KR20210092490A - Reference voltage-current generating circuit - Google Patents

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KR20210092490A
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구자혁
길준호
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Abstract

Disclosed is a reference voltage and current generation circuit. According to the present invention, the reference voltage and current generation circuit comprises: a forward current generation unit generating an amount of forward current changes in a forward direction in response to a change in temperature; a reference voltage node generating a reference voltage; a reference voltage generation unit operated to generate the reference voltage in the reference voltage node by using the amount of forward current; a backward current generation unit generating an amount of backward current changes in a backward direction in response to a change in temperature; and a reference current generation unit generating a reference current by mirroring the amount of the forward current and the amount of the backward current. Accordingly, the reference voltage and current generation circuit simultaneously generates a reference voltage and reference current of a constant level regardless of a change in environmental conditions, thereby greatly reducing a layout area required by the reference voltage and current generation circuit.

Description

기준 전압-전류 발생회로{REFERENCE VOLTAGE-CURRENT GENERATING CIRCUIT}Reference voltage-current generation circuit {REFERENCE VOLTAGE-CURRENT GENERATING CIRCUIT}

본 발명은 전자 회로에 관한 것으로서, 특히, 기준 전압 및 기준 전류를 함께 발생하는 기준 전압-전류 발생회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic circuit, and more particularly, to a reference voltage-current generating circuit for generating a reference voltage and a reference current together.

일반적으로, 기준 전압 발생회로 및 기준 전류 발생회로는 함께 내장되는 회로들의 구동을 위하여, 각각 기준 전압 및 기준 전류를 제공하는 회로들이다. 이때, 기준 전압 발생회로 및 기준 전류 발생회로에서 제공되는 기준 전압 및 기준 전류는 공정 변화, 전원 전압 및 주변 온도와 같은 환경 조건의 변화에 관계없이 일정한 레벨을 가지도록 요구된다.In general, a reference voltage generating circuit and a reference current generating circuit are circuits that provide a reference voltage and a reference current, respectively, for driving circuits incorporated together. In this case, the reference voltage and the reference current provided from the reference voltage generator circuit and the reference current generator circuit are required to have a constant level regardless of changes in environmental conditions such as process changes, power supply voltages, and ambient temperatures.

한편, 최근들어, 전자 통신기술의 급속한 발전에 힘입어 스마트폰, 테블릿 등의 휴대용 기기들이 널리 보급되고 있다. 이러한 기기들이 간편하게 휴대하기 위해서는 내장되는 회로들의 소요 면적을 최소화하는 것이 요구된다. On the other hand, in recent years, thanks to the rapid development of electronic communication technology, portable devices such as smart phones and tablets are widely distributed. In order for these devices to be easily carried, it is required to minimize the required area of the circuits incorporated therein.

그런데, 기준 전압 발생회로와 기준 전류 발생회로들이 별도로 구현하는 경우, 소요되는 면적이 증가하는 문제점이 발생된다.However, when the reference voltage generating circuit and the reference current generating circuit are separately implemented, a problem arises in that the required area increases.

본 발명의 목적은 환경 조건의 변화에 관계없이 일정한 레벨의 기준 전압 및 기준 전류를 동시에 생성하여, 소요되는 레이아웃 면적을 최소화할 수 있는 기준 전압-전류 발생회로를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a reference voltage-current generating circuit capable of simultaneously generating a reference voltage and a reference current of a constant level regardless of a change in environmental conditions, thereby minimizing a required layout area.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 기준 전압-전류 발생회로에 관한 것이다. 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로는 온도의 변화에 정방향으로 변화하는 정방향 전류량을 생성하는 정방향 전류 발생부; 기준 전압을 발생하는 기준 전압 노드; 상기 정방향 전류량을 이용하여 상기 기준 전압을 상기 기준 전압 노드에 생성하도록 구동되는 기준 전압 생성부; 온도의 변화에 부방향으로 변화하는 부방향 전류량을 생성하는 부방향 전류 발생부; 및 상기 정방향 전류량과 상기 부방향 전류량을 미러링하여 기준 전류를 발생하는 기준 전류 발생부를 구비한다. 상기 기준 전압 발생부는 상기 정방향 전류량에 따른 전압차를 상기 기준 전압 노드와 제1 기준 예비단 사이에 형성하는 기준 전압 저항; 및 상기 제1 기준 예비단과 접지 전압에 사이에 형성되며, 제2 기준 예비단에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 기준 소싱 트랜지스터를 구비한다. 상기 부방향 전류 발생부는 상기 제1 기준 전압 예비단에 의하여 게이팅되며, 상기 제2 기준 전압 예비단에 소스가 연결되는 앤모스 타입의 제1 부방향 전류 트랜지스터; 및 상기 제2 기준 전압 예비단과 상기 접지 전압 사이에 형성되는 부방향 전류 저항을 구비한다.One aspect of the present invention for achieving the above object relates to a reference voltage-current generating circuit. A reference voltage-current generating circuit of the present invention includes: a forward current generating unit for generating a forward current that changes in a forward direction in response to a change in temperature; a reference voltage node for generating a reference voltage; a reference voltage generator driven to generate the reference voltage in the reference voltage node using the forward current amount; a negative current generating unit for generating an amount of negative current that changes in a negative direction in response to a change in temperature; and a reference current generator configured to generate a reference current by mirroring the amount of the forward current and the amount of the negative current. The reference voltage generator comprises: a reference voltage resistor forming a voltage difference according to the amount of forward current between the reference voltage node and a first reference preliminary terminal; and an NMOS-type reference sourcing transistor formed between the first reference preliminary terminal and the ground voltage and gated by the second reference preliminary terminal. The negative current generator may include: a first negative current transistor of an NMOS type gated by the first reference voltage preliminary terminal and having a source connected to the second reference voltage preliminary terminal; and a negative current resistance formed between the second reference voltage preliminary stage and the ground voltage.

