KR950004645Y1

KR950004645Y1 - 전압발생회로

Info

Publication number: KR950004645Y1
Application number: KR92014669U
Authority: KR
Inventors: 최고희
Original assignee: 문정환; 금성일렉트론 주식회사
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1995-06-12
Also published as: KR940006589U

Abstract

내용 없음.

Description

전압발생회로

제 1 도는 종래의 전압발생회로도.

제 2 도는 제 1 도에 의한 전류-전압 출력 파형도.

제 3 도 및 제 4 도는 본 고안의 전압발생회로도.

제 5 도는 본 고안에 의한 전류-전압 출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기준전압발생부 2 : 연산증폭부

3, 4 : 제1, 2 반전증폭부 M₁-M₁₂: 모스트랜지스터

본 고안은 항상 일정전압을 얻기 위한 전압발생회로에 관한 것으로, 특히 부하의 변화에 따라 부하전류가 변해도 일정한 출력전압을 유지시키기에 적당하도록 한 전압발생회로에 관한 것이다.

종래의 전압발생회로는 제 1 도에 도시된 바와같이, 전원전압단(V_cc)이 소오스에 연결된 피모스트랜지스터(M₁)의 드레인은 엔모스트랜지스터(M₂)의 드레인 및 게이트에 각기 연결되고, 접지측(V_ss)이 소오스에 연결된 엔모스트랜지스터(M₄)의 드레인은 피모스트랜지스터(M₃)의 드레인 및 게이트에 각기 연결되며, 상기 트랜지스터(M₁), (M₄)의 게이트 접속점은 상기 트랜지스터(M₂), (M₃)의 소오스 접속점에 연결되고, 전원전압단(V_cc)이 드레인에 연결된 엔모스트랜지스터(M₅)의 게이트는 피모스트랜지스터(M₁)의 드레인과 엔모스트랜지스터(M₂)의 드레인 및 게이트에 각각 연결되며, 저항(R₁)을 거쳐 접지측(V_ss)이 드레인에 연결된 피모스트랜지스터(M₆)의 게이트는 피모스트랜지스터(M₃)의 게이트 및 드레인과 엔모스트랜지스터(M₄)의 드레인에 연결되고, 상기 피모스트랜지스터(M₈)와 엔모스트랜지스터(M₅)의 소오스 접속점이 최종출력단(V_out)에 연결 구성되었다.

이와같이 구성된 종래의 회로에 있어서, 피모스트랜지스터(M₁) 및 엔모스트랜지스터(M₄)의 게이트로 인가되는 기준전압(V_a)은 피모스트랜지스터(M₁)와 엔모스트랜지스터(M₂)의 드레인-소오스간 전압(V_DS)과, 피모스트랜지스터(M₃)와 엔모스트랜지스터(M₄)의 드레인-소오스간 전압(V_DS)의 분배전압으로 인가되는데, 이는 V_a=V_DSM3+V_DSM4=V_cc-(V_DSM1+V_DSM2)이 된다.

따라서, 기준전압(V_a)이 피모스트랜지스터를 턴온시킬 만큼 저전위일때 피모스트랜지스터(M₁)가 온되므로 전원전압단(V_cc)으로부터의 고전위는 피모스트랜지스터(M₁)를 통해 엔모스트랜지스터(M₂), (M₅)의 게이트로 입력되므로 상기 엔모스트랜지스터(M₂), (M₅)가 각각 온되므로 최종출력단(V_out)으로 고전위가 출력되고, 상기 엔모스트랜지스터(M₂)를 통한 피모스트랜지스터(M₃)의 소오스측 전위가 그 드레인측의 전위보다 높으므로 상기 피모스트랜지스터(M₃) 또한 온된다.

이때 기준전압(V_a)이 바뀌어 엔모스트랜지스터를 턴온시킬 만큼 충분한 전위를 갖게되면 피모스트랜지스터(M₁)는 턴오프되고 엔모스트랜지스터(M₄)는 턴온되므로 상기 피모스트랜지스터(M₃)를 통한 전류는 엔모스트랜지스터(M₄)를 통해 접지측(V_ss)으로 흐르게 됨에 따라 피모스트랜지스터(M₆)의 게이트에 입력되는 전위는 저전위가 되어 턴온되므로 저항(R₁)을 통해 접지축(V_ss)으로 전류가 흐르게 됨에 따라 최종출력단(V_out)에 나타나는 전위는 저전위가 된다.

이와같이 최종출력단에 나타나는 전압은 V_out=V_a+V_GSM2-V_GSM3+V_GSM6이 된다.

따라서 기준전압(V_a)을 만들기 위해서 트랜지스터(M₁-M₄)의 폭/길이(W/L)비를 적당히 선택하여 회로를 구성하고, 출력단측의 트랜지스터(M₅), (M₆)의 폭/길이(W/L)의 비율은 출력단 부하에 따른 전류구동 능력에 따라서 적당히 정할 수 있고, 상기와 같은 동작에 의한 전압과 전류에 대한 출력 파형은 제 2 도에 도시한 바와 같다.

그러나, 종래 회로에 있어서, 출력단에서 구동해야 할 부하에 따른 출력전류의 변화에 의해 직접적으로 출력전압이 반비례해서 나타나게 되는 단점이 있어서 부하조건이 변화하더라도 출력전압을 일정하게 유지시키기 위한 회로가 필요로 하는 문제가 발생하였다.

