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KR102757507B1 - 전력 소모를 감소한 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치 - Google Patents

전력 소모를 감소한 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치 Download PDF

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KR102757507B1
KR102757507B1 KR1020170019567A KR20170019567A KR102757507B1 KR 102757507 B1 KR102757507 B1 KR 102757507B1 KR 1020170019567 A KR1020170019567 A KR 1020170019567A KR 20170019567 A KR20170019567 A KR 20170019567A KR 102757507 B1 KR102757507 B1 KR 102757507B1
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monitoring circuit
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김광호
김상호
김세기
양준혁
이성용
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Abstract

전력 소모를 감소한 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치가 개시된다. 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 역전압 모니터링 회로는, 지능 소자(Intellectual Property)의 입력단에 인가되는 제1 전압과 상기 지능 소자의 출력단에 인가되는 제2 전압을 비교하여 출력 신호를 생성하는 비교기 및 상기 비교기의 출력단과 소정의 전압 사이에 연결되어 상기 출력 신호의 전압 레벨을 조절하는 수동 소자(element)를 구비하고, 상기 비교기는 상기 제2 전압을 구동 전원으로 이용하여 동작하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 소모를 감소한 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치{Reverse voltage monitoring circuit capable of reducing power consumption and Semiconductor device having the same}
본 개시의 기술적 사상은 역전압 모니터링 회로에 관한 것으로서, 상세하게는 전력 소모를 감소한 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.
전자 장치의 일 예인 스마트 폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등과 같은 모바일 장치는 무선 충전을 수행하거나 외부 장치와의 무선 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 최근 전자 장치가 경량화 및 소형화됨에 따라 다양한 모듈들이 서로 간섭을 야기하게 되며, 일 예로서 NFC 모듈과 무선 충전 모듈 각각에 구비되는 코일들 사이의 간섭에 의해 발생되는 역전압(또는, 역전류)에 의해 전자 장치의 성능이 저하되거나 제품이 손상될 수 있다.
이와 같은 역전압 또는 역전류에 의한 손상을 방지하기 위해 역전압 모니터링 회로가 전자 장치에 채용될 수 있으나, 역전압 모니터링 회로에 의한 전력 소모가 증가하거나, 특정 모드에서 역전압 모니터링 회로가 정상적으로 동작할 수 없는 문제가 발생된다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 역전압 모니터링 기능을 정상적으로 유지하면서 파워 소모를 감소할 수 있는 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 역전압 모니터링 회로는, 지능 소자(Intellectual Property)의 입력단에 인가되는 제1 전압과 상기 지능 소자의 출력단에 인가되는 제2 전압을 비교하여 출력 신호를 생성하는 비교기 및 상기 비교기의 출력단과 소정의 전압 사이에 연결되어 상기 출력 신호의 전압 레벨을 조절하는 수동 소자(element)를 구비하고, 상기 비교기는 상기 제2 전압을 구동 전원으로 이용하여 동작하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 반도체 장치는, 외부로부터 소스 전원을 수신하고, 수신된 소스 전원을 처리하여 레귤레이팅 전압을 생성하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터로부터 상기 레귤레이팅 전압을 수신하는 내부 회로 및 상기 레귤레이터로 제공되는 소스 전원을 제1 입력 신호로서 수신하고, 상기 레귤레이터로부터 출력되는 레귤레이팅 전압을 제2 입력 신호로서 수신하며, 파워다운 모드에서 고정된 레벨을 갖는 전원 전압을 구동 전원으로 이용함이 없이 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호를 비교함으로써 상기 반도체 장치 내에서의 역전압 상황의 발생 여부를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 상기 레귤레이터를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 역전압 모니터링 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 모바일 장치는, 무선 통신 코일에 의한 상호 유도를 통해 무선 통신을 수행하고, 하나 이상의 제1 지능 소자(Intellectual Property)들을 포함하며, 적어도 하나의 제1 지능 소자의 입력단의 제1 전압과 출력단의 제2 전압을 비교함으로써 역전압 상황을 모니터링하는 제1 역전압 모니터링 회로를 포함하는 무선 통신 시스템 및 무선 충전 코일에 의한 상호 유도를 통해 무선 충전을 수행하고, 하나 이상의 제2 지능 소자들을 포함하는 무선 충전 시스템을 구비하고, 상기 제1 역전압 모니터링 회로는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 레벨을 비교하여 출력 신호를 생성하고, 일반 모드와 파워다운 모드에서 서로 다른 레벨을 갖는 구동 전원에 의해 구동되는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상의 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 역전압을 모니터링하기 위한 비교기의 구동 전원의 레벨을 감소시킬 수 있으므로 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 회로에 의해 소모되는 전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치에 따르면, 역전압을 모니터링하기 위한 비교기의 구동 능력을 보완하기 위해 아날로그 코어의 출력단에 수동 소자를 적용함으로써, 전력 소모를 최소화하면서 역전압 모니터링 성능을 유지수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 본 발명의 다른 변형 가능한 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치가 다양한 종류의 사용자 단말에 채용된 예를 나타내는 블록도이다.
도 6 내지 도 10은 역전압 모니터링 회로를 구현하는 다양한 예를 나타내는 회로도이다.
도 11은 역전압 모니터링 회로에 전원 전압을 구동 전원으로서 인가한 경우와 레귤레이팅 전압을 구동 전원으로서 인가한 경우의 동작 예를 나타내는 표이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로가 다양한 지능 소자들에 적용된 예를 나타내는 블록도이다.
