KR101076725B1 - Voltage regulator and rfid apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일측면은, 전원단의 전압 크기를 감지하여 상기 전원단의 전압 크기에 따른 기준전압과 상기 전원단의 전압 크기에 따라 기설정된 센싱전압 사이의 전압차를 증폭하여 출력하는 전원전압 감지부와, 상기 전원전압 감지부에서 출력되는 신호를 버퍼링(buffering)하여 CMOS 레벨로 변경하는 풀-다운(pull down) 제어부, 및 상기 풀-다운 제어부의 출력신호에 의해 전원단에서 접지단으로 흐르는 풀-다운 전류의 흐름을 제어하는 풀-다운(pull down) 구동부를 포함하는 전압 조정기 및 이를 이용한 RFID 장치를 제공할 수 있다.
전압 조정기(voltage regulator), 기준전압(reference voltage), 풀-다운(pull Down)
One side of the present invention, by detecting the voltage level of the power supply terminal to detect the power supply voltage to amplify and output a voltage difference between the reference voltage according to the voltage level of the power supply and a predetermined sensing voltage according to the voltage level of the power supply terminal And a pull-down controller for buffering the signal output from the power supply voltage sensing unit to a CMOS level, and an output signal of the pull-down control unit from the power supply terminal to the ground terminal. A voltage regulator including a pull-down driver for controlling the flow of a pull-down current and an RFID device using the same can be provided.
Voltage regulator, reference voltage, pull-down
Description
본 발명은, 전압 조정기 및 이를 이용한 RFID 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정적으로 전압을 제공할 수 있는 전압 조정기 및 이를 이용한 RFID 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage regulator and an RFID device using the same, and more particularly, to a voltage regulator capable of providing a stable voltage and an RFID device using the same.
전압 조정기란, 특정한 전기회로에서 소정의 범위로 출력 신호 레벨을 제한하는 회로이다. 최근들어 LSI(large Scale Integraion) 내의 디바이스의 소형화 및 고집적화에 따라, 저전압으로 동작하는 회로의 수가 증가하고 있다. 또한, 상이한 동작 전원을 갖는 몇몇 회로가 종종 하나의 LSI 에 탑재될 수 있다. 이런 경우에, 특정 동작 전압 이상의 과전압이 저전압으로 동작하는 회로에 인가된다면, 그 회로를 통해 과전류가 흐르기 때문에 그 회로가 파괴될 수 있다. 따라서, 고전압으로 동작하는 회로로부터 저전압으로 동작하는 회로로 신호를 출력하는 경우에 출력전압의 전압 레벨은 전압 조정기(Voltage Regulator)에 의해 제한될 필요가 있다. The voltage regulator is a circuit that limits the output signal level to a predetermined range in a specific electric circuit. In recent years, with the miniaturization and integration of devices in large scale integration (LSI), the number of circuits operating at low voltage is increasing. In addition, several circuits with different operating power sources can often be mounted in one LSI. In this case, if an overvoltage above a certain operating voltage is applied to a circuit operating at a low voltage, the circuit may be destroyed because an overcurrent flows through the circuit. Therefore, in the case of outputting a signal from a circuit operating at a high voltage to a circuit operating at a low voltage, the voltage level of the output voltage needs to be limited by a voltage regulator.
RFID(Radio Frequency Identification)는 스마트 태그라고도 불리며, 각종 물품에 소형 칩을 부착하여 사물의 정보와 주변 환경정보를 무선주파수로 전송하고 처리하는 비접촉식 인식 시스템이다. RFID 시스템을 구성하는 요소로서 RFID 태그 내부의 회로는 내부 전원 없이 판독기의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작할 수 있다. 상기 RFID 태그에서도 회로소자에 과도한 전압이 제공되는 것을 방지하기 위해 전압 조정기를 사용하고 있다. RFID 태그에 장착되는 회로소자의 경우 작은 전압차에 의해서도 민감하게 반응하거나 훼손될 수 있으므로, 안정적인 전압을 공급할 수 있는 전압 조정기가 필요하다. 또한, 전압 조정기 자체에서 소모되는 전력을 최소화하는 것이 필요하다. RFID (Radio Frequency Identification), also called a smart tag, is a non-contact recognition system that transmits and processes information of objects and surrounding environment information at a radio frequency by attaching a small chip to various items. As an element constituting the RFID system, a circuit inside the RFID tag may operate by receiving energy from a radio signal of a reader without an internal power source. The RFID tag also uses a voltage regulator to prevent excessive voltage from being provided to the circuitry. In the case of a circuit element mounted on an RFID tag, even a small voltage difference may be sensitively reacted or damaged, and thus a voltage regulator capable of supplying a stable voltage is needed. It is also necessary to minimize the power dissipated in the voltage regulator itself.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 보다 안정적인 전압을 제공하며, 전력 소모를 최소화 할 수 있는 전압 조정기 및 이를 이용한 RFID 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a voltage regulator that can provide a more stable voltage, minimize the power consumption and an RFID device using the same.