따라서 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 네가티브 피드백(negative feedback)특성을 이용하여 원하는 출력전압을 얻기 위해 일정비율의 전압비로 분배하도록 하는 기준전압발생부로 안정된 출력을 얻을 수 있도록 한 전압발생회로를 안출한 것으로, 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 고안의 전압발생회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 전원 전압(V_cc)을 일정비율의 전압비로 분배한 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부(1)와, 상기 기준전압발생부(1)의 출력을 비반전단자(+)로 입력받고 최종출력에서 피드백된 신호를 반전단자(-)로 입력받아 연산증폭하는 연산증폭부(2)와, 상기 연산증폭부(2)의 출력을 순차적으로 반전증폭하여 일정전압을 출력하는 제1, 2 반전증폭부(3), (4)로 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

인버터(X₁)에 의해 기준전압을 만들어지고, 이 만들어진 기준전압이 증폭기(OP)의 비반전단자(+)에 인가된 상태에서 최종출력단의 부하전류가 감소해서 출력전압이 증가하게 되면 증폭기(OP)의 반전입력단자(-)로 인가되는 전압이 증가하게 되므로 상기 증폭기(OP)의 출력전압이 감소하게 된다.

따라서, 제 1 반전증폭부(3)의 피모스트랜지스터(M₉)가 턴온되고 엔모스트랜지스터(M₁₀)는 오프되어 제 1 반전증폭부(3)의 출력전압은 상승하게 되고, 그 상승되는 전압은 제 2 반전증폭부(4)의 엔모스트랜지스터(M₁₂)를 온시키고 피모스트랜지스터(M₁₁)를 오프시켜 상기 제 2 반전증폭부(4)를 통한 최종출력전압(V_out)은 감소한다.

반대로 부하전류가 증가해서 최종출력(V_out)이 떨어지면 피드백되어 증폭기(OP)의 반전입력단자(-)로 인가되는 전압이 감소하므로 해서 상기 증폭기(OP)의 출력전압이 증가한다.

따라서, 제 1 반전증폭부(3)의 엔모스트랜지스터(M₁₀)가 온됨에 따라 제 1 반전증폭부(3)의 출력전압이 감소하여 제 2 반전증폭부(4)의 피모스트랜지스터(M₁₁)가 온됨에 따라 제 2 반전증폭부(4)를 통해 최종출력전압(V_out)은 증가한다.

상기에서 기준전압발생부(1)의 인버터(X₁)는 제 4 도에 도시한 바와같고 그 기준전압은 전원전압(V_cc)을 엔모스트랜지스터(M₂)의 게이트로 인가시켜 그 엔모스트랜지스터(M₂)의 턴온량을 기준으로 전원전압(V_cc)을 일정 비율의 전압비를 갖도록 하여 피모스트랜지스터(M₁)와 엔모스트랜지스터(M₃)에 인가되는 기준전압을 설정한다.

그리고 연상증폭부(2)의 증폭기(OP)는 차동증폭기로서 제 4 도에서와 같이 기준전압발생부(1)의 기준전압과 최종출력전압(V_out)의 전압 차이를 증폭하여 출력한다.

상기와 같이 동작함으로써 얻어진 전류와 전압의 특성은 제 5 도에 도시한 바와같이 기준전압에 따라 출력전압의 변동없이 안정된 출력을 얻을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 부하조건이 변화하므로해서 출력전류가 변하게 되어도 출력전압을 일정하게 유지시키도록 하여 일정한 출력전압을 발생시키기에 적당하도록 하였다.

Claims

전원전압(V_cc)을 일정비율의 전압비로 분배하고 그 분배가 기준전압을 발생하는 기준전압발생부(1)와, 상기 기준전압발생부(1)에서 발생된 기준전압과 최종출력에서 피드백된 출력전압과의 전압차이를 증폭하는 연산증폭부(2)와, 상기 연산증폭부(2)의 출력을 순차적으로 반전증폭하여 일정전압을 출력하도록 하는 제1, 2 반전증폭부(3), (4)로 구성된 것을 특징으로 하는 전압발생회로.
제 1 항에 있어서, 기준전압발생부(1)는 전원전압단(V_cc)이 소오스에 연결된 피모스트랜지스터(M₁)와 접지측(V_ss)이 소오스에 연결된 엔모스트랜지스터(M₃)의 게이트 접속점을 피모스 및 엔모스트랜지스터(M₁), (M₂)의 드레인 접속점에 연결하고, 전원전압단(V_cc)이 게이트에 연결된 상기 엔모스트랜지스터(M₂)의 소오스는 상기 엔모스트랜지스터(M₃)의 드레인과 연결하는 전압발생회로.
제 1 항에 있어서, 연산증폭부(2)는 전원전압단(V_cc)을 소오스에 연결한 피모스트랜지스터(M₆), (M₇)의 게이트 접속점은 상기 피모스트랜지스터(M₆)의 드레인에 연결하고, 상기 피모스트랜지스터(M₆), (M₇)와 엔모스트랜지스터(M₄), (M₅)의 드레인을 상호 연결하며, 상기 엔모스트랜지스터(M₄), (M₅)의 소오스 접속점은 소오스가 접지측(V_ss)에 연결된 엔모스트랜지스터(M₈)의 드레인에 연결하고, 상기 엔모스트랜지스터(M₄)의 게이트는 기준전압발생부(1)의 출력단에 연결하며, 상기 엔모스트랜지스터(M₅)의 게이트는 피드백되는 최종출력단(V_out)에 연결하여 구성된 전압발생회로.