KR20100081472A - 전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션신호를 공급할 수 있는 오실레이터, 및 상기 오실레이터를 포함하는 신호처리장치 - Google Patents

전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션신호를 공급할 수 있는 오실레이터, 및 상기 오실레이터를 포함하는 신호처리장치 Download PDF

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Abstract

전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션신호를 공급할 수 있는 오실레이터가 개시된다. 상기 오실레이터는 전류 바이어스 회로와 링 오실레이터를 포함한다. 상기 밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 공급하기 위한 바이어스 전압들을 생성하고, 상기 링 오실레이터는 상기 바이어스 전압들에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성한다.
밴드갭 레퍼런스 회로, CTAT, PTAT, 차동 링 오실레이터

Description

전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션신호를 공급할 수 있는 오실레이터, 및 상기 오실레이터를 포함하는 신호처리장치{Oscillator for providing constant oscillation signal without power voltage and temperature changes, and signal processing device for the same}
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션 신호를 공급할 수 있는 오실레이터, 및 상기 오실레이터를 포함하는 신호처리장치에 관한 것이다.
최근 반도체 장치에 대한 고화질, 고해상도, 다기능, 및 고속도에 대한 시장의 요구가 지속적으로 증가하고 있으며, 반도체 장치는 내부 회로를 구동하기 위한 다양한 동작 주파수을 필요로 한다.
특히, 상기 반도체 장치가 연산처리와 같은 고속 동작을 수행하는 경우, 높은 동작 주파수를 생성하기 위한 10MHz 이상의 고속으로 동작하는 오실레이터가 요구된다. 종래의 반도체 장치에서는 낮은 동작 주파수 예컨대, 1MHz 대역의 신호를 생성하기 위한 RC-가변 오실레이터(relaxation oscillator)가 널리 사용되며, 이러한 방식의 오실레이터를 고속으로 사용하기 위해서는 내부 RC 값을 작게 설계해야 하는 데 이는 주파수 증가에 따를 전력 소비의 증가뿐만 아니라 전원 전압의 변화 및 온도 변화에 민감하게 반응하는 특성을 낳게 된다. 따라서 새로운 타입의 오실레이터가 요구된다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 온도 변화를 트래킹하여 바이어스 전압들을 생성하고, 상기 바이어스 전압들에 따라 내부 회로의 바이어스 전류를 제어함으로써 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션 신호를 생성할 수 있는 오실레이터, 및 상기 오실레이터를 포함하는 신호처리장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 오실레이터는 전류 바이어스 회로 및 링 오실레이터를 포함한다. 상기 전류 바이어스 회로는 밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 공급하기 위한 바이어스 전압들을 생성한다. 상기 링 오실레이터는 상기 바이어스 전압들에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성한다.
상기 전류 바이어스 회로는 상기 제어 전압을 기준전류로 변환하기 위한 제1전압-전류 변환 회로; 상기 오실레이터의 상기 온도 변화를 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 기준 전류를 감지전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환 회로; 상기 감지전압을 상기 바이어스전류로 변환하기 위한 제2전압-전류 변환 회로를 포함한다.
상기 제1전압-전류 변환 회로는 상기 제어 전압과 피드백 노드의 전압을 비교하고 제1비교 전압을 발생하기위한 제1비교기와, 상기 제1비교 전압에 응답하여 전원 전압을 상기 피드백 노드로 공급하기 위한 스위치와, 상기 피드백 노드의 전압에 기초하여 상기 기준 전류를 생성하기 위한 기준전류 생성 회로를 포함한다. 상기 기준 전류는 상기 제어 전압과 상기 기준 전류 생성 회로의 저항값에 따라 결정된다.
상기 전류-전압 변환 회로는 상기 기준 전류를 복사하고 복사된 기준 전류를 상기 감지전압으로 변환한다. 상기 전류-전압 변환 회로는 상기 제1비교 전압에 따라 제어되는 중간 전류를 발생하기 위한 전압-전류 변환기; 상기 중간 전류를 상기 감지 전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환기를 포함한다. 상기 전류-전압 변환기는 위크 인버젼(weak inversion) 영역에서 동작하여 온도에 반비례하는 온도 계수를 갖는 다이오드 접속된(diode connected) MOSFET이다.
상기 제2전압-전류 변환 회로는 상기 감지전압과 상기 전류 바이어스 회로의 출력단의 전압을 비교하여 제2비교 전압을 출력하기 위한 제2비교기; 상기 제2비교 전압에 따라 제어되는 상기 바이어스 전류를 상기 출력단으로 공급하기 위한 전압-전류 변환기를 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 신호 처리 시스템은 구동 신호를 제공하는 오실레이터; 및 상기 구동 신호에 응답하여 데이터의 입출력을 제어하기 위한 프로세서를 포함한다. 상기 오실레이터는 밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 생성하기 위한 전류 바이어스 회로와, 상기 바이어스 전류에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성하기 위한 링 오실레이터를 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 신호 처리 시스템은 구동 신호를 생성하기 위한 오실레이터와, 상기 구동 신호를 분주하여 제어신호를 생성하기 위한 타이밍 컨트롤러와, 상기 제어신호에 응답하여 데이터의 입출력 동작을 제어하기 위한 소스 드라이버를 포함한다. 상기 오실레이터는 밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 생성하기 위한 전류 바이어스 회로; 상기 바이어스 전류에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성하기 위한 링 오실레이터를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터는 온도 변화를 트래킹하여 바이어 스 전압들을 생성하고, 상기 바이어스 전압들에 따라 내부 회로의 바이어스 전류를 제어함으로써 전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션 신호를 생성할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터의 개략적인 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 오실레이터(100)는 전류 바이어스 회로(110), 및 링 오실레이터(120)를 포함할 수 있다.