본 발명의 일측면은, 전원단의 전압 크기를 감지하여 상기 전원단의 전압 크기에 따른 기준전압과 상기 전원단의 전압 크기에 따라 기설정된 센싱전압 사이의 전압차를 증폭하여 출력하는 전원전압 감지부와, 상기 전원전압 감지부에서 출력되는 신호를 버퍼링(buffering)하여 CMOS 레벨로 변경하는 풀-다운(pull down) 제어부, 및 상기 풀-다운 제어부의 출력신호에 의해 전원단에서 접지단으로 흐르는 풀-다운 전류의 흐름을 제어하는 풀-다운(pull down) 구동부를 포함하는 전압 조정기를 제공할 수 있다.One side of the present invention, by detecting the voltage level of the power supply terminal to detect the power supply voltage to amplify and output a voltage difference between the reference voltage according to the voltage level of the power supply and a predetermined sensing voltage according to the voltage level of the power supply terminal And a pull-down controller for buffering the signal output from the power supply voltage sensing unit to a CMOS level, and an output signal of the pull-down control unit from the power supply terminal to the ground terminal. A voltage regulator can be provided that includes a pull-down driver that controls the flow of pull-down current.
상기 전원전압 감지부는, 전원단과 접지단 사이에 형성되어 기준전압을 출력하는 기준전압 생성부와, 상기 전원단의 전압에 따라 다르게 설정된 센싱전압을 출력하는 센싱부, 및 상기 기준전압 및 센싱전압을 각각 입력받아 그 차이를 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함할 수 있다. The power supply voltage detection unit may include a reference voltage generation unit formed between a power supply terminal and a ground terminal to output a reference voltage, a sensing unit that outputs a sensing voltage differently set according to the voltage of the power supply terminal, and the reference voltage and the sensing voltage. Each input unit may include an amplifier for amplifying and outputting the difference.
상기 기준전압 생성부는, 일단이 전원단에 연결되는 풀업 저항과, 상기 풀업 저항의 타단에 소스가 연결되고, 드레인은 접지단에 연결되는 제 1 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 드레인이 연결되고, 게이트가 상기 전원단에 연결되며, 소스가 상기 풀업 저항의 타단에 연결되는 제2 트랜지스터를 포함하며, 상기 풀업 저항의 타단이 상기 증폭부에 연결될 수 있다. The reference voltage generator includes a pull-up resistor having one end connected to a power supply terminal, a source connected to the other end of the pull-up resistor, a drain connected to a ground terminal, and a drain connected to a gate of the first transistor. And a second transistor having a gate connected to the power supply terminal, a source connected to the other end of the pullup resistor, and the other end of the pullup resistor connected to the amplifier.
