KR820001148Y1 - 시-모오스(c-mos)용 전압 체배회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

시-모오스(C-MOS)용 전압 체배회로

제1도는 본 고안의 기본회로도.

제2도는 본 고안의 전압 2체배 동작회로도.

제3도는 본 고안의 전압 3체배 동작회로도.

제4도의 (a)는 2체배 동작시 전압상태 회로도.

(b)는 3체배 동작시 전압상태 회로도.

제5도는 레벨쉬프터(Level Shifter)에 인가되는 입출력 파형도.

본 고안은 디지털 손목시계의 액정표시장치(LCD)에 필요한 전압을 얻기위한 전압회로에 관한 것이다.

통상적으로 디지털 손목시계의 액정표시장치에 필요한 전압은 3V내지 4.5V이나 실제로 시-모오스 집적회로에 가해지는 전압은 1,5V이므로 액정표시장치를 구동시키기 위해 따로 3V나 4.5V의 전압을 외부전지로 부터 가해 주어야하는 불편한 점이 많았다.

본 고안은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로 3V나 4.5V의 전지를 따로 외부에서 가해줄 필요없이 시-모오스에 가해지는 전압 1.5V를 전압체배회로를 이용하여 필요한 전압 3V나 4.5V를 직접 만들어 액정표시 장치에 인가하고자 하는 것이다.

즉, 시모오스 직접회로의 수정발진자에서 얻어진 펄스(32768Hz)를 분할하여 시계동작에 필요한 펄스(1024Hz)로 만들어 P-채널 MOS 트랜지스터와 N-채널 MOS트랜지스터를 ON-OFF시켜 이와 연결된 콘덴서에 충전된 전하를 제어함으로서 인가전압 1.5V에서 직접 3V나 4.5V를 얻어 액정표시 장치를 구동시킬 수 있는 것으로 이를 첨부도면에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도와 같은 본 고안의 기본회로는 통상의 수정발진자(도시되지 않음)에서 나온 32768Hz의 펄스를 1024Hz의 펄스로 분주하여 레벨 쉬프터(1)에 인가하며, 레벨쉬프터(1)의 출력중를 트랜지스터(Q_p1),(Q_n2),(Q_n4),(Q_p5),(Q_P6)의 게이트와 연결되며, 트랜지스터(Q_p1)의 드레인 단자는 전원(V_DD)에 트랜지스터(Q_p1)의 소스단자는 트랜지스터(Q_n2)의 드레인단자에 각각 연결되어 외부접속 단자(IKO)를 인출하고, 트랜지스터(Q_n2)의 소스단자는 전원(Vss)에 연결되고, 한편는 트랜지스터(Q_n3)(Q_n7)의 게이트에 연결하고, 트랜지스터(Q_n3)의 드레인 단자는 트랜지스터(Qn4)의 드레인 단자에 연결하여 외부 접속단자(CAP₂)를 형성하고, 트랜지스터(Q_n4)의 소스단자를 트랜지스터(Q_p5)의 소스단자에 연결하여 외부 접속단자(CAP₃)를 형성하며, 트랜지스터(Q_n6)의 드레인 단자에서 외부 접속단자(V_EO)를 형성하고, 트랜지스터(Q_n6)의 소스단자와 트랜지스터(Q_n7)의 드레인 단자을 연결하여 외부 접속단자(CAP₁)를 형성하여서 집적시킨것으로, V_DO단자는 1.5V수은 전지의 +극이 연결되며, V_SO단자는 -극이 연결된다.

이제 이와 같은 기본회로를 이용하여 전압 2체배 회로를 구성하려면, 제2도와 같이 외부 접속단자(IKO),(CAP₁)사이에 콘덴서(C₁)를 연결하고 외부 접속단자(V_EO),(V_DO)사이에 콘덴서(C₂)를 연결하여 구성되며, 전압 3체배 회로를 구성하려면 제3도와 같이 외부 접속단자(IKO)와(CAP₂)사이에 콘덴사(C₃)를, 외부단자(CAP₁)(CAP₃)사이에 콘덴서(C₄)를, 외부단자(V_EO)(V_DO)사이에 콘덴서(C₂)를 각각 연결하여서 구성한 것으로 이의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.

우선, 전압 2체배 회로인 제2도에서 레벨 쉬프터(1)의 입력과 출력관계를 제5도에 나타냈으며, 이때 ⓐ는 1024Hz의 구형파 펄스로서 high 때가 V_DD, Low는 Vss 인 입력파형이며, ⓓ는 레벨쉬프터(1)의 출력()파형이며, ⓒ는 출력()의 파형이고, 이때 high 상태는 V_DD, Low 상태는 V_EE이며, V_DD-V_SS전압차는 1.5V이고, V_DD-V_EE전압차는 1.5V보다 작은 전압이다.