전류 바이어스 회로(110)는 밴드갭 레퍼런스 회로(미도시)로부터 출력되는 제어 전압(VCTRL)에 기초하여 온도 변화를 트래킹(tracking)하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류(I3)를 생성할 수 있다.
밴드갭 레퍼런스 회로(미도시)는 부(-)의 온도 계수와 양(+)의 온도 계수가 서로 상쇄되는 출력 특성에 의하여 전원 전압의 변동, 온도 변화, 및 공정 변동(process variation)에 영향을 받지 않는 일정한 레벨의 기준 전압 또는 기준 전류를 공급하기 위한 회로로써, 공급 전원에 따라 일정한 제어 전압(VCTRL)을 생성할 수 있다.
즉, 전류 바이어스 회로(110)는 밴드갭 레퍼런스 회로(미도시)로부터 출력되는 제어 전압(VCTRL)을 이용하여 바이어스 전압들(VBP와 VBN)을 생성하고, 생성된 바이어스 전압들(VBP와 VBN)에 따라 링 오실레이터(120)의 바이어스 전류를 공급할 수 있다.
또한, 전류 바이어스 회로(110)는 제어전압(VCTRL)에 따라 링 오실레이터(120)의 출력신호들의 최대 스윙폭이 정해지도록 바이어스 전류를 제어함으로써 공급 전원에 상관없이 안정적인 바이어스 전류를 생성할 수 있다.
링 오실레이터(120)는 오실레이션부(130)와 클럭 신호 생성기(140)를 포함하며, 전류 바이어스 회로(110)로부터 공급되는 바이어스 전압들(VBP와 VBN)에 따라 바이어스 전류를 생성하고, 생성된 바이어스 전류에 따라 차동 입력 신호들(VIN+와 VIN-)을 비교하고 비교 결과로써 오실레이션 신호를 생성할 수 있다.
오실레이션부(130)는 다수의 차동 인버터들(131)을 포함하며, 다수의 차동 인버터들(131) 중에서 어느 하나의 제1출력단(+)과 제2출력단(-)은 다수의 차동 인버터들 중에서 다른 하나의 제1입력단(-)과 제2입력단(+)에서 반대의 위상으로 서로 연결되어 있다. 오실레이션부(130)는 다수의 차동 인버터들(131) 각각에서 일정 한 위상차를 갖는 차동 출력 신호들(VOUT+와 VOUT-)을 순차적으로 생성할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시 예에서는 오실레이션부(130)가 4단 차동 링 오실레이터(120)로 구현되는 것을 일 예로 설명하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 클럭신호생성기(140)와 연결되는 차동 인버터(131)의 출력단을 제외한 다수의 차동 인버터들(131)의 출력단들 각각에 비교기(141)의 입력 트랜지스터와 같은 크기의 트랜지스터를 연결하는 경우, 주파수 특성이 향상되어 캐패시터에 의한 지연의 영향을 고르게 할 수 있다.
클럭 신호 생성기(140)는 비교기(141), 및 인버터(143)를 포함한다. 비교기(141)는 오실레이션부(130)로부터 출력되는 차동 출력신호들을 수신하고, 수신된 출력신호들을 비교하여 비교결과에 따라 비교 신호를 출력한다. 오실레이션부(130)의 차동 출력 신호들이 상기 오실레이션부(130)의 차동 입력 신호들로써 인가됨에 따라, 비교기(141)는 제1논리레벨(예컨대, 로우레벨)과 제2논리레벨(예컨대, 하이레벨)의 일정 주기를 갖고 반복하는 비교 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 비교기(141)는 차동 출력 신호들을 싱글-앤디드(single-ended)로 변환하는 용도로 사용되며, 비교기(141)의 이득을 증가시키기 위해서 다양한 방식으로 구현이 가능하다.
인버터(143)는 비교기(141)로부터 출력되는 비교 신호에 따라 오실레이션신호(OSC_CLK)를 출력할 수 있다.
링 오실레이터(120)으로부터 출력되는 오실레이션신호(OSC_CLK)가 일정한 주 기를 갖도록 하기 위해서는 상기 링 오실레이터의 내부 회로 즉, 오실레이션부(130)와 비교기(141)를 구동하기 위한 일정한 바이어스 전류(I3)가 공급되어야한다. 이러한 링 오실레이이터(120)의 바이어스 전류(I3)의 양은 상기 전류 바이어스 회로(110)로부터 공급되는 바이어스 전압들(VPN와 VBN)에 의해 조절된다.
