KR20230112326A - 온도 변화에도 기준 전류 혹은 기준 전압을 생성하는 반도체 장치 - Google Patents

온도 변화에도 기준 전류 혹은 기준 전압을 생성하는 반도체 장치 Download PDF

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권찬근
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Abstract

본 기술은 온도경향성이 서로 다른 복수의 전류원, 복수의 전류원에서 출력된 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절하기 위한 제1 조절기(TRIMMER), 및 합산 배율을 조절하며 복수의 전류를 합산하는 혼합기(MIXER)를 포함하는 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT)를 제공한다.

Description

온도 변화에도 기준 전류 혹은 기준 전압을 생성하는 반도체 장치{SEMICONDUTOR DEVICE FOR GENERATING A REFERENCE CURRENT OR VOTLAGE IN A TEMPERATURE CHANGE}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 온도 변화에도 기준 전류 혹은 기준 전압을 생성할 수 있는 장치에 관한 것이다.
반도체 장치는 PVT 변화에도 안정적으로 동작하도록 설계될 수 있다. 여기서, PVT 변화(Process, Voltage, Temperature variation)에는 반도체 장치의 공정상의 원인으로 PMOS/NMOS의 속도가 다르게 나오는 현상인 공정 변화(Process variation), 반도체 장치 내 은 온도에 따라서 PMOS/NMOS의 속도가 변화하는 현상인 온도 변화(Temperature variation), 및 반도체 장치에 공급되는 전압에 따라서 PMOS/NMOS의 속도가 변화하는 현상인 전압 변화(Voltage variation)를 포함할 수 있다.
밴드갭 레퍼런스(BANDGAP REFERENCE)는 아날로그 시스템과 디지털 시스템에서 중요한 부분으로 기준 전압원이나 기준 전류원으로 사용되고 있다. 아날로그 시스템과 디지털 시스템의 전원 전압은 공정기술의 발달로 점점 낮아지고 있다. 아날로그 시스템과 디지털 시스템에 사용되는 밴드갭 레퍼런스는 저전압에서 온도 변화를 보상하도록 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 장치의 온도 변화를 보상하여 안정적인 동작을 지원하는 장치를 제공할 수 있다. 또한, 온도 변화를 보상하는 반도체 장치는 메모리 장치에 저장되는 데이터를 안전하게 보호하고 신속하게 처리할 수 있는 메모리 시스템 혹은 데이터 처리 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예들은 밴드갭 레퍼런스 회로, 밴드갭 레퍼런스 회로를 포함하는 클록 신호 생성기, 밴드갭 레퍼런스 회로를 포함하는 전원 회로, 클록 신호 생성기 혹은 전원 회로를 포함하는 반도체 장치, 반도체 장치를 포함하는 메모리 시스템, 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT)는 온도경향성이 서로 다른 복수의 전류원; 상기 복수의 전류원에서 출력된 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절하기 위한 제1 조절기(TRIMMER); 및 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전류를 합산하는 혼합기(MIXER)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 클록 신호 생성기(Clock Generator)는 온도경향성이 서로 다른 복수의 전류원에서 출력된 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절한 후, 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전류를 합산하여 기준 전류를 출력하는 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT); 및 상기 기준 전류를 기준으로 클록 신호를 생성하는 발진기(Oscillator)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 회로(Power Circuit)는 온도경향성이 서로 다른 복수의 전압원에서 출력된 복수의 전압의 크기를 서로 동일하게 조절한 후, 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전압을 합산하여 기준 전압을 출력하는 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT); 및 상기 기준 전압을 바탕으로, 외부 전압을 내부 전압으로 변경하는 조정기(regulator)를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치는 저전압 환경에서 온도 변화를 보상할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치는 메모리 시스템 혹은 데이터 처리 시스템이 안정적인 동작을 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클록 신호 생성기를 설명한다.
도 4는 도 3에 설명한 클록 신호 생성기의 동작을 설명한다.
도 5는 도 3에 설명한 전류원을 설명한다.
도 6은 온도 경향성이 다른 복수의 전류원을 포함하는 기준 전류 생성 장치를 설명한다.
도 7은 도 6에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 동작을 설명한다.
도 8은 도 6에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 온도 별 특성을 설명한다.
도 9는 도 6에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 온도 변화에 대한 보상이 제조 공정 변화에 따라 달라지는 것을 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클록 신호 생성기를 설명한다.
도 11은 도 10에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 일 예를 설명한다.
도 12는 도 10에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 다른 예를 설명한다.
도 13은 도 10에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 온도 변화에 대응하는 효과를 설명한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명한다.
도 1을 참조하면, 메모리 시스템(10)은 컨트롤러(30) 및 메모리 장치(50)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 시스템(10)은 클록 신호 생성기(20)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 메모리 장치(150)와 컨트롤러(130)는 기능적으로 구분되는 구성요소일 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 메모리 장치(150)와 컨트롤러(130)는 하나의 반도체 장치 칩(chip) 혹은 복수의 반도체 장치 칩(chip)을 통해 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 높은 집적도가 요구되는 메모리 시스템(10)의 경우, 메모리 장치(50)와 컨트롤러(30)는 하나의 반도체 장치 칩(chip)으로 구성될 수도 있다.
컨트롤러(30)와 메모리 장치(50)는 적어도 하나의 데이터 패스(path)를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 데이터 패스(path)는 채널(CH[0:n]) 혹은 웨이(way)등을 포함할 수 있다. 또한 데이터 패스(path)는 복수의 라인(lines)으로 구성되어 동시에 여러 데이터를 송수신할 수도 있다. 컨트롤러(30)는 메모리 장치(50)에 데이터를 저장하거나, 메모리 장치(50)에 저장된 데이터를 출력하기 위한 동작을 제어, 관리할 수 있다.