상기와 같은 구성의 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로에서는, 환경 조건의 변화에 관계없이 일정한 레벨의 기준 전압 및 기준 전류가 동시에 생성된다. 이에 따라, 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로에 의하여 소요되는 레이아웃 면적이 크게 감소된다.In the reference voltage-current generating circuit of the present invention configured as described above, a reference voltage and a reference current of a constant level are simultaneously generated regardless of a change in environmental conditions. Accordingly, the layout area required by the reference voltage-current generating circuit of the present invention is greatly reduced.

본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압-전류 발생회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 정방향 전류 발생부를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 기준 전압 생성부 및 상기 부방향 전류 발생부를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 상기 기준 전류 발생부를 구체적으로 나타내는 도면이다.A brief description of each figure used in the present invention is provided.
1 is a diagram illustrating a reference voltage-current generation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram specifically illustrating the forward current generator of FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram specifically illustrating the reference voltage generator and the negative current generator of FIG. 1 .
FIG. 4 is a diagram specifically illustrating the reference current generator of FIG. 1 .

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

그리고, 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.And, in understanding each drawing, it should be noted that the same members are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

본 발명의 내용을 명세서 전반에 걸쳐 설명함에 있어서, 개개의 구성요소들 사이에서 '연결된다'의 용어의 의미는 직접적인 연결뿐만 아니라 속성을 일정 정도 이상 유지한 채로 중간 매개체를 통해 연결이 이루어지는 것도 모두 포함하는 것이다. In describing the contents of the present invention throughout the specification, the meaning of the term 'connected' between individual components is not only a direct connection, but also a connection made through an intermediate medium while maintaining properties to a certain degree or more. will include

또한 각 구성요소에 대한 복수의 표현도 생략될 수도 있다. 예컨대 복수 개의 스위치나 복수개의 신호선으로 이루어진 구성일지라도 '스위치들', '신호선들'과 같이 표현할 수도 있고, '스위치', '신호선'과 같이 단수로 표현할 수도 있다. 이는 스위치들이 서로 상보적으로 동작하는 경우도 있고, 때에 따라서는 단독으로 동작하는 경우도 있기 때문이며, 신호선 또한 동일한 속성을 가지는 여러 신호선들, 예컨대 데이터 신호들과 같이 다발로 이루어진 경우에 이를 굳이 단수와 복수로 구분할 필요가 없기 때문이기도 하다. 이런 점에서 이러한 기재는 타당하다. 따라서 이와 유사한 표현들 역시 명세서 전반에 걸쳐 모두 이와 같은 의미로 해석되어야 한다.Also, a plurality of expressions for each component may be omitted. For example, even if it is composed of a plurality of switches or a plurality of signal lines, it may be expressed as 'switches' and 'signal lines', or may be expressed as a singular such as 'switch' and 'signal line'. This is because the switches sometimes operate complementary to each other and sometimes operate alone. In the case where the signal line also consists of a bundle such as multiple signal lines having the same property, for example, data signals, it is necessary to divide it into singular and singular. It is also because there is no need to separate the plurals. In this respect, this description is reasonable. Therefore, similar expressions should also be interpreted in the same sense throughout the specification.

