WO2016111479A1 - Filter comprising active resistor, and sigma-delta modulator ripple smoothing circuit of capacitive micro-acceleration sensor using same - Google Patents

Filter comprising active resistor, and sigma-delta modulator ripple smoothing circuit of capacitive micro-acceleration sensor using same Download PDF

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WO2016111479A1
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level shift
mos transistor
voltage
active resistor
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Inventor
이병렬
남철
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한국기술교육대학교 산학협력단
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback

Definitions

  • the present invention relates to a filter comprising an active resistor and a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor using the same.
  • the capacitance value of the capacitive micro-acceleration sensor is approximately several pF, and the change in the capacitance value according to the change in acceleration has a value of tens of those.
  • an accelerometer die and a readout IC die are connected by a bonding wire.
  • the present embodiment is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and one of the objects of the present invention is to implement a filter using an active resistor to remove noise with a desired time constant while occupying a small die area.
  • one of the main objectives is to provide a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor capable of correcting capacitance capacitance error of the acceleration sensor through sigma delta modulation.
  • the filter according to the present exemplary embodiment includes a level shift unit which provides a control voltage formed by receiving an input signal and shifting up the level of the input signal, and a control voltage is applied to the control terminal to provide a deep control voltage.
  • An active resistor including a metal oxide semiconductor transistor (MOS transistor) operating in a deep triode region (deep linear region) and a capacitor connected to the active resistor are included.
  • MOS transistor metal oxide semiconductor transistor
  • the ripple smoothing device of the sigma delta modulator includes an acceleration sensor that includes a capacitor and a capacitance change occurs to correspond to the acceleration change, and the equivalent capacitance is sigma delta modulated to correspond to the capacitance change, and corresponds to the equivalent capacitance.
  • a first switched capacitor amplifier (SCA) for outputting a signal, a coarse regulating capacitor unit whose equivalent capacitance changes to correspond to a change in capacitance, a second SCA for outputting a control signal corresponding to an equivalent capacitance of the coarse regulating capacitor unit, and
  • An active resistor having one end and the other end and having a control stage receiving a control signal, and a filter including a capacitor connected to the other end, the resistance value of the active resistor is determined by a control signal applied to the control stage, the filter Is the sigma included in the signal corresponding to the equivalent capacitance. It removes high frequency ripple caused by the other modulation.
  • the capacitive mismatch of the capacitive acceleration sensor can be eliminated, and the ripple noise generated in the process can be efficiently removed.
  • the present embodiment provides an advantage that a primary RC filter for removing ripple noise can be formed by consuming a small die area.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of SCA1 including a Sigma-Delta Modulator.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of an active resistor.
  • FIG. 5 is a timing diagram illustrating removing ripple by a filter including an active resistor.
  • first and second are intended to distinguish one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms.
  • first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • each step may occur differently from the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor according to the present embodiment.
  • the capacitance of the micro acceleration sensor 201 may be divided into a constant capacitance (C SP + ⁇ 0.5Cs) on the anode side and a secondary capacitance (C SN ⁇ 0.5Cs) on the cathode side.
  • Switched capacitor amplifiers SCA, 203, 204 are used to detect and amplify the variable capacitance ⁇ Cs, which is the difference in values.
  • Switched capacitor amplifiers (SCA) 203 and 204 are physically and electrically coupled to micro acceleration sensor 201 and bonding wires 202.
  • the switched capacitor amplifiers (SCA, 203, 204) act as amplifiers, the C F capacitors (Fig. 2, 3 C F1 , C F2 ) are responsible for amplification.
  • C RP , C RN capacitors are C F control blocks (see FIGS. 2 105 and 3 105) and C R control blocks (see FIGS. 2 104 and 3), respectively.
  • the capacitance value of each capacitor is adjusted by controlling the n-bit digital value provided by the present invention.
  • Capacitors C F1 , C F2, and capacitors C RP , C RN are respectively represented by CF control block 105 and CR control block 104.
  • the capacitances C SP and C SN of micro acceleration sensor 201 are C RP and C RN, respectively. Are adjusted to match.
  • the output value of the buffer BUFFER during matching is expressed as the product of the power supply voltage VDD by the ratio of the C F capacitor and the variable capacitance ⁇ Cs as shown in Equation 1 below.
  • FIG. 2 shows an overview of SCA1 (see FIG. 1 203) including a Sigma-Delta Modulator.
  • C R C RP , C RN only with control block 104 It may be difficult to precisely match the minute capacitance difference between the capacitance C SP and the capacitance C SN of the capacitor and the micro acceleration sensor.
  • the sigma delta modulator 106 outputs the output signal SDP [2: 0] in synchronization with the clock (CLK) input when the input value DIN [7: 0] is provided, and this output signal is parallel to C RP , C RN . It is provided to connected variable capacitors (C 11 , C 21 , C 31 , C 12 , C 22 , C 32 ) to change the capacitance value of the variable capacitor. However, the harmonic component of the clock CLK is applied to the output V OA2 , SCA 102 of the applied output signal. It appears in V OA1 (see FIG. 5 301).
  • the antialiasing filter can be used to remove harmonic components of the clock CLK, but the signal adjusted in the sigma delta modulator can be distorted, limiting its use.
  • the circuit for removing harmonic components of the clock CLK shown in the output V OA2 (V OA1 ) will be described later.
  • FIG. 3 is a schematic circuit diagram of SCA2 (see FIG. 1 204) without sigma delta modulator.
