수학식 3에 해당하는 전압이 형성되어 주위온도가 상승하면 제 3 노드(N3)의 전압은 높아지게 된다. 따라서, 제 2 증폭기(531)에 입력되는 제 3 노드(N3)의 전압이 높아지게 되어 제 7 및 제 8 트랜지스터(M21,M22)와 제 11 트랜지스터(M25)는 더욱 큰 전류를 흐르게 하여 제 5 노드(N5)는 온도가 상승하면 전류량이 커지는 전류를 전달받는다. In addition, the seventh and eighth transistors M21 and M22 and the eleventh transistor M25 generate a predetermined current by the voltage delivered to the gate by the output terminal of the second amplifier 531, and the ninth and tenth transistors. The transistors M23 and M24 and the twelfth transistor M26 are brought into a conductive state by the voltage applied to the gate to allow currents formed in the seventh and eighth transistors M21 and M22 and the eleventh transistor M25 to flow. The current formed by the seventh transistor M21 is transferred to the third node N3 and the current formed by the eighth transistor M22 is transferred to the fourth node N4. At this time, when the voltage of the third node N3 is formed by the voltage corresponding to Equation 3 above and the ambient temperature increases, the voltage of the third node N3 becomes high. Accordingly, the voltage of the third node N3 input to the second amplifier 531 is increased, so that the seventh and eighth transistors M21 and M22 and the eleventh transistor M25 flow a larger current, thereby allowing the fifth node to flow. N5 receives a current in which the amount of current increases as the temperature rises.

따라서, 제 5 노드(N5)에 흐르는 전류는 제 5 트랜지스터(M15)에 의해 흐르는 전류와 제 11 트랜지스터(M25)에 의해 흐르는 전류가 합산되어 온도와 관계없는 전류(Iref)가 흐르게 된다. 그리고, 제 5 노드(N5)에 흐르는 전류(Iref)가 참조저항(Rref)에 전달되어 참조저항(Rref)에는 온도의 변화에도 변하지 않는 일정한 전 압이 형성된다. Accordingly, the current flowing through the fifth node N5 is the sum of the current flowing through the fifth transistor M15 and the current flowing through the eleventh transistor M25 so that the current Iref regardless of the temperature flows. The current Iref flowing through the fifth node N5 is transferred to the reference resistor Rref, and a constant voltage is formed in the reference resistor Rref that does not change even with a change in temperature.

그리고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(M11,M12)와 제 5 트랜지스터(M15)의 게이트에는 제 3 저항(Rc)과 캐패시터(Cc)가 직렬로 연결된다. 다이오드 전압에 의하여 전류를 발생시키는 저항(Ra)은 하나의 캐스코드 전류 복사(cascode current Mirror) 회로에 의하여 구동되고 있다. 이 캐스코드 전류 복사 회로는 차동 입력 단일 출력 증폭기에 의하여 구동되고 있다. 이와 같은 증폭기 및 캐스코드 전류 복사에 의한 높은 루프 이득은 제 3 저항(Rc)에 의하여 안정화가 보장되지 않기 때문에 제 3 저항(Rc)과 커패시터(Cc)의 직렬 연결에 의하여 보상되는 구조를 채택하고 있다. 전원선과 신호선의 분리를 충분히 하기 위해 높은 power supply rejection ratio(PSRR)을 요구하는데, 이를 위해서는 높은 루프 이득 특성이 필요하기 때문이다. The third resistor Rc and the capacitor Cc are connected in series to the gates of the first and second transistors M11 and M12 and the fifth transistor M15. The resistor Ra generating current by the diode voltage is driven by a cascode current mirror circuit. This cascode current copy circuit is driven by a differential input single output amplifier. This high loop gain due to the amplifier and cascode current radiation adopts a structure that is compensated by the series connection of the third resistor Rc and the capacitor Cc since the stabilization is not guaranteed by the third resistor Rc. have. A high power supply rejection ratio (PSRR) is required to provide sufficient separation between the power and signal lines, as this requires high loop gain characteristics.

