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CMOS 소자로만 구성된 1V 이하 저전압 저전력 기준전압 발생기
A Sub-1V Nanopower CMOS Only Bandgap Voltage Reference 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.20 no.2, 2016년, pp.192 - 195  

박창범 (Dept. of Electronics Engineering, Seokyeong University) ,  임신일 (Dept. of Electronics Engineering, Seokyeong University)

초록
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본 논문에서는 저항과 BJT를 사용하지 않고 sub-threshold 영역에서 동작하는 저전압, 저전력 기준전압 발생기를 설계하였다. CTAT 전압 발생기는 두 개의 NMOS 트랜지스터를 이용하여 구성하였고, 충분한 영역의 CTAT 전압을 발생시키기 위해 바디 바이어스 회로를 이용하였다. PTAT 전압 발생기는 PTAT 전압을 생성하기 위해 MOS 트랜지스터 입력 쌍의 서로 다른 사이즈 비를 이용하는 차동증폭기 형태로 구성하였다. 제안한 회로는 $0.18-{\mu}m$ 표준 CMOS 공정으로 설계되었다. 시뮬레이션 결과로 290mV의 출력 기준 전압을 가지며, -$20^{\circ}C$ 에서 $120^{\circ}C$의 온도 변화에서 92 ppm/$^{\circ}C$의 전압 변화 지수와 전원전압 0.63V에서 15.7nW의 소모 전력을 갖는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we present a nanopower CMOS bandgap voltage reference working in sub-threshold region without resisters and bipolar junction transistors (BJT). Complimentary to absolute temperature (CTAT) voltage generator was realized by using two n-MOSFET pair with body bias circuit to make a suffi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 참고문헌 [3]의 경우, 상대적으로 전력소모가 크고 BJT를 사용하기 때문에 상대적으로 면적이 증가하고 추가 마스크가 필요하여 칩 가격이 증가한다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해, 저항과 BJT를 사용하지 않고 MOS 트랜지스터로만 구성된 저전력 기준전압 발생기를 제안하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본문에서 제안한 기준전압 발생기는 어디서 생성된 전류를 복사하여 CTAT 전압 발생기와 PTAT 전압 발생기에 사용하는가? 그림 1은 제안한 기준전압 발생기의 기본 구조를 보여준다. 기준 전류원 회로(current reference circuit)에서 생성된 전류를 복사하여 CTAT 전압 발생기와 PTAT 전압 발생기에 사용된다. CTAT 전압 발생기에서 나온 VCTAT 전압이 PTAT 전압 발생기의 입력으로 들어가 PTAT 전압 발생기의 출력에서는 온도변화에 일정한 출력 기준 전압이 나오게 된다.
본문에서 제안한 기준전압 발생기의 구성은? 제안한 기준전압 발생기는 기준 전류원 [4], 제안한 CTAT 전압 발생기, PTAT 전압 발생기[5] 로 각각 구성되어 있다. 그림 1은 제안한 기준전압 발생기의 기본 구조를 보여준다.
CTAT 전압 발생기에서 나온 VCTAT 전압이 어떤 발생기의 입력으로 들어가게 되는가? 기준 전류원 회로(current reference circuit)에서 생성된 전류를 복사하여 CTAT 전압 발생기와 PTAT 전압 발생기에 사용된다. CTAT 전압 발생기에서 나온 VCTAT 전압이 PTAT 전압 발생기의 입력으로 들어가 PTAT 전압 발생기의 출력에서는 온도변화에 일정한 출력 기준 전압이 나오게 된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (6)

  1. Y. Wang, Z. Zhu, J. Yao, "A 0.45-V, 14.6-nW CMOS Subthreshold Voltage Reference With No Resistors and No BJTs", IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol 62, pp. 612-625, 2015 

  2. L. Magnelli and F. Crupet, "A 2.6 nW, 0.45 V Temperature-Compensated Subthreshold CMOS Voltage Reference", Solid-State Circuits, IEEE Journal of 46.2, pp. 465-474, 2011 

  3. Y. Osaki and T. Hiroseet, "1.2-V Supply, 100-nW, 1.09-V Bandgap and 0.7-V Supply, 52.5-nW, 0.55-V Subbandgap Reference Circuits for Nanowatt CMOS LSIs", Solid-State Circuits, IEEE Journal of 48.6, pp. 1530-1538, 2013 

  4. T. Hirose, Y. Osaki, N. Kuroki and M. Numa, "A nano-ampere current reference circuit and its temperature dependence control by using temperature characteristics of carrier mobilities", Proc. Eur. Solid-State Circuits Conf., pp. 114-117, 2010 

  5. A.-J. Annema, "Low-power bandgap references featuring DTMOSTs", IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 34, no. 7, pp. 949-955, 1999 

  6. H. Ma; F. Zhou, "A sub-1V 115nA $0.35{\mu}m$ CMOS voltage reference for ultra low-power applications", ASICON '09. IEEE 8th International Conference on, pp. 1074-1077, 2009 

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