작동과정은 레벨 쉬프터(1)의 출력()가 V_EE(Low), 출력()가 V_DD(high)인때, 트랜지스터(Qp₁)은 Qn,Q_n2는 OFF, Q_n7는 ON이 되므로 제4도의 (a) ⓐ와 같이 콘덴서(C₁)의 양단에 V_DD-V_SS의 전압 1.5V가 충전되며, (a)의 ⓓ와 같이 콘덴서(C₂)의 양단에도 V_DD-V_EO의 전압 1.5V가 걸린다.

다음, 레벨 쉬프터(1)의 출력 ()가 V_DD(high), 출력()가 V_EE(Low) 인때는, 트랜지스터(Q_p1)의 상태는는 OFF, Q_n2는 ON, Q_n6는 ON, Q_n7은 OFF가 되므로 제4도의 (a) ⓒ와 같이 연결상태가 된다.

이때(IKO)는 V_SS가 되므로 콘덴서(C₁)에 걸리는 전압(V₁)은 -1.5V가 되고, 콘덴서(C₂)에 걸리는 전압(V₂)은 V₁+V₂=1.5V, (수은 전지 인가전압)가 걸려야 하므로 V₂=(1.5+1.5)=3V로 충전하게 되고, 곧 콘덴서(C₁)의 전하가 콘덴서(C₂)로 이동함에 따라 V2의 전압은 3V이하로 내려가게 된다.

이후 다시 레벨쉬프터(1)의 출력()이 Low(V_EE) 상태가 되면 콘덴서(C₁)는 콘덴서(C₂)에게 빼앗긴 전하를 전지로 부터 재충전 받게되고 다시 출력()이 high(V_DD)가 되면 콘덴서(C₂)로 전하를 주게되며, 이 같은 과정을 빠르게 반복하면 콘덴서(C₂)에 걸리는 전압은 항상 거의 3V상태를 유지하게 되므로 원하는 액정표시 장치를 또 다른 외부 전원 없이도 구동시킬 수가 있다. 이때 이 회로의 안정도는 콘덴서(C₁)와 콘덴서(C₂)의 용량크기와 콘덴서(C₂)에 걸리는 부하의 크기에 의해 결정된다.

또한 전압 3체배회로인 제3도에서는 레벨 쉬프터(1)의 출력()이 Low(V_EE)이면 트랜지스터(Q_p1)의 상태는 ON, Q_n2는 OFF, Q_n3는 ON, Q_n4는 OFF, Q_n5. ON, Q_n6는 OFF, Q_n7는 ON이 되므로 콘덴서(C₂)(C₃)(C₄)에 걸리는 전압은 각각 1.5V로 충전이된다.

다음 출력()이 high(VDD)이면 트랜지스터(Q_p1)의 상태는 OFF, Q_n2는 ON, Q_n3는 OFF, Q_n4는 ON, Q_p5는 OFF, Q_n6는 OFF가 되므로 제4도 (b) ⓓ와 같은 연결상태가 된다.

이때 콘덴서(C₃)(C₄)에는 각각 -1.5V가 걸리고, 콘덴서(C₂)에는 V₂=1.5+1.5+1.5=4.5(V)가 걸리게되며, 즉시 콘덴서(C₃)(C₄)에 충전된 전하가 콘덴서(C₂)로 이동하게 되므로 축전지(C₂)에 걸리는 전압(V₂)은 4.5V이하가 되기 시작한다.

그러나 이 과정을 매우 빠르게 반복하면 콘덴서(C₂) 양단에는 항상 V₂=4.5V정도가 되어 3체배 회로로 동작이 된다.

이상과 같은 본 고안은 종래의 3V수은 전지를 따로 사용치 않고 1.5V의 수은전지만으로 액정표시장치를 구동시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 레벨 쉬프터(1)의 출력에 P형 및 N형 시모스 트랜지스터(Q_p1,Q_n2, Q_n3, Q_n4, Q_p5, Q_n6, Q_n7)의 게이트를 연결하고, 외부 접속단자(IKO, CAP₁, CAP₂, V_EO, V_DD, V_SO, V_SO)를 인출하여 기본회로를 구성한 다음 외부접속단자(IKO), (CAP₁)사이에 콘덴서(C₁)를, (V_EO),(V_DO) 사이에 콘덴서(C₂)를 연결하여 전압 3체배 회로를 구성하고 외부 접속단자 (IKO), (CAP₂) 사이에 콘덴서(C₃)를 , (V_EO),(V_DO) 사이에 콘덴서(C₂)를, (CAP₁)(CAP₃) 사이에 콘덴서(C₄)를 각각 연결하여 전압 3체배 회로를 구성한 디지털 손목 시계용 시 모오스를 이용한 전압 체배회로.