도 15 내지 도 19는 역전압 모니터링 회로를 구현하는 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 20은 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로의 구현 예를 나타내는 회로도이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 역전압 모니터링 회로를 포함하는 IoT 기기의 구현 예를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 반도체 장치(100)는 반도체 회로를 포함하여 특정 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 일 실시예에 따라, 반도체 장치(100)는 모바일 장치에 장착되는 반도체 칩일 수 있다. 또는, 반도체 장치(100)는 하나 이상의 반도체 칩들이 패키징된 반도체 패키지로서 모바일 장치에 장착될 수 있다.
일 실시예에 따라, 반도체 장치(100)는 외부로부터 제공되는 소스 전원(VBAT)를 수신하고, 소스 전원(VBAT)을 처리하여 전원 전압(또는, 레귤레이팅 전압(VREG))을 생성하며, 외부 장치로 레귤레이팅 전압(VREG)을 제공하는 등의 전압 관리를 수행하는 반도체 칩 또는 패키지일 수 있다. 또는, 반도체 장치(100)는 다양한 용도로 이용될 수 있는 반도체 칩 또는 패키지로서, 레귤레이팅 전압(VREG)을 생성하고 이를 내부 회로(120)로 제공할 수 있다. 이하의 실시예들을 설명함에 있어서, 반도체 장치(100)는 내부 회로(120)로 레귤레이팅 전압(VREG)을 제공하는 반도체 칩인 것으로 가정될 것이나, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치는 다양한 종류의 반도체 칩 또는 반도체 패키지에 적용될 수 있을 것이다.
반도체 장치(100)는 레귤레이터(regulator, 110), 내부 회로(120) 및 역전압 모니터링 회로(130)를 포함할 수 있다. 반도체 장치(100)는 하나 이상의 단자들을 통해 외부의 소스 전원(VBAT)에 연결될 수 있다. 반도체 장치(100)는 외부의 배터리에서 제공되는 파워를 직접 소스 전원(VBAT)으로서 수신하거나, 또는 외부의 배터리에서 제공되는 파워를 전력 관리 IC(Power Management Integrated Circuit, PMIC)를 통해 소스 전원(VBAT)으로서 수신할 수 있다.
레귤레이터(110)는 외부로부터 제공된 불안정한 소스 전원(VBAT)을 안정된 전원 전압(예컨대, 레귤레이팅 전압(VREG))으로 변환 또는 생성하고, 생성된 레귤레이팅 전압(VREG)을 내부 회로(120)로 제공할 수 있다. 일 실시예에 따라, 레귤레이팅 전압(VREG)은 소스 전원(VBAT)의 전압에 비해 그 레벨이 낮을 수 있다. 레귤레이터(110)는 입력단과 출력단을 포함할 수 있으며, 소스 전원(VBAT)이 전달되는 제1 노드(a)에 그 입력단이 연결될 수 있으며, 레귤레이팅 전압(VREG)이 전달되는 제2 노드(b)에 그 출력단이 연결될 수 있다.
한편, 반도체 장치(100) 내부 또는 외부에서 발생된 요인에 기인하여 레귤레이터(110)의 입력단 및 출력단 사이에는 역전압이 인가될 수 있으며, 이에 따라 제2 노드(b)에서 제1 노드(a)로 역전류가 흐르는 상황이 발생될 수 있다. 예컨대, 내부 회로(120)가 상호 유도를 발생할 수 있는 구성을 포함하는 것으로 가정할 때, 반도체 장치(100) 외부의 장치(예컨대, 무선 충전이나 무선 통신 등을 수행하는 장치)와 반도체 장치(100) 내부의 내부 회로(120) 사이에 상호 유도(mutual induction)가 발생됨에 따라, 상기 상호 유도에 기인하여 제2 노드(b)의 전압 레벨이 상승할 수 있다. 이 때, 제2 노드(b)의 레귤레이팅 전압(VREG)의 레벨이 소스 전원(VBAT)의 전압보다 높아짐에 따라, 전술한 역전압(또는 역전류) 현상이 발생될 수 있다. 상기 역전압 현상이 발생되는 경우, 역전류가 제1 노드(a)를 통해 외부의 장치로 유입될 수 있으며, 이 때 배터리 등 외부의 장치는 역전류에 의해 그 기능이 손상될 수 있다.
역전압 모니터링 회로(130)는 레귤레이터(110)의 입력단 및 출력단에 연결되고, 레귤레이터(110)의 입력단 및 출력단의 전압을 비교한 결과에 따라 레귤레이터(110)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호(Ctrl_ON/OFF)를 출력할 수 있다. 일 예로서, 역전압 모니터링 회로(130)는 비교기(미도시)를 포함하고, 비교기는 제1 노드(a)에 인가되는 소스 전원(VBAT)과 제2 노드(b)에 인가되는 레귤레이팅 전압(VREG)을 입력 신호들로서 수신할 수 있다. 역전압 모니터링 회로(130)는 구동 전원을 수신하여 비교 기능을 수행할 수 있으며, 구동 전원의 레벨에 따라 그 비교 동작을 위한 구동 능력이 상승하거나 또는 감소될 수 있다.
일 실시예에 따라, 역전압 모니터링 회로(130)는 소스 전원(VBAT)의 레벨이 레귤레이팅 전압(VREG) 보다 큰 경우에는 레귤레이터(110)를 정상적으로 동작시키기 위한 제1 제어 신호(Ctrl_ON)를 출력할 수 있다. 반면에, 소스 전원(VBAT)의 레벨이 레귤레이팅 전압(VREG) 보다 작은 경우에는, 역전압 모니터링 회로(130)는 레귤레이터(110)의 동작을 차단시킴으로써 역전류가 레귤레이터(110)의 제1 노드(a)로 전달되는 것을 방지하기 위한 제2 제어 신호(Ctrl_OFF)를 출력할 수 있다.