메모리 장치(50)는 복수의 비휘발성 메모리 셀 혹은 복수의 휘발성 메모리 셀을 포함할 수 있다. 메모리 장치(50)는 메모리 셀이 포함된 적어도 하나의 다이(die)를 포함할 수 있다. 메모리 장치(50)는 컨트롤러(30)와의 데이터 통신을 수행하기 위한 데이터 송수신 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(30)와 메모리 장치(50)는 데이터 입출력을 위해 Open NAND Flash Interface(ONFi), 토글(toggle) 모드 등을 지원할 수 있다. 예를 들면, ONFi는 8-비트 혹은 16-비트의 단위 데이터에 대한 양방향(bidirectional) 송수신을 지원할 수 있는 신호선을 포함하는 데이터 경로(예, 채널, 웨이 등)를 사용할 수 있다. 컨트롤러(30)와 메모리 장치(50) 사이의 데이터 통신은 비동기식 SDR(Asynchronous Single Data Rate), 동기식 DDR(Synchronous Double Data Rate) 및 토글 DDR(Toggle Double Data Rate) 중 적어도 하나에 대한 인터페이스(interface)를 지원하는 장치를 통해 수행될 수 있다.
클록 신호 생성기(20)는 컨트롤러(30) 및 메모리 장치(50)에 클록 신호(CLK)를 공급할 수 있다. 실시예에 따라, 클록 신호 생성기(20)는 외부 장치로부터 클록 신호를 수신한 후, 수신한 클록 신호를 변조, 변경하여 클록 신호(CLK)를 출력할 수 있다. 다른 실시예에서는, 외부 장치로부터 클록 신호를 수신하지 않고, 전원이 인가되면, 클록 신호 생성기(20)가 클록 신호(CLK)를 생성하여 출력할 수 있다. 도 1을 참조하면, 클록 신호 생성기(20)는 컨트롤러(30)와 분리되어 있으나, 실시예에 따라 클록 신호 생성기(20)는 컨트롤러(30) 내에 포함될 수도 있다.
클록 신호(CLK)는 컨트롤러(30)와 메모리 장치(50)에서 동작을 수행하는 기준(reference)로 사용될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(30)가 메모리 장치(50)로 데이터를 전달할 때, 클록 신호(CLK)에 대응하여 주기마다 데이터를 전송하거나 반 주기마다 데이터를 전송할 수 있다. 메모리 장치(50)가 데이터를 읽거나 저장하는 동작을 수행할 때, 해당 동작에 대한 동작 마진(margin)은 클록의 주기(예, 3 cycles, 4 cycles, … 10 cycles 등등)로 설정될 수 있다. 클록 신호(CLK)는 메모리 시스템(10)에서 수행되는 동작, 혹은 동작의 활성화 혹은 비활성화 등등에 영향을 줄 수 있다.
메모리 시스템(10)은 반도체 장치의 일종으로, PVT 변화에도 영향을 받을 수 있다. 메모리 시스템(10)이 PVT 변화에도 안정적으로 동작하기 위해서는, 클록 신호 생성기(20)에서 출력되는 클록 신호(CLK)가 PVT 변화에도 안정적이고 일관적이어야 한다. 이를 위해, 클록 신호 생성기(20)는 밴드갭 레퍼런스(BANDGAP REFERENCE) 회로(22) 및 오실레이터(24)를 포함할 수 있다.
밴드갭 레퍼런스 회로(22)는 PVT 변화에도 안정적이고 일관적인 클록 신호(CLK)를 생성하기 위한 기준 전류 혹은 기준 전압을 출력할 수 있다. 오실레이터(24)는 밴드갭 레퍼런스 회로(22)에서 출력된 기준 전류 혹은 기준 전압에 대응하여 기 설정된 주기를 가지는 클록 신호(CLK)를 출력할 수 있다. 클록 신호 생성기(20)의 구성과 동작은 도 3 및 도 10을 참조하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다.
도 1을 참조하면, 반도체 장치의 칩(chip, 60)은 특정한 기능을 수행할 수 있도록 전기 소자 및 회로 등을 포함할 수 있다. 반도체 장치의 칩(chip, 60)은 복수의 핀 혹은 패드를 포함할 수 있고, 복수의 핀 혹은 패드를 통해 전원 전압, 데이터, 명령어, 혹은 각종 제어 신호 등을 입력 받거나 출력할 수 있다. 반도체 장치의 칩(60) 내부에 설계된 회로나 전기 소자 들은 설계 목적에 따라 달라질 수 있으며, 칩에 포함된 복수의 핀 혹은 패드의 수 역시 설계에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(10), 메모리 장치(50), 혹은 컨트롤러(30)는 반도체 장치의 칩(60)으로 구현될 수 있다.
복수의 핀 혹은 패드는 기 설정된 용도에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 핀 혹은 패드 중 특정 핀 혹은 패드가 데이터의 입출력을 위해 사용되도록 설정된 경우, 해당 핀 혹은 패드에는 데이터에 대응하는 전기 신호(예, 특정 전압의 범위에서 스윙하는 파형)가 전달될 수 있다. 또한, 특정 핀 혹은 패드에 전원 전압이 인가되는 경우, 해당 특정 핀 혹은 패드는 반도체 장치의 칩 내부에 포함된 내부 구성 요소들의 동작을 위해 사용되는 전원 전압을 수신하는 용도로 사용될 수 있다.
사용자들의 니즈(needs)를 만족시키기 위한 메모리 시스템 혹은 프로세서 등과 같은 반도체 장치는 보다 빠른 속도로 동작하면서 보다 저전력을 소비하는 형태로 발전하고 있다. 이를 위해서는 하나의 반도체 장치의 칩에 다양한 기능을 수행하는 회로 혹은 모듈 들이 포함되는 것이 유리하다. 복수의 기능을 수행하는 복수의 회로, 모듈 혹은 구성 요소들이 각각 다른 반도체 칩(chip)으로 형성되면, 회로, 모듈 혹은 구성 요소 간 데이터, 신호를 전달하는 과정에서 지연, 노이즈 등이 발생할 수 있어, 메모리 시스템 혹은 프로세서 등의 동작 성능이 저하될 수 있다. 최근에는 하나의 반도체 장치의 칩에 다양한 회로, 모듈 혹은 구성 요소들이 포함되도록 설계되고 있으며, 이를 통해 반도체 장치의 성능을 향상시키고, 집적도를 높일 수 있다.