한편, 본 명세서에서, '정방향'은 해당되는 물리적 세기 또는 양이 온도의 상승에 따라 증가하고, 온도의 하강에 따라 해당되는 물리적 세기 또는 양이 감소하는 것으로 이해된다. 그리고, 본 명세서에서, '부방향'은 해당되는 물리적 세기 또는 양이 온도의 상승에 따라 감소하고, 온도의 하강에 따라 해당되는 물리적 세기 또는 양이 증가하는 것으로 이해된다.On the other hand, in the present specification, 'forward' is understood that the corresponding physical strength or amount increases as the temperature increases, and the corresponding physical strength or amount decreases as the temperature decreases. And, in the present specification, the 'negative direction' is understood that the corresponding physical strength or amount decreases as the temperature increases, and the corresponding physical strength or amount increases as the temperature decreases.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압-전류 발생회로를 나타내는 도면이다. 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로는 전자기기에 함께 내장되는 타 회로들에 기준 전압(VREF) 및 기준 전류(IREF)를 제공하도록 구동되는 회로이다. 이때, 기준 전압(VREF) 및 기준 전류(IREF)는 온도의 변화, 전원전압(VDD)의 변화 등의 환경 조건의 변화에 대하여, 일정한 전압 레벨 및 전류량을 가지는 것이 바람직하다.1 is a diagram illustrating a reference voltage-current generation circuit according to an embodiment of the present invention. The reference voltage-current generation circuit of the present invention is a circuit driven to provide a reference voltage VREF and a reference current IREF to other circuits incorporated together in an electronic device. In this case, it is preferable that the reference voltage VREF and the reference current IREF have a constant voltage level and current amount in response to changes in environmental conditions, such as a change in temperature and a change in the power supply voltage VDD.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로는 정방향 전류 발생부(100), 전압 발생 노드(NVRF), 기준 전압 생성부(200), 부방향 전류 발생부(300) 및 기준 전류 발생부(400)를 구비한다.Referring to FIG. 1 , the reference voltage-current generation circuit of the present invention includes a forward current generation unit 100 , a voltage generation node NVRF, a reference voltage generation unit 200 , a negative current generation unit 300 , and a reference current A generator 400 is provided.

상기 정방향 전류 발생부(100)는 주변 온도의 변화에 정방향으로 변화하는 정방향 전류량(Iptat)을 생성한다.The forward current generator 100 generates a forward current amount Iptat that changes in a forward direction in response to a change in ambient temperature.

도 2는 도 1의 정방향 전류 발생부(100)를 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 정방향 전류 발생부(100)는 정방향 전류 노드(NIP), 제1 정방향 전류 트랜지스터(110), 제2 정방향 전류 트랜지스터(120), 제3 정방향 전류 트랜지스터(130), 제4 정방향 전류 트랜지스터(140) 및 정방향 전류 저항(150)을 구비한다.FIG. 2 is a diagram specifically illustrating the forward current generator 100 of FIG. 1 . Referring to FIG. 2 , the forward current generator 100 includes a forward current node NIP, a first forward current transistor 110 , a second forward current transistor 120 , a third forward current transistor 130 , and a second 4 has a forward current transistor 140 and a forward current resistor 150 .

상기 제1 정방향 전류 트랜지스터(110)는 전원 전압(VDD)과 상기 정방향 전류 노드(NIP) 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 노드(NIP)에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 트랜지스터이다. 이와 같이 구성되는 상기 제1 정방향 전류 트랜지스터(110)에는 트랜지스터의 특성상 온도의 변화에 따라 정방향으로 변화되는 정방향 전류량(Ipt)이 흐르게 된다.The first forward current transistor 110 is a PMOS type transistor formed between a power supply voltage VDD and the forward current node NIP and gated by the forward current node NIP. In the first forward current transistor 110 configured as described above, a forward current amount Ipt, which is changed in a forward direction according to a change in temperature, flows through the characteristic of the transistor.

상기 제2 정방향 전류 트랜지스터(120)는 상기 전원 전압(VDD)과 정방향 전류 예비단(NPRIP) 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 노드(NIP)에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 트랜지스터이다.The second forward current transistor 120 is formed between the power supply voltage VDD and the forward current preliminary stage NPRIP, and is a PMOS type transistor gated by the forward current node NIP.

상기 제3 정방향 전류 트랜지스터(130)는 드레인 단자가 상기 정방향 전류 노드(NIP)에 연결되며, 상기 정방향 전류 예비단(NPRIP)에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 트랜지스터이다.The third forward current transistor 130 is an NMOS type transistor having a drain terminal connected to the forward current node NIP and gated by the forward current reserve terminal NPRIP.