밴드갭 레퍼런스 회로(미도시)로부터 출력되는 제어전압(VCTRL)이 온도 변화에 무관한 전압이므로, 이상적으로 동작하는 오실레이터(100)는 상기 제어전압(VCTRL)에 따라 일정한 주기를 갖는 오실레이션 신호(OSC_CLK)를 생성할 수 있다.
그러나, 실질적으로 온도 변화에 무관한 제어 전압을 사용하여 오실레이터(100)를 제어하더라도, 상기 오실레이터의 온도 변화에 따라 상기 내부 회로에서 흐르는 전류의 양이 가변될 수 있다. 다시 말해, 오실레이터에 흐르는 바이어스 전류량은 온도 변화에 따라 온도-비례한 특성을 갖고 변화하게 되며, 이에 따라 오실레이터의 출력신호 역시 온도-비례한 특성을 갖게 된다. 따라서, 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 온도 변화에 따라 가변적으로 변동하게 된다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터(100)는 내부 회로의 전원 전압의 변동 및 온도 변화를 실시간으로 감지하여 바이어스 전압들(VBP와 VBN)을 생성함으로써, 생성된 바이어스 전압들(VBP와 VBN)에 따라 링 오실레이터(120)에 흐르는 바이어스 전류의 양을 일정하게 제어하여 안정적으로 오실레이션 신호(OSC_CLK)를 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전류 바이어스 회로의 개략적인 회로도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 전류 바이어스 회로(110)는 제1전압-전류 변환 회로(150), 전류-전압 변환 회로(160), 및 제2전압-전류 변환 회로(170)를 포함할 수 있다.
제1전압-전류 변환 회로(150)는 제1비교기(151), 스위치(153), 및 기준 전류 생성 회로(155)를 포함할 수 있다. 제1비교기(151)는 제1입력단(-)으로 입력되는 제어 전압(VCTRL)과 제2입력단(+)으로 입력되는 피드백 노드(ND1)의 전압을 수신하고, 수신된 제어 전압(VCTRL)과 피드백 노드(ND1)의 전압을 비교하여 제1비교 전압을 발생할 수 있다.
스위치(153)는 전원 전압(VDD)이 공급되는 제1노드와 피드백 노드(ND1) 사이에 접속되며, 제1비교기(151)로부터 출력되는 제1비교 전압에 응답하여 스위칭되어 제1노드와 피드백 노드(ND1) 사이에 전류 패스를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 스위치(153)는 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 예컨대, PMOS 트랜지스터로 구현되는 경우 상기 스위치(153)는 제1논리레벨(예컨대, 로우레벨)을 갖는 제1비교 전압에 응답하여 스위칭 동작을 수행하고, NMOS 트랜지스터로 구현되는 경우 상기 스위치(153)는 제2논리 레벨(예컨대, 하이레벨)을 갖는 제1비교 전압에 응답하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
또한, 스위치(153)는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터(MP2)를 더 포함할 수 있다. 상기 트랜지스터(MP2)가 PMOS 트랜지스터로 구현되는 경우, 상기 PMOS 트랜지스터의 게이트는 접지전압이 공급되는 제2노드에 접속된다. 그러나, 상기 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터(MP2)가 NMOS 트랜지스터로 구현되는 경우, 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트는 전원전압(VDD)이 공급되는 제1노드에 접속된다. 이 경우, 트랜지스터(MP2)는 항상 턴-온 상태를 유지할 수 있다.
기준 전류 생성 회로(155)는 피드백 노드(ND1)와 접지전압이 공급되는 제2노드 사이에 접속되며, 상기 피드백 노드(ND1)의 전압에 기초하여 온도 변화에 무관한 기준 전류(I1)를 생성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기준 전류 생성 회로(155)는 저항(R)으로 구현될 수 있다. 이때, 기준 전류(I1)의 양은 제어 전압(VCTRL)과 상기 기준 전류 생성 회로(155)의 저항값에 따라 결정될 수 있다.
또한, 제1전압-전류 변환 회로(150)에서는 피드백 노드(ND1)의 전압이 제1비교기(151)의 제2입력단(+)으로 피드백됨에 따라 기준 전류(I1)의 변동을 반영할 수 있다. 따라서, 제1비교기(151)의 출력에 따라 상기 제1노드으로부터 피드백 노드(ND1)로 흐르는 전류량을 제어할 수 있으므로 전원 전압(VDD)이 변동되더라도 이를 감지하여 일정한 기준 전류(I1)를 생성할 수 있다.
또한, 제1전압-전류 변환 회로(150)는 제1비교기(151)의 출력단과 피드백 노드(ND1) 사이에 직렬로 접속되는 보상 저항(Rc) 및 보상 캐패시터(Cc)를 더 포함할 수 있다.
전류-전압 변환 회로(160)는 전압-전류 변환기(163) 및 전류-전압 변환기(165)를 포함하며, 피드백 노드(ND1)에 흐르는 기준 전류를 복사하고 복사된 기준 전류를 감지전압(Vx)으로 변환할 수 있다.
전압-전류 변환기(163)는 전원 전압(VDD)이 공급되는 제1노드와 감지노 드(ND2) 사이에 접속되며, 제1비교기(151)로부터 출력되는 상기 제1비교 전압에 응답하여 제1노드와 감지노드(ND2) 사이에 전류 패스를 형성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 전압-전류 변환기(163)는 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터로 구현할 수 있으며, 제1비교 전압에 응답하여 게이팅되어 중간 전류(I2)를 발생한다.