상기 센싱부는, 전원단과 접지단 사이에 직렬 연결되며, 서로 저항값이 동일한 n 개(n은 양의 정수)의 분압저항과, 상기 n개의 분압저항 각각의 사이에 소스가 연결되는 n-1 개의 센싱 트랜지스터와, 상기 n-1 개의 센싱 트랜지스터 각각의 게이트에 연결되어, 상기 전원단의 전압에 따라 상기 n-1 개의 센싱 트랜지스터 중 적어도 두 개의 센싱 트랜지스터의 소스와 드래인 사이를 온 시키는 제1 파워온 장치, 및 상기 n-1 개의 센싱 트랜지스터 각각의 드래인에 연결되며, 상기 제1 파워온 장치에 의해 온 된 센싱 트랜지스터 중 두 개를 선택하여 상기 전원단의 전압에 따라 기설정된 센싱전압을 출력하는 센싱전압 출력부를 포함할 수 있다. The sensing unit is connected between a power supply terminal and a ground terminal in series, n divided voltage resistors having the same resistance value (n is a positive integer), and n-1 voltage sources connected between each of the n divided voltage resistors. A first power connected to a sensing transistor and a gate of each of the n-1 sensing transistors to turn on between a source and a drain of at least two sensing transistors of the n-1 sensing transistors according to a voltage of the power terminal; An on device and a drain of each of the n-1 sensing transistors, and selecting two of the sensing transistors turned on by the first power-on device to output a preset sensing voltage according to the voltage of the power terminal; It may include a sensing voltage output unit.
또한, 상기 센싱부는, 전원단과 접지단 사이에 직렬 연결되며, 서로 저항값이 동일한 2n 개(n은 양의 정수)의 분압저항과, 상기 2n 개의 분압저항 중 n 번째 분압저항과 n+1 번째 분압저항 사이에 소스가 연결되는 중앙 센싱 트랜지스터 및 상기 중앙 센싱 트랜지스터를 기준으로 서로 쌍을 이루도록 배치되어 상기 분압저항 각각의 사이에 소스가 연결된 복수개의 센싱 트랜지스터를 포함하는 2n-1 개의 센싱 트랜지스터와, 상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터 각각의 게이트에 연결되어, 상기 전원단의 전압에 따라 상기 중앙 센싱트랜지스터 및 적어도 하나의 센싱 트랜지스터의 소스와 드래인 사이를 온 시키는 제1 파워온 장치, 및 상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터 각각의 드래인에 연결되며, 상기 제1 파워온 장치에 의해 온 된 센싱 트랜지스터 중 상기 중앙 센싱 트랜지스터 및 하나의 센싱 트랜지스터를 선택하여 상기 전원단의 전압에 따라 기설정된 센싱전압을 출력하는 센싱전압 출력부를 포함할 수도 있다.The sensing unit may be connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and may have 2n voltage divider resistors having the same resistance value (n is a positive integer), and nth voltage divider resistors and n + 1th voltages among the 2n voltage divider resistors. 2n-1 sensing transistors including a plurality of sensing transistors having a source coupled between the divided resistors and a plurality of sensing transistors connected to each other based on the central sensing transistors; A first power-on device connected to a gate of each of the 2n-1 sensing transistors and turning on a source and a drain of the central sensing transistor and at least one sensing transistor according to a voltage of the power supply terminal, and the 2n− A center sense of the sensing transistors connected to the drain of each of the sensing transistors and turned on by the first power-on device; It may comprise a transistor and a select transistor to sense the power supply output voltage sensing stage for outputting a sensing voltage in accordance with a predetermined portion of a voltage.
상기 센싱 트랜지스터는, 동일한 스레스홀드 전압을 갖거나 또는 서로 다른 스레스홀드 전압을 가질 수 있다. The sensing transistor may have the same threshold voltage or different threshold voltages.
상기 증폭부는, 상기 기준전압 및 센싱전압을 입력으로 받는 차동 증폭기와, 상기 차동 증폭기와 상기 전원단 사이에 형성되는 제1 저항, 및 상기 차동 증폭기와 상기 접지단 사이에 형성되는 제2 저항을 포함할 수 있다. The amplifier includes a differential amplifier receiving the reference voltage and the sensing voltage as an input, a first resistor formed between the differential amplifier and the power supply terminal, and a second resistor formed between the differential amplifier and the ground terminal. can do.
