KR20140073819A - 전압 탐지 장치 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 기술은 입력 신호의 레벨을 결정하는 입력 전원의 전압 레벨을 탐지하여 전압 수준이 일정 레벨 이하인 경우 입력 신호가 장치 내부에 전달되는 것을 차단하여 장치의 오동작을 방지할 수 있는 전압 탐지 장치 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.
본 기술에 의한 전압 탐지 장치는 제 1 전원 및 제 1 전원에 독립적인 제 2 전원을 사용하여 제 1 전원의 전압이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 나타내는 탐지 신호를 출력한다.

Description

전압 탐지 장치 및 이를 포함하는 장치{VOLTAGE DETECTOR AND DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전압 탐지 장치 및 이를 포함하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 서로 독립적인 다수의 전원을 사용하는 장치에 있어서 입력 신호의 레벨을 결정하는 입력 전원의 전압 레벨이 일정 수준 이하인 경우 입력 신호가 장치 내부에 전달되는 것을 차단하는 전압 탐지 장치 및 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.

입력 신호의 레벨을 결정하는 입력 전원, 내부 장치를 구동하는 내부 전원 등과 같이 다수의 독립적인 전원을 사용하는 장치가 사용되고 있다.

특히 모바일 장치와 같이 전력 소모를 줄이는 것이 중요한 장치들에 있어서는 전원을 사용하지 않는 경우 전원을 차단하였다가 전원을 사용하는 경우 전원을 다시 연결하는 동작이 빈번하게 수행된다.

이러한 장치들에서 내부 전원은 정상적으로 공급되고 있으나 입력 전원의 전압 레벨이 충분하지 않은 상태에서 입력되는 신호는 의도하지 않은 값을 가질 수 있다. 그 결과 내부 장치는 의도하지 않은 입력 신호에 의하여 오동작을 일으킬 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 입력 신호의 레벨을 결정하는 입력 전원의 전압 레벨을 탐지하여 전압 수준이 일정 레벨 이하인 경우 입력 신호가 장치 내부에 전달되는 것을 차단하여 장치의 오동작을 방지할 수 있는 전압 탐지 장치 및 이를 포함하는 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 전압 탐지 장치는 제 1 전원 및 제 1 전원에 독립적인 제 2 전원을 사용하여 제 1 전원의 전압이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 나타내는 탐지 신호를 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른 전압 탐지 장치는 제 1 전원의 전압 레벨에 따라 저항값이 결정되는 둘 이상의 저항성 소자를 연결하여 제 2 전원의 전압 레벨을 분배하는 전압 분배부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전압 탐지 장치에서 저항성 소자는 제 1 전원의 전압 레벨이 제 2 임계점(제 1 임계점 > 제 2 임계점) 미만이거나 제 3 임계점(제 3 임계점 > 제 1 임계점)을 초과하면 제 2 전원과 그라운드 사이의 전류 경로를 차단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전압 탐지 장치에서 전압 분배부는 저항성 소자와 연결되는 저항을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전압 탐지 장치에서 전압 분배부는 제 2 전원의 전압 레벨을 낮추는 다이오드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전압 탐지 장치는 전압 분배부에서 분배된 전압 신호를 입력받아 탐지 신호로서 외부에 출력하는 버퍼를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 장치는 제 1 전원에 의해 구동되며 입력 패드로부터 입력된 신호의 레벨을 결정하여 입력 신호로서 출력하는 입력부, 제 1 전원의 전압 레벨이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 나타내는 탐지 신호를 출력하는 전압 탐지부 및 탐지 신호의 제어에 의해 입력 신호를 이용하여 출력 신호를 생성하는 게이트부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 장치에서 게이트부는 제 1 전원의 전압 레벨이 제 1 임계점 미만인 경우 입력 신호에 무관한 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 장치에서 게이트부는 제 1 전원의 전압 레벨이 제 1 임계점을 초과하는 경우 입력 신호의 전압 레벨을 제 2 전원의 전압 레벨로 변환하여 출력할 수 있다.