이때, 제1전압-전류 변환 회로(150)의 PMOS 트랜지스터(MP1)의 크기(예컨대, 폭대 길이비)와 전압-전류 변환기(163)의 PMOS 트랜지스터(MP3)의 크기가 동일하다면, 제3 트랜지스터(MP3)를 통해 흐르는 전류는 제1트랜지스터(MP1)을 통해 흐르는 전류와 동일하다.
또한, 전압-전류 변환기(163)는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터(MP4)를 더 포함할 수 있다. 상기 트랜지스터(MP4)가 PMOS 트랜지스터로 구현되는 경우, 상기 PMOS 트랜지스터의 게이트는 접지전압이 공급되는 노드에 접속된다. 그러나, 상기 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터(MP4)가 NMOS 트랜지스터로 구현되는 경우, 상기 NMOS 트랜지스터의 게이트는 전원전압이 공급되는 노드에 접속된다. 이 경우, 상기 트랜지스터(MP4)는 항상 턴-온 상태를 유지할 수 있다.
전류-전압 변환기(165)는 감지노드(ND2)와 접지전압이 공급되는 제2노드 사이에 접속되고, 오실레이터(100)의 온도 변화를 트래킹(tracking)하여 감지 노드(ND2)에 흐르는 상기 중간 전류(I2)를 상기 감지 전압(Vx)으로 변환할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전류-전압 변환기(165)는 위크-인버젼(weak-inversion) 영역에서 동작하여 온도에 반비례하는 온도 계수(즉, 음의 온도 계수) 를 갖는 다이오드 접속된(diode connected) MOSFET(MN1)로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 다이오드 접속된 MOSFET(MN1)은 온도에 반비례하는 저항값을 갖게 되며, 따라서 온도 변화에 따라 중간 전류(I2)의 레벨을 제어할 수 있다. 즉, 온도가 증가할수록 다이오드 접속된 MOSFET(MN1)의 저항은 커지므로 기준 전류가 복사된 전류인 중간 전류(I2)의 양은 점차 줄어들게 된다.
따라서, 전류-전압 변환기(165)는 온도 변화를 트래킹하여 온도에 반비례하는(CTAT; Complementary to absoulte temperature) 특성을 갖는 중간 전류(I2)를 생성하고, 생성된 중간 전류(I2)에 따라 감지 노드(ND2)의 레벨을 제어할 수 있다. 또한, 전류-전압 변환기(165)는 상기 중간 전류(I2)를 감지 전압(Vx)로 변환하고, 변환된 감지 전압(Vx)을 제2비교기(171)의 입력신호로써 공급할 수 있다.
제2전압-전류 변환 회로(170)는 제2비교기(171)와 전압-전류 변환기(173)를 포함할 수 있다. 제2비교기(171)는 제1입력단(-)으로 입력되는 감지전압(Vx)과 제2입력단(+)으로 입력되는 전류 바이어스 회로(110)의 출력단(ND3)의 전압을 수신하고, 수신된 두 전압들을 비교하여 비교 결과에 따라 제2비교 전압을 생성할 수 있다. 또한, 제2비교 전압은 제1바이어스 전압(VBP)으로써 링 오실레이터(120)로 출력될 수 있다.
전압-전류 변환기(173)는 스위치(175), 제4트랜지스터(MN2), 및 제5트랜지스터(MN3)를 포함할 수 있다. 스위치(175)는 제1노드와 출력단(ND3) 사이에 접속되고, 제2비교기(171)로부터 출력되는 제2비교 전압에 응답하여 제1노드와 출력단(ND3) 사이에 전류 패스를 형성할 수 있다. 또한, 스위치(175)는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터(MP6)를 더 포함할 수 있다.
제4트랜지스터(MN2)는 출력단(ND3)과 제2노드 사이에 접속되고, 게이트는 감지노드(ND2)에 접속되어 전류-전압 변환 회로(160)로부터 출력되는 감지 전압(Vx)에 응답하여 제어될 수 있다. 또한, 제5트랜지스터(MN3)는 출력단(ND3)과 제2노드 사이에 접속되고, 게이트와 드레인이 출력단(ND3)에 공통 접속되어 출력단(ND3)의 전압에 응답하여 제어될 수 있다.
상기와 같이 트라이오드(triode) 영역에서 동작하는 제1트랜지스터(MN2)와 게이트와 드레인을 연결하여 다이오드처럼 사용하는 제2트랜지스터(MN3)를 결합한 대칭 부하에 있어서, 상기 대칭 부하에 흐르는 전류는 감지 전압(Vx)에 따라 저항에서처럼 거의 선형(linear)적으로 변하는 특성을 갖는다. 상기 대칭 부하는 온도에 비례하는 저항값을 갖게되며, 따라서 온도 변화에 따라 바이어스 전류(I3)의 레벨을 제어할 수 있다. 온도가 증가하는 경우, 상기 대칭 부하에 흐르는 전류의 양이 증가함으로써 전류-전압 변환기(173)에는 온도에 비례하는(PTAT; proportional to absoulte temperature) 특성을 갖는 바이어스 전류가 흐르게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전류 바이어스 회로(110)는 온도 변화를 트래킹한 CTAT 특성을 갖는 감지 전압(Vx)을 이용하여 대칭 부하에 흐르는 전류의 양을 제어함으로써, 바이어스 전류(I3)의 PTAT 특성이 감지 전압(Vx)의 CTAT 특성에 의해 서로 상쇄되기 때문에 온도 변화에 무관한 바이어스 전류(I3)를 생성할 수 있다. 따라서, 오실레이터(100)는 온도 변화를 트래킹하는 감지전압(Vx)을 이용하여 전류 바이어스 회로(110)의 입력전원을 생성함으로써 최종적으로 온도의 변화에 무관한 일정한 바이어스 전류(I3)를 얻을 수 있게 된다.