반도체 장치의 칩(chip, 60)에 복수의 회로, 모듈 혹은 구성 요소들이 포함되면서, 칩 내부에 전기적 부하(load)의 변동이 커질 수 있다. 도 2를 참조하면, 칩 내부에 배치된 복수의 회로, 모듈 혹은 구성 요소들의 동작을 위해, 반도체 장치의 칩에 포함된 핀 혹은 패드를 통해 전원 전압(VCC) 및 접지 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 반도체 장치의 칩(chip, 60)은 전원 전압(VCC)이 인가되는 핀 혹은 패드, 핀 혹은 패드를 통해 전달된 외부 전원 전압(VCCE, external VCC) 및 외부 접지 전압(VSSE)을 기초로 내부 전원 전압(VCCI, internal VCC) 및 내부 접지 전압(VSSI)을 출력하는 전원 회로(power circuit, 80) 및 내부 전원 전압으로 구동되는 구성 요소(70)를 포함할 수 있다.
전원 회로(80)는 전압 레귤레이터(82) 및 전압 센서(84)를 포함할 수 있다. 전압 레귤레이터(voltage regulator, 82)는 메모리 시스템(10)과 같은 전자 장치에 안정적인 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 전압 레귤레이터는 선형 레귤레이터(linear regulator)와 스위칭 레귤레이터(switching regulator)로 분류될 수 있다. 스위칭 레귤레이터의 예로서, 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)를 들 수 있다. 직류-직류 변환기는 높은 변환 효율을 갖지만, 직류-직류 변환기의 출력 전압은 선형 레귤레이터의 출력 전압에 비해 많은 노이즈를 포함할 수 있다. 선형 레귤레이터의 예로는 로우-드랍아웃(Low-dropout, LDO) 레귤레이터가 있다. LDO 레귤레이터는 낮은 변환 효율을 갖지만, 빠른 응답 속도를 가질 수 있다. 또한, LDO 레귤레이터의 출력 전압은 직류-직류 변환기의 출력 전압에 비해 작은 양의 노이즈를 포함할 수 있다. LDO 레귤레이터는 노이즈에 민감한 장치 또는 높은 성능으로 구동되어야 하는 장치에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 고속으로 동작하는 메모리 시스템(10)의 경우, 직류-직류 변환기의 단점을 보완하기 위해 LDO 레귤레이터가 사용될 수 있다. 전압 레귤레이터(82)는 외부 전원 전압(VCCE, external VCC)을 기초로 내부 전원 전압(VCCI, internal VCC)을 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 도 2에서 설명하는 구성 요소(220)는 도 1에서 설명한 메모리 장치(50)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비휘발성 메모리 셀을 포함하는 메모리 장치(50)는 복수의 메모리 블록 및 전압 공급 회로를 포함할 수 있다. 메모리 블록 및 전압 공급 회로을 통해 수행되는 동작에 따라, 구성 요소(70)의 전기적 부하(load)는 달라질 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 구성 요소(70)는 컨트롤러(30) 내 적어도 일부의 모듈 혹은 회로를 포함할 수도 있다. 구성 요소(70)의 설계 혹은 동작으로 인해, 과부하(overloads) 혹은 과전류(overcurrent)가 발생하는 경우, 내부 전원 전압(VCCI) 혹은 내부 접지 전압(VSSI)에 변동이 발생할 수 있다.
전압 센서(84)는 내부 전원 전압(VCCI) 혹은 내부 접지 전압(VSSI)의 변동을 감지할 수 있다. 구성 요소(70)의 동작으로 인해, 반도체 장치의 칩(chip, 60) 내부의 서로 다른 위치 혹은 특정 위치에서 내부 접지 전압(VCCI)이 변동되는 현상이 발생할 수 있다. 구성 요소(70)의 전원(Power)으로 사용되는 내부 전원 전압(VCCI)은 내부 접지 전압(VSSI)과의 전위 차이로 결정될 수 있다. 하지만, 내부 접지 전압(VSSI)이 항상 0V의 레벨이 아닌 -500mV에서 500mV의 범위 혹은 그 이상의 범위로 변화하는 경우, 구성 요소(70)의 전원(Power)은 기 설정된 크기와 상이해질 수 있다.
만약 전압 레귤레이터(82)이 내부 접지 전압(VSSI)의 변동과 무관하게 내부 전원 전압(VCCI)을 생성하는 경우, 전압 레귤레이터(82)의 출력인 내부 전원 전압(VCCI)의 전위도 정상적이지 않을 수 있다. 예를 들면, 전압 레귤레이터(82)가 외부 접지 전압(VSSE)을 기준으로 5V인 내부 전원 전압(VCCI)을 출력했는데, 내부 접지 전압(VSSI)이 1V라면 구성 요소(220)에 인가되는 전원인 내부 전원 전압(VCCI)과 내부 접지 전압(VSSI)의 전위 차이는 4V가 된다. 실질적으로 반도체 장치의 칩(60) 내 구성 요소(70)에는 4V의 동작 전압이 인가되는 것과 같고, 구성 요소(70)의 동작이 불안정해질 수 있다.
실시예에 따라, 전압 레귤레이터(82)는 내부 접지 전압(VSSI)에 대응하여 내부 전원 전압(VCCI)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 전압 레귤레이터(82)는 입력되는 전원 전압(VCCE)을 환경 변화로부터 독립된 기준 전압과 내부 접지 전압(VSSI)의 합에 대응하여 전달하여 내부 전원 전압(VCCI)을 출력할 수 있다. 여기서 환경 변화는 반도체 장치의 칩(60) 내부의 프로세스, 전압, 온도(Process-Voltage-Temperature, PVT)의 변화를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전압 레귤레이터(82)는 기준 전압(Vref)과 내부 접지 전압(VSSI)을 합할 수 있는 덧셈기 회로를 포함할 수 있다. 기준 전압(Vref)과 내부 접지 전압(VSSI)을 합에 대응하여 내부 전원 전압(VCCI)을 출력하는 과정에서, 전압 레귤레이터(82)는 구성 요소(220)와 연결되는 내부 접지 전압(VSSI)의 변화를 추적(tracking)하여 적용할 수 있다.