  • the SCA1 including the sigma delta modulator and the SCA2 without the sigma delta modulator have the same sensor input signal, clock input signals ⁇ 1 and ⁇ 2 and control signals con_cr ⁇ n-1:>.
  • Output signal of SCA2 (V R, p V R, n ) is a signal that follows the capacitance change amount of the acceleration sensor, and is applied to the control terminal of the active resistor to adjust the resistance value of the active resistor.
  • SCA2 does not include a sigma delta modulator so that the noise of the clock signal CLK is not added to the output signal of SCA2.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the active resistor shown at 206 in FIG. 1.
  • the SCA1 (see FIG. 1 203) including the sigma delta modulator 106 may perform fine tuning of the capacitance, but the clock CLK may be changed in the sigma delta modulation process for fine tuning. Harmonic components appear at the outputs V OA1 and V OA2 of SCA1.
  • the SCA1 including the sigma delta modulator (106 in FIG. 1) and the SCA2 (see FIG. 1 204) fixing the input of the variable capacitor without the sigma delta modulator are put together in parallel, and the sample and hold circuit (FIG. 1 207).
  • a filter including an active resistor 206 and a capacitor (see FIG. 1 210) is placed in the filter to remove high frequency noise.
  • a first-order RC filter having an RC time constant may be used.
  • a large area is consumed to realize a large capacitance capacitor and a large resistance, so using both the capacitor and the resistor is uneconomical in terms of die area.
  • an on-chip capacitor 210 having a small size without burden on the area may be used, and an active resistor 206 using a MOS transistor may be used.
  • the active resistor 206 includes a level shift unit 410, a buffer 420, and MOS transistors M 2n , M 3n , M 4n , 430 connected in series.
  • the operational amplifier 411 included in the level shift unit 410 is provided with an output signal V R of SCA2 as one input.
  • the buffer 420 applies the buffered voltage V RB to the output of the MOS transistors connected in series.
  • Vin the voltage provided to the input side of the MOS transistor 430 connected in series, is a voltage in which the output signal V R of the sigma delta modulator overlaps the small change voltage V ⁇ of the sigma delta modulator.
  • the value of the voltage V RB is provided on the output side) it is equal to V R.
  • the voltage applied between the drain and the source of each of the MOS transistors connected in series is a voltage obtained by dividing V ⁇ . For example, if M 2n , M 3n , and M 4n have the same size, M 2n , M 3n , and M 4n
  • the drain-source voltage of the transistor is V ⁇ / 3, where V ⁇ is an equalized voltage.
  • each of the MOS transistors M 2n , M 3n , and M 4n has a deep linear region. (deep triode region, deep linear region) (see Equation 2).
  • FIG. 5 is a computer simulation timing diagram of a filter that removes ripples in the output signal of SCA1.
  • the output signal outp1 of SCA1 illustrated in black includes ripple due to sigma delta modulation
  • the output signal outp2 of SCA2 that does not perform sigma delta modulation does not include ripple.
  • the output signal (outp2) of the SCA2 is used as a control signal of the active resistor, and the result of filtering the output signal (outp1) of the SCA1 with the filter implemented with the active resistor and the on-chip capacitor (see FIG. 210) is shown in red at Voutp.
  • the ripple is removed to have a smoothed value of Vs.
  • V OA2 which is the output of the buffer (see FIG. 1 207).

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Abstract

A filter according to the present embodiment comprises: an active resistor comprising a level shift unit, which receives an input signal so as to provide a control voltage formed by shifting up the level of the input signal, and a metal oxide semiconductor (MOS) transistor operating in a deep triode region by allowing the control voltage to be applied to a control end; and a capacitor connected to the active resistor.

Description

능동 저항을 포함하는 필터 및 이를 이용하는 용량성 마이크로 가속도 센서의 시그마 델타 변조기 리플 평활 회로Sigma Delta Modulator Ripple Smoothing Circuit of Filter with Active Resistance and Capacitive Micro Acceleration Sensor Using the Same
본 발명은 능동 저항을 포함하는 필터 및 이를 이용하는 용량성 마이크로 가속도 센서의 시그마 델타 변조기 리플 평활 회로에 관한 것이다. The present invention relates to a filter comprising an active resistor and a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor using the same.
용량형 마이크로 가속도 센서의 정전 용량 값은 대략 수 pF 정도가 되며, 가속도의 변화에 따른 용량 값의 변화는 그 수십 분의 1의 값을 갖는다. 마이크로 가속도 센서의 가변 용량을 검지하기 위해서 본딩 와이어로 가속도 센서 다이(Die)와 검지회로(Readout IC) 다이를 연결한다. The capacitance value of the capacitive micro-acceleration sensor is approximately several pF, and the change in the capacitance value according to the change in acceleration has a value of tens of those. In order to detect the variable capacitance of the micro acceleration sensor, an accelerometer die and a readout IC die are connected by a bonding wire.
마이크로 센서의 크기가 점차 작아짐에 따라 센서 용량도 소형화 되어 본딩 와이어 연결에 따른 용량 부정합(capacitance mismatch)도 가속도 센서의 특성에 영향을 끼친다. 시그마 델타(Sigma-delta) 기법을 이용하는 회로를 이용하여 부정합(mismatch)을 제거할 수 있는데, 시그마 델타 방법에 의해 일련의 커패시터를 고속으로 스위칭함에 따라 발생하는 스위칭 신호가 노이즈로 출력에 유입이 되어 특성이 열화될 수 있다. 노이즈를 필터링하기 위해 1차 RC필터를 사용할 수 있으나, 커패시터와 저항을 구현하기 위해 큰 다이 면적이 필요하다.As microsensors get smaller in size, sensor capacities also become smaller, and the capacitance mismatch associated with bonding wires also affects the characteristics of the acceleration sensor. Mismatch can be eliminated using a circuit using the sigma-delta technique. The switching signal generated by switching a series of capacitors at high speed by the sigma delta method is introduced into the output as noise. Properties may deteriorate. A primary RC filter can be used to filter out noise, but a large die area is required to implement the capacitors and resistors.