역전압 모니터링 회로(130)는 고정된 레벨을 갖는 전원 전압을 구동 전원으로 사용하지 않고, 그 레벨이 변동되는 전압을 구동 전원으로 사용할 수 있다. 일 실시예에 따라, 역전압 모니터링 회로(130)는 특정 모드에서 그 레벨이 변동되는 전압을 구동 전원으로 사용할 수 있다. 일 실시예에 따라, 역전압 모니터링 회로(130)는 파워다운 모드 또는 대기 모드(이하에서, 특정 모드는 파워다운 모드인 것으로 가정됨)에서 그 레벨이 변동되는 전압을 구동 전원으로 사용할 수 있다. 일 예로서, 역전압 모니터링 회로(130)는 레귤레이터(110)의 출력으로서 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로 이용할 수 있다. 즉, 역전압 모니터링 회로(130)는 레귤레이팅 전압(VREG)을 비교 동작을 위한 하나의 입력 신호로서 수신함과 함께, 상기 레귤레이팅 전압(VREG)을 비교기를 구동하기 위한 구동 전원으로서 수신할 수 있다.
반도체 장치(100) 또는 반도체 장치(100)가 채용된 시스템은 파워다운 모드에서 동작할 수 있다. 상기 파워다운 모드에서는 반도체 장치(100) 또는 반도체 장치(100)는 전류(또는, 전력) 소모가 최소화될 필요가 있으며, 또한 상기 파워다운 모드에서도 일반 모드에서와 같이 역전압 모니터링 회로(130)에 의한 모니터링 동작이 정상적으로 유지될 필요가 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 역전압 모니터링 회로(130)는 그 레벨이 변동되는 전압을 구동 전원으로 사용함으로써, 상기 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 동작을 정상적으로 수행함과 함께, 상기 파워다운 모드에서 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
예컨대, 파워다운 모드에서는 레귤레이터(110)에서 출력되는 레귤레이팅 전압(VREG)이 매우 작은 값을 가지며, 이에 따라 역전압 상황이 발생하지 않는 정상적인 상태에서 역전압 모니터링 회로(130)는 레귤레이터(110)의 동작 상태를 유지하기 위한 제1 제어 신호(Ctrl_ON)의 출력을 유지할 수 있다. 또한, 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 회로(130)는 매우 작은 값을 갖는 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로서 수신하므로, 역전압 모니터링 회로(130)에 의한 전력 소모가 최소화될 수 있다.
또한, 파워다운 모드에서 반도체 장치(100) 내부 또는 외부에서 발생된 요인에 기인하여 역전압 상황이 발생되는 경우, 역전압 상황이 발생됨에 따라 레귤레이팅 전압(VREG)의 레벨이 증가하게 되며, 이에 따라 역전압 모니터링 회로(130)는 상대적으로 높은 전압 레벨의 구동 전원에 의해 구동되고, 상기 역전압 상황을 정상적으로 검출한 결과로서 제2 제어 신호(Ctrl_OFF)를 출력할 수 있다. 레귤레이터(110)는 제2 제어 신호(Ctrl_OFF)에 응답하여 레귤레이팅 동작을 차단할 수 있으며, 이에 따라 외부의 장치로 역전류가 흘러들어가는 것이 방지될 수 있다.
상기와 같은 동작 예에서, 역전압 모니터링 회로(130)는 파워다운 모드에서 역전압 상황이 발생되지 않은 경우 매우 작은 전압 레벨의 구동 전원에 의해 구동되고, 이에 따라 비교기의 구동 능력이 저하되어 제1 제어 신호(Ctrl_ON)의 출력이 불안정한 경우가 발생될 수 있다. 이하에 구체적으로 설명될 것이나, 본 발명의 일 실시예에 따라 역전압 모니터링 회로(130)는 비교기의 출력단의 레벨을 특정 전압 레벨로 유지(또는, 풀업/풀다운)하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 예시적인 반도체 장치(100)에 따르면, 역전압 모니터링 회로(130)를 구동하기 위한 별도의 전원 전압이 존재할 필요가 없다. 또한, 반도체 장치(100)가 채용된 시스템에서 배터리가 제거되더라도 역전압 모니터링 회로(130)가 정상적으로 역전압 상황을 모니터링할 수 있다. 또한, 파워다운 모드(또는, 대기 모드) 등의 최소의 전류 소모만이 요구되는 모드에서도 역전압 상황이 정상적으로 모니터링될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 실시예에서, 역전압 모니터링 회로(130)가 레귤레이터(110)의 입력단 및 출력단을 모니터링하는 것으로 예시되었으나 본 발명의 실시예는 이에 국한될 필요가 없다. 예컨대, 반도체 장치(100)는 다양한 종류의 지능 소자(Intellectual Property, IP)들을 포함할 수 있으며, 적어도 일부의 지능 소자들의 경우 입력단의 전압과 출력단의 전압의 레벨이 다를 수 있다. 즉, 역전압 모니터링 회로(130)는 반도체 장치(100) 내에서 역전압 모니터링이 가능한 다른 다양한 종류의 지능 소자들에 대한 모니터링을 수행하여도 무방할 것이다. 예컨대, 역전압 모니터링 회로(130)는 내부 회로(120)에 구비되는 지능 소자의 입력단 및 출력단의 전압을 이용하여 역전압 모니터링 동작을 수행할 수도 있을 것이다.
