KR930010877B1 - Low power oscilator - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래 발진회로의 회로 구성도.1 is a circuit diagram of a conventional oscillation circuit.
제2도는 본 발명 저전력 소모용 발진회로의 회로 구성도이다.2 is a circuit diagram of the oscillation circuit for low power consumption of the present invention.
본 발명은 발진회로에 관한 것으로서, 특히 트랜지스터로 전류미러회로를 구성하여 트랜지스터의 에미터 전위변화에 의한 충방전을 이용함으로써 소모전력을 줄인 저전력소모용 발진회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillation circuit, and more particularly, to a low power consumption oscillation circuit which reduces power consumption by constituting a current mirror circuit with a transistor and using charge and discharge due to a change in emitter potential of the transistor.
일반적으로 전자제품을 소형화 및 경량화 시키기 위해서는 저전력화가 필수요건으로 된다. 예컨데 동일한 작용을 하는 전자제품에 있어서 3V의 전원을 사용하는 전자제품은 5V의 전원을 사용하는 전자제품보다 더 소형, 경량화 시킬 수 있다. 따라서 최근 대부분의 전자제품이 소형, 경량화되어 가고 있는 추세에 있는데, 제품을 소형, 경량화 하기 위해서는 낮은 전위를 갖는 공급전원을 사용하여야 하고 낮은 전위의 공급전원을 사용하기 위해서는 제품자체에서 소모하는 전력을 최소화 하여야만 한다.In general, in order to miniaturize and lighten electronic products, low power consumption becomes a requirement. For example, in an electronic product having the same function, an electronic product using a 3V power supply can be made smaller and lighter than an electronic product using a 5V power supply. Therefore, in recent years, most electronic products have become smaller and lighter. In order to reduce the size and weight of a product, a power supply having a low potential must be used. In order to use a power supply having a low potential, the power consumed by the product itself is reduced. Should be minimized.
그런데 종래의 발진회로는 제1도에 도시한 바와같이 저항(R1∼R7)과 커패시터(C1) 및 트랜지스터(Q1∼Q10)등을 상호 연결시킨 구성으로 5V의 공급전원을 사용하고 있다. 이와같은 종래 발진회로의 동작을 보면, 트랜지스터(Q4)의 베이스에 R4·Vcc/(R4+R5)의 전압이 바이어스 되어 이 전압 콘덴서(C1)에 전위(CT)로 충전되게 되며, 이전위(CT)를 넘어서는 순간에 트랜지스터(Q3)가 턴온되고, 트랜지스터(Q4)는 턴온프 됨으로써 트랜지스터(Q1)를 동작시켜 트랜지스터(Q10,Q5)가 턴온되어 트랜지스터(Q10,Q5)를 통해 접지로 방전하게 되며, 트랜지스터(Q7)가 턴온 되면서 트랜지스터(Q4)의 베이스 전위에 VCB(sat)Q7X(R4//R5)/(R2+R4//R4R5) +VccX(R2//R3) /(R5+R2//R3)의 전압이 걸리므로 이 전압 이하로 떨어질 때 트랜지스터(Q3)는 턴오프되고 트랜지스터(Q4)는 턴온되어 다시 콘덴서(C1)는 충전되게 되는데 이 때의 소비전류는 수 mA로 전력소모량이 상당히 높다.However, in the conventional oscillation circuit, as shown in FIG. 1, the resistors R 1 to R 7 , the capacitors C 1 , and the transistors Q 1 to Q 10 are connected to each other, and 5 V supply power is used. Doing. In the operation of the conventional oscillation circuit, the voltage of R 4 · Vcc / (R 4 + R 5 ) is biased at the base of the transistor Q 4 , and the voltage capacitor C 1 is charged to the potential C T. At the moment beyond the previous potential C T , the transistor Q 3 is turned on, and the transistor Q 4 is turned on to operate the transistor Q 1 to turn on the transistors Q 10 and Q 5 . transistor (Q 10, Q 5) is discharged to ground through a transistor (Q 7) is a transistor (Q 4) in the base potential V CB (sat) of Q7 X (R 4 R 5 //) as turn-on / ( R 2 + R 4 // R 4 R 5) + Vcc X (R 2 // R 3) / (R 5 + R 2 when it takes the drop to the voltage of the // R 3) to a voltage below the transistor (Q 3 ) Is turned off and transistor Q 4 is turned on, and capacitor C 1 is charged again. At this time, the current consumption is several mA and power consumption is quite high.