상기 풀-다운 제어부는, 상기 전원전압 감지부의 출력신호를 입력받는 CMOS 인버터와, 드래인이 상기 CMOS 인버터와 연결되고, 소스가 전원단에 연결되는 풀-다운 제어용 제1 트랜지스터와, 소스가 상기 CMOS 인버터에 연결되고, 드래인이 접지단에 연결되는 풀-다운 제어용 제2 트랜지스터, 및 상기 풀-다운 제어용 제1 트랜지스터의 게이트 및 상기 풀-다운 제어용 제2 트랜지스터의 게이트에 연결되어, 상기 전원단의 전압에 따라 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터를 온(On)시키는 제2 파워온 장치를 포함할 수 있다. The pull-down control unit may include a CMOS inverter configured to receive an output signal of the power voltage detection unit, a drain connected to the CMOS inverter, a first transistor for pull-down control connected to a power source, and a source of the A second transistor for pull-down control connected to a CMOS inverter and having a drain connected to a ground terminal, and a gate of the first transistor for pull-down control and a gate of the second transistor for pull-down control connected to the power supply; And a second power-on device for turning on the pull-down control first and second transistors according to the voltage of the stage.
상기 풀-다운 구동부는, 게이트가 상기 풀-다운 제어부에 연결되고, 소스가 전원단에 연결되고, 드레인이 접지단에 연결되는 풀-다운 구동용 트랜지스터를 포함할 수 있다. The pull-down driving unit may include a pull-down driving transistor having a gate connected to the pull-down controller, a source connected to a power supply terminal, and a drain connected to a ground terminal.
상기 전압 조정기는, 상기 풀-다운 제어부와 풀-다운 구동부 사이에 연결되는 적어도 하나의 인버터를 더 포함할 수 있다. The voltage regulator may further include at least one inverter connected between the pull-down controller and the pull-down driver.
본 발명의 다른 일측면은, RF 신호를 입력받아 전원 전압을 출력하는 전압 멀티플라이어(Voltage Multiplier)와, 상기 전원 전압 크기를 감지하여 상기 전원 전압 크기에 따른 기준전압과 상기 전원 전압 크기에 따라 기설정된 센싱전압 사이의 전압차를 증폭하여 출력하는 전원전압 감지부와, 상기 전원전압 감지부에서 출력되는 신호를 버퍼링(buffering)하여 CMOS 레벨로 변경하는 풀-다운(pull down) 제어부, 및 상기 풀-다운 제어부의 출력신호에 의해 전원단에서 접지단으로 흐르는 풀-다운 전류의 흐름을 제어하는 풀-다운(pull down) 구동부를 포함하는 전압 조정기, 및 상기 전압 조정기에 의해 조절된 전원 전압을 입력받아 디지털 블럭을 제어하기 위한 클럭 신호를 발생시키는 클럭 제너레이터를 포함하는 RFID 장치를 제공할 수 있다. Another aspect of the present invention, the voltage multiplier (Voltage Multiplier) for receiving the RF signal and outputs the power supply voltage, and detects the power supply voltage magnitude according to the reference voltage and the power supply voltage magnitude according to the power supply voltage magnitude. A power supply voltage detector for amplifying and outputting a voltage difference between the set sensing voltages, a pull-down controller for buffering a signal output from the power supply voltage detector to a CMOS level, and the pull-down controller A voltage regulator including a pull-down driver for controlling the flow of a pull-down current flowing from the power supply terminal to the ground terminal by an output signal of the -down controller, and a power supply voltage regulated by the voltage regulator It is possible to provide an RFID device including a clock generator that receives and generates a clock signal for controlling the digital block.