상기 제4 정방향 전류 트랜지스터(140)는 상기 정방향 전류 예비단(NPRIP)과 접지 전압(VSS) 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 예비단(NPRIP)에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 트랜지스터이다.The fourth forward current transistor 140 is formed between the forward current preliminary stage NPRIP and the ground voltage VSS, and is an NMOS type transistor gated by the forward current preliminary stage NPRIP.

그리고, 상기 정방향 전류 저항(150)은 상기 제3 정방향 전류 트랜지스터(130)의 소스단자와 상기 접지 전압(VSS) 사이에 형성된다.In addition, the forward current resistor 150 is formed between the source terminal of the third forward current transistor 130 and the ground voltage VSS.

여기서, 상기 제1 정방향 전류 트랜지스터(110)과 상기 제2 정방향 전류 트랜지스터(120)는 동일한 폭/길이 비를 가지며, 상기 제3 정방향 전류 트랜지스터(130)에 대한 상기 제4 정방향 전류 트랜지스터(140)의 폭/길이의 비는 소정의 배수인 바람직하다.Here, the first forward current transistor 110 and the second forward current transistor 120 have the same width/length ratio, and the fourth forward current transistor 140 with respect to the third forward current transistor 130 has the same width/length ratio. Preferably, the ratio of width/length is a predetermined multiple.

그리고, 상기 제3 내지 제4 정방향 전류 트랜지스터(130 내지 140)는 Vgs가 문턱전압(Vth) 아래 혹은 부근에서 구동되는 약한 인버젼(weak inversion) 상태에서 동작하도록 형성된다.In addition, the third to fourth forward current transistors 130 to 140 are formed to operate in a weak inversion state in which Vgs is driven below or near the threshold voltage Vth.

이 경우, 상기 제1 정방향 전류 트랜지스터(110), 상기 제3 정방향 전류 트랜지스터(130) 및 상기 정방향 전류 저항(150)으로 형성되는 전류 패스에는 상기 정방향 전류량(Ipt)이 흐르게 된다.In this case, the forward current amount Ipt flows through a current path formed by the first forward current transistor 110 , the third forward current transistor 130 , and the forward current resistor 150 .

그리고, 상기 정방향 전류량(Ipt)의 양은 상기 제3 정방향 전류 트랜지스터(130) 및 상기 정방향 전류 저항(150)의 특성에 따라 결정된다.The amount of the forward current Ipt is determined according to characteristics of the third forward current transistor 130 and the forward current resistor 150 .

다시 기술하자면, 상기 정방향 전류량(Ipt)의 양은 상기 전원 전압(VDD)의 레벨의 비의존적으로 결정된다. 즉, 상기 전원 전압(VDD)의 레벨의 변화에 따른 상기 정방향 전류량(Ipt)의 변화량은 최소화된다.In other words, the amount of the forward current Ipt is determined independent of the level of the power supply voltage VDD. That is, the amount of change in the forward current Ipt according to the change in the level of the power supply voltage VDD is minimized.

다시 도 1을 참조하면, 상기 기준 전압 생성부(200)는 상기 정방향 전류량(Ipt)을 이용하여 상기 기준 전압(VREF)을 상기 기준 전압 노드(NVRF)에 생성하도록 구동된다. 그리고, 상기 부방향 전류 발생부(300)는 주변 온도의 변화에 부방향으로 변화하는 부방향 전류량(Ict)을 생성한다.Referring back to FIG. 1 , the reference voltage generator 200 is driven to generate the reference voltage VREF at the reference voltage node NVRF by using the forward current amount Ipt. In addition, the negative current generating unit 300 generates a negative current amount Ict that changes in a negative direction in response to a change in ambient temperature.

도 3은 도 1의 기준 전압 생성부(200) 및 상기 부방향 전류 발생부(300)를 구체적으로 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a diagram specifically illustrating the reference voltage generator 200 and the negative current generator 300 of FIG. 1 .

도 3을 참조하면, 상기 기준 전압 생성부(200)는 기준 미러링 트랜지스터(210), 기준 전압 저항(220) 및 기준 소싱 트랜지스터(230)를 구비한다.Referring to FIG. 3 , the reference voltage generator 200 includes a reference mirroring transistor 210 , a reference voltage resistor 220 , and a reference sourcing transistor 230 .