본 실시예는 상술한 종래 기술의 단점을 해결하기 위한 것으로, 능동 저항을 이용한 필터를 구현하여 적은 다이 면적을 차지하면서 목적하는 시정수로 노이즈를 제거하는 필터를 구현하는 것이 그 목적 중 하나이다. The present embodiment is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and one of the objects of the present invention is to implement a filter using an active resistor to remove noise with a desired time constant while occupying a small die area.
또한 본 실시예에 의하면 시그마 델타 변조를 통하여 가속도 센서의 커패시턴스 용량 오차를 보정할 수 있는 용량성 마이크로 가속도 센서의 시그마 델타 변조기 리플 평활 회로를 제공하는 것이 주된 목적 중 하나이다.In addition, according to the present embodiment, one of the main objectives is to provide a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor capable of correcting capacitance capacitance error of the acceleration sensor through sigma delta modulation.
본 실시예에 의한 필터는 입력 신호를 인가받아 입력 신호의 레벨을 시프트 업(shift up)하여 형성되는 제어 전압을 제공하는 레벨 시프트 유닛(level shift unit)과, 제어 전압이 제어단에 인가되어 깊은 선형 영역(deep triode region, deep linear region)에서 동작하는 MOS 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Transistor)를 포함하는 능동 저항 및 능동 저항과 연결된 커패시터(capacitor)를 포함한다.The filter according to the present exemplary embodiment includes a level shift unit which provides a control voltage formed by receiving an input signal and shifting up the level of the input signal, and a control voltage is applied to the control terminal to provide a deep control voltage. An active resistor including a metal oxide semiconductor transistor (MOS transistor) operating in a deep triode region (deep linear region) and a capacitor connected to the active resistor are included.
본 실시예에 따른 시그마 델타 변조기의 리플 평활 장치는, 커패시터를 포함하고, 가속도 변화에 상응하도록 커패시턴스 변화가 발생하는 가속도 센서와, 커패시턴스 변화에 상응하도록 등가 커패시턴스가 시그마 델타 변조되며, 등가 커패시턴스에 상응하는 신호를 출력하는 제1 SCA(Switched Capacitor Amplifier)와, 커패시턴스 변화에 상응하도록 등가 커패시턴스가 변화하는 거친 조정 커패시터 유닛과, 거친 조정 커패시터 유닛의 등가 커패시턴스에 상응하는 제어 신호를 출력하는 제2 SCA 및 일단과 타단을 가지며, 제어 신호를 입력받는 제어단을 가지는 능동 저항과, 타단에 연결된 커패시터를 포함하는 필터를 포함하며, 능동 저항의 저항값은 제어단에 인가되는 제어 신호에 의하여 결정되며, 필터는 등가 커패시턴스에 상응하는 신호에 포함된 시그마 델타 변조에 의하여 발생하는 고주파 리플을 제거한다.The ripple smoothing device of the sigma delta modulator according to the present embodiment includes an acceleration sensor that includes a capacitor and a capacitance change occurs to correspond to the acceleration change, and the equivalent capacitance is sigma delta modulated to correspond to the capacitance change, and corresponds to the equivalent capacitance. A first switched capacitor amplifier (SCA) for outputting a signal, a coarse regulating capacitor unit whose equivalent capacitance changes to correspond to a change in capacitance, a second SCA for outputting a control signal corresponding to an equivalent capacitance of the coarse regulating capacitor unit, and An active resistor having one end and the other end and having a control stage receiving a control signal, and a filter including a capacitor connected to the other end, the resistance value of the active resistor is determined by a control signal applied to the control stage, the filter Is the sigma included in the signal corresponding to the equivalent capacitance. It removes high frequency ripple caused by the other modulation.
본 실시예에 의하면 용량성 가속도 센서의 용량 부정합을 제거할 수 있으며, 그 과정에서 발생하는 리플 노이즈를 효율적으로 제거할 수 있다는 장점이 제공된다. According to the present embodiment, the capacitive mismatch of the capacitive acceleration sensor can be eliminated, and the ripple noise generated in the process can be efficiently removed.
또한, 본 실시예에 의하면 리플 노이즈 제거하는 1차 RC필터를 적은 다이 면적을 소모하여 형성할 수 있다는 장점이 제공된다.In addition, the present embodiment provides an advantage that a primary RC filter for removing ripple noise can be formed by consuming a small die area.
도 1은 본 실시예에 따른 용량성 마이크로 가속도 센서의 시그마 델타 변조기 리플 평활 회로의 개요를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an outline of a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor according to the present embodiment.
도 2는 시그마 델타 변조기(Sigma-Delta Modulator)를 포함하는 SCA1의 개요를 도시한 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of SCA1 including a Sigma-Delta Modulator.
도 3은 시그마델타 변조기를 포함하지 않은 SCA2의 개요를 도시한 도면이다. 3 shows an overview of SCA2 without a sigma delta modulator.
도 4는 능동저항의 일 예를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating an example of an active resistor.