본 발명에 따르면, 보다 안정적인 전압을 제공하며, 전력 소모를 최소화 할 수 있는 전압 조정기 및 RFID 를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a voltage regulator and RFID that can provide a more stable voltage and minimize power consumption.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전압 조정기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a voltage regulator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전압 조정기(10)는, 전원전압 감지부(100), 풀-다운 제어부(200), 및 풀-다운 구동부(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
상기 전원전압 감지부(100)는, 입력되는 전원전압의 크기를 감지하여 기준전압과 기설정된 센싱전압 사이의 전압차를 증폭하여 출력할 수 있다. The power supply
본 실시형태에서, 상기 전원전압 감지부(100)는, 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이에 형성되어 기준전압을 출력하는 기준전압 생성부(110), 기설정된 센싱전압을 출력하는 센싱부(120), 및 상기 기준전압 및 센싱전압을 각각 입력받아 그 차이를 증폭하여 출력하는 증폭부(130)을 포함할 수 있다. In the present embodiment, the power
상기 기준전압 생성부(110)는, 일단이 전원단에 연결되는 풀업 저항(111), 상기 풀업 저항의 타단에 소스가 연결되고 드레인은 접지단에 연결되는 제 1 트랜지스터(112), 상기 제1 트랜지스터(112)의 게이트에 드레인이 연결되고 게이트가 전원단에 연결되며, 소스가 상기 풀업 저항(111)의 타단에 제2 트랜지스터(113)를 포함할 수 있다. 상기 풀업 저항(111)의 타단은 증폭부(130)에 연결될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터(112, 113)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다. 상기 제1 및 제2 트랜지스터(112, 113)의 게이트와 소스 사이에는 소정의 스레스홀드 전압(Vth)이 발생될 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 전원단(VDD)의 전원전압이 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 스레스홀드 전압보다 작은 경우에는 상기 제1 및 제2 트랜지스터(112, 113) 각각의 소스와 드래인 사이는 오프(off)상태로 되어, 상기 전원단(VDD)의 전압이 기준전압 생성부에서 출력되는 기준전압이 될 수 있다. 또한, 상기 전원전압이 상기 스레스홀드 전압보다 큰 경우에는 상기 제1 및 제2 트랜지스터(112, 113) 각각의 소스와 드래인 사이는 온(on) 상태로 되어 상기 제2 트랜지스터(113)의 스레스홀드 전압이 상기 기준전압이 될 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 풀업 저항(111)에 걸리는 전압이 상기 제1 트랜지스터(112)의 스레스홀드 전압보다 크게하면 상기 풀업 저항(111)에서의 전압 드롭이 커져 상기 기준전압이 상기 제2 트랜지스터(113)의 스레스홀드 전압으로 될 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 제1 및 제2 트랜지스터(112, 113)를 NMOS 형태로 설명하였으나, 상기 제1 및 제2 트랜지스터는 PMOS 형태로 대체될 수 있다. The
상기 센싱부(120)는, 전원단과 접지단 사이에 직렬 연결되며, 서로 저항값이 동일한 2n개(n은 양의 정수)의 분압저항(121a ~ 121n)과, 상기 2n 개의 분압저항 중 n 번째 분압저항과 n+1 번째 분압저항 사이에 소스가 연결되는 중앙 센싱 트랜 지스터(N1) 및 상기 중앙 센싱 트랜지스터를 기준으로 서로 쌍을 이루도록 배치되어 상기 분압저항 각각의 사이에 소스가 연결된 복수개의 센싱 트랜지스터(N2 와 N2', Nn 과 Nn') 를 포함하는 2n-1 개의 센싱 트랜지스터(122a ~ 122n)와, 상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터 각각의 게이트에 연결되어, 상기 전원단의 전압에 따라 상기 중앙 센싱트랜지스터 및 적어도 하나의 센싱 트랜지스터의 소스와 드래인 사이를 온 시키는 제1 파워온 장치(Power On Level 1)(123), 및 상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터 각각의 드래인에 연결되며, 상기 제1 파워온 장치에 의해 온 된 센싱 트랜지스터 중 상기 중앙 센싱 트랜지스터 및 하나의 센싱 트랜지스터를 선택하여 상기 전원단의 전압에 따라 기설정된 센싱전압을 출력하는 센싱전압 출력부(124)를 포함할 수 있다. The
