KR940004026Y1 - 바이어스의 스타트업회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

바이어스의 스타트업회로
제1도는 종래 바이어스의 스타트업 회로도.
제2도는 본 고안 바이어스의 스타트업 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 서플라이 인디펜던트 바이어스회로 2 : 스타트업회로
MP1,MP2 : 피-모스트랜지스터 MN1-MN2 : 앤-모스 트랜지스터
R1,R2 : 저항 C1 : 콘덴서
VDD: 전원단자 VSS: 접지단자
본 고안은 서플라이 인디펜던트(Supply Independent) 바이어스회로의 스타트업에 관한 것으로, 특히 서플라이 인디페던트 바이어스회로를 스타트업(Start-up)시킨후에 발생되는 추가의 전류소모를 방지하고, 입력전원전압이 변화하더라도 바이어스전압을 안정화시키며 레이아웃 면적을 감소시키기 위한 바이어스의 스타트업 회로에 관한 것이다.
종래 바이어스의 스타트업회로는 제1도에 도시된 바와같이, 게이트가 공통 접속된 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)의 소오스를 전원단자(VDD)에 공통 접속하고, 그 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)의 공통 게이트를 피-모스트랜지스터(MP2)의 드레인 및 엔-모스트랜지스터(MN2)의 드레인에 공통 접속하며, 상기 피-모스트랜지스터(MP1)의 드레인을 소오스가 접지단자(VSS)에 접속된 엔-모스트랜지스터(NM1)의 드레인 및 게이트에 공통 접속한 후 그 접속점을 소오스가 저항(R1)을 통해 접지단자(VSS)에 접속된 엔-모스트랜지스터(MN2)의 게이트에 접속하여 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)를 구성하고, 상기 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)에 구성된 피-모스트랜지스터(MP2) 및 엔-모스트랜지스터(MN2)의 공통 드레인을 소오스가 접지단자(VSS)에 접속된 엔-모스트랜지스터(MN3)의 드레인에 접속하고, 그 엔-모스트랜지스터(MN3)의 게이트를 소오스가 접지단자(VSS)에 접지된 엔-모스트랜지스터(MN4)의 드레인 및 게이트에 공통 접속하여 그 접속점을 저항(R2)을 통해 전원단자(VDD)에 연결 구성되어지는 스타트업회로(2)로 구성되어 있다.
이와같이 구성된 종래 바이어스의 스타트업회로에 대하여 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)에서 피-모스트랜지스터(MP1)와 엔-모스트랜지스터(MN1)의 드레인 공통접속노드(N1)에 걸리는 전압은, 구하고자 하는 바이어스전압 또는 OV 전압의 두가지로 존재하게 되는데, 전원단자(VDD)에 전원전압이 인가된 상태에서 스타트업(START-UP)이 인가되는 경우에는 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1) 자체만으로 전류루프가 형성되지 못하므로, 피-모스트랜지스터(MP1) 및 엔-모스트랜지스터(MN1)의 드레인 공통접속점인 바이어스전압 출력노드(N1)에는 OV의 바이어스전압이 걸리게 된다.
따라서, 스타트업회로(2)를 이용하여 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)를 스타트업시키게 된다. 즉 전원단자(VDD)로 부터 전원 전압이 과도상태로 인가되면 그 전압은 스타트업회로(2)의 저항(R2)을 통해 엔-모스트랜지스터(MN3)(MN4)의 게이트에 인가되어 그 엔-모스트랜지스터(MN3)를 순간적으로 턴-온시키게 됨으로써, 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)의 피-모스트랜지스터(MP2), 엔-모스트랜지스터(MN2)의 드레인단자 및 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)의 게이트단자 공통접속점에는 상기 스타트업회로(2)의 엔-모스트랜지스터(MN3)에 의해 접지단자(VSS)에 연결되는 바이패스 전류루프가 형성되고, 이에 따라 그 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)의 게이트에 접지전위가 걸리므로 그 피-모스트랜지스터(MP1)(MN2)가 턴온된다.