도 4는 도 3에 도시된 기준전류 발생기에 채용된 초기구동회로를 나타내는 회로도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 초기구동회로는 제 13 내지 제 15 트랜지스터(MS1 내지 MS3)를 포함한다. 제 13 트랜지스터는(MS1) 소스는 제 1 전원(Vcc)이 연결되고 드레인은 제 14 트랜지스터(MS2)의 게이트가 연결되며 게이트는 제 2 전원(Vss)에 연결된다. 제 14 트랜지스터(MS2)는 드레인은 소정의 단자에 연결되고 소스는 제 2 전원(Vss)에 연결되며 게이트는 제 13 트랜지스터(MS1)의 드레인과 제 15 트랜지스터(MS3)의 소스에 연결된다. 그리고, 제 15 트랜지스터(MS3)는 드레인이 제 14 트랜지스터(MS2)의 게이트에 연결되며 소스가 제 2 전원(Vss)에 연결되고 게이트는 소정의 단자에 연결된다. 그리고, 제 13 트랜지스터(MS1)는 P 모스 트랜지스터로 구현되어 로우 전압에 의해 온상태가 되고 제 14 및 제 15 트랜지스터(MS2,MS3)는 N 모스 트랜지스터로 구현되어 하이 전압에 의해 온상태가 된다. 그리고, 제 2 전원(Vss)는 접지를 나타낸다. 4 is a circuit diagram illustrating an initial driving circuit employed in the reference current generator shown in FIG. 3. Referring to FIG. 4, the initial driving circuit includes thirteenth to fifteenth transistors MS1 to MS3. The thirteenth transistor MS1 has a source connected to a first power source Vcc, a drain connected to a gate of a fourteenth transistor MS2, and a gate connected to a second power source Vss. A drain of the fourteenth transistor MS2 is connected to a predetermined terminal, a source thereof is connected to the second power supply Vss, and a gate thereof is connected to the drain of the thirteenth transistor MS1 and the source of the fifteenth transistor MS3. The drain of the fifteenth transistor MS3 is connected to the gate of the fourteenth transistor MS2, the source of the fifteenth transistor MS3, and the gate of the fifteenth transistor MS3 are connected to a predetermined terminal. The thirteenth transistor MS1 is implemented as a P MOS transistor and turned on by a low voltage, and the fourteenth and fifteenth transistors MS2 and MS3 are implemented as N MOS transistors and turned on by a high voltage. The second power source Vss represents ground.

동작을 살펴보면, 먼저 제 13 트랜지스터(MS1)의 W/L(Width/Length)의 비를 작게 하여 제 13 트랜지스터(MS1)이 큰 저항값을 갖도록 하고, 이 저항값이 제 15 트랜지스터(MS3)의 오프(Off) 상태의 저항보다 작게 하면 제 13 트랜지스터(MS1)의 드레인은 전압이 높게 유지된다. 따라서, 제 14 트랜지스터(MS2)의 게이트의 전압이 점차적으로 높아져 제 14 트랜지스터(MS2)는 온상태가 된다. 제 14 트랜지스터(MS2)가 온상태가 되면 제 14 트랜지스터(MS2)의 드레인의 전압이 접지가 된다. 이때, 제 14 트랜지스터(MS2)의 드레인은 도 3의 제 1 트랜지스터(M11)와 제 8 트랜지스터(M22)의 게이트에 각각 연결되어 제 1 트랜지스터(M11)와 제 8 트랜지스터(M22)의 게이트의 전압레벨을 낮게 하여 제 1 트랜지스터(M11)와 제 8 트랜지스터(M22)가 소정의 전류를 흐르게 하며, 소정의 전류에 의해 도 3의 제 1 노드(N1)와 제 4 노드(N4)에 소정의 전압이 인가되도록 한다. 그리고, 도 3의 제 1 노드(N1)와 제 4 노드(N4)의 전압에 의해 제 15 트랜지스터(MS3)가 온상태가 되면 다시 제 14 트랜지스터(MS2)의 게이트 전압이 낮아지게 된다. 이와 같은 방식으로 초기 구동이 이루어지게 된다. Referring to the operation, first, the ratio of W / L (Width / Length) of the thirteenth transistor MS1 is reduced so that the thirteenth transistor MS1 has a large resistance value, and this resistance value of the fifteenth transistor MS3 is determined. If the resistance is smaller than the resistance in the off state, the drain of the thirteenth transistor MS1 is maintained at a high voltage. Accordingly, the voltage of the gate of the fourteenth transistor MS2 is gradually increased, and the fourteenth transistor MS2 is turned on. When the fourteenth transistor MS2 is turned on, the voltage of the drain of the fourteenth transistor MS2 becomes ground. At this time, the drain of the fourteenth transistor MS2 is connected to the gates of the first transistor M11 and the eighth transistor M22 of FIG. 3, respectively, and the voltages of the gates of the first transistor M11 and the eighth transistor M22 are respectively. By lowering the level, the first transistor M11 and the eighth transistor M22 flow a predetermined current, and a predetermined voltage is applied to the first node N1 and the fourth node N4 of FIG. 3 by the predetermined current. To be authorized. When the fifteenth transistor MS3 is turned on by the voltages of the first node N1 and the fourth node N4 of FIG. 3, the gate voltage of the fourteenth transistor MS2 is lowered again. In this way the initial drive is made.