도 2를 참조하면, PVT 변화에도 안정적인 내부 전원 전압(VCCI)을 출력하는 전압 레귤레이터(82)는 밴드갭 레퍼런스 회로(92)와 조정기(91)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 밴드갭 레퍼런스 회로(92)는 PVT 변화에도 안정적인 기준 전압을 출력할 수 있다. 조정기(91)는 밴드갭 레퍼런스 회로(92)에서 출력되는 안정적인 기준 전압을 바탕으로 내부 전원 전압(VCCI)을 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 밴드갭 레퍼런스 회로(92)는 도 1에서 설명한 밴드갭 레퍼런스 회로(22)와 유사하게 설계될 수 있다.
한편, 전원 회로(80)는 비휘발성 메모리 장치 혹은 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템(10)에 적용될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 전원 회로(80)는 휘발성 메모리 장치 혹은 휘발성 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템에도 적용될 수 있다. 한편, 전원 회로는 특정 목적에 따라 설계된 프로세서, 시스템 IC 등에도 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클록 신호 생성기(100)를 설명한다.
도 3을 참조하면, 클록 신호 생성기(100)는 이완 발진기(Relaxation Oscillator)를 이용하여 도 1에서 설명한 메모리 시스템(10) 등에서 사용되는 클록 신호(CLK)를 생성할 수 있다. 이완 발진기(Relaxation Oscillator)는 구형파 등과 같은 사인파가 아닌 파형(예, 삼각파 등)을 만들어 낼 수 있다. 예를 들어, 클록 신호 생성기(100)에 내부 전원 전압(VCCI)이 인가되면, 인에이블 소자(150)와 전류원(110)을 통해 전류가 흐르고, 캐패시터(140)와 연결된 노드에서 발진 전압(VOSC)이 생성될 수 있다.
비교기(120)는 발진 전압(VOSC)과 기준 전압(VREF)을 비교하여, 비교 결과를 출력하고, 비교기(120)의 비교 결과에 대응하여 인에이블 소자(150)는 리셋 신호(Reset)에 의해 턴 오프(turn off)될 수 있다. 또한, 비교기(120)의 결과는 플립 플롭(F/F, 130)의 클록단(CK)에 인가된다. 플립 플롭(130)의 입력단(D)과 출력단(QN)은 피드백 루프로 연결되어 있어, 플립 플롭(130)은 비교기(120)의 결과에 대응하여 출력 결과를 반전시킬 수 있다. 예를 들면, 플립 플롭(130)의 출력 결과(MCCK)는 논리 로우 레벨에서 논리 하이 레벨로 전환되거나 그 반대로 전환될 수 있다. 이러한 출력 결과(MCCK)는 클록 신호(CLK)로서 사용될 수 있다.
도 4는 도 3에 설명한 클록 신호 생성기(100)의 동작을 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 내부 전원 전압(VCCI)이 인가되면 인에이블 소자(150) 및 전류원(110)에 대응하는 전류가 흐르고, 전류가 흐르면 캐패시터(140)에 전하가 충전될 수 있다. 캐패시터(140)에 전하가 충전되면서 발진 전압(VOSC)의 레벨은 변하게 된다.
비교기(120)는 발진 전압(VOSC)과 기준 전압(VREF)을 비교할 수 있다. 기준 전압(VREF)은 일정한 전압 레벨을 가지고 있지만, 발진 전압(VOSC)의 레벨은 변하게 된다. 비교기(120)는 발진 전압(VOSC)의 레벨이 변하면서 기준 전압(VREF)의 일정한 전압 레벨보다 낮아지면, 비교기(120)의 비교 결과가 달라진다. 비교기(120)의 비교 결과는 리셋 신호(Reset)로서 인에이블 소자(150)를 제어할 수 있다. 리셋 신호(Reset)에 의해 인에이블 소자(150)가 턴 오프되면, 캐패시터(140)에 충전된 전하에 의해 발진 전압(VOSC)의 레벨이 상승하고, 기준 전압(VREF)의 레벨보다 높아지게 된다. 비교기(120)의 비교 결과가 변하면, 리셋 신호(Reset)가 변한다. 내부 전원 전압(VCCI)이 인가되면 발진 전압(VOSC)의 레벨은 다시 변하게 된다.
리셋 신호(Reset)는 플립 플롭(130)의 클록단(CK)에 인가되고, 플립 플롭(130)은 리셋 신호에 대응하여 출력(MCCK)을 반전시킬 수 있다. 플립 플롭(130)의 출력(MCCK)은 클록 신호(CLK)로서 사용될 수 있다.
도 5는 도 3의 클록 신호 생성기(100)에서 온도 변화에 대응하는 보상을 설명한다.
도 3에서 설명한 클록 신호 생성기(100)가 포함하는 이완 발진기(Relaxation Oscillator) 구조는 온도 변화에도 비교적 안정적인 발진 전압(VOSC)을 생성할 수 있는데, 이를 위해 온도 변화에 따른 클록 신호 생성기(100)의 내부 저항 변화를 보상하기 위한 설계가 필요한다.
내부 전원 전압(VCCI)과 접지 전압 사이에 배치된 전류원(110)에 포함되는 저항값은 도 5에서 설명한 것과 같이 표현할 수 있다. 내부 전원 전압(VCCI)과 접지 전압 사이에 배치된 전류원(110) 혹은 다른 소자들이 가지는 저항값은 제1 저항(R1) 및 프로세스 변화에 따른 변수((W/L)2)와 제2 저항(R2)으로 간주할 수 있다. 비교기(120)를 통해 내부 전원 전압(VCCI)과 접지 전압 사이에 배치된 전류원(110)에 의해 변화하는 발진 전압(VOSC)은 밴드갭 레퍼런스 회로(22)에서 출력되는 기준 전압(VREF)과 비교될 수 있다.