도 5는 능동 저항을 포함하는 필터에 의하여 리플을 제거하는 것을 도시하는 타이밍도이다.5 is a timing diagram illustrating removing ripple by a filter including an active resistor.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described in the text. That is, since the embodiments may be variously modified and may have various forms, the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as “first” and “second” are intended to distinguish one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "상부에" 또는 “위에”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접촉하여" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "개재하여"와 "바로 ~개재하여", "~사이에"와 "바로 ~ 사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "above" or "on" another component, it should be understood that another component may be present, although it may be directly above the other component. On the other hand, when a component is said to be "in contact" with another component, it should be understood that there is no other component in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately through", "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "on" Direct neighbor "and so on.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, operations, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present, but not to exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may occur differently from the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.The drawings referred to for describing the embodiments of the present disclosure are intentionally exaggerated in size, height, thickness, etc. for ease of explanation and easy understanding, and are not to be enlarged or reduced in proportion. In addition, any component illustrated in the drawings may be intentionally reduced in size, and other components may be intentionally enlarged in size.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed to be consistent with the meanings in the context of the related art and should not be construed as having ideal or overly formal meanings unless expressly defined in this application. .
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 용량성 마이크로 가속도 센서의 시그마 델타 변조기 리플 평활 회로를 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 용량성 마이크로 가속도 센서의 시그마 델타 변조기 리플 평활 회로의 개요를 도시한 회로도이다. 도 1을 참조하면, 마이크로 가속도 센서(201)의 용량은 양극 쪽의 정용량(CSP+Δ0.5Cs)과 음극쪽의 부용량(CSN-Δ0.5Cs)으로 나눌 수 있으며, 이 두 용량 값의 차인 가변용량 ΔCs를 검출하고 증폭하기 위해서 스위치드 커패시터 증폭기(SCA, Switched Capacitor Amplifier, 203, 204)를 사용한다.Hereinafter, a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a circuit diagram showing an outline of a sigma delta modulator ripple smoothing circuit of a capacitive micro acceleration sensor according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, the capacitance of the micro acceleration sensor 201 may be divided into a constant capacitance (C SP + Δ0.5Cs) on the anode side and a secondary capacitance (C SN −Δ0.5Cs) on the cathode side. Switched capacitor amplifiers (SCA, 203, 204) are used to detect and amplify the variable capacitance ΔCs, which is the difference in values.
스위치드 커패시터 증폭기(SCA, 203, 204)는 마이크로 가속도 센서(201)와 본딩 와이어(202)로 물리적 및 전기적으로 연결된다. 스위치드 커패시터 증폭기(SCA, 203, 204)가 증폭기로 동작할 때에는 증폭을 담당하는 CF 커패시터(도 2, 도 3 CF1,CF2 참조)와 CRP, CRN 커패시터(도2 및 도 3 CRP, CRN 참조)는 각각 CF 제어 블록(도 2 105, 도 3 105 참조), CR 제어 블록(도2 104, 도 3 104 참조)가 제공하는 n-bit 디지털 값으로 제어되어 각 커패시터들의 커패시턴스 값들이 조정된다.Switched capacitor amplifiers (SCA) 203 and 204 are physically and electrically coupled to micro acceleration sensor 201 and bonding wires 202. When the switched capacitor amplifiers (SCA, 203, 204) act as amplifiers, the C F capacitors (Fig. 2, 3 C F1 , C F2 ) are responsible for amplification. C RP , C RN capacitors (see FIGS. 2 and 3 C RP , C RN ) are C F control blocks (see FIGS. 2 105 and 3 105) and C R control blocks (see FIGS. 2 104 and 3), respectively. The capacitance value of each capacitor is adjusted by controlling the n-bit digital value provided by the present invention.
커패시터 CF1, CF2 및 커패시터 CRP, CRN들은 각각 CF 제어 블록(105)과 CR 제어 블록(104)에 의해 마이크로 가속도 센서(201)의 정전용량 CSP와 CSN은 CRP와 CRN과 정합되도록 각각 조정된다. 정합시 버퍼(BUFFER)의 출력값은 아래의 수학식 1과 같이 CF 커패시터와 가변용량 ΔCs의 비에 전원전압(VDD) 곱으로 표현된다.Capacitors C F1 , C F2, and capacitors C RP , C RN are respectively represented by CF control block 105 and CR control block 104. The capacitances C SP and C SN of micro acceleration sensor 201 are C RP and C RN, respectively. Are adjusted to match. The output value of the buffer BUFFER during matching is expressed as the product of the power supply voltage VDD by the ratio of the C F capacitor and the variable capacitance ΔCs as shown in Equation 1 below.
Figure PCTKR2015013693-appb-M000001
Figure PCTKR2015013693-appb-M000001
도 2는 시그마 델타 변조기(Sigma-Delta Modulator)를 포함하는 SCA1(도 1 203참조)의 개요를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, CR 제어 블록(104)만으로 CRP, CRN 커패시터와 마이크로 가속도 센서의 정용량(CSP)과 부용량(CSN)과의 미세한 커패시턴스 차이를 정확히 매칭하기 곤란할 수 있다. 시그마 델타 변조기(106)를 구동(EN=1)하여 이러한 작은 커패시턴스 차이를 미세 조정(fine tuning)한다. 즉, 시그마 델타 변조기(106)는 CR제어 블록(104)이 거친 조정(coarse tuning)을 수행한 후, 정용량 에러 ΔCp _err=CSP-CRP와 부용량 에러 ΔCn _err=CSN-CRN가 제거되어 정합되도록 가변 콘덴서(C11,C21,C31,C12,C22,C32)들을 미세 조정한다.FIG. 2 shows an overview of SCA1 (see FIG. 1 203) including a Sigma-Delta Modulator. Referring to Figure 2, C R C RP , C RN only with control block 104 It may be difficult to precisely match the minute capacitance difference between the capacitance C SP and the capacitance C SN of the capacitor and the micro acceleration sensor. Sigma delta modulator 106 is driven (EN = 1) to fine tune this small capacitance difference. That is, the sigma-delta modulator 106 is C R control block 104 after performing the coarse adjustment (coarse tuning), constant capacity error ΔC p _err = C -C RP and SP unit dose error ΔC n = C SN _err Fine tune the variable capacitors (C 11 , C 21 , C 31 , C 12 , C 22 , C 32 ) so that C RN is removed and matched.