본 실시형태에서, 상기 분압 저항(121a ~ 121n)에 의해 상기 전원단과 접지단 사이의 전압은 동일한 크기의 복수 전압으로 분압될 수 있다. In the present embodiment, the voltage between the power supply terminal and the ground terminal may be divided into a plurality of voltages having the same magnitude by the
상기 제1 파워온 장치(123)에 의해 복수개의 센싱 트랜지스터 중 중앙 센싱 트랜지스터 및 적어도 하나의 소스와 드래인 사이가 온 상태로 될 수 있다. The first power-on
상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터는 각각 다른 스레스 홀드 전압을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 전원단의 전압 레벨에 따라 온 되는 센싱 트랜지스터가 달라질 수 있다. 이 경우에는 상기 센싱 전압 출력부(124)에서는, 상기 제1 파워온 장치에 의해 온 상태로 된 센싱 트랜지스터 중 두 개를 선택하여 사전에 설정된 센싱 전압을 출력할 수 있다. 여기서 사전에 설정된 센싱 전압은 전원단의 전압에 따라 미리 설정해 놓은 전압일 수 있다.The 2n-1 sensing transistors may have different threshold voltages. In this case, the sensing transistor turned on according to the voltage level of the power supply terminal may vary. In this case, the sensing
또한, 상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터는 모두 동일한 스레스 홀드 전압을 가질 수 있다. 이 경우에는 상기 전원단의 전압 레벨이 일정한 크기가 되면 상기 2n-1 개의 센싱 트랜지스터가 모두 온 상태로 될 수 있다. 이 경우에는, 상기 센싱 전압 출력부(124)에서는, 미리 설정된 센싱 전압에 맞게 상기 제1 파워온 장치에 의해 온 상태로 된 센싱 트랜지스터 중 두 개를 선택하여 사전에 설정된 센싱 전압을 출력할 수 있다. 본 실시형태에서는, 상기 중앙 센싱 트랜지스터(N1)의 전압을 기준전압으로 하여 다른 하나의 센싱 트랜지스터를 선택하여 미리 설정된 센싱 전압을 출력할 수 있다. In addition, the 2n-1 sensing transistors may have the same threshold voltage. In this case, when the voltage level of the power supply terminal reaches a constant size, all of the 2n-1 sensing transistors may be turned on. In this case, the sensing
상기 증폭부(130)는, 상기 기준전압 및 센싱전압을 입력으로 받는 차동 증폭기(131)와, 상기 차동 증폭기와 상기 전원단 사이에 형성되는 제1 저항(132), 및 상기 차동 증폭기와 상기 접지단 사이에 형성되는 제2 저항(133)을 포함할 수 있다. The
상기 차동 증폭기(131)는, 정입력단(+)으로 상기 기준전압 생성부(110)에서 출력되는 기준전압을 입력받고, 부입력단(-)으로 상기 센싱부(120)에서 출력되는 센싱전압을 입력받아 상기 기준전압과 센싱전압의 차를 증폭하여 출력할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 차동 증폭기는 두 개의 트랜지스터가 연결된 형태로 구현될 수 있다. The
상기 제1 및 제2 저항(132, 133)은, 각각 상기 차동 증폭기(131)와 전원단(VDD) 및 상기 차동 증폭기(131)와 접지단(GND) 사이에 형성되어 상기 증폭부에 서의 전류 소모를 줄이기 위해 고저항 성분으로 구현될 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 제1 저항 및 제2 저항은 상기 차동 증폭기를 이루는 두 개의 트랜지스터에 각각 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 저항(132, 133)은 각각 전압 레벨을 안정화시키는 역할을 하여 상기 증폭부(130)에서의 전류소모를 줄일 수 있다. The first and
상기 풀-다운 제어부(200)는 상기 전원전압 감지부(100)에서 출력되는 신호를 버퍼링(buffering)하여 CMOS 레벨로 변경할 수 있다. The pull-
본 실시형태에서 상기 풀-다운 제어부(200)는, 상기 전원전압 감지부의 출력신호를 입력받는 CMOS 인버터(210)와, 드래인이 상기 CMOS 인버터와 연결되고 소스가 전원단에 연결되는 풀-다운 제어용 제1 트랜지스터(231)와, 소스가 상기 CMOS 인버터에 연결되고 드래인이 접지단에 연결되는 풀-다운 제어용 제2 트랜지스터(232), 및 상기 풀-다운 제어용 제1 트랜지스터의 게이트 및 풀-다운 제어용 제2 트랜지스터의 게이트에 연결되어, 상기 전원단의 전압에 따라 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터를 온(On)시키는 제2 파워온 장치(220)를 포함할 수 있다. In the present embodiment, the pull-