상기 기준 미러링 트랜지스터(210)는 상기 전원 전압(VDD)과 상기 기준 전압 노드(NVRF) 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 노드(NIP)에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 트랜지스터이다.The reference mirroring transistor 210 is formed between the power supply voltage VDD and the reference voltage node NVRF, and is a PMOS type transistor gated by the forward current node NIP.

상기 기준 미러링 트랜지스터(210)는 상기 정방향 전류 발생부(100)의 제1 정방향 트랜지스터(110)에 흐르는 상기 정방향 전류량(Ipt)를 미러링하여 상기 기준 전압 노드(NVRF)로 제공하도록 구동된다.The reference mirroring transistor 210 is driven to provide the reference voltage node NVRF by mirroring the forward current amount Ipt flowing through the first forward transistor 110 of the forward current generator 100 .

상기 기준 전압 저항(220)은 상기 기준 미러링 트랜지스터(210)에 의하여 미러링된 상기 정방향 전류량(Ipt)에 따른 전압차 즉, 정방향 전압(Vpt)를 상기 기준 전압 노드(NVRF)와 제1 기준 예비단(NPRRF1) 사이에 형성한다.The reference voltage resistor 220 converts a voltage difference according to the forward current amount Ipt mirrored by the reference mirroring transistor 210, that is, a forward voltage Vpt, to the reference voltage node NVRF and a first reference preliminary terminal. (NPRRF1) formed between

여기서, 상기 정방향 전압(Vpt)은 상기 정방향 전류량(Ipt)에 의존되므로, 온도의 변화에 대해 정방향으로 변화된다.Here, since the forward voltage Vpt depends on the forward current Ipt, it changes in the forward direction with respect to a change in temperature.

상기 기준 소싱 트랜지스터(230)는 상기 제1 기준 예비단(NPRRF1)과 상기 접지 전압(VSS)에 사이에 형성되며, 제2 기준 예비단(NPRRF2)에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 트랜지스터이다.The reference sourcing transistor 230 is formed between the first reference preliminary terminal NPRRF1 and the ground voltage VSS, and is an NMOS-type transistor gated by the second reference preliminary terminal NPRRF2.

계속 도 3을 참조하면, 상기 부방향 전류 발생부(300)는 부방향 전류 노드(NIC), 제1 부방향 전류 트랜지스터(310), 부방향 전류 저항(320) 및 제2 부방향 전류 트랜지스터(330)를 구비한다.Still referring to FIG. 3 , the negative current generator 300 includes a negative current node NIC, a first negative current transistor 310 , a negative current resistor 320 , and a second negative current transistor ( 330) is provided.

상기 제1 부방향 전류 트랜지스터(310)는 상기 제1 기준 전압 예비단(NPRRF1)에 의하여 게이팅되며, 상기 제2 기준 전압 예비단(NPRRF2)에 소스가 연결되며, 상기 부방향 전류 노드(NIC)에 드레인이 연결되는 앤모스 타입의 트랜지스터이다.The first negative current transistor 310 is gated by the first reference voltage preliminary terminal NPRRF1, a source is connected to the second reference voltage preliminary terminal NPRRF2, and the negative current node NIC It is an NMOS type transistor with a drain connected to the

상기 부방향 전류 저항(320)은 상기 제2 기준 전압 예비단(NPRRF2)과 상기 접지 전압(VSS) 사이에 형성된다.The negative current resistor 320 is formed between the second reference voltage preliminary stage NPRRF2 and the ground voltage VSS.

상기 제2 부방향 전류 트랜지스터(330)는 상기 전원 전압과 상기 부방향 전류 노드 사이에 형성되며, 상기 부방향 전류 노드(NIC)에 게이팅되는 피모스 타입의 트랜지스터이다.The second negative current transistor 330 is formed between the power supply voltage and the negative current node, and is a PMOS type transistor gated to the negative current node NIC.

한편, 상기 기준 전압 생성부(200)의 상기 기준 소싱 트랜지스터(230)는 상기 부방향 전류 발생부(300)의 제1 부방향 전류 트랜지스터(310)와 더불어 부방향 전압(Vct)를 형성한다.Meanwhile, the reference sourcing transistor 230 of the reference voltage generator 200 forms a negative voltage Vct together with the first negative current transistor 310 of the negative current generator 300 .

즉, 상기 기준 전압 생성부(200)의 상기 기준 소싱 트랜지스터(230)의 소스(여기서는, 접지 전압(VSS)임)와 드레인(여기서는, 제1 기준 전압 예비단(NPRRF1)임) 사이의 접압차는 상기 기준 소싱 트랜지스터(230)의 Vgs와 제1 부방향 전류 트랜지스터(310)의 Vgs의 합이다.That is, the voltage difference between the source (here, the ground voltage VSS) and the drain (here, the first reference voltage preliminary stage NPRRF1) of the reference sourcing transistor 230 of the reference voltage generator 200 is It is the sum of Vgs of the reference sourcing transistor 230 and Vgs of the first negative current transistor 310 .