따라서 본 발명은 상기한 발진회로의 고전력소모 문제를 해결하여 제품을 소형, 경량화 하고자 발명한 것으로서, 저전압, 저전류로 동작하는 바이어스회로를 이용한 저전력 소모용 발진회로를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the high power consumption problem of the oscillation circuit as described above in order to reduce the size and weight of the product, and to provide a low power consumption oscillation circuit using a bias circuit operating at low voltage and low current.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 저전력 소모용 발진회로는 npn, pnp 트랜지스터로 전류미러회로를 구성한 후 마이크로 단위의 기준 전류를 흐르게 함으로써 기준 트랜지스터에 의해서 각각 비교기의 pnp 트랜지스터 입력단에 저전류의 바이어스 걸어주는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the low power consumption oscillation circuit of the present invention constitutes a current mirror circuit using npn and pnp transistors, and then flows a reference current in micro units, thereby biasing a low current to the pnp transistor input terminal of the comparator. It is characterized by giving.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and effect of the present invention.
제2도는 본 발명 저전력 소모용 발진회로의 회로 구성도로서 제2도에 도시한 바와같이 본 발명은 에미터에 저항(R12)이 연결된 트랜지스터(Q11)의 컬렉터에 저항(R11)을 연결함과 더불어 베이스에는 트랜지스터(Q13,Q16,Q21,Q26)의 베이스를 연결하고, 상기 트랜지스터(Q13)의 에미터에는 저항(R14)을, 컬렉터에는 트랜지스터 (Q12)의 컬렉터와 트랜지스터(Q14)와 베이스를 각각 연결하며, 상기 트랜지스터(Q12)의 에미터에 저항(R13)을 연결함과 더불어 베이스에 트랜지스터(Q19,Q22)의 베이스와 트랜지스터(Q14)의 에미터 및 저항(R15)을 연결하고, 에미터가 트랜지스터 (Q16)의 컬렉터와 트랜지스터(Q17)의 에미터 접속점에 연결된 트랜지스터(Q15)의 베이스에 저항(R23,R24)의 접속점을 연결하며, 상기 트랜지스터(Q13,Q16,Q21,Q26) 각각의 에미터에는 트랜지스터(R17,R19,R22)의 에미터를 각각 연결하고, 트랜지스터(Q17)의 베이스에는 트랜지스터(Q1)의 컬렉터, 트랜지스터(Q28)의 베이스 및 콘덴서(C11)를 연결하며, 베이스에 트랜지스터(Q17)의 컬렉터와 저항(R16)이 연결된 트랜지스터(Q18)의 컬렉터에는 트랜지스터(Q19)와 저항(Q16)의 접속점을 연결하고, 상기 트랜지스터(Q18)의 에미터에는 트랜지스터(Q21)의 컬렉터를 연결함과 더불어 트랜지스터(Q24)의 에미터를 연결하며, 컬렉터와 베이스가 공통접속된 트랜지스터(Q20)의 컬렉터에는 에미터에 저항(R18)이 연결된 트랜지스터(Q19)의 컬렉터를 연결함과 더불어 상기 트랜지스터(Q20)의 베이스에는 컬렉터에 트랜지스터(Q2)의 베이스 및 트랜지스터(Q22)의 컬렉터가 접속된 트랜지스터(Q23)의 베이스를 연결하고, 상기 트랜지스터(Q2)의 컬렉터에는 트랜지스터(Q1)의 베이스를 연결하며, 트랜지스터(Q22)의 에미터에는 베이스에 저항(R21)과 트랜지스터(Q25)의 컬렉터가 연결된 트랜지스터(Q24)의 컬렉터와 저항(R16,R20)을 연결하고, 트랜지스터(Q25)의 베이스에는 저항(R24,R25)의 접속점, 에미터에는 상기 트랜지스터(Q28)의 에미터를 각각 연결하며, 상기 저항(R21)을 트랜지스터(Q19)의 에미터에 연결하고 트랜지스터(Q11)의 컬렉터와 베이스를 공통으로 접속하여서 된 구성을 갖는다.A second turn the resistance (R 11) to the collector of a transistor (Q 11) the present invention is connected to a resistor (R 12) to the emitter, as shown in FIG. 2 as a circuit configuration of the oscillation circuit for the present invention, low power consumption In addition to the connection, the base of the transistors Q 13 , Q 16 , Q 21 , Q 26 is connected to the base, the emitter of the transistor Q 13 has a resistor R 14 , and the collector has a transistor Q 12 . the collector and the transistor (Q 14) and each connected to the base, and the base and the