상기 CMOS 인버터(210)는, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 CMOS 인버터(210)는 상기 전원 전압감지부(100)의 차동 증폭기(131)에서 출력되는 신호에 따라 상기 NMOS 트랜지스터 또는 PMOS 트랜지스터가 작동할 수 있다. 즉, 상기 차동 증폭기(131)에서 출력되는 신호가 저(Low) 이면 상기 PMOS 트랜지스터가 온 되어 상기 CMOS 인버터(210)의 출력신호는 고(High)일 수 있다. 차동 증폭기(131)에서 출력되는 신호가 고(High) 이면 상기 NMOS 트랜지스터가 온 되어 상기 CMOS 인버터(210)의 출력신호는 저(Low)일 수 있다. The
본 실시형태에서 상기 CMOS 인버터(210)에 연결된 풀-다운 제어용 제1 트랜지스터(231) 및 풀-다운 제어용 제2 트랜지스터(232)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다. 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터(231, 232) 각각의 게이트는 제2 파워온 장치(220)에 연결될 수 있다. 상기 제2 파워온 장치(220)의 작동에 의해 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터(231, 232) 각각의 소스와 드래인 사이의 온 오프 동작이 제어될 수 있다. 상기 제2 파워온 장치(220)는 전원단(VDD)에서 안정적인 전압이 입력될 때에 동작하여 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터 각각의 소스와 드래인 사이를 온 시킬 수 있다. 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터(231, 232)는 고저항 성분일 수 있다. 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터(231, 232)는 상기 CMOS 인버터(210)가 고(high) 또는 저(low)로 온 될 때 그 레벨을 안정화시킴으로서 상기 풀-다운 제어부(200)에서의 전류 소모를 줄일 수 있다. 상기 풀-다운 제어용 제1 및 제2 트랜지스터는 PMOS 트랜지스터로 대체될 수도 있다. In the present embodiment, the pull-down control
상기 풀-다운 구동부(300)는, 상기 풀-다운 제어부(200)의 출력신호에 의해 전원단(VDD)에서 접지단(GND)으로 흐르는 풀-다운 전류의 흐름을 제어할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 풀-다운 구동부(300)는 게이트가 상기 풀-다운 제어부(200)에 연결되고, 소스가 전원단(VDD)에 연결되고, 드레인이 접지단(GND)에 연결되는 풀-다운 구동용 트랜지스터(310)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 풀-다운 구동용 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터일 수 있다. 그러나, 상기 풀-다운 구동용 트랜지스터는 PMOS 형태로 구현될 수도 있다.The pull-down
상기 CMOS 인버터(210)의 출력신호가 고(High) 상태로 상기 풀-다운 구동용 트랜지스터(310)의 게이트에 입력되면 상기 풀-다운 구동용 트랜지스터(310)의 소스와 드래인 사이가 온 상태로 되어 상기 전원단(VDD)에서 접지단(GND)으로 제어전류가 흐를 수 있다. 따라서, 상기 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이의 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. When the output signal of the
본 실시형태에 따른 전압 조정기(10)는, 상기 풀-다운 제어부(200)와 풀-다운 구동부(300) 사이에 연결되는 적어도 하나의 인버터(400)를 더 포함할 수 있다. 본 실시형태에서 직렬로 연결된 제1 인버터(410) 및 제2 인버터(420)는 상기 풀-다운 제어부(200)에서 출력되는 신호를 기설정된 시간만큼 딜레이시켜 상기 풀-다운 구동부(300)로 입력시킬 수 있다. The
도 2는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전압 조정기의 각 노드에서 검출되는 전압을 나타낸 것이다. 2 shows the voltage detected at each node of the voltage regulator according to one embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전원단의 전압(a), 센싱부에서 출력되는 센싱전압(c), 기준전압 생성부에서 출력되는 기준전압(d), 및 풀-다운 구동부로 입력되는 풀다운 신호(b)를 나타내고 있다.Referring to FIG. 2, the voltage (a) of the power supply terminal, the sensing voltage (c) output from the sensing unit, the reference voltage (d) output from the reference voltage generator, and the pull-down signal (b) input to the pull-down driving unit ).