시그마 델타 변조기(106)는 입력 값 DIN[7:0]이 제공되면 클록(CLK) 입력에 동기하여 출력신호 SDP[2:0]를 출력하고, 이 출력신호는 CRP, CRN에 병렬로 연결된 가변콘덴서(C11,C21,C31,C12,C22,C32)에 제공되어 가변 콘덴서의 커패시턴스 값을 변화시킨다. 그러나, 인가된 출력 신호에 클록(CLK)의 고조파 성분이 SCA(102)의 출력 VOA2, VOA1에 나타난다(도 5 301참조). 안티앨리어싱 필터를 이용하여 클록(CLK)의 고조파 성분을 제거할 수 있으나, 시그마델타 변조기에서 조정된 신호가 왜곡될 수 있어 그 사용이 제한된다. 출력 VOA2(VOA1)에 나타난 클록(CLK)의 고조파 성분을 제거하는 회로는 후술한다.The sigma delta modulator 106 outputs the output signal SDP [2: 0] in synchronization with the clock (CLK) input when the input value DIN [7: 0] is provided, and this output signal is parallel to C RP , C RN . It is provided to connected variable capacitors (C 11 , C 21 , C 31 , C 12 , C 22 , C 32 ) to change the capacitance value of the variable capacitor. However, the harmonic component of the clock CLK is applied to the output V OA2 , SCA 102 of the applied output signal. It appears in V OA1 (see FIG. 5 301). The antialiasing filter can be used to remove harmonic components of the clock CLK, but the signal adjusted in the sigma delta modulator can be distorted, limiting its use. The circuit for removing harmonic components of the clock CLK shown in the output V OA2 (V OA1 ) will be described later.
도 3은 시그마델타 변조기를 포함하지 않은 SCA2(도 1 204 참조)의 개요적 회로도이다. 도 3을 참조하면, 시그마델타 변조기를 포함하는 SCA1과 시그마델타 변조기를 포함하지 않은 SCA2는 같은 센서 입력 신호와, 클록 입력 신호(Φ1,Φ2) 및 제어 신호(con_cr<n-1:>, con_cf<n-1:0>)를 제공받으나, SCA2는 시그마델타 변조기가 없으므로 가변 콘덴서를 제어할 수 있는 제어 신호의 값을 SDP[2] = SDN[2] = 1, SDP[1] = SDN[1] = SDP[0] = SDN[0] = 0으로 유지한다. 이것은 가변 콘덴서(C11,C21,C31,C12,C22,C32)에 제공되는 3비트 값들이 000에서 111 까지 변화할 수 있으며 이들 중 중간값인 100을 제공하기 위한 것이다. FIG. 3 is a schematic circuit diagram of SCA2 (see FIG. 1 204) without sigma delta modulator. Referring to FIG. 3, the SCA1 including the sigma delta modulator and the SCA2 without the sigma delta modulator have the same sensor input signal, clock input signals Φ 1 and Φ 2 and control signals con_cr <n-1:>. , con_cf <n-1: 0>), but since SCA2 has no sigma delta modulator, the value of the control signal to control the variable capacitor is SDP [2] = SDN [2] = 1, SDP [1] = SDN [1] = SDP [0] = SDN [0] = 0 This is to provide the intermediate value of 100, wherein the 3-bit values provided to the variable capacitors C 11 , C 21 , C 31 , C 12 , C 22 , and C 32 can vary from 000 to 111.
SCA2의 출력 신호(VR,p VR,n)는 가속도 센서의 커패시턴스 변화량을 추종(follow)하는 신호로, 능동저항의 제어단에 인가되어 능동 저항의 저항값을 조절한다. SCA2는 시그마델타 변조기를 포함하지 않아 SCA2의 출력 신호에는 클록신호(CLK)에 의한 노이즈가 추가되지 않는다. Output signal of SCA2 (V R, p V R, n ) is a signal that follows the capacitance change amount of the acceleration sensor, and is applied to the control terminal of the active resistor to adjust the resistance value of the active resistor. SCA2 does not include a sigma delta modulator so that the noise of the clock signal CLK is not added to the output signal of SCA2.
도 4는 도 1에 206으로 도시된 능동저항의 일 구현예를 도시한 회로도이다. 상술한 바와 같이, 시그마 델타 변조기(106)를 포함하는 SCA1(도 1 203 참조)는 커패시턴스의 미세 조정(fine tuning)을 수행할 수 있으나, 미세 조정을 위한 시그마델타 변조 과정에서 클록(CLK)의 고조파 성분이 SCA1의 출력 VOA1, VOA2에 나타난다. FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the active resistor shown at 206 in FIG. 1. As described above, the SCA1 (see FIG. 1 203) including the sigma delta modulator 106 may perform fine tuning of the capacitance, but the clock CLK may be changed in the sigma delta modulation process for fine tuning. Harmonic components appear at the outputs V OA1 and V OA2 of SCA1.