이때, 상기 기준 소싱 트랜지스터(230)의 Vgs와 상기 제1 부방향 전류 트랜지스터(310)의 Vgs는 각자의 문턱 전압(Vth)에 의존된다. 그리고, 상기 기준 소싱 트랜지스터(230) 및 상기 제1 부방향 전류 트랜지스터(310)의 문턱 전압(Vth)은 온도의 변화에 부방향으로 변화된다.In this case, Vgs of the reference sourcing transistor 230 and Vgs of the first negative current transistor 310 depend on their respective threshold voltages Vth. In addition, the threshold voltage Vth of the reference sourcing transistor 230 and the first negative current transistor 310 is negatively changed with a change in temperature.

따라서, 상기 기준 전압 생성부(200)의 상기 기준 소싱 트랜지스터(230)의 소스와 드레인 사이에는 부방향 전압(Vct)이 형성된다.Accordingly, a negative voltage Vct is formed between the source and the drain of the reference sourcing transistor 230 of the reference voltage generator 200 .

결과적으로, 상기 기준 전압 생성부(200)에서 생성되는 상기 기준 전압(VREF)은 상기 정방향 전압(Vpt)와 상기 부방향 전압(Vct)의 합으로 결정되므로, 온도의 변화 및 전원 전압(VDD)에 변화에 대해 일정한 레벨을 가지게 된다.As a result, since the reference voltage VREF generated by the reference voltage generator 200 is determined by the sum of the forward voltage Vpt and the negative voltage Vct, a change in temperature and a power supply voltage VDD will have a certain level with respect to changes in

그리고, 상기 제2 기준 전압 예비단(NPRRF2)은 상기 기준 전압 생성부(200)의 상기 기준 소싱 트랜지스터(230)의 Vgs에 해당되어, 온도의 변화에 대해 부방향으로 변화된다.In addition, the second reference voltage preliminary stage NPRRF2 corresponds to Vgs of the reference sourcing transistor 230 of the reference voltage generator 200 and changes in a negative direction with respect to a change in temperature.

이에 따라, 상기 부방향 전류 저항(320)에 흐르는 온도의 변화에 대해 부방향으로 변화되는 부방향 전류량(Ict)이 흐르게 된다.Accordingly, a negative current amount Ict that changes in a negative direction with respect to a change in temperature flowing through the negative current resistor 320 flows.

그 결과, 상기 부방향 전류 발생부(300)의 상기 제2 부방향 전류 트랜지스터(330)에도 부방향 전류량(Ict)이 흐르게 된다.As a result, the amount of negative current Ict also flows in the second negative current transistor 330 of the negative current generator 300 .

다시 도 1을 참조하면, 상기 기준 전류 발생부(400)는 상기 정방향 전류량(Ipt)과 상기 부방향 전류량(Ict)을 미러링하여 기준 전류(IREF)를 발생한다.Referring back to FIG. 1 , the reference current generator 400 generates a reference current IREF by mirroring the forward current Ipt and the negative current Ict.

도 4는 도 1의 상기 기준 전류 발생부(400)를 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 기준 전류 발생부(400)는 제1 기준 전류 미러링 수단(410), 제2 기준 전류 미러링 수단(420) 및 기준 전류 발생 수단(430)을 구비한다.FIG. 4 is a diagram specifically illustrating the reference current generator 400 of FIG. 1 . Referring to FIG. 4 , the reference current generating unit 400 includes a first reference current mirroring unit 410 , a second reference current mirroring unit 420 , and a reference current generating unit 430 .

상기 제1 기준 전류 미러링 수단(410)은 상기 정방향 전류 발생부(100)의 제1 정방향 전류 트랜지스터(110)에 흐르는 정방향 전류량(Ipt)를 미러링하여 기준 전류 예비단(NPRI)에 제공한다.The first reference current mirroring means 410 mirrors the forward current amount Ipt flowing through the first forward current transistor 110 of the forward current generator 100 and provides it to the reference current reserve terminal NPRI.

상기 제2 기준 전류 미러링 수단(420)은 상기 부방향 전류 발생부(300)의 제2 부방향 전류 트랜지스터(330)에 흐르는 부방향 전류량(Ict)를 미러링하여 기준 전류 예비단(NPRI)에 제공한다.The second reference current mirroring means 420 mirrors the negative current amount Ict flowing in the second negative current transistor 330 of the negative current generator 300 and provides it to the reference current reserve terminal NPRI. do.