제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)은 온도 변화에 따라 값이 달라질 수 있고, 온도 변화에 따른 영향을 줄이기 위해서는 기준 전압(VREF)을 생성하는 밴드갭 레퍼런스 회로(22)에 포함된 제3 저항(R3)을 통해 온도 변화에 따른 보상(compensation)을 설정할 수 있다.
클록 신호 생성기(100) 내 오실레이터(24)에 대해 온도 변화를 통한 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)을 확인할 수 있다. 예를 들면, 70도, 60도, 50도, 40도 등의 온도에서 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)을 산출하면, 클록 신호 생성기(100)를 포함하는 메모리 시스템(10)이 안정적인 동작을 보장하는 온도 범위에서 온도 변화에 따른 보상값을 설정할 수 있다. 만약 메모리 시스템(10)이 영하 30도에서 영상 100도의 온도 범위에서 안정적인 동작을 수행할 수 있어야 한다면, 해당 온도 범위를 기 설정된 범위로 구분하여 온도 변화에 따른 보상값 변화를 추적할 수 있다. 이렇게 얻어진 보상값을 반영하는 제3 저항(R3)을 결정하면, 클록 신호 생성기(100)는 온도 변화에도 안정적인 클록 신호(CLK)를 생성할 수 있다.
도 6은 온도 경향성이 다른 복수의 전류원을 포함하는 기준 전류 생성 장치를 설명한다.
도 6을 참조하면, 기준 전류 생성 장치(160)는 복수의 전류원을 포함할 수 있다. 기준 전류 생성 장치(160)가 생성하는 두 가지의 전류는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)이다. 제1 전류(I_PTAT)를 생성하는 전류원으로 잘 알려진 위들러 전류원(Widlar current source)은 전원 전압의 레벨에 둔감한 성향을 가지지만, 온도에 비례하는 특성(Proportional To Absolute Temperature, PTAT)을 가질 수 있다. 또한, 제2 전류(I_CTAT)를 생성하는 전류원인 정전류원 회로(constant current source circuit)는 전원 전압의 레벨에 둔감한 성향을 가지지만, 온도에 상보적인 특성(Complementary To Absolute Temperature, CTAT)을 가질 수 있다. 온도 변화에 대응하여 서로 다른 특성을 가지는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)을 합하면, 온도 변화에 따른 경향성을 조정할 수 있다. 도 7를 참조하여, 온도 변화에 따른 경향성을 조정하는 예를 설명한다.
도 7은 도 6에서 설명한 기준 전류 생성 장치(160)의 동작을 설명한다.
도 7을 참조하면, 기준 전류 생성 장치(160)가 생성하는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)을 여러 가지 배율(weighting)로 조절하면, 온도 변화에 따라 서로 다른 결과를 얻을 수 있다.
도 7에서는 4가지의 예를 설명한다. 먼저, 제1 옵션(Opt0)은 제1 전류(I_PTAT)에 4배를 곱하여 얻은 값과 제2 전류(I_CTAT)에 0배를 곱하여 얻은 값을 더하여 구할 수 있다. 제2 옵션(Opt1)은 제1 전류(I_PTAT)에 3배를 곱하여 얻은 값과 제2 전류(I_CTAT)에 1배를 곱한 값을 더하여 구할 수 있다. 제3 옵션(Opt2)은 제1 전류(I_PTAT)에 2배를 곱하여 얻은 값과 제2 전류(I_CTAT)에 2배를 곱한 값을 더하여 구할 수 있다. 제4 옵션(Opt3)은 제1 전류(I_PTAT)에 1배를 곱하여 얻은 값과 제2 전류(I_CTAT)에 3배를 곱한 값을 더하여 구할 수 있다. 제1 옵션(Opt0) 내지 제4 옵션(Opt3)이 교차하는 온도(Tcross)가 있을 수 있다. 제1 옵션(Opt0) 내지 제4 옵션(Opt3)이 교차하는 온도(Tcross)는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 같은 온도일 수 잇다.
기준 전류 생성 장치(160)에서는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)을 더하는 것과 곡률 보정이 동시에 행해질 수 있어서, 기준 전류 생성 장치(160)에 포함되는 연산증폭기 및 전류 미러의 수를 줄일 수 있어, 공정 변화에 따른 영향을 줄일 수 있다. 하지만, 공정 변화에 따라 제1 옵션(Opt0) 내지 제4 옵션(Opt3)이 교차하는 온도(Tcross)가 일정하지 못한 경우, 기준 전류 생성 장치(160)를 반도체 장치에 적용하기 어려워질 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 기준 전류 생성 장치(160)에 가변 저항을 포함시킬 수 있다.
도 8은 도 6에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 온도 별 특성을 설명한다.
도 8을 참조하면, 기준 전류 생성 장치에서 생성된 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 같아지는 온도(Tcross)가 50도일 수 있다. 이후, 기준 전류 생성 장치가 동작하는 환경으로의 온도를 조정하여 다른 온도인 70도에서 온도 변화에 따라 조정되는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 10μA 정도 일 수 있다. 50도와 70도에서의 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 차이를 바탕으로, 온도 변화에 대한 경향성을 추정할 수 있다. 이후, 기준 전류 생성 장치가 동작하는 환경으로의 온도를 다시 조정하여 영하 10도로 설정할 수 있고, 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 변화를 조정하기 위한 보상값을 알아낼 수 있다.
동작 환경으로 복수의 온도에서의 보상값을 확인하고, 온도 경향성이 일정한 경우에는 기준 전류 생성 장치는 온도가 변화하더라도 일정한 양의 기준 전류를 생성하기에 용이할 수 있다. 하지만, 복수의 온도에서의 보상값을 확인한 후, 온도 경향성이 일정하지 않은 경우에는 기준 전류 생성 장치가 온도의 변화에 따라 일정한 양의 기준 전류를 생성하기에 용이하지 않을 수도 있다.