한편, 반도체 장치(100)는 무선 동작에 관련된 다양한 모듈들에 해당할 수 있다. 일 예로서, 반도체 장치(100)는 NFC(Near Field Communication) 모듈이나 무선 충전 모듈 등에 해당할 수 있다. 반도체 장치(100)가 NFC 모듈인 것으로 가정할 때, 반도체 장치(100)는 NFC 코일에 연결될 수 있으며, 내부 회로(120)는 NFC 통신에 관련된 각종 구성들(예컨대, NFC 코일로부터의 전압을 처리하여 데이터를 생성하는 구성, 생성된 데이터를 처리하는 구성 등)을 포함할 수 있다. 일 예로서, NFC 코일에 유입된 전자기파 에너지에 기인하여 제2 노드(b)의 전압의 레벨이 상승할 수 있다.
도 2는 도 1의 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 구성들을 설명함에 있어서, 전술한 도 1에서와 동일한 구성은 그 동작 또한 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 반도체 장치(100)는 레귤레이터(110), 내부 회로(120) 및 역전압 모니터링 회로(130)를 포함할 수 있으며, 또한 구동 전원 생성기(140)를 더 포함할 수 있다. 역전압 모니터링 회로(130)는 레귤레이터(110)의 입력단과 출력단의 전압 레벨을 서로 비교할 수 있으며, 일 예로서 역전압 모니터링 회로(130) 내의 비교기(미도시)는 제1 노드(a)에 인가되는 소스 전원(VBAT)와 제2 노드(b)에 인가되는 레귤레이팅 전압(VREG)을 두 입력 신호들로서 수신할 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서와 유사하게, 역전압 모니터링 회로(130)는 동작 모드에 따라 그 레벨이 변동되는 구동 전원(VOPE)을 수신할 수 있다. 일 예로서, 구동 전원 생성기(140)는 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신하고, 레귤레이팅 전압(VREG)에 대한 전압 조절 동작을 통해 역전압 모니터링 회로(130)의 구동에 적합한 레벨을 갖는 구동 전원(VOPE)을 생성할 수 있다. 구동 전원 생성기(140)는 레귤레이팅 전압(VREG)에 기반하여 구동 전원(VOPE)을 생성하고, 이에 따라 레귤레이팅 전압(VREG)의 레벨이 낮아지는 경우 구동 전원(VOPE)의 전압 레벨 또한 감소될 수 있으며, 반면에 레귤레이팅 전압(VREG)의 레벨이 높아지는 경우 구동 전원(VOPE)의 전압 레벨 또한 증가될 수 있다.
일 실시예에 따라, 구동 전원(VOPE)의 전압 레벨은 반도체 장치(100)의 동작 모드에 따라 그 변동 특성이 다양하게 변동될 수 있다. 예컨대, 일반 모드에서는 역전압 모니터링 회로(130)에서의 전력 소모가 허용될 수 있으며, 이에 따라 구동 전원 생성기(140)는 일반 모드에서 레귤레이팅 전압(VREG)의 레벨을 증폭시켜 구동 전원(VOPE)을 생성하고 이를 역전압 모니터링 회로(130)로 제공할 수 있다. 역전압 모니터링 회로(130)는 충분한 전압 레벨을 갖는 구동 전원(VOPE)에 따라 일반 모드에서 동작할 수 있다.
반면에, 전력 소모가 허용되지 않거나 매우 작은 전력 소모만이 허용되는 파워다운 모드에서, 구동 전원 생성기(140)는 레귤레이팅 전압(VREG)에 대해 증폭을 수행하지 않거나 또는 레귤레이팅 전압(VREG)을 낮은 증폭 비율로 증폭시킴으로써 구동 전원(VOPE)을 생성하고 이를 역전압 모니터링 회로(130)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 회로(130)에 의해 소모되는 전력이 최소화될 수 있다.
도 3은 도 1의 본 발명의 다른 변형 가능한 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 구성들을 설명함에 있어서, 전술한 도 1 및 도 2에서와 동일한 구성은 그 동작 또한 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 반도체 장치(100)는 레귤레이터(110), 내부 회로(120) 및 역전압 모니터링 회로(130)를 포함할 수 있으며, 또한 구동 전원 선택기(150)를 더 포함할 수 있다. 또한, 역전압 모니터링 회로(130)는 제1 노드(a)에 인가되는 소스 전원(VBAT)과 제2 노드(b)에 인가되는 레귤레이팅 전압(VREG)을 두 입력 신호들로서 수신할 수 있다.
전술한 실시예에서와 유사하게, 역전압 모니터링 회로(130)는 동작 모드에 따라 그 레벨이 변동되는 구동 전원(VOPE)을 수신할 수 있다. 일 예로서, 구동 전원 선택기(150)는 일정한 레벨을 갖는 전원 전압(VDD)과 레귤레이터(110)의 동작에 따라 그 레벨이 변동되는 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신하고, 전원 전압(VDD) 또는 레귤레이팅 전압(VREG)을 선택적으로 구동 전원(VOPE)으로서 역전압 모니터링 회로(130)로 제공할 수 있다. 일 실시예에 따라, 구동 전원 선택기(150)는 모드 제어신호(Ctrl_Mode)에 응답하여 전원 전압(VDD) 또는 레귤레이팅 전압(VREG)을 선택할 수 있다. 모드 제어신호(Ctrl_Mode)는 반도체 장치(100) 내부에서 생성되어 구동 전원 선택기(150)로 제공될 수 있으며, 또는 반도체 장치(100)가 채용된 시스템 내부에서 생성되어 반도체 장치(100)로 전송되어 전원 선택기(150)로 제공될 수 있다.