이를 여파하기 위하여 시그마델타 변조기(도 1의 106)가 포함된 SCA1와 시그마델타 변조기가 없이 가변 콘덴서의 입력을 고정한 SCA2(도 1 204 참조)를 병렬로 같이 두고, 샘플앤홀드 회로(도 1 207 참조)내에 능동 저항(206)과 커패시터(도 1 210 참조)를 포함하는 필터를 두어 고주파 노이즈를 제거한다. To filter this out, the SCA1 including the sigma delta modulator (106 in FIG. 1) and the SCA2 (see FIG. 1 204) fixing the input of the variable capacitor without the sigma delta modulator are put together in parallel, and the sample and hold circuit (FIG. 1 207). A filter including an active resistor 206 and a capacitor (see FIG. 1 210) is placed in the filter to remove high frequency noise.
리플 신호(도 5 301참조)를 필터링 하기 위해서는 시정수(RC time constant)를 가지는 1차 RC필터를 사용할 수 있다. 그러나 집적회로에서는 큰 커패시턴스를 가지는 커패시터와 큰 저항을 구현하기 위해서 큰 면적이 소모되는 단점이 있어, 커패시터와 저항을 모두 사용하는 것은 다이 면적 측면에서 비경제적이다.In order to filter the ripple signal (see FIG. 5 301), a first-order RC filter having an RC time constant may be used. However, in integrated circuits, there is a disadvantage in that a large area is consumed to realize a large capacitance capacitor and a large resistance, so using both the capacitor and the resistor is uneconomical in terms of die area.
큰 시정수를 갖는 회로를 구현하기 위해서는 면적이 부담 없는 작은 크기의 On-Chip 커패시터(210)를 사용하고, MOS 트랜지스터를 이용하는 능동 저항(206)을 사용할 수 있다. 능동저항(206)은 레벨 시프트 유닛(410), 버퍼(420) 및 직렬로 연결된 MOS트랜지스터(M2n, M3n, M4n , 430)들을 포함한다. 레벨 시프트 유닛(410)에 포함된 연산증폭기(411)은 일 입력으로 SCA2의 출력 신호(VR)를 제공받는다. 입력된 전압(VR)은 연산 증폭기(401)의 가상 접지(virtual short)에 의하여 타 입력으로 미러링(mirroring)되고, 미러링된 전압이 NMOS트랜지스터(M1n)의 게이트 소스간 전압만큼 시프트 업(shift up)되어 VCR이 형성된다(VCR=VR+Vgs_m1n). In order to implement a circuit having a large time constant, an on-chip capacitor 210 having a small size without burden on the area may be used, and an active resistor 206 using a MOS transistor may be used. The active resistor 206 includes a level shift unit 410, a buffer 420, and MOS transistors M 2n , M 3n , M 4n , 430 connected in series. The operational amplifier 411 included in the level shift unit 410 is provided with an output signal V R of SCA2 as one input. The input voltage V R is mirrored to the other input by a virtual short of the operational amplifier 401, and the mirrored voltage is shifted up by the gate-source voltage of the NMOS transistor M 1n . is shift up) is formed with a V CR (V CR = V R + V gs_m1n).
입력 전압(VR)이 미러링된 전압은 버퍼(420)를 통해 버퍼링(buffering)되며, 버퍼링된 VRB전압은 VR와 같다(VRB=VR). 버퍼(420)는 버퍼링된 전압(VRB)을 직렬로 연결된 MOS 트랜지스터들의 출력에 인가한다. The voltage at which the input voltage V R is mirrored is buffered through the buffer 420, and the buffered V RB voltage is equal to V R (V RB = V R ) . The buffer 420 applies the buffered voltage V RB to the output of the MOS transistors connected in series.
직렬로 연결된 MOS 트랜지스터(430)의 입력측에 제공되는 전압인 Vin은 시그마델타 변조기의 출력 신호(VR)와 시그마델타 모듈레이션된 작은 변화의 전압(VΔ)이 중첩된 전압이며, MOS 트랜지스터(430)의 출력측에 제공되는 전압인 VRB의 값은 VR과 같다. 직렬로 연결된 복수의 MOS 트랜지스터 각각의 드레인, 소스 사이에 인가되는 전압값은 VΔ가 나뉜 전압이다. 일 예로, M2n, M3n, M4n 의 사이즈가 모두 동일하면 M2n, M3n, M4n 트랜지스터의 드레인-소스간 전압은 VΔ가 균분된 전압인 VΔ/3이다. 각 MOS트랜지스터(M2n, M3n, M4n)의 드레인-소스 사이의 전압 차는 M1n 트랜지스터의 포화 문턱 전압보다 작기 때문에, 각각의 MOS 트랜지스터들(M2n, M3n, M4n)은 깊은 선형 영역(deep triode region, deep linear region)에서 동작한다(수학식 2 참조).Vin, the voltage provided to the input side of the MOS transistor 430 connected in series, is a voltage in which the output signal V R of the sigma delta modulator overlaps the small change voltage V Δ of the sigma delta modulator. the value of the voltage V RB is provided on the output side) it is equal to V R. The voltage applied between the drain and the source of each of the MOS transistors connected in series is a voltage obtained by dividing V Δ . For example, if M 2n , M 3n , and M 4n have the same size, M 2n , M 3n , and M 4n The drain-source voltage of the transistor is V Δ / 3, where V Δ is an equalized voltage. Since the voltage difference between the drain-source of each MOS transistor M 2n , M 3n , and M 4n is smaller than the saturation threshold voltage of the M1n transistor, each of the MOS transistors M 2n , M 3n , and M 4n has a deep linear region. (deep triode region, deep linear region) (see Equation 2).
