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저전력 CMOS On-Chip 기준전압 발생회로
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  • 저전력 CMOS On-Chip 기준전압 발생회로
저자명
권덕기,박종태,유종근,Kwon. Duck-Ki,Park. Jong-Tae,Yu. Chong-Gun
간행물명
전기전자학회논문지
권/호정보
2000년|4권 2호|pp.181-191 (11 pages)
발행정보
한국전기전자학회
파일정보
정기간행물|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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기타언어초록

본 논문에서는 증식형 MOS 트랜지스터와 저항만을 사용하여 기준전압을 발생하기 위한 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째 방법은 문턱전압에 비례하는 전압성분과 열전압에 비례하는 전압성분을 합하여 온도보상을 하는 전압모드 방식이고, 두 번째는 문턱전압에 비례하는 전류성분과 열전압에 비례하는 전류성분을 합하여 온도보상을 하는 전류모드 방식이다. 설계된 회로들을 $0.65{mu}m$ n-well CMOS 공정 페러미터를 사용하여 HSPICE 모의실험한 결과, 전압모드 회로의 경우 공급전압에 대한 변화율은 $-30^{circ}C{sim}130^{circ}C$의 온도범위에서 0.21%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $3V{sim}12V$의 공급전압 범위에서 $48.0ppm/^{circ}C$ 이하이다. 전류모드 회로의 경우는 공급전압에 대한 변화율이 $-30^{circ}C{sim}130^{circ}C$의 온도범위에서 0.08%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $4V{sim}12V$의 공급전압 범위에서 $38.2ppm/^{circ}C$ 이하이다. 또한 전력소모는 5V, $30^{circ}C$일 때 전압모드 경우와 전류모드 경우 각각 $27{mu}W$와 $65{mu}W$로 저전력 특성을 보인다. 제작된 전압모드 기준전압 발생회로를 측정한 결과, 공급전압에 대한 변화율은 $30^{circ}C{sim}100^{circ}C$의 온도범위에서 0.63%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $3.0{sim}6.0V$의 공급전압 범위에서 $490ppm/^{circ}C$ 보다 작다. 제안된 회로들은 구조가 간단하기 때문에 설계가 용이하고, 특히 전류모드의 경우 넓은 범위의 기준전압 발생이 가능하다는 장점을 갖는다.

기타언어초록

In this paper, two schemes of generating reference voltages using enhancement-mode MOS transistors and resistors are proposed. The first one is a voltage-mode scheme where the temperature compensation is made by summing a voltage component proportional to a threshold voltage and a voltage component proportional to a thermal voltage. In the second one, that is a current-mode scheme, the temperature compensation is made by summing a current component proportional to a threshold voltage and a current component proportional to a thermal voltage. The designed circuits have been simulated using a $0.65{mu}m$ n-well CMOS process parameters. The voltage-mode circuit has a temperature coefficient less than $48.0ppm/^{circ}C$ and a power-supply(VDD) coefficient less than 0.21%/V for a temperature range of $-30^{circ}C{sim}130^{circ}C$ and a VDD range of $3V{sim}12V$. The current-mode circuit has a temperature coefficient less than $38.2ppm/^{circ}C$ and a VDD coefficient less than 0.8%/V for $-30^{circ}C{sim}130^{circ}C;and; 4V{sim}12V$. The power consumption of the voltage-mode and current-mode circuits are $27{mu}W;and;65{mu}W$ respectively for 5V and $30^{circ}C$. Measurement results show that the voltage-mode reference circuit has a VDD coefficient less than 0.63%/V for $30^{circ}C{sim}100^{circ}C$ and has a temperature coefficient less than $490ppm/^{circ}C;for;3V{sim}6V$. The proposed reference circuits are simple and thus easy to design. The proposed current-mode reference circuit can be designed to generate a wide range of reference voltages.