도 4에 도시된 초기구동회로는 도 3과 연결하여 설명을 하였지만, 도 2에 도시된 기준전류 발생기에도 적용할 수 있다. Although the initial driving circuit shown in FIG. 4 has been described in connection with FIG. 3, the initial driving circuit shown in FIG. 4 may also be applied to the reference current generator shown in FIG. 2.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 각 증폭기의 예를 나타내는 회로도이다. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of each amplifier illustrated in FIGS. 2 and 3.

본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다. While preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, such descriptions are for illustrative purposes only and it is understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims. You must lose.

본 발명에 따른 기준전류발생기에 의하면, 전류 방식으로 기준 전원을 만들기 때문에 보다 낮은 전압에서도 동작 가능한 기준 전류를 생성할 수 있으며, 전원선에 존재하는 잡음을 억제할 수 있는 구조를 채용하고 있으며, 온도에 따른 비선형적인 요소도 개선할 수 있는 방법을 제공하며 보다 간단한 회로로 구현이 가능하다는 장점이 있다. According to the reference current generator according to the present invention, since the reference power is made by the current method, it is possible to generate a reference current that can be operated at a lower voltage, and adopts a structure that can suppress the noise present in the power supply line. According to the present invention, it provides a method to improve the nonlinear factor and it can be implemented in a simpler circuit.

Claims (15)