도 7에서 설명한 것과 같이, 기준 전류 생성 장치에 가변 저항을 포함시켜 온도 변화에 대응하여 온도 경향성을 반영하는 경우, 온도 경향성이 일정하지 않은 경우에는 온도 변화에 대응하여 일정한 양의 기준 전류를 생성하기 어려울 수 있다. 또한, 온도 변화에 대응하는 보상값이 기준 전류 생성 장치의 제조 공정 변화로 인해 달라질 수도 있다.
도 9는 도 6에서 설명한 기준 전류 생성 장치의 온도 변화에 대한 보상이 제조 공정 변화에 따라 달라지는 것을 설명한다.
도 9를 참조하면, 기준 전류 생성 장치를 설계, 제조할 때 온도 변화에 대한 보정값을 추정할 수 있다. 예를 들어, 70도에서 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 10μA로 같아지도록 기준 전류 생성 장치를 설계할 수 있다. 하지만, 기준 전류 생성 장치의 프로세스 변화에 따라 설계한 목표치와는 다른 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 기준 전류 생성 장치를 제조한 후 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 같은 온도가 50도에서 12μA일 수 있다. 또 다른 예에서는 기준 전류 생성 장치를 제조한 후 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 같은 온도가 70도에서 11μA일 수 있다. 또 다른 예에서는 기준 전류 생성 장치를 제조한 후 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 같은 온도가 90도에서 8μA일 수 있다. 기준 전류 생성 장치의 설계를 통해 추정된 목표치와 실제 프로세스, 제조 공정에서의 변화로 인해 전술한 바와 같은 다양한 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 온도 변화에 대응하여 보상값을 정확하게 설정하기 위해, 온도 변화에 대응하는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 경향을 정확하게 반영하기 위한 구조를 가질 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류 생성 장치는 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)를 동일하게 하기 위한 제1 조정 수단, 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)를 더하기 전 배율(weighting)을 조정하기 위한 제2 조정 수단, 및 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)를 합한 값을 조정하기 위한 제3 조정 수단을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클록 신호 생성기를 설명한다.
도 10을 참조하면, 클록 신호 생성기(300)는 도 3에서 설명한 클록 신호 생성기(100)와 유사한 구성 요소를 포함할 수 있다. 클록 신호 생성기(300)는 이완 발진기(Relaxation Oscillator)를 이용하여 도 1에서 설명한 메모리 시스템(10) 등에서 사용되는 클록 신호(CLK)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 클록 신호 생성기(300)에 내부 전원 전압(VCCI)이 인가되면, 인에이블 소자(350)와 제1 전류원(310, IPC1)을 통해 전류가 흐르고, 캐패시터(340)와 연결된 노드에서 발진 전압(VOSC)이 생성될 수 있다.
비교기(320)는 발진 전압(VOSC)과 기준 전압(VREF)을 비교하여, 비교 결과를 출력하고, 비교기(320)의 비교 결과에 대응하여 인에이블 소자(350)는 리셋 신호(Reset)에 의해 턴 오프(turn off)될 수 있다. 또한, 비교기(320)의 결과는 플립 플롭(F/F, 330)의 클록단(CK)에 인가된다. 플립 플롭(330)의 입력단(D)과 출력단(QN)은 피드백 루프로 연결되어 있어, 플립 플롭(330)은 비교기(320)의 결과에 대응하여 출력 결과를 반전시킬 수 있다. 예를 들면, 플립 플롭(330)의 출력 결과(MCCK)는 논리 로우 레벨에서 논리 하이 레벨로 전환되거나 그 반대로 전환될 수 있다. 이러한 출력 결과(MCCK)는 클록 신호(CLK)로서 사용될 수 있다.
클록 신호 생성기(300)는 비교기(320)에 입력되는 기준 전압(VREF)을 생성하는 기준 전압 생성기(360)를 포함할 수 있다. 기준 전압 생성기(360)는 내부 전원 전압(VCCI)과 접지 전압 사이에 저항(R)과 제2 전류원(IPC2)를 포함할 수 있다. 기준 전압 생성기(360)의 구체적인 구성은 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11은 도 10에서 설명한 기준 전류 생성 장치(360)의 일 예를 설명한다.
도 11을 참조하면, 기준 전류 생성 장치(360)는 복수의 전류를 생성하는 복수의 전류원(410, 420)을 포함할 수 있다. 제1 전류원(410)은 전원 전압의 레벨에 둔감한 성향을 가지지만, 온도에 상보적인 특성(Complementary To Absolute Temperature, CTAT)을 가지는 제3 전류(ICTAT)를 생성할 수 있다. 제2 전류원(420)은 전원 전압의 레벨에 둔감한 성향을 가지지만, 온도에 비례하는 특성(Proportional To Absolute Temperature, PTAT)을 가지는 제4 전류(IPTAT)를 생성할 수 있다.
기준 전류 생성 장치(360)는 제3 전류(ICTAT)의 크기를 조정하는 제1 조정기(430)를 포함할 수 있다. 제1 조정기(430)는 제1 온도에서 제3 전류(ICTAT)의 크기가 제4 전류(IPTAT)의 크기와 같아지도록 제3 전류(ICTAT)를 조정할 수 있다. 예를 들면, 제1 조정기(430)는 기준 전류 생성 장치(360)의 설계에 대응하여 제1 전류(I_PTAT)와 제2 전류(I_CTAT)의 크기가 같은 온도(Tcross)의 보상값을 반영할 수 있다.
기준 전류 생성 장치(360)는 제1 조정기(430)를 통해 조정된 제3 전류(ICTAT)와 제2 전류원(420)에서 출력된 제4 전류(IPTAT)를 비교하는 비교기(440)를 포함할 수 있다. 비교기(440)는 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 크기를 비교하여 비교 결과(CR)를 출력할 수 있다. 비교 결과(CR)는 제1 온도에서 제1 조정기(430)를 통해 조정된 제3 전류(ICTAT)의 조정이 완료되었는 지를 확인할 수 있는 지시자 혹은 플래그(flag)로서 사용될 수 있다.
