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온도 및 공정 보상 전류 미러를 이용한 정밀한 전류 레퍼런스

An Accurate Current Reference using Temperature and Process Compensation Current Mirror

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.46 no.8 = no.386, 2009년, pp.79 - 85  

양병도 (충북대학교 전자정보대학 컴퓨터정보통신 연구소)

초록
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본 논문에서는 온도 및 공정 보상 전류 미러(temperature and process compensation current mirror: TPC-CM)를 이용한 정밀 전류 레퍼런스를 제안하였다. 온도 변화에 영향을 받지 않는 기준 전류는 절대 온도에 비례하여 증가하는 PTAT (proportional to absolute temperature) 전류와 온도에 반비례하여 감소하는 CTAT(complementary to absolute temperature) 전류의 합으로 생성된다. 그러나 온도 계수(temperature coefficient)와 기준 전류의 크기는 공정 변화에 크게 영향을 받는다. 이런 공정 변화를 보정하기 위하여, 제안된 TPC-CM에서는 온도 계수와 기준 전류의 크기를 조절하는 두 개의 이진 가중치 전류 미러(binary weighted current mirror)를 이용하였다. 제작된 각 칩마다 PTAT 전류와 CTAT 전류를 측정한 후, 기준 전류의 크기가 온도에 상관없이 일정하도록, TPC-CM의 스위치 코드를 결정하고 그 값을 비휘발성 메모리에 저장한다. 시뮬레이션에서 TPC-CM는 공정변화 영향을 19.7%에 서 0.52%로 줄였다. 제안된 전류 레퍼런스는 3.3V 0.35um CMOS 공정을 이용하여 제작되었으며, 측정된 칩의 기준 전류 변화율은 $20^{\circ}$C${\sim}$100$^{\circ}$C에서 0.42%였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, an accurate current reference using temperature and process compensation current mirror (TPC-CM) is proposed. The temperature independent reference current is generated by summing a proportional to absolute temperature (PTAT) current and a complementary to absolute temperature (CTAT) ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 TPC-CM를 이용한 정밀한 전류 레퍼런스를 제안하였다. 공정 변화를 보상하기 위해서, 전류레퍼런스의 온도 계수와 크기를 조절하는 두 개의 가중치 전류 미러를 이용하였다.
  • 본 논문에서는 공정 변화를 보상하기 위해 정밀한 온도 및 공정 보상 전류 미러 (temperature and process compensation current mirror: TPC-CM)를 제안하였다.
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참고문헌 (7)

  1. R.J.Baker, CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation, 2nd ed. New York: John Wiley and Sons, 2005, 761-770 

  2. Willy Sansen, Frank Opt Eynde, and Michiel Steyaert, 'A CMOS Temperature Compensated Current Reference,' IEEE JSSC, vol. 23, no. 3, pp. 821-824, June 1988 

  3. Franco Fiori and Paolo Stefano Crovetti, 'A New Compact Temperature-Compensated CMOS Current Reference,' IEEE TCAS-II, vol.52, no.11, pp. 724-728, 2005 

  4. C.-H. Lee and H.-J. Park, 'All-CMOS tempaerature-independent current reference,' Electron Letters, vol. 32, pp. 1280-1281, July 1996 

  5. Behzad Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill Education(Asia) Co. And Xian Jiaotong University Press. 2001, pp. 312-320 

  6. C. Yoo and J. Park, 'CMOS current reference with supply and temperature compensation,' Electron Letters, vol. 43, pp. 1422-1424, Dec 2007 

  7. 이승훈, 김범섭, 송민규, 최중호, CMOS 아날로그/혼성모드 집적시스템 설계(下), $\Sigma$ 시그마프레스, 2004, pp. 94-98 

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