구동 전원 선택기(150)는 일반 모드에서 전원 전압(VDD)을 구동 전원(VOPE)으로서 역전압 모니터링 회로(130)로 제공할 수 있다. 역전압 모니터링 회로(130)는 일반 모드에서 충분한 전압 레벨을 갖는 전원 전압(VDD)에 의해 구동될 수 있다. 또한, 구동 전원 선택기(150)는 파워다운 모드에서 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원(VOPE)으로서 역전압 모니터링 회로(130)로 제공할 수 있다. 역전압 모니터링 회로(130)는 파워다운 모드에서 그 레벨이 낮은 레귤레이팅 전압(VREG)에 의해 구동됨에 따라 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 파워다운 모드에서 역전압 상황이 발생되는 경우, 역전압 모니터링 회로(130)는 그 레벨이 증가된 레귤레이팅 전압(VREG)에 의해 구동됨에 따라 역전압 모니터링 결과에 따른 제어 신호(Ctrl_ON/OFF)를 정상적으로 출력할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치가 다양한 종류의 사용자 단말에 채용된 예를 나타내는 블록도이다. 도 4 및 도 5에서는 사용자 단말이 모바일 장치(mobile device)에 해당하는 예가 도시된다. 또한, 도 4 및 도 5에서는 사용자 단말에 무선 통신 기능을 수행하는 시스템과 무선 충전 기능을 수행하는 시스템이 채용된 예가 도시된다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치는 역전압 또는 역전류의 모니터링 기능을 필요로 하는 다양한 시스템에 적용될 수 있을 것이다.
모바일 장치(200)는 스마트 폰(smart phone), 휴대폰(cellular phone), 태블릿 PC(tablet pc), 노트북(laptop computer), 개인 정보 단말기(personal digital assistant, PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP), 디지털 카메라(digital camera), 음악 재생기(music player), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(navigation) 등과 같은 임의의 모바일 장치일 수 있다. 또한, 모바일 장치(200)는 스마트 워치(smart watch), 스마트 벨트(smart belt), 스마트 밴드(smart band) 등과 같은 임의의 웨어러블 장치(wearable device)일 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 모바일 장치(200)는 무선 충전 기능이 채용됨과 함께, NFC(Near Field Communication) 등의 무선 통신 기능이 채용될 수 있다. 예컨대, 모바일 장치(200)는 NFC 시스템(210) 및 무선 충전 시스템(220)을 포함할 수 있으며, 또한 모바일 장치(200)는 그 내부의 각종 기능 블록들로 소스 전원(VBAT)을 제공하기 위한 배터리(230) 및 상기 배터리(230)로부터의 소스 전원(VBAT)에 대한 파워 관리를 수행하고, 모바일 장치(200) 내의 시스템에 이용되는 전원 전압을 생성하는 PMIC(Power Management Integrated Circuit, 240)를 더 포함할 수 있다. 도 4에서는 NFC 시스템(210)이 배터리(230)로부터 소스 전원(VBAT)를 직접 수신하는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예들은 이에 국한될 필요는 없으며 NFC 시스템(210)은 PMIC(240)를 통해 소스 전원(VBAT)를 수신하여도 무방하다. 또한, 도 4에서는 NFC 시스템(210) 및 무선 충전 시스템(220) 내의 구체적인 구성의 도시가 생략되었으나, NFC 통신 기능을 위한 하나 이상의 IP 들이 NFC 시스템(210)에 구비될 수 있으며, 또한 무선 충전 기능을 위한 하나 이상의 지능 소자(IP)들이 무선 충전 시스템(220)에 구비될 수 있을 것이다.
모바일 장치(200)의 성능이 발전하고 다양한 기능들이 내장되는 반면에, 모바일 장치(200)의 사이즈가 감소됨에 따라, 모바일 장치(200) 내의 시스템들 사이에서 간섭이 발생하는 경우가 증가된다. 일 예로서 NFC 시스템(210) 내의 무선 통신용 코일(213)과 무선 충전 시스템(220) 내의 충전용 코일 사이에 간섭이 발생하게 된다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이 무선 통신용 코일(213)과 충전용 코일이 서로 겹치게 배치될 수 있으며, 이 경우 두 코일들 사이의 간섭은 빈번하게 발생될 수 있다.
일 예로서, 모바일 장치(200)의 외부의 시스템과 무선 충전 시스템(220) 사이에 무선 전력 송수신이 수행되는 경우, 무선 충전 시스템(220)의 충전용 코일에는 높은 전자기파 에너지가 전달될 수 있으며, 상기 전자기파 에너지의 일부가 무선 통신용 코일(213)을 통해 NFC 시스템(210) 내부로 유기될 수 있다. 이 경우, NFC 시스템(210) 내부로 유기된 전자기파 에너지에 의해 역전압 상황이 발생하게 되고, 역전류가 NFC 시스템(210) 외부로 전달됨에 따라 모바일 장치(200) 내의 다른 구성들(예컨대, 배터리(230)나 PMIC(240))에 손상이 가해질 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, NFC 시스템(210)은 배터리(230)로부터 소스 전원(VBAT)을 수신하고, 소스 전원(VBAT)을 처리하여 전원 전압(또는, 레귤레이팅 전압(VREG))을 생성하는 레귤레이터(211)와, 레귤레이팅 전압(VREG)의 파워를 증폭하는 파워 증폭기(TX PA, 212)를 포함할 수 있다. 또한, 전술한 실시예들에서 설명된 역전압 모니터링 회로(214)가 레귤레이터(211)의 입력단 및 출력단에 연결될 수 있다. 또한, 역전압 모니터링 회로(214)는 소스 전원(VBAT)와 레귤레이팅 전압(VREG)을 입력 신호들로서 수신하고, 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로서 수신할 수 있다.