기준 전류 생성 장치(360)는 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)를 합할 수 있는 믹서(mixer, 450)를 포함할 수 있다. 믹서(450)는 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)를 합하기 위한 합산기(480)를 포함할 수 있다. 한편, 믹서(450)는 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)를 단순히 합하는 것이 아니라, 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)에 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 서로 다른 배율(weighting)을 적용하여 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)가 동일해지도록 조정한 후 합할 수 있다. 이를 위해, 믹서(450)는 제2 온도에서 제3 전류(ICTAT)를 조정할 수 있는 제2 조정기(460) 및 제2 온도에서 제4 전류(IPTAT)를 조정할 수 있는 제3 조정기(470)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제2 조정기(460)와 제3 조정기(470)는 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)에서 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)가 차지하는 비율을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 조정기(460)가 제3 전류(ICTAT)를 70%로 조정하면, 제3 조정기(470)는 제4 전류(IPTAT)를 30%(=100%-70%)로 조정할 수 있다. 또한, 제2 조정기(460)가 제3 전류(ICTAT)를 45%로 조정하면, 제3 조정기(470)는 제4 전류(IPTAT)를 55%(=100%-45%)로 조정할 수 있다.
기준 전류 생성 장치(360)는 믹서(450)에서 출력된 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)을 온도 변화에 대응하여 조정하기 위한 제4 조정기(490)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제4 조정기(490)는 제1 온도 및 제2 온도와 상이한 제3 온도에서 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)을 조정할 수 있다. 제4 조정기(490)에서 출력된 전류는 기준 전류(IREF)로서 클록 신호 생성기(300)에서 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 기준 전류 생성 장치(360)는 온도 변화에 의한 보상을 위해 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 크기를 동일하게 하기 위한 제1 조정기(430) 뿐만 아니라, 조정된 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 비교 결과에 따라 3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)을 산출하는 과정에서 서로 다른 배율(weighting)을 적용할 수 있다. 또한, 기준 전류 생성 장치(360)는 따라 3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)에 대해서도 온도 변경에 대응하는 보상을 위해 추가 조정을 수행할 수 있다. 도 11에서 설명한 기준 전류 생성 장치(360)는 3단계의 조정을 통해 온도 변화 및 프로세스 변화에 대응하여 일정한 기준 전류(IREF)를 출력할 수 있어, 보다 정확한 기준 전류(IREF)를 클록 신호 생성기(300)에 공급할 수 있다.
도 12는 도 10에서 설명한 기준 전류 생성 장치(360)의 다른 예를 설명한다.
도 12를 참조하면, 기준 전류 생성 장치(360)는 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)에 대해 3단계의 조정을 수행할 수 있다. 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)에 대한 3단계의 조정(TRIM_I, TRIM_II, TRIM_III)에서 각 단계 별로의 조정되는 배율(1:K1, 1:K2, 1:K3)은 독립적으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)에 대한 각 단계 별 조정되는 배율(1:K1, 1:K2, 1:K3)은 서로 다른 동작 환경(즉, 동작 온도)에서 기준 전류 생성 장치(360)의 동작 변화에 대한 테스트를 통해 미리 결정될 수 있다. 기준 전류 생성 장치(360)가 출력하는 출력 전류(IOUT)은 온도 변화를 보상하여 일정한 크기를 가질 수 있다.
도 13은 도 10에서 설명한 기준 전류 생성 장치(360)의 온도 변화에 대응하는 효과를 설명한다.
도 13을 참조하면, 온도 변화에 따른 보상을 위한 기준 전류 생성 장치(360)의 3단계 조정이 가지는 효과를 설명한다. 먼저, 기준 전류 생성 장치(260)의 제조 후 온도 변화에 따른 특성을 확인할 수 있다. 초기 온도 변화에 따른 특성으로는 50도에서 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 크기가 12μA로 동일한 것을 확인할 수 있다.
제3 전류(ICTAT)의 크기를 조정하는 1단계 조정(I)을 통해, 온도 변화에 대한 기준 전류 생성 장치(360)의 특성을 70도에서 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 크기가 13μA로 동일하게 만들 수 있다.
이후, 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)에 서로 다른 배율(weighting)을 적용하는 2단계 조정(II)을 통해, 온도 변화에 대한 기준 전류 생성 장치(360)의 특성을 70도에 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 크기가 10μA로 동일하게 만들 수 있다.
이후, 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)에 대한 3단계 조정(III)을 통해, 온도 변화에 대한 기준 전류 생성 장치(360)의 특성을 영하 10도에서도 제3 전류(ICTAT)와 제4 전류(IPTAT)의 합(ISUM)이 10μA이 되도록 조절할 수 있다.
전술한 3단계의 조정(I, II, III)을 통해, 기준 전류 생성 장치는 동작 가능한 온도 범위(예, 영하 10도에서 영상 70도)에서 10μA의 합(ISUM)을 출력할 수 있게 된다.