이와 같이, 전압-전류 변환기(173)는 대칭부하에 흐르는 전류량에 기초하여 출력단(ND3)의 전압 레벨을 제어할 수 있다. 또한, 출력단(ND3)의 전압은 제2바이어스 전압(VBP)으로써 링 오실레이터(120)로 출력될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전류-전압 변환기(173)에서 대칭부하(177)에 인가되는 전압을 제외하고, 상기 대칭 부하의 구조 및 특성은 비교기(130)에 포함된 대칭 부하(도 3의 133)의 구조 및 특성과 동일하다.
또한, 제2비교기(171)는 감지 전압(Vx)과 출력단(ND3)의 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 출력단(ND3)의 전압이 감지 전압(Vx)의 레벨과 동일해지도록 제2바이어스 전압(Vbp)를 생성한다. 따라서, 만약 전원 전압(VDD)이 변하여 제어전압(VCTRL)이 함께 변하더라도 출력단(ND3)의 전압을 제어전압(VCTRL)과 동일하게 만들기 때문에 동일한 스윙폭과 바이어스 전류를 갖도록 제2바이어스 전압(Vbp)을 조절함으로써 전원 전원의 변화에 상관없이 일정한 바이어스 전류(I3)를 공급할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 제1비교기(151)를 자세히 도시하는 회로도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 제1비교기(151)는 제1입력신호(Vin-)와 제2입력신호(Vin+)를 수신하고, 수신된 제1입력신호(Vin-)와 제2입력신호(Vin+)를 비교하여 비교 결과 에 따른 비교 전압(Vout)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1비교기(151)는 제1입력신호(Vin-)가 제2입력신호(Vin+)보다 큰 경우에는 제1논리레벨(예컨대, 로우 레벨)을 갖는 비교 신호를 출력하여 제1비교 전압의 레벨을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1비교기(151)는 제1입력신호(Vin-)가 제2입력신호(Vin+)보다 작은 경우에는 제2논리 레벨(예컨대, 하이레벨)을 갖는 비교 신호를 출력하여 제1비교 전압의 레벨을 감소시킬 수 있다.
이때, 제1입력 신호(VIN-)는 제어 전압(VCTRL)이고, 제2입력신호(VIN+)는 피드백 노드(ND1)의 전압이고, 출력신호(Vout)는 제1비교기(151)의 출력 신호일 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 제2비교기(171)를 자세히 도시하는 회로도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 제2비교기(171)는 제1입력신호(Vin-)와 제2입력신호(Vin+)를 수신하고, 수신된 제1입력신호(Vin-)와 제2입력신호(Vin+)를 비교하여 비교 결과 에 따른 비교 전압(Vout)를 출력할 수 있다. 상기 비교 전압(Vout)은 제2입력신호(Vin+)의 레벨이 제1입력 신호(Vin-)의 레벨과 점차 동일해지도록 제어된다.
이때, 제1입력신호(VIN-)는 전류-전압 변환 회로(160)로부터 출력되는 감지전압(Vx)이고, 제2입력신호(VIN+)는 전류 바이어스 회로(110)의 출력단(ND3)의 전압 즉, 제1바이어스 전압(VBN)일 수 있다. 또한 출력 신호(Vout)는 제2바이어스 전압(VBP)일 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 차동 인버터를 자세히 도시하는 회로도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 차동 인버터(131)는 일반적인 공통 소스(common source) 형태의 인버터로써, 대칭 부하(symmetric load, 133)를 갖는 차동 증폭기로 구성된다.
차동 인버터(131)는 전류 바이어스 회로(110)로부터 출력되는 제2바이어스 전압(VBP)에 응답하여 바이어스 전류(I3)로 바이어스되고, 제1입력신호(VIN-)와 제 2입력신호(VIN+, 즉 VBN)의 전압차에 응답하여 출력단자들을 통해 출력신호들(VOUT-와 VOUT+)의 레벨을 제어할 수 있다.
대칭 부하(133)는 상기 출력단자들 각각과 접지 전압 사이에 접속되며, 게이트와 드레인을 연결하여 다이오드처럼 사용하는 제1트랜지스터(MN11)와 제1바이어스 전압(VBN)에 따라 트라이오드 영역에서 동작하는 제2트랜지스터(MN12)를 포함한다. 대칭 부하(133)에 흐르는 전류는 제1바이어스 전압(VBN)에 따라 저항에서처럼 거의 선형(linear)적으로 변하는 특성을 갖는다.