전술한 실시예에서의 반도체 장치는 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예컨대, NFC 시스템(210)은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 포함할 수 있다. 반도체 장치는 지능 소자(IP)에 해당하는 레귤레이터(211), 파워 증폭기(212) 및 역전압 모니터링 회로(214)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 이 때, 반도체 장치는 NFC 모듈에 해당할 수 있으며, NFC 모듈은 하나 이상의 단자들을 통해 무선 통신용 코일(213)에 연결되며, 상호 유도를 통해 무선 통신용 코일(213)에 야기된 전압은 NFC 모듈로 제공될 수 있으며, 또는 NFC 모듈의 제어에 기반하여 무선 통신용 코일(213)은 외부의 장치로 상호 유도에 따른 전압을 제공할 수 있을 것이다.
또는, 변형 가능한 실시예에 따라, 반도체 장치는 레귤레이터(211), 파워 증폭기(212) 및 역전압 모니터링 회로(214)를 포함하는 NFC 모듈과 무선 통신용 코일(213)을 함께 포함하는 것으로 정의될 수도 있을 것이다.
전술한 실시예에서와 같이, 모바일 장치(200)가 파워다운 모드로 진입되면 역전압 모니터링 회로(214)의 구동 전원으로서 제공되는 레귤레이팅 전압(VREG)은 매우 작은 레벨을 가질 수 있으며, 이에 따라 역전압 상황이 발생되지 않는 동안 전력 소모가 0 에 가깝게 매우 감소될 수 있다. 또한, 역전압 상황이 발생되는 경우 이에 대응하여 그 레벨이 상승되는 레귤레이팅 전압(VREG)이 역전압 모니터링 회로(214)에 구동 전원으로서 제공되고, 이에 따라 역전압 모니터링 회로(214)는 충분한 구동 능력으로서 역전압 상황을 모니터링하고, 모니터링 결과에 따른 제어 신호를 출력할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에서는 역전압 모니터링 회로(214)가 레귤레이터(211)의 입력단 및 출력단에 연결되는 예가 도시되었으나 이에 국한될 필요가 없다. 예컨대, NFC 시스템(210)의 무선 통신용 코일(213)에 의해 야기된 역전류는 파워 증폭기(212) 및 레귤레이터(211)를 통해 배터리(230)로 유입될 수 있는데, 역전압 모니터링에 의한 역전류 차단은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따라, 역전압 모니터링 회로(214)는 파워 증폭기(212)의 입력단과 출력단에 연결되어 파워 증폭기(212)의 입력단의 전압 레벨과 출력단의 전압 레벨을 비교함으로써 역전압 모니터링을 수행할 수도 있다. 이 때, 역전류가 파워 증폭기(212)에서 레귤레이터(211)로 전달되는 것이 방지될 수 있을 것이다.
또한, 도 4 및 도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로의 기능이 NFC 시스템(210)에 적용된 예가 도시되었으나, 상기 역전압 모니터링 회로의 다른 다양한 기능들에 적용 가능하다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로의 기능은 무선 충전 시스템(220) 내의 다양한 IP들에 적용될 수 있을 것이다. 무선 충전 시스템(220)은 무선 충전 모듈(221)과 무선 충전 코일(222)을 포함할 수 있으며, 무선 충전 모듈(221)은 하나 이상의 IP들(미도시)을 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 충전 모듈(221)은 무선 충전 코일(222)에 연결되어 코일과의 매칭 기능을 수행하는 지능 소자(IP)나 무선 충전 코일(222)로 제공되거나 무선 충전 코일(222)로부터 제공되는 전압 레벨의 컨트롤을 수행하는 지능 소자(IP) 등을 포함할 수 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로는 무선 충전 모듈(221) 내의 적어도 하나의 지능 소자(IP)에 적용될 수 있을 것이다.
또는, 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로의 기능은 PMIC(240)에 적용될 수 있으며, 이에 따라 PMIC(240)의 입력단 및 출력단에 연결되는 역전압 모니터링 회로가 모바일 장치(200)에 더 구비될 수도 있을 것이다.
도 6 내지 도 10은 역전압 모니터링 회로를 구현하는 다양한 예를 나타내는 회로도이다. 예시적인 실시예에 따라, 도 6 내지 도 10에서는 전압 비교기에 기반하는 역전압 모니터링 회로가 예시된다.
도 6을 참조하면, 역전압 모니터링 회로(310)는 비교기(311), 로직 소자(312) 및 수동 소자(313)를 포함할 수 있다. 아날로그 코어로서 비교기(311)는 소스 전원(VBAT)과 레귤레이팅 전압(VREG)을 입력 신호들로서 수신하고, 비교 결과로서 출력 신호(VOUT)를 생성할 수 있다. 또한, 비교기(311)는 어느 하나의 입력 신호를 구동 전원으로서 수신할 수 있으며, 일 예로서 비교기(311)는 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로서 수신할 수 있다.
로직 소자(312)는 비교기(311)로부터의 출력 신호(VOUT)를 수신하고, 이에 대해 로직 처리를 수행하여 레귤레이터 등의 기능 블록(또는, IP)을 제어하기 위한 제어 신호(Ctrl)를 생성할 수 있다. 일 예로서, 도 6에는 로직 소자(312)로서 인버터가 예시되며, 인버터는 출력 신호(VOUT)를 인버팅함으로써 로직 레벨을 갖는 제어 신호(Ctrl)를 생성할 수 있다.