따라서 전원단자(VDD)의 전원전압이 상기 피-모스트랜지스터(MP1)를 통해 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)의 게이트에 인가되어 그 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)를 턴온시키게 됨으로써, 전원단자(VDD)의 전원전압이 상기 피-모스트랜지스터(MP1)와 엔-모스트랜지스터(MN1)의 도통 저항비에 의해 분압되어 구하고자 하는 바이어스전압이 상기 노드(N1)에 발생된다.
이때 전원단자(VDD)의 전원전압이 초기과도상태를 지나 안정상태에 들어서면, 그 전압이 저항(R2)을 통해 엔-모스트랜지스터(MN4)의 게이트에 인가되어 그 엔-모스트랜지스터(MN4)를 턴-온시키게 되고, 이에따라 상기 저항(R2)을 통한 전원단자(VDD)의 전원전압이 엔-모스트랜지스터(MN4)를 통해 접지단자(VSS)로 바이패스되므로, 엔-모스트랜지스터(MN3)의 게이트에는 로우전위가 걸리게 되어 그 엔-모스트랜지스터(MN3)가 오프된다.
이와같이 엔-모스트랜지스터(MN3)가 오프되면 더이상 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)에 스타트업 신호를 출력하지 않고, 그 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)는 자체적으로 전류루프가 유지되어 안정되게 바이어스전압을 발생시키게 된다.
그러나, 이와같은 종래 바이어스의 스타트업회로는 전원단자의 전원전압이 안정된 상태로 들어선 후에도 스타트업회로의 엔-모스트랜지스터(MN4)를 통해 전류(IS＝VDD/(R2＋Ron(MN4))가 흐르게 되어 전류의 소비가 커지게 되며, 또한 전원단자(VDD)의 전원전압이 변화할 경우에는 전류(IS)의 양이 변화하여 서플라이 인디펜던트 바이어스회로의 바이어스전압을 불안정하게 한다.
즉, 전원전압의 동작범위가 바이어스전압의 변화가 생기게 되는 문제점이 있었다.
본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 전원단자와 직렬접속된 저항과 콘덴서를 서플라이 인디펜던트 바이어스회로의 바이어스 출력노드에 연결구성함으로써 전원인가 초기의 과도상태일때 서플라이 인디펜던트 바이어스회로를 스타트업시키고, 전원전압이 안정상태로 들어서면 스타트업회로에서의 전류소모가 없도록 전류루프를 차단시키며, 전원전압이 출력되도록 한 바이어스의 스타트업회로를 안출한 것으로, 이하 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 고안 바이어스의 스타트업 회로도로서, 이에 도시한 바와같이, 전원단자(VDD)의 전원전압을 인가받아 일정한 바이어스전압을 발생시키는 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)와, 상기 전원단자(VDD)의 전원전압 인가초기에 상기 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)를 스타트업시켜 주는 스타트업회로(2)로 구성한다. 상기 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)는 소오스가 전원단자(VDD)에 공통 접속된 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)의 게이트 공통접속점을 피-모스트랜지스터(MP2)와 엔모스트랜지스터(MN2)의 드레인에 공통 접속하고, 상기 피-모스트랜지스터(MP1)의 드레인 공통접속노드(n1)를 소오스가 접지단자(VSS)에 연결된 엔-모스트랜지스터(MN1)의 드레인 및 게이트에 공통 접속한 후 그 접속점을 소오스가 저항(R1)을 통해 접지단자(VSS)에 연결된 상기 엔-모스트랜지스터(MN2)의 게이트에 접속하여 구성한다.
그리고, 상기 스타트업회로(2)는 전원단자(VDD)와 직렬 연결된 저항(R2)과 콘덴서(C1)를 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)내 피-모스트랜지스터(MP1)의 드레인 공통접속노드(n1 : 이하 바이어스출력노드라칭함)에 접속하여 스타트업 전류를 공급하도록 구성한다.