제1바이어스전압(VBN)은 전류 바이어스 회로(110)의 입력인 제어 전압(VCTRL)과 점차 거의 같게 되므로, 제어 전압(VCTRL)에 따라 차동 인버터(131)의 실제 부하 저항이 변하게 되어 차동 인버터(131)의 출력신호들(VOUT-와 VOUT+)의 스윙폭을 변화시키고 차동 인버터(131)의 지연(delay) 시간을 조절할 수 있다. 즉, 차동 인버터(131)는 제1바이어스 전압(VBN)과 제2바이어스 전압(VBP)에 따라 대칭 부하의 저항값을 조절하여 지연(delay)되는 시간을 변화시켜 일정한 주파수를 갖는 차동 출력 신호들(VOUT-와 VOUT+)을 발생할 수 있다.
이때, 전류 바이어스 회로(110)의 바이어스 전류(I3)는 온도 변화에 따라 온도에 비례하는 특성을 갖고 변화하게 되며, 이는 주파수의 특성이 온도에 비례하는 특성을 갖게됨을 의미한다. 따라서, 오실레이터(100)의 온도가 변화하게 되는 경우, 차동 인버터(131)에 흐르는 바이어스 전류(I3)는 가변됨으로써 차동 인버터(131)의 지연 시간이 변하게 된다.
예컨대, 온도가 증가하는 경우, 차동 인버터(131)는 차동 인버터(131)의 바 이어스 전류의 양이 작아짐으로써 대칭 부하(177)에 흐르는 전류량이 줄어들어 지연 시간이 길어질 수 있다. 또한, 온도가 감소하는 경우, 차동 인버터(131)는 바이어스 전류의 양이 증가함으로써 대칭 부하(177)에 흐르는 전류량이 증가하여 지연 시간이 짧아질 수 있다.
이와 같이, 차동 인버터(131)의 지연 시간이 온도 변화에 따라 가변되는 경우, 차동 인버터(131)는 일정한 주파수를 갖는 차동 출력 신호들(VOUT-와 VOUT+)을 생성할 수 없다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터(100)는 차동 인버터(131)에 온도 변화와 무관한 일정한 바이어스 전류(I3)를 제공함으로써, 온도 변화와 상관없이 일정한 주파수를 갖는 차동 출력 신호들(VOUT-와 VOUT+)을 생성할 수 있다.
다시 말해, 오실레이터(100)는 전류 바이어스 회로(110)에서 전원 전압 및 온도의 변화를 자동으로 감지하여 바이어스 전류(I3)를 제어하기 위한 바이어스 전압들(VBP와 VBN)을 생성하고, 생성된 바이어스 전압들(VBP와 VBN)에 따라 링 오실레이터(120)에 일정한 바이어스 전류를 흘려줄 수 있으므로 일정한 주파수를 갖는 오실레이션신호(OSC_CLK)를 안정적으로 생성할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 전류 바이어스 회로의 회로도를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 전류 바이어스 회로(110)는 바이어스 회로(180), 제1전압-전류 변환 회로(150), 전류-전압 변환 회로(160), 및 제2전압-전류 변환 회로(170)를 포함할 수 있다. 바이어스 회로(180)를 제외한 제1전압-전류 변환 회로(150), 전류-전압 변환 회로(160), 및 제2전압-전류 변환 회로(170) 각각은 도 2에 도시된 제1전압-전류 변환 회로(150), 전류-전압 변환 회로(160), 및 제2전압-전류 변환 회로(170)과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위하여 구체적적인 설명을 생략된다.
바이어스 회로(180)는 외부로부터 입력되는 인에이블 신호(BIAS_EN)에 응답하여 제1전압-전류 변환 회로(150), 및 제2전압-전류 변환 회로(170) 각각의 동작을 인에이블시키는 회로로써, 다수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 즉, 바이어스 회로(180)는 인에이블 신호(BIAS_EN)에 응답하여 일정한 전류를 생성하고, 생성된 전류로 제1전압-전류 변환 회로(150), 및 제2전압-전류 변환 회로(170) 각각을 바이어싱함으로써 제1전압-전류 변환 회로(150), 및 제2전압-전류 변환 회로(170) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1전압-전류 변환 회로(150), 전류-전압 변환 회로(160), 및 제2전압-전류 변환 회로(170) 각각은 구동되어 전원 전압 및 온도 변화에 무관한 바이어스 전류(I3)를 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터의 전원 전압과 제어 전압에 따른 주파수 특성을 나타내는 그래프이다. 도 7을 참조하면, 오실레이터(100)의 출력 신호는 전원 전압의 변동에는 거의 영향을 받지 않으며, 제어 전압(Vctrl)에 따라 거의 일정한 주파수를 갖는다. 따라서, 오실레이터(100)는 상기 제어전압(Vctrl)을 가변시킴에 따라 넓은 범위의 다양한 주파수를 갖는 오실레이션 신호(OSC_CLK)를 생성할 수 있다.