수동 소자(313)는 그 일 단이 아날로그 코어로서 비교기(311)의 출력단에 연결될 수 있다. 일 예로서, 도 6에는 수동 소자(313)로서 저항이 예시되며, 저항의 다른 일 단은 접지 전압에 연결될 수 있다. 수동 소자(313)는 출력 신호(VOUT)의 레벨을 조절할 수 있으며, 일 예로서 수동 소자(313)는 출력 신호(VOUT)의 레벨을 접지 전압 레벨로 풀 다운(pull-down)할 수 있다.
파워다운 모드에서, 비교기(311)는 매우 낮은 레벨을 갖는 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로 이용하기 때문에 낮은 구동 능력을 가질 수 있으며, 이에 따라 역전압 상황이 발생하지 않은 경우(예컨대, 소스 전원(VBAT)의 레벨이 레귤레이팅 전압(VREG)의 레벨보다 큰 경우)에서도 출력 신호(VOUT)의 레벨이 미지(unknown) 상태를 가질 수 있다. 예컨대, 역전압 상황이 발생하지 않은 경우 비교기(311)는 로우 레벨에 상응하는 출력 신호(VOUT)를 생성하여야 하나, 낮은 구동 능력에 의해 출력 신호(VOUT)의 레벨이 불안정하게 되고, 이에 따라 제어 신호(Ctrl)가 역전압 상황이 발생하였음을 나타내는 상태로서 잘못 출력될 수 있다. 이 때, 수동 소자(313)가 출력 신호(VOUT)의 레벨을 접지 전압 레벨로 풀 다운(pull-down) 함으로써, 역전압 상황이 발생되지 않은 상태에서 제어 신호(Ctrl)의 로직 레벨이 잘못 변동되는 오동작이 방지될 수 있다.
도 7은 도 6의 비교기의 일 구현 예를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 비교기(311)는 다수 개의 MOS 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 비교기(311)는 게이트를 통해 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신하는 제1 MOS 트랜지스터(M1)와 게이트를 통해 소스 전원(VBAT)을 수신하는 제2 MOS 트랜지스터(M2)를 포함할 수 있으며, 구동 전원으로서 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신할 수 있다. 또한, 비교기(311)는 구동 전원과 상기 제1 및 제2 MOS 트랜지스터들(M1, M2) 사이에 연결되는 제3 및 제4 MOS 트랜지스터들(M3, M4)를 더 포함할 수 있다. 또한, 비교기(311)는 접지 전압과 상기 제1 및 제2 MOS 트랜지스터들(M1, M2) 사이에 연결되는 전류원(Iref)을 더 포함할 수 있다.
제1 MOS 트랜지스터(M1)의 게이트로 인가되는 레귤레이팅 전압(VREG)과 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 게이트로 인가되는 소스 전원(VBAT)의 레벨 차이에 따라 비교기(311)의 출력 노드(c)의 전압이 디벨로프될 수 있으며, 출력 노드(c)로부터의 출력 신호(VOUT)가 로직 소자(312)에 해당하는 인버터의 입력단으로 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 파워다운 모드에서 낮은 레벨의 구동 전원에 기인하여 출력 노드(c)의 전압의 디벨로프 성능이 저하되더라도, 출력 신호(VOUT)가 수동 소자(313)에 의해 접지 전압 레벨로 풀다운되고, 이에 따라 역전압 상황이 발생되지 않았음을 나타내는 제어 신호(Ctrl)가 로직 소자(312)에 의해 생성될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 전술한 비교기(311)의 다양한 변형 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 비교기(311)는 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신하는 제1 MOS 트랜지스터(M1)와 소스 전원(VBAT)을 수신하는 제2 MOS 트랜지스터(M2) 및 전류원(Iref)을 포함할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서의 제3 및 제4 MOS 트랜지스터들(M3, M4)이 배치된 위치에, 상기 제3 및 제4 MOS 트랜지스터들(M3, M4) 대신 저항 스테이지(Rout stage)가 배치될 수 있다. 저항 스테이지(Rout stage)는 비교기(311)의 비교 성능을 향상하기 위한 다양한 회로들을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, (a)에 도시된 바와 같이 저항 스테이지(Rout stage)는 하나 이상의 저항 소자들(R1, R2)을 포함할 수 있다. 도 9의 (a)에 도시된 저항 스테이지를 도 8의 비교기(311)에 적용하면, 제1 저항 소자(R1)는 구동 전원으로서 레귤레이팅 전압(VREG)과 제1 MOS 트랜지스터(M1)의 일 전극 사이에 연결되며, 또한 제2 저항 소자(R2)는 구동 전원으로서 레귤레이팅 전압(VREG)과 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 일 전극 사이에 연결될 수 있다.
한편, 도 9의 (b)를 참조하면, 저항 스테이지(Rout stage)는 하나 이상의 MOS 트랜지스터들(M11, M12)을 포함할 수 있다. 도 9의 (b)에 도시된 저항 스테이지를 도 8의 비교기(311)에 적용하면, 저항 스테이지의 MOS 트랜지스터(M11)는 구동 전원으로서 레귤레이팅 전압(VREG)과 제1 MOS 트랜지스터(M1)의 일 전극 사이에 연결되며, 또한 MOS 트랜지스터(M11)의 게이트와 드레인 전극은 서로 연결될 수 있다. 또한, 저항 스테이지의 MOS 트랜지스터(M12)는 구동 전원으로서 레귤레이팅 전압(VREG)과 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 일 전극 사이에 연결되며, 또한 MOS 트랜지스터(M12)의 게이트와 드레인 전극은 서로 연결될 수 있다.