상기 전원단의 전압(a)이 일정 전압 이상이 될 때 까지는 상기 기준전압(d)이 센싱 전압(c)보다 커서 상기 풀-다운 신호가 저(low) 상태를 유지할 수 있다. 이 경우에는 상기 도 1에서 풀-다운 구동부의 트랜지스터(310)가 오프 상태로 되어 상기 전원단의 전압이 상기 전압 조정기에서 출력되는 전압이 될 수 있다. Until the voltage (a) of the power supply terminal is equal to or greater than a predetermined voltage, the reference voltage (d) is greater than the sensing voltage (c) so that the pull-down signal may maintain a low state. In this case, in FIG. 1, the
상기 전원단의 전압(a)이 일정 전압 이상이 된 이후에는 상기 센싱전압(c)이 기준전압(d)보다 커지게 된다. 이 때 상기 풀-다운 신호는 고(High) 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 상기 도 1에서 풀-다운 구동부의 트랜지스터(310)가 온 상태로 되어 상기 전원단의 전압이 상기 일정 전압보다 더 커지더라도 상기 전원단과 접지단 사이에 일정 전압을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 전압 조정기에서 출력되는 전압은 일정한 전압을 유지할 수 있다.After the voltage (a) of the power supply terminal reaches a predetermined voltage or more, the sensing voltage (c) becomes larger than the reference voltage (d). At this time, the pull-down signal may be in a high state. In this case, the
도 3은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전압 조정기가 사용되는 RFID 태그의 구성도이다. 3 is a configuration diagram of an RFID tag in which a voltage regulator according to an embodiment of the present invention is used.
본 실시형태에 따른 RFID 태그(500)는, 안테나(501), 아날로그 블럭(510), 디지털 블럭(520) 및 FeRAM 블럭(530)을 포함할 수 있다.The
상기 안테나(501)에서는, 외부 리더(Reader)/라이터(Writer)와 데이터를 주고 받을 수 있다. The
상기 안테나(501)에서 RF 신호를 수신하면, 상기 아날로그 블럭(510) 내에서 전압 멀티플라이어(Voltage Multiplier)(511)에서 상기 RF 신호에 의해 RFID 의 구동전압인 전원전압(VDD)을 생성할 수 있다. 파워 온 리셋(Power On Reset)(515)은 상기 상기 전압 멀티플라이어(511)의 출력전압 VDD를 감지하여 리셋(Reset) 동작을 제어하기 위한 파워-온 리셋 신호를 상기 디지털 블럭(520)에 출력할 수 있다. 클럭 제너레이터(Clock Generator)(516)는 전압 멀티플라이어(511)의 출력 전압에 따라 디지털 블럭(520)을 제어하기 위한 클럭신호를 발생시킬 수 있다. 디모듈레이터(Demodulator)(514)는 전압 멀티플라이어(511)와 전압 조정기(512)의 출력전압에 따라 안테나로부터 인가되는 무선 주파수 신호에서 동작 명령 신호를 검출하여 명령신호를 디지털 블럭(520)에 출력할 수 있다. 모듈레이터(Modulator)(513)는 디지털 블럭(520)으로부터 인가되는 응답신호를 모듈레이팅하여 안테나(501)에 전송할 수 있다. When the
전압 조정기(Voltage Regulator)(512)는 안테나(501)로부터 인가된 무선 주파수 신호에 의해 상기 전압 멀티플라이어(511)에서 출력되는 전원 전압의 크기를 제한하여 디모듈레이터(514)와 클럭 제너레이터(516)에 출력할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 전압 조정기(512)는 상기 도 1에서 설명된 전압 조정기가 사용될 수 있다. The
상기 디지털 블럭(520)은 상기 아날로그 블럭(510)과의 전원 및 데이터 전송을 위한 신호인 VDD, Response, POR, CLK, Command 등을 처리하여 FeRAM 블럭(530)과 교신하기 위한 어드레스 신호인 ADD, 데이터 버스 신호인 I/O, 제어 신호인 CTR, 클럭 신호인 CLK 를 입출력할 수 있다. 상기 FeRAM 블럭(530)은 불휘발성 강유전체 캐패시터 소자를 이용하여 데이터를 리드/라이트 하는 메모리 블럭일 수 있 다. The
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전압 조정기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a voltage regulator according to an embodiment of the present invention.
도 2는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전압 조정기의 각 노드에서의 전압을 나타내는 그래프이다. 2 is a graph showing the voltage at each node of the voltage regulator according to the embodiment of the present invention.
도 3은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 전압 조정기를 사용하는 RFID 태그의 구성도이다. 3 is a configuration diagram of an RFID tag using a voltage regulator according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
100 : 전원 전압 감지부 200 : 풀-다운 제어부100: power supply voltage detection unit 200: pull-down control unit
300 : 풀-다운 구동부300: pull-down drive unit
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