소정의 전류를 전달받아 제 1 전압을 발생하되 상기 제 1 전압은 온도에 대응하여 전압레벨이 감소하는 제 1 전압발생부;A first voltage generator configured to generate a first voltage by receiving a predetermined current, the first voltage having a reduced voltage level corresponding to a temperature; 제 2 전압을 발생하되 상기 제 2 전압은 온도에 대응하여 전압레벨이 높아지는 제 2 전압발생부; A second voltage generator configured to generate a second voltage, wherein the second voltage rises at a voltage level corresponding to a temperature; 상기 제 1 전압에 대응한 제 1 전류를 발생하는 제 1 전류 발생부;A first current generator configured to generate a first current corresponding to the first voltage; 상기 제 2 전압에 대응한 제 2 전류를 발생하는 제 2 전류 발생부; 및A second current generator configured to generate a second current corresponding to the second voltage; And 상기 제 1 및 제 2 전류를 전달받아 상기 제 1 및 제 2 전류가 합산된 기준전류를 생성하는 기준전류 발생부를 포함하는 기준전류 발생기. And a reference current generator configured to receive the first and second currents and generate a reference current obtained by adding the first and second currents together. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 전압발생부는 상기 소정의 전류와 순방향 바이어스 상태인 제 1 다이오드를 포함하는 기준전류 발생기. And the first voltage generator comprises a first diode in a forward bias state with the predetermined current. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 전류발생부는 상기 제 1 전압과 제 3 전압을 전달받아 소정의 전압을 출력하는 제 1 증폭기와 상기 제 1 증폭기에서 출력하는 전압을 전달받아 상기 제 1 전류를 출력하는 제 1 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 증폭기는 상기 제 1 전류에 의해 상기 제 1 전압과 상기 제 3 전압의 크기를 조절하는 기준 전류 발생기.The first current generating unit includes a first amplifier receiving the first voltage and the third voltage and outputting a predetermined voltage, and a first transistor receiving the voltage output from the first amplifier and outputting the first current. And the first amplifier adjusts the magnitudes of the first voltage and the third voltage by the first current. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제 2 전압발생부는 미러 형태의 결합을 하는 제 3 및 제 4 트랜지스터; The second voltage generator may include third and fourth transistors having a mirror type coupling; 상기 제 3 트랜지스터와 연결된 제 2 다이오드; A second diode connected with the third transistor; 상기 제 4 트랜지스터와 연결되며 직렬로 연결된 제 2 저항과 제 3 다이오드; 및A second resistor and a third diode connected in series with the fourth transistor; And 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터의 게이트전압을 조절하여 상기 제 2 다이오드의 전압과 상기 제 2 저항과 상기 제 3 다이오드의 전압을 조절하는 제 2 증폭기를 포함하는 기준 전류 발생기.And a second amplifier configured to adjust gate voltages of the third and fourth transistors to adjust the voltage of the second diode, the second resistor, and the voltage of the third diode. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제 2 전류발생부는, 상기 제 2 전압과 제 4 전압을 전달받아 소정의 전압을 출력하는 제 3 증폭기와 상기 제 3 증폭기의 출력전압을 전달받아 상기 제 2 전류를 생성하는 제 5 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 3 증폭기는 상기 제 2 전류에 의해 상기 제 2 전압과 상기 제 4 전압을 조절하는 기준전류 발생기. The second current generator includes a third amplifier configured to receive the second voltage and the fourth voltage and output a predetermined voltage, and a fifth transistor configured to receive the output voltage of the third amplifier to generate the second current. And the third amplifier adjusts the second voltage and the fourth voltage by the second current. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 기준전류 발생부는 상기 제 1 트랜지스터와 연결되어 상기 제 1 전류를 복사하는 제 2 트랜지스터와 상기 제 5 트랜지스터와 연결되어 상기 제 2 전류를 복사하는 제 6 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 5 트랜지스터에서 복사한 제 1 전류와 상기 제 6 트랜지스터에서 복사한 제 2 전류를 합산하는 기준전류발생기. The reference current generator includes a second transistor connected to the first transistor to copy the first current and a sixth transistor connected to the fifth transistor to copy the second current, and radiated from the fifth transistor. And a reference current generator which sums one first current and a second current radiated by the sixth transistor. 소정의 전류를 전달받아 제 1 전류을 생성하되 상기 제 1 전류는 온도에 대응하여 전류량이 증가하는 제 1 전류생성부;A first current generator configured to receive a predetermined current to generate a first current, wherein the first current increases an amount of current corresponding to a temperature; 소정의 전류를 전달받아 제 2 전류를 생성하되 상기 제 2 전류는 온도에 대응하여 전류량이 감소하는 제 2 전류생성부; 및A second current generator configured to receive a predetermined current to generate a second current, wherein the second current decreases in amount corresponding to a temperature; And 상기 제 1 전류와 상기 제 2 전류를 합산하여 제 3 전류를 생성하는 기준전류 발생부를 포함하는 기준 전류 발생기.And a reference current generator for generating a third current by adding the first current and the second current. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 전류생성부는 The method of claim 7, wherein the first current generating unit 미러결합을 하며 소정의 전압에 따라 전류를 생성하는 제 1 및 제 2 트랜지스터;First and second transistors that are mirror-coupled and generate current according to a predetermined voltage; 미러결합을 하며 상기 소정의 전압에 따라 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터에 의해 생성된 상기 전류를 흐르게 하는 제 3 및 제 4 트랜지스터;Third and fourth transistors which are mirror-coupled and allow the current generated by the first and second transistors to flow in accordance with the predetermined voltage; 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터와 미러결합을 하여 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터에 의해 흐르는 전류에 대응하는 상기 제 1 전류를 흐르게 하는 제 5 트랜지스터; A fifth transistor configured to mirror the first and second transistors so as to flow the first current corresponding to the current flowing by the first and second transistors; 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터와 미러결합을 하여 