transistors of the transistor a resistor (R 13) to the emitter connection box and the transistor (Q 19, Q 22) in the base, with the (Q 12) ( resistor to the base of Q 14) the emitter and a resistor (R 15) connections, and the emitter transistor (Q 16) the collector and the transistor (Q 17) transistor (Q 15 connected to the emitter connection point of a) (R 23 , connected to the connection point of the R 24), and said transistor (Q 13, Q 16, Q 21, Q 26) , each of the emitter A transistor (R 17, R 19, R 22) the base and the capacitor (C 11) of the collector, a transistor (Q 28) for connecting the emitters of each of the transistors (Q 17) the base of a transistor (Q 1) of The connection point of the transistor Q 19 and the resistor Q 16 to the collector of the transistor Q 18 , in which the collector of the transistor Q 17 and the resistor R 16 are connected to the base, and the transistor Q 18. ) Is connected to the collector of transistor Q 21 and to the emitter of transistor Q 24. The collector of transistor Q 20 having a collector and a base connected to the emitter is connected to the emitter R 18 is connected to the collector of the transistor (Q 19 ) connected to the base of the transistor (Q 20 ), the transistor (Q 23 ) is connected to the base of the transistor (Q 2 ) and the collector of transistor (Q 22 ) to the collector The base of the transistor (Q) 2 ) the base of transistor Q 1 is connected to the collector, and the emitter of transistor Q 22 has a collector of transistor Q 24 having a resistor R 21 and a collector of transistor Q 25 connected to the base. The resistors R 16 and R 20 are connected, the base of the transistor Q 25 is connected to the connection point of the resistors R 24 and R 25 , and the emitter is connected to the emitter of the transistor Q 28 , respectively. R 21 is connected to the emitter of transistor Q 19 and the collector and base of transistor Q 11 are connected in common to each other.
상기한 구성을 갖는 본 발명 저전력 소모용 발진회로를 도시한 제2도를 보면 저항(R11)과 트랜지스터(Q11) 및 저항(R12)을 이용하여 수십 μA의 기준전류를 셋팅하면 트랜지스터(Q13,Q16,Q21,Q26)이 차례대로 결정되며 트랜지스터(Q13)에 의해서 트랜지스터(Q12,Q18,Q22)에 흐르는 전류가 결정되게 되는데 이 때의 전체 소비전류는 약 300μA 정도이고 공급전원(Vcc)도 2.5V정도이며 소비전력은 약 0.75mW로 마이크로 단위의 저전력을 소모하는 발진회로이다.Referring to FIG. 2 of the low power consumption oscillation circuit of the present invention having the above-described configuration, when a reference current of several tens of μA is set using a resistor R 11 , a transistor Q 11 , and a resistor R 12 , a transistor ( Q 13 , Q 16 , Q 21 , and Q 26 are determined in turn, and the current flowing through the transistors Q 12 , Q 18 , and Q 22 is determined by the transistor Q 13 . It is about 300μA, the power supply (Vcc) is about 2.5V, and the power consumption is about 0.75mW.