상기 기준 전류 발생 수단(430)은 상기 기준 전류 예비단(NPRI)과 상기 접지 전압(VSS) 사이에 형성된다. 그리고, 상기 기준 전류 발생 수단(430)은 상기 제1 기준 전류 미러링 수단(410) 및 상기 제2 기준 전류 미러링 수단(420) 각각에 의하여 미러링되는 상기 정방향 전류량(Ipt)과 상기 부방향 전류량(Ict)을 합하여 상기 기준 전류(IREF)를 발생한다.The reference current generating means 430 is formed between the reference current preliminary stage NPRI and the ground voltage VSS. In addition, the reference current generating means 430 includes the forward current amount Ipt and the negative current amount Ict mirrored by the first reference current mirroring means 410 and the second reference current mirroring means 420, respectively. ) to generate the reference current IREF.

즉, 상기 기준 전류 발생부(400)에서 생성되는 상기 기준 전류(IREF)는 상기 정방향 전류량(Ipt)과 상기 부방향 전류량(Ict)의 합으로 결정되므로, 온도의 변화 및 전원 전압(VDD)에 변화에 대해 일정한 레벨을 가지게 된다.That is, since the reference current IREF generated by the reference current generator 400 is determined by the sum of the forward current Ipt and the negative current Ict, the temperature changes and the power supply voltage VDD. It has a certain level of change.

정리하면, 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로에서는, 환경 조건의 변화에 관계없이 일정한 레벨의 기준 전압 및 기준 전류가 동시에 생성된다. 이에 따라, 본 발명의 기준 전압-전류 발생회로에 의하여 소요되는 레이아웃 면적이 크게 감소된다.In summary, in the reference voltage-current generating circuit of the present invention, a reference voltage and a reference current of a constant level are simultaneously generated regardless of a change in environmental conditions. Accordingly, the layout area required by the reference voltage-current generating circuit of the present invention is greatly reduced.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description. For example, even if components of the described system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a form different from the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents, appropriate results may be achieved.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (5)