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직렬로 연결된 MOS트랜지스터들(430)이 깊은 선형영역에서 동작할 때 등가 저항값(Req)은 트랜지스터의 폭/길이 비(W/L)에 반비례하며 아래의 수학식 3으로 표현되는 저항값을 가진다.When the MOS transistors 430 connected in series operate in a deep linear region, the equivalent resistance value R eq is inversely proportional to the width / length ratio (W / L) of the transistor and is represented by Equation 3 below. Have
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직렬로 연결된 MOS 트랜지스터들로부터 얻어진 능동 저항의 등가 저항과 온 칩 커패시터 CH(도 1 210 참조)에 의해 1차 저역 통과 필터(Low-pass Filter)가 구현된다. 상술한 바와 같이 각각의 능동 저항에 제공되는 VR 전압은 시그마델타 모듈레이션 되지 않고 센서의 커패시터 변화량을 추종(follow)하는 AC 신호가 되어야 하므로, SCA2의 출력신호(VR,p, VR,n)를 사용한다. Equivalent resistance of the active resistor obtained from the MOS transistors connected in series and the on-chip capacitor C H (Fig. 1 210) The first-order low-pass filter is implemented. As described above, since the V R voltage provided to each active resistor should be an AC signal that follows the sensor capacitor variation without sigma delta modulation, the output signals of SCA2 (V R, p , V R, n ).
모의 실험예Simulation example
도 5는 SCA1의 출력 신호에서 리플을 제거하는 필터의 컴퓨터 모의 실험(computer simulation) 타이밍 도이다. 도 5를 참조하면, 검정색으로 도시된 SCA1의 출력신호(outp1)에는 시그마델타 변조에 의한 리플이 포함되어 있으나, 시그마 델타 변조를 수행하지 않는 SCA2의 출력 신호(outp2)에는 리플이 포함되지 않는 것을 확인할 수 있다. SCA2의 출력 신호(outp2)를 능동저항의 제어신호로 하고, 능동 저항과 온 칩 커패시터(도 210 참조)로 구현된 필터로 SCA1의 출력신호(outp1)를 여파한 결과는 Voutp에서 적색으로 도시되었으며, 리플이 제거되어 ?Vs의 평활된 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 버퍼(도 1 207 참조)의 출력인 VOA2에서도 마찬가지로 리플이 제거된 것을 확인할 수 있다.5 is a computer simulation timing diagram of a filter that removes ripples in the output signal of SCA1. Referring to FIG. 5, although the output signal outp1 of SCA1 illustrated in black includes ripple due to sigma delta modulation, the output signal outp2 of SCA2 that does not perform sigma delta modulation does not include ripple. You can check it. The output signal (outp2) of the SCA2 is used as a control signal of the active resistor, and the result of filtering the output signal (outp1) of the SCA1 with the filter implemented with the active resistor and the on-chip capacitor (see FIG. 210) is shown in red at Voutp. We can see that the ripple is removed to have a smoothed value of Vs. In addition, it can be confirmed that ripple is similarly removed in V OA2 , which is the output of the buffer (see FIG. 1 207).
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다. Although described with reference to the embodiments shown in the drawings to aid the understanding of the present invention, this is an embodiment for the implementation, it is merely exemplary, those skilled in the art from various modifications and equivalents therefrom It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
상기에 기재되어 있음Listed above

Claims (10)

  1. 입력 신호를 인가받아 상기 입력 신호의 레벨을 시프트 업(shift up)하여 형성되는 제어 전압을 제공하는 레벨 시프트 유닛(level shift unit)과, 상기 제어 전압이 제어단에 인가되어 깊은 선형 영역(deep triode region)에서 동작하는 MOS 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Transistor)를 포함하는 능동 저항; 및A level shift unit providing a control voltage formed by receiving an input signal and shifting up the level of the input signal, and the control voltage being applied to a control terminal to provide a deep triode. an active resistor including a metal oxide semiconductor transistor (MOS transistor) operating in a region; And
    상기 능동 저항과 연결된 커패시터(capacitor)를 포함하는 필터.And a capacitor coupled to the active resistor.
  2. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 레벨 시프트 유닛은,The level shift unit,
    상기 입력전압 레벨을 시프트 업하는 레벨 시프트 MOS 트랜지스터; 및 A level shift MOS transistor for shifting up the input voltage level; And
    제1 입력으로 상기 입력전압이 인가되고, 제2 입력은 상기 제1 입력과 가상 단락(virtual short)으로 미러링(mirroring)되어 상기 레벨 시프트 MOS 트랜지스터의 소스에 연결되어 상기 입력 전압을 제공하고, 출력은 상기 레벨 시프트 MOS 트랜지스터의 게이트에 연결되는 연산 증폭기(OP Amp, Operational Amplifier)를 포함하며, 상기 연산 증폭기는 상기 출력 전압을 출력하는 필터.The input voltage is applied to a first input, and the second input is mirrored in a virtual short with the first input to be connected to a source of the level shift MOS transistor to provide the input voltage. And an operational amplifier (OP Amp) coupled to the gate of the level shift MOS transistor, wherein the operational amplifier outputs the output voltage.
  3. 제2항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 레벨 시프트 MOS 트랜지스터의 소스와 연결되어 상기 입력 전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼를 더 포함하며,A buffer connected to a source of the level shift MOS transistor to buffer and output the input voltage;
    상기 버퍼의 출력은 상기 능동 저항의 출력에 제공되는 필터.An output of the buffer is provided to an output of the active resistor.