회로의 동작을 살펴보면 최대전압, VH=(R24+R25)/(R22+R23+R25)Vcc이 트랜지스터(Q15) 베이스에 바이어스되고 최소전압, VL=(R25)/(R24+R23+R25)·Vcc이 트랜지스터(Q25)에 바이어스되어 콘덴서(C11)에 충전되는 전압(CT)이 최대전압(VH)으로 될 때까지 트랜지스터(Q15)가 턴온되고 트랜지스터(Q17)는 턴오프되며 트랜지스터 (Q25)가 턴오프되고 트랜지스터(Q28)는 턴온되어 트랜지스터(Q19,Q22)의 에미터가 하이레벨로 되어 pnp전류 미러회로가 정상적으로 동작하게 되어 트랜지스터(Q2)가 턴온되고 트랜지스터(Q1)가 턴오프되어 충전상태를 유지하며 최대전압(VH)보다 전압(CT)이 더 높을 때는 트랜지스터(Q15)가 턴오프, 트랜지스터(Q17)는 턴온, 트랜지스터(Q28)가 턴오프, 트랜지스터(Q25)는 턴온되어 트랜지스터(Q19)의 에미터는 하이레벨이 되고 트랜지스터(Q22)의 에미터는 로우레벨이 되므로 트랜지스터(Q19)만 동작하여 트랜지스터(Q20)가 턴온되고 트랜지스터(Q23)는 포화되어 트랜지스터(Q2)가 턴오프되고 트랜지스터(Q1)는 턴온되어 콘덴서(C11)의 충전전압이 최소전압(VL)으로 될 때까지 트랜지스터(Q1)를 통해 접지로 방전하게 되며 방전후 다시 반전되어 충전하게 된다.Looking at the operation of the circuit, the maximum voltage, V H = (R 24 + R 25 ) / (R 22 + R 23 + R 25 ) Vcc is biased to the base of transistor (Q 15 ) and the minimum voltage, V L = (R 25 ) Transistor Q 15 until / (R 24 + R 23 + R 25 ) Vcc is biased to transistor Q 25 so that voltage C T charged in capacitor C 11 becomes maximum voltage V H. ) Is turned on, transistor Q 17 is turned off, transistor Q 25 is turned off, transistor Q 28 is turned on, and emitters of transistors Q 19 and Q 22 are at a high level so that the pnp current mirror circuit Is normally operated so that the transistor Q 2 is turned on and the transistor Q 1 is turned off to maintain a charged state. When the voltage C T is higher than the maximum voltage V H , the transistor Q 15 is turned on. Off, transistor Q 17 is turned on, transistor Q 28 is turned off, transistor Q 25 is turned on so that emitter of transistor Q 19 is at a high level. Since the emitter of the high transistor Q 22 is at the low level, only transistor Q 19 is operated so that transistor Q 20 is turned on, transistor Q 23 is saturated, transistor Q 2 is turned off, and transistor Q 1 ) Is turned on and discharged to ground through transistor Q 1 until the charging voltage of capacitor C 11 reaches minimum voltage (V L ).
이상 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 마이크로 단위의 저전력 소모용 발진회로는 소비전력이 적기 때문에 소형화 및 경량화가 요구되는 전 전자제품의 전력공급단에 스위칭 레귤레이터로서 사용할 수 있는 장점이 있다.As described above, the micro-unit low power consumption oscillation circuit operating according to the present invention has an advantage of being able to be used as a switching regulator in a power supply stage of all electronic products requiring small size and light weight because of low power consumption.
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