기준 전압-전류 발생회로에 있어서,
온도의 변화에 정방향으로 변화하는 정방향 전류량을 생성하는 정방향 전류 발생부;
기준 전압을 발생하는 기준 전압 노드;
상기 정방향 전류량을 이용하여 상기 기준 전압을 상기 기준 전압 노드에 생성하도록 구동되는 기준 전압 생성부;
온도의 변화에 부방향으로 변화하는 부방향 전류량을 생성하는 부방향 전류 발생부; 및
상기 정방향 전류량과 상기 부방향 전류량을 미러링하여 기준 전류를 발생하는 기준 전류 발생부를 구비하며,
상기 기준 전압 발생부는
상기 정방향 전류량에 따른 전압차를 상기 기준 전압 노드와 제1 기준 예비단 사이에 형성하는 기준 전압 저항; 및
상기 제1 기준 예비단과 접지 전압에 사이에 형성되며, 제2 기준 예비단에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 기준 소싱 트랜지스터를 구비하며,
상기 부방향 전류 발생부는
상기 제1 기준 전압 예비단에 의하여 게이팅되며, 상기 제2 기준 전압 예비단에 소스가 연결되는 앤모스 타입의 제1 부방향 전류 트랜지스터; 및
상기 제2 기준 전압 예비단과 상기 접지 전압 사이에 형성되는 부방향 전류 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압-전류 발생회로.
In the reference voltage-current generating circuit,
a forward current generator generating an amount of forward current that changes in a forward direction in response to a change in temperature;
a reference voltage node for generating a reference voltage;
a reference voltage generator driven to generate the reference voltage in the reference voltage node using the forward current amount;
a negative current generating unit for generating an amount of negative current that changes in a negative direction in response to a change in temperature; and
and a reference current generator generating a reference current by mirroring the amount of the forward current and the amount of the negative current,
The reference voltage generator
a reference voltage resistor forming a voltage difference according to the amount of forward current between the reference voltage node and a first reference preliminary stage; and
and an NMOS-type reference sourcing transistor formed between the first reference preliminary terminal and a ground voltage and gated by a second reference preliminary terminal;
The negative current generating unit
a first negative-direction current transistor of the NMOS type gated by the first reference voltage preliminary terminal and having a source connected to the second reference voltage preliminary terminal; and
and a negative current resistance formed between the second reference voltage preliminary stage and the ground voltage.
 제1항에 있어서, 상기 정방향 전류 발생부는
정방향 전류 노드;
전원 전압과 상기 정방향 전류 노드 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 노드에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 제1 정방향 전류 트랜지스터로서, 상기 정방향 전류량이 흐르는 상기 제1 정방향 전류 트랜지스터;
상기 전원 전압과 정방향 전류 예비단 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 노드에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 제2 정방향 전류 트랜지스터;
드레인 단자가 상기 정방향 전류 노드에 연결되며, 상기 정방향 전류 예비단에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 제3 정방향 전류 트랜지스터;
상기 정방향 전류 예비단과 상기 접지 전압 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 예비단에 의하여 게이팅되는 앤모스 타입의 제4 정방향 전류 트랜지스터; 및
상기 제3 정방향 전류 트랜지스터의 소스단자와 상기 접지 전압 사이에 형성되는 정방향 전류 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압-전류 발생회로.
The method of claim 1, wherein the forward current generator
forward current node;
A PMOS-type first forward current transistor formed between a power supply voltage and the forward current node and gated by the forward current node, the first forward current transistor comprising: the first forward current transistor through which the forward current flows;
a second forward current transistor of the PMOS type formed between the power supply voltage and the forward current preliminary stage and gated by the forward current node;
a third forward current transistor of an NMOS type having a drain terminal connected to the forward current node and gated by the forward current preliminary stage;
a fourth forward current transistor of the NMOS type formed between the forward current preliminary terminal and the ground voltage and gated by the forward current preliminary terminal; and
and a forward current resistance formed between the source terminal of the third forward current transistor and the ground voltage.
 제2항에 있어서, 상기 기준 전압 발생부는
상기 정방향 전류량를 미러링하여 상기 기준 전압 노드로 제공하기 위하여 상기 전원 전압과 상기 기준 전압 노드 사이에 형성되며, 상기 정방향 전류 노드에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 기준 미러링 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압-전류 발생회로.
The method of claim 2, wherein the reference voltage generator
Reference characterized in that it further comprises a PMOS type reference mirroring transistor formed between the power supply voltage and the reference voltage node and gated by the forward current node in order to provide the reference voltage node by mirroring the forward current amount. Voltage-current generation circuit.
 제2항 있어서, 상기 부방향 전류 발생부는
부방향 전류 노드;
상기 전원 전압과 상기 부방향 전류 노드 사이에 형성되며, 상기 부방향 전류 노드에 의하여 게이팅되는 피모스 타입의 제2 부방향 전류 트랜지스터를 더 구비하며,
상기 제1 부방향 전류 트랜지스터는
드레인 단자가 상기 부방향 전류 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 기준 전압-전류 발생회로.
The method of claim 2, wherein the negative current generating unit
negative current node;
a second negative current transistor of the PMOS type formed between the power supply voltage and the negative current node and gated by the negative current node;
The first negative current transistor is
A reference voltage-current generating circuit, characterized in that a drain terminal is connected to the negative current node.
 제4항 있어서, 상기 기준 전류 발생부는
상기 정방향 전류량를 미러링하여 기준 전류 예비단에 제공하는 제1 기준 전류 미러링 수단;
상기 부방향 전류량를 미러링하여 상기 기준 전류 예비단에 제공하는 제2 기준 전류 미러링 수단; 및
상기 기준 전류 예비단과 상기 접지 전압 사이에 형성되는 기준 전류 소싱 수단으로서, 상기 제1 기준 전류 미러링 수단 및 상기 제2 기준 전류 미러링 수단 각각에 의하여 미러링되는 상기 정방향 전류량과 상기 부방향 전류량을 합하여 상기 기준 전류를 발생하는 상기 기준 전류 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압-전류 발생회로.5. The method of claim 4, wherein the reference current generator
a first reference current mirroring means for mirroring the forward current amount and providing it to a reference current preliminary stage;
a second reference current mirroring means for mirroring the negative current amount and providing it to the reference current preliminary stage; and
A reference current sourcing means formed between the reference current preliminary stage and the ground voltage, the positive current amount mirrored by the first reference current mirroring means and the second reference current mirroring means, respectively, and the negative current amount are added to the reference current and the reference current generating means for generating a current.
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WO2023287231A1 (en) 2021-07-14 2023-01-19 주식회사 엘지에너지솔루션 Airtight container for battery cells
KR102594299B1 (en) * 2022-06-14 2023-10-26 주식회사 피델릭스 Reference voltage generating circuit for swiftly controlling reference voltage to target level in enable timing

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