본 기술은 입력 전원의 전압 레벨이 일정 수준 이상인 경우에 입력 신호를 내부로 전달하도록 하여 장치의 오동작을 방지할 수 있다. 또한 본 기술은 내부 동작용 전원이 동작하지 않는 경우이거나 입력 전원의 전압 레벨이 매우 낮거나 충분히 높은 경우 전압 탐지 장치 내부의 DC 전류 경로를 차단하여 전류 낭비를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전압 탐지 장치의 회로도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 장치의 블록도.
도 3은 도 2의 게이트부의 회로도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다양한 실시예들을 구체적으로 개시한다. 이하에서 동일한 참조번호는 실질적으로 동일한 구성요소를 지시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전압 탐지 장치(100)의 회로도를 나타낸다.

본 실시예에서 전압 탐지 장치(100)는 입력 신호의 전압 레벨을 결정하는 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 탐지한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 전압 탐지 장치(100)는 제 1 전압 분배부(110), 제 2 전압 분배부(120), 버퍼(130)를 포함한다.

본 실시예에는 제 1 전압 분배부(110)와 제 2 전압 분배부(120)를 모두 포함하고 있으나 다른 실시예는 제 1 전압 분배부(110)와 제 2 전압 분배부(120) 중 어느 하나만을 포함할 수도 있다.

본 실시예에서 제 1 전압 탐지부(110), 제 2 전압 탐지부(120) 및 버퍼(130)는 입력 전원(VCCQ)과 독립적인 내부 전원(VCCI)에 의해 구동된다. 각 전원의 전압 레벨은 상이할 수 있다.

내부 전원(VCCI)은 입력 전원(VCCQ)에 독립적인 외부 전원(VCCE)으로부터 생성될 수 있다.

내부 전원(VCCI)이 차단된 경우 제 1 전압 분배부(110), 제 2 전압 분배부(120)에는 DC 전류 경로가 형성되지 않아 전류 낭비를 줄일 수 있다. 즉 내부 전원(VCCI)이 공급되지 않는 경우 전압 탐지 장치(100)는 동작하지 않게 된다.

제 1 전압 분배부(110)는 내부 전원(VCCI)의 전압 레벨을 낮추기 위한 다이오드(D1), 입력 전원(VCCQ)에 따라 온오프되는 스위칭 소자(RS11, RS12) 및 저항성 소자(R11, R12)를 포함한다.

다이오드(D1)는 게이트와 소스에 내부 전원(VCCI)이 인가되는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 다이오드(D1)는 내부 전원(VCCI)의 전압 레벨이 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨보다 높은 경우 내부 전원(VCCI)의 전압 레벨을 낮추는 역할을 한다.

스위칭 소자(RS11, RS12)는 각각 게이트에 입력 전원(VCCQ)이 인가되는 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 스위칭 소자(RS11, RS12)는 입력 전원(VCCQ)의 전압이 제 2 임계점보다 낮거나 제 3 임계점보다 큰 영역에서는 내부 전원(VCCI)으로부터 접지 단자(VSSQ) 사이의 전류 경로를 차단하여 전류 낭비를 방지한다.

그 중간 영역에서 스위칭 소자(RS11, RS12)는 저항성 소자로 동작할 수 있다. 이때 각 저항성 소자(RS11, RS12)의 저항의 크기는 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨에 따라 변경될 수 있다.

본 실시예에서 제 1 임계점은 제 2 임계점보다 작고, 제 2 임계점은 제 3 임계점보다 작은 값을 가진다.

저항성 소자(R11, R12)는 게이트에 입력 전원(VCCQ)이 인가되는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 저항성 소자(R11, R12)로 사용되는 모스 트랜지스터의 채널 폭, 채널 길이 등을 조절함으로써 저항비를 조절할 수 있다.

제 2 전압 분배부(120)는 모스 트랜지스터(R11, R12) 대신에 저항(R21, R22)을 사용하는 점을 제외하고 제 1 전압 분배부(110)의 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 실시예에서 버퍼(130)는 직렬 연결된 두 개의 인버터를 포함한다.

본 실시예는 제 1 전압 분배부(110)와 제 2 전압 분배부(120)에 포함된 다이오드(D1, D2), 스위치(RS11, RS12, RS21, RS22), 저항성 소자(R11, R12, R21, R22) 들이 직렬 및 병렬로 연결된 회로 네트워크에 의해 내부 전원(VCCI)을 전압 분배하여 분배 전압(VD)을 출력한다.