도 8은 종래의 오실레이터에서 온도 변화에 따라 주파수의 변화 및 변화율 특성을 나타내는 그래프이다. 도 8을 참조하면, 종래의 오실레이터에서는 온도가 증가함에 따라 주파수가 급격하게 증가함으로써 오실레이터의 출력 신호 역시 온도 변화에 따라 크게 증가한다. 이처럼 종래의 오실레이터는 전원 전압의 영향을 받지않으나, 온도 변화에 따라 약 15%정도의 편차를 갖음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터의 온도변화에 따라 주파수의 변화 및 변화율 특성을 나타내는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터(120)에서는 온도 변화에 상관없이 일정한 주파수를 갖음으로써 오실레이터(100)의 출력 신호 역시 온도 변화에 상관없이 거의 일정한 값을 갖는다. 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터(100)는 전원 전압의 영향을 받지않고, 온도 변화에 따라 약1%이내의 편차를 갖음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터(100)는 전원 전압 및 온도 변화에 무관한 바이어스 전류(I3)를 공급함으로써, 온도 변화에 따른 오실레이터(100)의 변화율(change rate)이 종래의 오실레이터의 변화율에 비하여 상당히 줄어들었음을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 신호 처리 장치(200)는 오실레이터 (100)및 프로세서(210)를 포함한다. 상기 신호 처리 장치(200)는 디스플레이 장치, 동기식 메모리, 및 클럭 기반 프로세서 등 일 수 있다.
오실레이터(100)는 프로세서를 구동하기 위한 구동 신호(OSC_CLK)를 출력할 수 있다.
프로세서(220)는 구동 신호(OSC_CLK)에 응답하여 신호 처리 장치(200)의 기입 동작, 독출 동작, 또는 검증 독출 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 오실레이터로부터 출력되는 구동 신호에 응답하여 신호 처리 장치(200)의 기입 동작을 제어하기 위한 명령과 기입 데이터(DATA)를 출력한다. 또한, 프로세서(220)는 구동 신호에 응답하여 신호 처리 장치(200)의 독출 동작, 또는 검증 독출 동작을 제어하기 위한 명령을 발생할 수 있다.
만일, 신호 처리 장치(200)가 디스플레이 장치로 구현되는 경우, 신호 처리 장치는 오실레이터(100), 타이밍 컨트롤러(미도시), 및 소스 드라이버(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 타이밍 컨트롤러(미도시)는 오실레이터(100)로부터 출력되는 구동신호(OSC_CLK)를 분주하여 내부 회로에 적합한 내부 클럭 신호(또는 제어신호)를 생성할 수 있다. 소스 드라이버(미도시)는 내부 클럭 신호에 응답하여 데이터의 입출력 동작을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전류 바이어스 회로(110)는 온도 변화를 트래킹한 감지 전압(Vx)을 이용함으로써 온도 변화에 무관한 일정한 바이어스 전류(I3)를 오실레이터(100)로 공급할 수 있다. 즉, 온도 변화를 트래킹하여 CTAT한 특성을 갖는 감지전압(Vx)을 이용하여 전류 바이어스 회로(110)의 입력 전원을 생성함으로써, 상기 온도 변화를 트래킹한 감지 전압(Vx)의 CTAT한 특성과 실제 전류 바이어스 회로(110) 내에서 발생되는 바이어스 전류의 PTAT한 특성이 서로 상쇄되어 결국 전원 전압 및 온도 변화에 무관한 일정한 바이어스 전류(I3)를 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터(100)는 온도 변화를 트래킹하여 바이어스 전압들(VBP와 VBN)을 생성하고, 상기 바이어스 전압들(VBP와 VBN)에 따라 내부 회로의 바이어스 전류(I3)를 제어함으로써 온도 변화에 상관없이 일정한 오실 레이션 신호(OSC_CLK)를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 11은 종래의 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치의 일 예를 나타내고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치의 일 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 종래의 신호 처리 장치는 외부 크리스탈 오실레이터(crystal oscillator; X-tal)를 사용하거나 내부의 저속 오실레이터의 출력을 PLL을 이용하여 주파수 합성을 통해 고속 동작을 시키는 경우가 일반적이다. 이때 1 Mhz 대역이하의 주파수를 생성하기 위해서 사용되는 오실레이터는 RC-가변(relaxation) 방식의 오실레이터이다. 이러한 방식의 오실레이터를 고속으로 사용하기 위해서는 내부 RC값을 작게 설계해야 하는데 이는 주파수 증가에 따른 전력소비의 증가뿐만 아니라 전원 전압의 변화 및 온도 변화에 민감하게 반응하는 특성을 낳게되는 문제점이 있다.
그러나, 도 12에 도시된 신호 처리 장치(200)는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터를 사용함으로써 전원 전압 및 온도 변화에 상관없이 일정한 오실레이션 신호를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터는 차도 링 오실레이터(differential ring oscillator)로 구현됨에 따라 고속동작이 가능하며, 저전력, 저면적 특성을 갖을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터는 디스플레이의 디스플레이 드라이버IC(Display driver IC) 뿐만 아니라 100 Mhz대역 이내의 주파수를 필요로 하는 다양한 어플리케이션에서도 활용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전류 바이어스 회로의 회로도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 제1비교기를 자세히 도시하는 회로도를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 제2비교기를 자세히 도시하는 회로도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 차동 인버터를 자세히 도시하는 회로도를 나타낸다.