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터와 같이 턴온되는 제 6 트랜지스터;A sixth transistor that is mirrored with the third and fourth transistors and turned on together with the third and fourth transistors; 상기 제 3 트랜지스터와 연결되어 상기 제 1 트랜지스터에 의해 흐르는 상기 소정의 전류에 의해 소정의 전압을 발생시키는 제 1 다이오드;A first diode connected to the third transistor to generate a predetermined voltage by the predetermined current flowing by the first transistor; 상기 제 4 트랜지스터와 연결되어 상기 제 4 트랜지스터에 흐르는 전류를 흐르게 하는 제 1 저항; 및 A first resistor connected to the fourth transistor to flow a current flowing through the fourth transistor; And 상기 제 1 전류에 의해 상기 제 1 전압과 상기 제 1 저항에 형성되는 전압의 크기를 조절하여 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터의 게이트에 전달되는 전압을 조절하는 제 1 증폭기를 포함하는 기준 전류 발생기. And a first amplifier configured to adjust voltages transmitted to the gates of the first and second transistors by adjusting the magnitudes of the voltages formed in the first voltage and the first resistor by the first current. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제 1 전류생성부는, 루프이득 보상회로가 연결되는 기준전류발생기.The first current generator, the reference current generator is connected to the loop gain compensation circuit. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 루프이득 보상회로는 제 3 저항과 캐패시터가 직렬로 형성되며, 상기 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터의 게이트에 연결되는 기준 전류 발생기. The loop gain compensation circuit includes a third resistor and a capacitor in series and is connected to the gates of the first transistor and the second transistor. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 전류생성부는 The method of claim 7, wherein the second current generating unit 미러결합을 하며 소정의 전압에 따라 전류를 생성하는 제 7 및 제 8 트랜지스터; Seventh and eighth transistors which are mirror-coupled and generate current according to a predetermined voltage; 미러결합을 하며 소정의 전압에 따라 상기 제 7 및 제 8 트랜지스터에 의해 생성된 전류를 흐르게 하는 제 9 및 제 10 트랜지스터;Ninth and tenth transistors configured to be mirror-coupled and to flow current generated by the seventh and eighth transistors in accordance with a predetermined voltage; 상기 제 7 및 제 8 트랜지스터와 미러결합을 하여 상기 제 7 및 제 8 트랜지스터에 의해 흐르는 전류에 대응하는 전류를 흐르게 하는 제 11 트랜지스터;An eleventh transistor configured to be mirror-coupled with the seventh and eighth transistors so that a current corresponding to the current flowing by the seventh and eighth transistors flows; 상기 제 9 및 제 10 트랜지스터와 미러결합을 하여 상기 제 9 및 제 10 트랜지스터와 같이 턴온되는 제 12 트랜지스터;A twelfth transistor turned on like the ninth and tenth transistors in mirror coupling with the ninth and tenth transistors; 상기 제 9 트랜지스터와 상기 제 10 트랜지스터와 연결되어 온도에 비례하는 전압을 발생하는 전압생성부; A voltage generator connected to the ninth transistor and the tenth transistor to generate a voltage proportional to a temperature; 상기 전압발생부에 흐르는 전류에 대응하는 전류를 흐르게 하는 제 11 트랜지스터; 및 An eleventh transistor configured to flow a current corresponding to a current flowing in the voltage generator; And 상기 제 11 트랜지스터에 흐르는 전류를 도통시키는 제 12 트랜지스터를 포함하는 기준 전류 발생기. And a twelfth transistor for conducting a current flowing through the eleventh transistor. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 전압생성부는 The voltage generation unit 상기 제 9 트랜지스터에 흐르는 전류를 전달받으며 직렬로 연결된 제 2 저항 및 제 2 다이오드와 제 10 트랜지스터에 흐르는 전류를 전달받는 제 3 다이오드 및 상기 제 2 저항의 전압과 상기 제 3 다이오드의 전압에 인가되는 전압을 전달받아 상기 제 7 및 제 8 트랜지스터의 게이트에 소정의 전압을 인가하는 제 2 증폭기로 구성되며,The second resistor and the second diode connected in series with the current flowing through the ninth transistor is applied to the voltage of the third diode and the second resistor and the voltage of the second diode and the second resistor receiving the current flowing through the tenth transistor. A second amplifier receiving a voltage and applying a predetermined voltage to gates of the seventh and eighth transistors, 상기 제 2 증폭기는 상기 제 2 저항 및 제 2 다이오드에 형성된 전압과 상기 제 3 다이오드에 형성된 전압을 조절하는 기준전류발생기. The second amplifier is a reference current generator for regulating the voltage formed on the second resistor and the second diode and the voltage formed on the third diode. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서, The method according to claim 8 or 11, wherein 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터의 게이트 또는 상기 제 7 및 제 8 트랜지스터를 온상태가 되도록 하는 초기 구동회로를 포함하는 기준 전류 발생기. And an initial driving circuit for turning on the gates of the first and second transistors or the seventh and eighth transistors. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13, 상기 초기구동회로는, The initial drive circuit, 소스는 소정의 전압원에 연결되고 드레인은 제 6 노드에 연결되며 게이트는 접지에 연결된 제 13 트랜지스터;A thirteenth transistor connected to a predetermined voltage source, a drain connected to a sixth node, and a gate connected to ground; 소스는 제 7 노드에 연결되고 드레인은 접지에 연결되며 게이트는 상기 제 6 노드에 연결되는 제 14 트랜지스터; 및A fourteenth transistor having a source connected to the seventh node, a drain connected to the ground, and a gate connected to the sixth node; And 소스는 상기 제 6 노드에 연결되고 드레인은 접지에 연결되며 게이트는 제 8 노드에 연결되는 제 15 트랜지스터를 포함하며, A source includes a fifteenth transistor connected to said sixth node, a drain connected to ground, and a gate connected to an eighth node, 상기 제 7 노드는 상기 제 1 또는 제 7 트랜지스터의 게이트에 연결되고 제 8 노드는 상기 제 1 노드 또는 상기 제 4 노드에 연결되는 기준 전류 발생기. The seventh node is connected to a gate of the first or seventh transistor and an eighth node is connected to the first node or the fourth node. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 기준전류 발생부에 기준저항이 연결되어 기준전압을 발생하도록 하는 기준 전류 발생기. And a reference resistor connected to the reference current generator to generate a reference voltage.
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