본 실시예에 의한 입력 탐지 장치(100)는 입력 전원(VCCQ)의 전압이 제 1 임계점 미만인 경우 하이 레벨의 탐지 신호(DETECT)를 출력하고, 입력 전원(VCCQ)의 전압이 제 1 임계점을 초과하는 경우 로우 레벨의 탐지 신호(DETECT)를 출력한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 장치를 나타내는 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 장치는 전압 탐지부(100), 입력부(200) 및 게이트부(300)를 포함한다.

전압 탐지부(100)는 전술한 바와 같이 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨이 일정 수준을 초과하는지 여부를 나타내는 탐지 신호(DETECT)를 출력한다.

본 실시예에 의한 장치에 포함되는 전압 탐지부(100)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 내부 전원(VCCI)을 이용하여 입력 전원(VCCQ)의 레벨을 탐지한다.

다른 실시예에 의한 장치는 내부 전원(VCCI)을 사용하지 않고 입력 전원(VCCQ)만을 사용하여 입력 전원(VCCQ)의 전압이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 탐지하는 전압 탐지부(미도시)를 포함할 수도 있다.

이러한 전압 탐지부(미도시)의 구성은 파워 온 리셋 회로 등과 같은 공지의 기술로부터 통상의 기술자가 용이하게 도출할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 개시는 생략한다.

입력부(200)는 입력 전원(VCCQ)을 사용하여 패드를 통해 인가되는 신호의 레벨을 하이 또는 로우 레벨의 입력 신호(IN)로서 출력한다. 이를 위하여 입력부(200)는 입력 전원(VCCQ)에 의해 구동되는 버퍼(미도시)를 포함할 수 있다.

게이트부(300)는 입력부(200)에서 출력된 입력 신호(IN)에 따라 출력 신호(OUT)를 생성한다.

보다 구체적으로 게이트부(300)는 전압 탐지부(100)에서 출력된 탐지 신호(DETECT)가 로우 레벨이면 입력 신호(IN)에 연관된 출력 신호(OUT)를 생성하고 그렇지 않으면 입력 신호(IN)에 무관한 출력 신호(OUT)를 생성한다.

이에 따라 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨이 제 1 임계점 미만의 불안정한 상태에서 입력되는 입력 신호(IN)에 의하여 출력 신호(OUT)를 입력으로 사용하는 다른 장치(미도시)가 오동작을 일으킬 가능성이 차단된다.

본 실시예에서 탐지 신호(DETECT)가 하이 레벨인 경우 게이트부(300)에서 출력되는 신호(OUT)의 레벨은 이 신호(OUT)를 입력으로 사용하는 장치가 오동작을 수행하지 않는 레벨로 설정되는 것이 바람직하다.

게이트부(300)는 탐지 신호(DETECT)가 로우 레벨인 경우 입력 신호(IN)를 변환하거나 변환하지 않고 출력 신호(OUT)로 제공할 수도 있다.

도 3은 도 2의 게이트부(300)를 나타내는 회로도이다.

본 실시예에 의한 게이트부(300)는 레벨 쉬프트 기능을 수행하는 것으로서 탐지 제어부(310), 신호 입력부(320), 레벨 변환부(330) 및 버퍼(340)를 포함한다.

탐지 신호(DETECT)가 하이 레벨인 경우 즉 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨이 제 1 임계점 미만인 경우 탐지 제어부(310)는 레벨 변환부(330)의 입력단을 모두 접지 전압(VSSI)으로 설정하여 레벨 변환 기능을 차단하는 동시에 버퍼(340)에 로우 레벨의 신호를 입력으로 제공하여 하이 레벨의 신호를 출력하도록 한다. 이때 버퍼(340)에서 출력되는 신호(OUT)는 내부 전원(VCCI)의 전압 레벨을 가진다.

탐지 신호(DETECT)가 로우 레벨인 경우 즉 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨이 제 1 임계점을 초과하는 경우 탐지 제어부(310)는 비활성화된다. 이에 따라 레벨 변환부(330)는 입력 전원(VCCQ)의 전압 레벨을 가지는 입력 신호(IN)를 수신하여 내부 전원(VCCI) 전압 레벨을 가지는 신호로 변환하고 이를 버퍼(340)를 통해 출력 신호(OUT)로서 제공한다.