이와같이 구성된 본 고안의 작용, 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전원단자(VDD)에 전원전압이 과도상태로 인가되면 그 전원전압은 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)에 인가됨과 동시에 스타트업회로(2)의 저항(R2) 및 콘덴서(C1)를 통해 노이즈가 제거된 후 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)의 바이어스출력노드(n1)에 인가된다. 즉, 전원인가 초기에 스타트업회로(2)의 저항(R2) 및 콘덴서(C1)를 통해 전류가 흐르게되어 하이전원이 짧은시간동안 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)의 게이트단자에 인가되어 그 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)를 턴-온시키게 된다.
따라서, 상기 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)가 턴-온되면, 상기 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)의 게이트단자가 상기 엔-모스트랜지스터(MN2) 및 저항(R1)을 통해 접지단자(VSS)로 연결되는 바이패스루프가 형성되어 그 피-모스트랜지스터(MP1)(MP2)가 턴-온되고, 상기 전원단자(VDD)의 전원전압이 턴온된 피-모스트랜지스터(MP1)를 통해 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)의 게이트단자에 인가됨과 아울러 그 엔-모스트랜지스터(MN1)(MN2)와 저항(R1)을 통해 접지단자(VSS)로 바이패스되기 때문에 바이어스출력노드(n1)에는 피-모스트랜지스터(MP1)와 엔-모스트랜지스터(MN1)의 도통저항비에 의한 바이어스전압이 출력된다.
이후 전원단자(VDD)의 전원전압이 안정상태로 들어서면, 그 전원전압은 스타트업회로(2)의 저항(R2)을 통해 콘덴서(C1)의 일측단자에 인가되고, 아울러 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)의 피-모스트랜지스터(MP1)를 통해 콘덴서(C1)의 타측단자에 인가하게 된다.
이에따라 상기 콘덴서(C1)의 양단간에는 직류전류가 흐르지 않으므로 콘덴서(C1)를 통한 전류의 루프는 차단된다. 즉, 전원전압이 안정된 상태로 들어선 후에는 상기 콘덴서(C1)에 의해 스타트업회로(2)의 전류루프가 차단되어 추가의전류소모가 없어지고, 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)는 자체적으로 전류루프가 형성되어 있으므로, 스타트업회로(2)로 부터 스타트업 전압이 공급되지 않아도 정상적인 바이어스전압을 출력하게 된다.
그리고, 전원전압이 안정된 이후에는 스타트업회로의 전류루프가 차단되어 있기 때문에 스타트업회로(2)가 바이어스전압에 영향을 주지않게 되어 전원전압의 범위가 넓은 경우에도 적합하게 된다.
또한, 전원전압에 잡음이 섞여 순간적인 변화가 발생하면 저항(R2)이 잡음을 감소시켜 주는 역할을 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 전원단자로부터 전원전압이 안정상태로 들어서면 스타트업회로의 콘덴서에 의해 추가의 전류소모를 방지하게 되고, 넓은 범위의 전원전압에서도 사용될 수 있으며, 전원전압에 잡음이 유입되더라도 서플라이 인디펜던트 바이어스회로의 바이어스전압을 안정화시킬 수 있고, 부품이 간소화되어 레이아웃 면적이 감소되는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

  1. 전원단자(VDD)의 전원전압을 인가받아 일정한 바이어스전압을 발생시키는 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)와, 상기 전원전압의 인가초기에 상기 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)를 스타트업시켜 주는 스타트업회로(2)로 구성된 바이어스의 스타트업회로에 있어서, 상기 스타트업회로(2)는 상기 전원단자(VDD)를 저항(R2) 및 콘덴서(C1)를 통해 상기 서플라이 인디펜던트 바이어스회로(1)의 바이어스 출력노드(n1)에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 바이어스의 스타트업회로.
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