도 6은 도 2에 도시된 전류 바이어스 회로의 회로도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터의 전원 전압과 제어 전압에 따른 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래의 오실레이터에서 온도 변화에 따라 주파수의 변화 및 변화율 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터의 온도변화에 따라 주파수의 변화 및 변화율 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 11은 종래의 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치의 일 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치의 일 예를 나타낸다.

Claims (12)

  1. 밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 공급하기 위한 바이어스 전압들을 생성하기 위한 전류 바이어스 회로; 및
    상기 바이어스 전압들에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성하기 위한 링 오실레이터를 포함하는 오실레이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류 바이어스 회로는,
    상기 제어 전압을 기준전류로 변환하기 위한 제1전압-전류 변환 회로;
    상기 오실레이터의 상기 온도 변화를 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 기준 전류를 감지전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환 회로; 및
    상기 감지전압을 상기 바이어스 전류로 변환하기 위한 제2전압-전류 변환 회로를 포함하는 오실레이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1전압-전류 변환 회로는,
    상기 제어 전압과 피드백 노드의 전압을 비교하고 제1비교 전압을 발생하기위한 제1비교기;
    상기 제1비교 전압에 응답하여 전원 전압을 상기 피드백 노드로 공급하기 위한 스위치; 및
    상기 피드백 노드의 전압에 기초하여 상기 기준 전류를 생성하기 위한 기준 전류 생성 회로를 포함하는 오실레이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기준 전류는 상기 제어 전압과 상기 기준 전류 생성 회로의 저항값에 따라 결정되는 오실레이터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전류-전압 변환 회로는 상기 기준 전류를 복사하고 복사된 기준 전류를 상기 감지전압으로 변환하는 오실레이터.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전류-전압 변환 회로는,
    상기 제1비교 전압에 따라 제어되는 중간 전류를 발생하기 위한 전압-전류 변환기; 및
    상기 중간 전류를 상기 감지 전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환기를 포함하는 오실레이터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전류-전압 변환기는 위크 인버젼(weak inversion) 영역에서 동작하여 온도에 반비례하는 온도 계수를 갖는 다이오드 접속된(diode connected) MOSFET인 오실레이터.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제2전압-전류 변환 회로는,
    상기 감지전압과 상기 전류 바이어스 회로의 출력단의 전압을 비교하여 제2비교 전압을 출력하기 위한 제2비교기; 및
    상기 제2비교 전압에 따라 제어되는 상기 바이어스 전류를 상기 출력단으로 공급하기 위한 전압-전류 변환기를 포함하는 오실레이터.
  9. 구동 신호를 제공하기 위한 오실레이터; 및
    상기 구동 신호에 응답하여 데이터의 입출력 동작을 제어하기 위한 프로세서를 포함하며,
    상기 오실레이터는,
    밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 공급하기 위한 바이어스 전압들을 생성하기 위한 전류 바이어스 회로; 및
    상기 바이어스 전압들에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성하기 위한 링 오실레이터를 포함하는 신호 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전류 바이어스 회로는,
    상기 제어 전압을 기준 전류로 변환하기 위한 제1전압-전류 변환 회로;
    상기 오실레이터의 상기 온도 변화를 감지하고 감지 결과에 따라 상기 기준 전류를 감지 전압으로 변환하기 위한 전류-전압 변환 회로; 및
    상기 감지 전압을 상기 바이어스 전류로 변환하기 위한 제2전압-전류 변환회로를 포함하는 신호 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1전압-전류 변환 회로는,
    상기 제어 전압과 피드백 노드의 전압을 비교하고 제1비교 전압을 발생하기 위한 제1비교기;
    상기 제1비교 전압에 응답하여 전원 전압을 상기 피드백 노드로 공급하기 위한 스위치; 및
    상기 피드백 노드의 전압에 기초하여 상기 기준 전류를 생성하기 위한 기준 전류 생성 회로를 포함하고,
    상기 전류-전압 변환 회로는 상기 기준 전류를 복사하고 복사된 기준 전류를 상기 감지 전압으로 변환하고,
    상기 제2전압-전류 변환 회로는,
    상기 감지 전압과 상기 전류 바이어스 회로의 출력단의 전압을 비교하고 제2비교 전압을 출력하기 위한 제2비교기; 및
    상기 제2비교 전압에 따라 제어되는 상기 바이어스 전류를 상기 출력단으로 공급하기 위한 전압-전류 변환기를 포함하는 신호 처리 장치.
  12. 구동 신호를 생성하기 위한 오실레이터;
    상기 구동 신호를 분주하여 제어신호를 생성하기 위한 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 제어신호에 응답하여 데이터의 입출력 동작을 제어하기 위한 소스 드라이버를 포함하며,
    상기 오실레이터는,
    밴드갭 레퍼런스 회로로부터 출력되는 제어 전압에 기초하여 온도 변화를 트래킹하여 상기 온도 변화에 무관한 바이어스 전류를 공급하기 위한 바이어스 전압들을 생성하기 위한 전류 바이어스 회로; 및
    상기 바이어스 전압들에 따라 생성된 차동 출력 신호들을 비교하고, 비교 결과로서 오실레이션 신호를 생성하기 위한 링 오실레이터를 포함하는 신호 처리 시스템.
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