도 3은 게이트부(300)가 레벨 쉬프터의 기능을 수행하는 실시예를 도시하고 있으나 본 발명의 게이트부가 반드시 이러한 기능만을 수행하는 것으로 한정되는 것은 아니다.

이상의 설명은 본 발명의 개시를 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하고자 한 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 범위와 그 균등범위에 의해 정해진다.

100: 전압 탐지 장치(전압 탐지부)
110: 제 1 전압 분배부
120: 제 2 전압 분배부
130, 340: 버퍼
200: 입력부
300: 게이트부
310: 탐지 제어부
320: 신호 입력부
330: 레벨 변환부

Claims (14)

1. 제 1 전원 및 상기 제 1 전원에 독립적인 제 2 전원을 사용하여 상기 제 1 전원의 전압이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 나타내는 탐지 신호를 출력하는 전압 탐지 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전압 탐지 장치는
   상기 제 1 전원의 전압 레벨에 따라 저항값이 결정되는 둘 이상의 저항성 소자를 연결하여 상기 제 2 전원의 전압 레벨을 분배하는 전압 분배부
   를 포함하는 전압 탐지 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 저항성 소자는 상기 제 1 전원의 전압 레벨이 제 2 임계점(제 1 임계점 > 제 2 임계점) 미만이거나 제 3 임계점(제 3 임계점 > 제 1 임계점)을 초과하면 상기 제 2 전원과 그라운드 사이의 전류 경로를 차단하는 전압 탐지 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 전압 분배부는 상기 저항성 소자와 연결되는 저항을 더 포함하는 전압 탐지 장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 전압 분배부는 상기 제 2 전원의 전압 레벨을 낮추는 다이오드를 더 포함하는 전압 탐지 장치.
6. 청구항 2에 있어서, 상기 전압 분배부에서 분배된 전압 신호를 입력받아 상기 탐지 신호로서 외부에 출력하는 버퍼를 더 포함하는 전압 탐지 장치.
7. 제 1 전원에 의해 구동되며 입력 패드로부터 입력된 신호의 레벨을 결정하여 입력 신호로서 출력하는 입력부;
   상기 제 1 전원의 전압 레벨이 제 1 임계점을 초과하는지 여부를 나타내는 탐지 신호를 출력하는 전압 탐지부 및
   상기 탐지 신호의 제어에 의해 상기 입력 신호를 이용하여 출력 신호를 생성하는 게이트부
   를 포함하는 장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 전압 탐지부는 상기 제 1 전원의 전압 레벨에 따라 저항값이 결정되는 둘 이상의 저항성 소자를 연결하여 상기 제 1 전원에 독립적인 제 2 전원의 전압 레벨을 분배하는 전압 분배부를 포함하는 장치.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 저항성 소자는 상기 제 1 전원의 전압 레벨이 제 2 임계점(제 1 임계점 > 제 2 임계점) 미만이거나 제 3 임계점(제 3 임계점 > 제 1 임계점)을 초과하면 상기 제 2 전원과 그라운드 사이의 전류 경로를 차단하는 장치.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 전압 분배부는 상기 다수의 저항성 소자와 연결되는 저항을 더 포함하는 장치.
11. 청구항 9에 있어서, 상기 전압 분배부는 상기 제 2 전원의 전압 레벨을 낮추어 상기 전압 분배부에 제공하는 다이오드를 더 포함하는 장치.
12. 청구항 8에 있어서, 상기 전압 탐지부는 상기 전압 분배부에서 분배된 전압 신호를 입력받아 상기 탐지 신호를 출력하는 버퍼를 더 포함하는 장치.
13. 청구항 7에 있어서, 상기 게이트부는 상기 제 1 전원의 전압 레벨이 상기 제 1 임계점 미만인 경우 상기 입력 신호에 무관한 신호를 생성하는 장치.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 게이트부는 상기 제 1 전원의 전압 레벨이 상기 제 1 임계점을 초과하는 경우 상기 입력 신호의 전압 레벨을 제 2 전원의 전압 레벨로 변환하여 출력하는 장치.

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