[논문]대형 OLED 디스플레이 패널 구동에 적합한 밴드갭 레퍼런스 회로 설계 및 결과

문종일; 조상준; 조의식; 남철; 권상직

대형 OLED 디스플레이 패널 구동에 적합한 밴드갭 레퍼런스 회로 설계 및 결과
Bandgap Voltage Reference Circuit Design Technology Suitable for Driving Large OLED Display Panel 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.17 no.2, 2018년, pp.53 - 56

문종일 (가천대학교 전자공학과) , 조상준 (가천대학교 전자공학과) , 조의식 (가천대학교 전자공학과) , 남철 ((주)실리콘하모니) , 권상직 (가천대학교 전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a CMOS bandgap voltage reference that is not sensitive to changes in the external environment is presented. Large OLED display panels need high supply voltage. MOSFET devices with high voltage are sensitive to the output voltage due to the channel length modulation effect. The self-cascode circuit was applied to the bandgap reference circuit. Simulation results show that the maximum output voltage change of the basic circuit is 77mV when the supply voltage is changed from 10.5V to 13.5V, but the proposed circuit change is improved to 0.0422mV. The improved circuit has a low temperature coefficient of $9.1ppm/^{\circ}C$ when changing the temperature from $-40^{\circ}C$ to $140^{\circ}C$. Therefore, the proposed circuit can be used as a reference voltage source for circuits that require a high supply voltage.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 이러한 단점을 개선하여 공급되는 전원 전압이 변화하여도 출력전압에 민감하지 않도록 Selfcascode 회로를 적용하여 개선된 밴드갭 레퍼런스 회로를 설계하였다. 기존 회로와 동일하게 BJT 소자를 이용하여 온도 변화가 회로에 미치는 영향을 최소화하였다.
본 논문에서는 일반적인 구조의 밴드갭 레퍼런스 회로와 Self-cascode 구조를 이용하여 개선된 밴드갭 레퍼런스 회로를 제시하였다. 공급전압의 변화를 주고 시뮬레이션 결과 기존의 회로에 비교하여 약 1800배 이상의 최대출력전압의 차이가 개선되는 것을 확인 할 수 있었다.

제안 방법

본 논문에서는 이러한 단점을 개선하여 공급되는 전원 전압이 변화하여도 출력전압에 민감하지 않도록 Selfcascode 회로를 적용하여 개선된 밴드갭 레퍼런스 회로를 설계하였다. 기존 회로와 동일하게 BJT 소자를 이용하여 온도 변화가 회로에 미치는 영향을 최소화하였다.
공급전압의 변화를 주고 시뮬레이션 결과 기존의 회로에 비교하여 약 1800배 이상의 최대출력전압의 차이가 개선되는 것을 확인 할 수 있었다. 기존의회로와 동일한 온도보상 기법을 사용하여 온도에 변화에도 민감하지 않은 밴드갭 레퍼런스 회로를 구현하였다.

데이터처리

2장에서는 전원 전압의 변화가 MOSFET 소자에 미치는 영향에 대한 채널길이 변조효과에 대해 설명하였다. 3장에서는 개선된 회로가 적용된 밴드갭 레퍼런스 회로를 제안하였고, 시뮬레이션을 이용하여 기존 구조의 회로와 비교하였다. 4장에서는 결론을 제시하였다.

성능/효과

본 논문에서는 일반적인 구조의 밴드갭 레퍼런스 회로와 Self-cascode 구조를 이용하여 개선된 밴드갭 레퍼런스 회로를 제시하였다. 공급전압의 변화를 주고 시뮬레이션 결과 기존의 회로에 비교하여 약 1800배 이상의 최대출력전압의 차이가 개선되는 것을 확인 할 수 있었다. 기존의회로와 동일한 온도보상 기법을 사용하여 온도에 변화에도 민감하지 않은 밴드갭 레퍼런스 회로를 구현하였다.
공급전압이 3V변화할 때 기본 밴드갭 레퍼런스 회로는 최대 출력전압의 변화는 약 77mV 차이가 발생하였다. 그러나 동일한 조건에서 개선된 밴드갭 레퍼런스 회로는 약 0.0422mV가 변화함으로써 기존의 회로보다 개선된 것을 확인할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	밴드갭 레퍼런스 회로의 기준 전압을 생성하는 데 있어 어떤 것을 가, 감산 해야하는가?	밴드갭 레퍼런스 회로는 BJT(Bipolar Junction Transistor)의 절대온도에 따라 반비례하여 열전압이 일정하게 변하는 CTAT(Complementary to absolute temperature)전류 및 절대온도에 따라 비례해서 열전압이 일정하게 변하는 PTAT(Proportional to absolute temperature) 전류를 가산과 감산을 통해 온도 변화에 민감하지 않으며 저항을 이용하여 기준 전압을 생성한다[3,4].
	OLED(Organic Light Emitting Diodes) 구동을 위한 아날로그 회로에서 정확한 기준전압원으로 무엇이 사용되는가?	OLED(Organic Light Emitting Diodes) 구동을 위한 아날로그 회로에서는 주변 환경에 영향을 받지 않는 정확한 기준 전압원이 필요하다. 이런 기준전압원으로 밴드갭 레퍼런스 회로가 많이 사용되고 있다. 밴드갭 레퍼런스 회로는 외부환경에 의해 민감하게 출력이 변화하지 않기 때문에 아날로그 시스템과 디지털 시스템에서 중요한 부분으로 기준 전압원이나 기준 전류원으로 사용되고 있다.
	기본적인 밴드갭 레퍼런스 회로에서 출력단의 기준전압은?	기본적인 밴드갭 레퍼런스 회로에서 생성되는 출력단의 기준전압은 1.25V 정도이고, 전원에 공급되는 전압은 1.4V 이상에서 정상 동작하므로 공급되는 전압이 1V 이하의 저전압에서는 사용할 수 없다[1,2].

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G-Montoro, G., Schneider, M. C., and Loss, I. J. B., "Series-Parallel Association of FET's for High Gain and High Frequency Applications,"IEEE J. Solid State Circuits, Vol. 29, No. 9, pp 1094-1101, 1994.

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