  4. 제3항에 있어서, The method of claim 3,
    상기 MOS 트랜지스터는 직렬로 연결된 복수의 NMOS 트랜지스터들을 포함하며, 상기 커패시터는 상기 NMOS 트랜지스터의 출력에 연결된 필터.Said MOS transistor comprising a plurality of NMOS transistors connected in series, said capacitor connected to an output of said NMOS transistor.
  5. 제2항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 제어 전압은 상기 입력 신호가 상기 레벨 시프트 MOS 트랜지스터의 게이트-소스간 전압만큼 시프트 업(shift up)되어 형성되는 필터.And the control voltage is formed by shifting the input signal up by the gate-source voltage of the level shift MOS transistor.
  6. 커패시터를 포함하고, 가속도 변화에 상응하도록 커패시턴스 변화가 발생하는 가속도 센서;An acceleration sensor including a capacitor, the capacitance sensor generating a capacitance change to correspond to the acceleration change;
    상기 커패시턴스 변화에 상응하도록 등가 커패시턴스가 시그마 델타 변조되며, 상기 등가 커패시턴스에 상응하는 신호를 출력하는 제1 SCA(Switched Capacitor Amplifier);A first switched capacitor amplifier (SCA) whose equivalent capacitance is sigma delta modulated to correspond to the capacitance change, and outputting a signal corresponding to the equivalent capacitance;
    상기 커패시턴스 변화에 상응하도록 등가 커패시턴스가 변화하는 거친 조정 커패시터 유닛과, 상기 거친 조정 커패시터 유닛의 상기 등가 커패시턴스에 상응하는 제어 신호를 출력하는 제2 SCA; 및A coarse regulating capacitor unit whose equivalent capacitance changes to correspond to the capacitance change, and a second SCA for outputting a control signal corresponding to the equivalent capacitance of the coarse regulating capacitor unit; And
    일단과 타단을 가지며, 상기 제어 신호를 입력받는 제어단을 가지는 능동 저항과, 상기 타단에 연결된 커패시터를 포함하는 필터를 포함하며, A filter comprising an active resistor having one end and the other end and having a control end receiving the control signal, and a capacitor connected to the other end,
    상기 능동 저항의 저항값은 상기 제어단에 인가되는 상기 제어 신호에 의하여 결정되며, 상기 필터는 상기 등가 커패시턴스에 상응하는 신호에 포함된 상기 시그마 델타 변조에 의하여 발생하는 고주파 리플을 제거하는 는 시그마 델타 변조기의 리플 평활 장치.The resistance value of the active resistor is determined by the control signal applied to the control terminal, and the filter removes the high frequency ripple caused by the sigma delta modulation included in the signal corresponding to the equivalent capacitance. Ripple smoothing device of modulator.
  7. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 등가 커패시턴스에 상응하는 신호는 상기 시그마 델타 변조에 의하여 발생하는 고주파 리플을 포함하며, 상기 필터는 상기 고주파 리플을 제거하는 시그마 델타 변조기의 리플 평활 장치.And a signal corresponding to the equivalent capacitance includes a high frequency ripple generated by the sigma delta modulation, and the filter removes the high frequency ripple.
  8. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 능동 저항은 The active resistance
    상기 제어 신호를 인가받아 상기 제어 신호의 레벨을 시프트 업(shift up)하여 제공하는 레벨 시프트 유닛(level shift unit)과, A level shift unit which receives the control signal and shifts up the level of the control signal and provides the level;
    레벨이 시프트 업된 제어 신호가 제어단에 인가되어 깊은 선형 영역(deep triode region)에서 동작하는 MOS 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Transistor) 및A MOS transistor (Metal Oxide Semiconductor Transistor) which is applied to the control stage with a level-shifted up control signal and operates in a deep triode region;
    상기 제어 신호를 버퍼링하여 상기 능동 저항의 타단에 제공하는 버퍼를 포함하는 시그마 델타 변조기의 리플 평활 장치.And a buffer for buffering the control signal and providing it to the other end of the active resistor.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 레벨 시프트 유닛은,The level shift unit,
    상기 제어전압 레벨을 게이트-소스 전압만큼 시프트 업하는 레벨 시프트 MOS 트랜지스터; 및 A level shift MOS transistor for shifting up the control voltage level by a gate-source voltage; And
    제1 입력으로 상기 제어전압이 인가되고, 제2 입력은 상기 제1 입력과 가상 단락(virtual short)으로 미러링(mirroring)되어 상기 레벨 시프트 MOS 트랜지스터의 소스에 연결되고, 출력은 상기 레벨 시프트 MOS 트랜지스터의 게이트에 연결되는 연산 증폭기(OP Amp, Operational Amplifier)를 포함하는 시그마 델타 변조기의 리플 평활 장치.The control voltage is applied to a first input, the second input is mirrored in a virtual short with the first input and connected to the source of the level shift MOS transistor, and the output is the level shift MOS transistor. A ripple smoothing device of a sigma delta modulator comprising an operational amplifier (OP Amp) connected to the gate of the amplifier.
  10. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 능동 저항은 직렬로 연결된 복수의 NMOS 트랜지스터(N type Metal Oxide Semiconductor Transistor)를 포함하며, 상기 NMOS 트랜지스터는 깊은 선형 영역(deep triode region)에서 동작하는 시그마 델타 변조기의 리플 평활 장치.And the active resistor comprises a plurality of NMOS transistors connected in series, the NMOS transistors operating in a deep triode region.
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