실시예에 따라, 이러한 3단계 조절은 종래의 기준 전류 생성 장치가 온도 변화에 대응하는 보상을 위해 매우 다양한 개수의 온도에 대응하는 특성을 확인하여 각 온도마다의 보상값을 결정하고, 결정된 보상값을 적용하는 방식에 비하여, 몇 개의 대표적인 샘플링 온도에서 기준 전류 생성 장치가 가지는 온도에 대응하는 특성을 확인하여 보상값을 결정할 수 있다는 장점이 있다. 수십, 수백 개의 서로 다른 온도 환경에서 테스트를 할 필요가 없어져, 기준 전류 생성 장치의 테스트 시간이 줄어들 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 온도경향성이 서로 다른 복수의 전류원;
    상기 복수의 전류원에서 출력된 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절하기 위한 제1 조절기(TRIMMER); 및
    합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전류를 합산하는 혼합기(MIXER)
    를 포함하는, 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전류원은
    온도가 상승하면 상기 복수의 전류 중 제1 전류의 크기를 감소시키는 제1 전류원; 및
    상기 온도가 상승하면 상기 복수의 전류 중 제2 전류의 크기를 증가시키는 제2 전류원
    을 포함하는, 밴드갭 레퍼런스 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전류원은 복수의 다이오드(Diode), 복수의 다이오드 연결된(Diode-connected) 트랜지스터, 혹은 복수의 쌍극형 접합 트랜지스터(BJT, Bipolar Junction Transistor)를 포함하고,
    상기 제2 전류원은 상기 제1 전류원 내 서로 다른 크기의 두 개의 소자의 차이를 상기 제2 전류로 출력하는,
    밴드갭 레퍼런스 회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 조절기는 제1 전류원에서 출력된 상기 제1 전류의 크기를 조절하는,
    밴드갭 레퍼런스 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전류원 중 하나에서 출력된 제2 전류와 상기 제1 조절기를 통해 출력된 제1 전류를 비교하여 비교 결과를 출력하는 비교기를 더 포함하고,
    상기 비교 결과를 통해 제1 온도에서 상기 제1 조절기에 의해 상기 복수의 전류 중 하나의 조정 결과를 확인하는, 밴드갭 레퍼런스 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 혼합기는 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 상기 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절하며, 상기 혼합기는
    상기 제2 온도에서 상기 제1 전류를 조절하는 제2 조절기;
    상기 제2 온도에서 상기 제2 전류를 조절하는 제3 조절기; 및
    상기 제2 조절기와 상기 제3 조절기의 출력을 합산하는 합산기
    를 포함하는, 밴드갭 레퍼런스 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 혼합기에서 출력된 전류를 기 설정된 기준에 따라 조절하기 위한 제4 조절기
    를 더 포함하는, 밴드갭 레퍼런스 회로.
  8. 온도경향성이 서로 다른 복수의 전류원에서 출력된 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절한 후, 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전류를 합산하여 기준 전류를 출력하는 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT); 및
    상기 기준 전류를 기준으로 클록 신호를 생성하는 발진기(Oscillator)
    를 포함하는, 클록 신호 생성기(Clock Generator).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 전류원은
    온도가 상승하면 상기 복수의 전류 중 제1 전류의 크기를 감소시키는 제1 전류원; 및
    상기 온도가 상승하면 상기 복수의 전류 중 제2 전류의 크기를 증가시키는 제2 전류원
    을 포함하는, 클록 신호 생성기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밴드갭 레퍼런스 회로는
    상기 제1 전류원에서 출력된 상기 제1 전류의 크기를 상기 제2 전류의 크기에 대응하여 조절하기 위한 제1 조절기(TRIMMER); 및
    상기 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전류를 합산하는 혼합기(MIXER)
    를 포함하는, 클록 신호 생성기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밴드갭 레퍼런스 회로는
    상기 제2 전류원에서 출력된 제2 전류와 상기 제1 조절기를 통해 출력된 제1 전류를 비교하여 비교 결과를 출력하는 비교기를 더 포함하고,
    상기 비교 결과를 통해 제1 온도에서 상기 제1 조절기에 의해 상기 복수의 전류 중 하나의 조정 결과를 확인하는, 클록 신호 생성기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 혼합기는 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 상기 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절하며, 상기 혼합기는
    상기 제2 온도에서 상기 제1 전류를 조절하는 제2 조절기;
    상기 제2 온도에서 상기 제2 전류를 조절하는 제3 조절기; 및
    상기 제2 조절기와 상기 제3 조절기의 출력을 합산하는 합산기
    를 포함하는, 클록 신호 생성기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 밴드갭 레퍼런스 회로는
    상기 혼합기에서 출력된 전류를 기 설정된 기준에 따라 조절하기 위한 제4 조절기
    를 더 포함하는, 클록 신호 생성기.
  14. 온도경향성이 서로 다른 복수의 전압원에서 출력된 복수의 전압의 크기를 서로 동일하게 조절한 후, 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전압을 합산하여 기준 전압을 출력하는 밴드갭 레퍼런스 회로(BANDGAP REFERENCE CIRCUIT); 및
    상기 기준 전압을 바탕으로, 외부 전압을 내부 전압으로 변경하는 조정기(regulator)
    전원 회로(Power Circuit).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 전압원은
    온도가 상승하면 상기 복수의 전압 중 제1 전압의 크기를 감소시키는 제1 전압원; 및
    상기 온도가 상승하면 상기 복수의 전압 중 제2 전압의 크기를 증가시키는 제2 전압원
    을 포함하는, 전원 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 밴드갭 레퍼런스 회로는
    상기 제1 전류원에서 출력된 상기 제1 전압의 크기를 상기 제2 전압의 크기에 대응하여 조절하기 위한 제1 조절기(TRIMMER); 및
    상기 합산 배율을 조절하며 상기 복수의 전압을 합산하는 혼합기(MIXER)
    를 포함하는, 전원 회로.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 밴드갭 레퍼런스 회로는
    상기 제2 전압원에서 출력된 제2 전압와 상기 제1 조절기를 통해 출력된 제1 전압을 비교하여 비교 결과를 출력하는 비교기를 더 포함하고,
    상기 비교 결과를 통해 제1 온도에서 상기 제1 조절기에 의해 상기 복수의 전류 중 하나의 조정 결과를 확인하는, 전원 회로.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 혼합기는 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 상기 복수의 전류의 크기를 서로 동일하게 조절하며, 상기 혼합기는
    상기 제2 온도에서 상기 제1 전압을 조절하는 제2 조절기;
    상기 제2 온도에서 상기 제2 전압을 조절하는 제3 조절기; 및
    상기 제2 조절기와 상기 제3 조절기의 출력을 합산하는 합산기
    를 포함하는, 전원 회로.
  19. 제19항에 있어서,
    상기 밴드갭 레퍼런스 회로는
    상기 혼합기에서 출력된 전압를 기 설정된 기준에 따라 조절하기 위한 제4 조절기
    를 더 포함하는, 전원 회로.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 내부 전압이 기 설정된 레벨 이하로 낮아지는 지를 감지하기 위한 전압 센서
    를 더 포함하는, 전원 회로.
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