한편, 도 9의 (c)를 참조하면, 저항 스테이지(Rout stage)는 하나 이상의 MOS 트랜지스터들(M21 ~ M24)을 포함할 수 있다. 일 예로서, MOS 트랜지스터들(M21 ~ M24)은 2 개의 쌍의 미러 형태로 구현될 수 있으며, 저항 스테이지의 한 쌍의 MOS 트랜지스터들(M21, M22)의 게이트가 서로 전기적으로 연결되고, 또한 저항 스테이지의 다른 한 쌍의 MOS 트랜지스터들(M23, M24)의 게이트가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 비교기(311)의 경우 비교 기능이 2 단 스테이지에 의해 수행되는 예가 도시된다. 도 10을 참조하면, 비교기(311)는 첫 번째 스테이지로서 도 8에 도시된 구성과 동일하게 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신하는 제1 MOS 트랜지스터(M1), 소스 전원(VBAT)을 수신하는 제2 MOS 트랜지스터(M2), 전류원(Iref) 및 저항 스테이지(Rout stage)를 포함할 수 있다. 또한, 첫 번째 스테이지의 출력들은 두 번째 스테이지(311_1)의 입력들로서 제공되며, 비교기(311)의 두 번째 스테이지(311_1)는 첫 번째 스테이지의 출력들을 게이트를 통해 수신하는 MOS 트랜지스터들(M33, M34)과, 상기 MOS 트랜지스터들(M33, M34)과 접지 전압 사이에 연결되는 MOS 트랜지스터들(M31, M32)을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 비교기(311)는 2 단 스테이지에 의한 비교 동작을 수행함으로써 그 비교 성능이 향상될 수 있다.
도 11은 역전압 모니터링 회로에 전원 전압을 구동 전원으로서 인가한 경우와 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로서 인가한 경우의 동작 예를 나타내는 표이다.
도 11을 참조하면, 일정한 레벨을 갖는 전원 전압(VDD)이 역전압 모니터링 회로의 구동 전원으로 이용되는 경우, 일반 모드나 파워다운 모드와 무관하게 일정한 레벨을 갖는 전원 전압(VDD)이 역전압 모니터링 회로로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 회로로 제공되는 구동 전원이 차단될 수 있으며, 이에 따라 일반 모드에서 상대적으로 높은 레벨의 전원 전압(VDD)이 역전압 모니터링 회로로 제공되는 반면에, 파워다운 모드에서는 매우 낮은 레벨의 전원 전압(VDD)이 역전압 모니터링 회로로 제공되거나 또는 전원 전압(VDD)의 제공이 차단될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 역전압 모니터링 회로는 일반 모드에서 정상적으로 동작할 수 있다. 반면에, 파워다운 모드에서, 역전압 모니터링 회로에 높은 레벨의 구동 전원이 인가되는 경우에는 역전압 모니터링 회로는 정상적으로 동작할 수는 있으나 그 소모 전력이 매우 증가하게 된다. 반면에, 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 회로에 매우 낮은 레벨의 구동 전원이 인가되거나 구동 전원의 인가가 차단되는 경우에는 역전압 모니터링 회로가 정상적으로 동작하지 않게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라 레귤레이팅 전압(VREG)이 역전압 모니터링 회로의 구동 전원으로 이용되는 경우, 역전압 모니터링 회로는 그 레벨이 변동하는 구동 전원에 의해 구동될 수 있다. 도 11에서는 레귤레이팅 전압(VREG)이 구동 전원으로서 제공되는 경우에 파워다운 모드에서의 역전압 모니터링 회로의 동작 예가 도시되며, 일 예로서 파워다운 모드에서 역전압 상황이 발생되지 않은 경우에는 매우 작은 레벨을 갖는 레귤레이팅 전압(VREG)에 의해 구동되어 그 전력 소모가 매우 감소될 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서와 같이 비교기의 출력단에 수동 소자를 배치함으로써, 역전압 상황이 발생되지 않는 동안 비교기의 출력을 일정한 레벨(예컨대, 접지 전압 레벨)로 유지시키고, 이에 따라 파워다운 모드에서도 역전압 모니터링 회로가 역전압 모니터링 동작을 정상적으로 수행할 수 있다. 또한, 파워다운 모드에서 역전압 상황이 발생된 경우, 역전압 모니터링 회로는 그 레벨이 상승된 레귤레이팅 전압(VREG)에 의해 구동되고, 이에 따라 역전압 상황을 나타내는 제어 신호를 적절하게 생성할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로의 동작방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 12를 참조하면, 역전압 모니터링 회로는 지능 소자의 양 단(제1 단 및 제2 단)에 연결되고, 제1 단의 제1 전압 및 제2 단의 제2 전압을 입력 신호로서 수신하며(S11), 역전압 모니터링 회로에 구비되는 비교기는 수신된 두 입력 신호들에 대한 비교 동작을 수행한다. 지능 소자는 전술한 실시예들에서와 같이 다양한 종류의 회로들에 해당하므로, 본 발명의 실시예는 지능 소자의 특정 종류에 한정될 필요가 없다.
또한, 역전압 모니터링 회로는 제2 단의 제2 전압을 구동 전원으로 수신할 수 있다(S12). 지능 소자의 제2 단으로는 역전압에 기인하는 전압이 인가될 수 있으며, 이에 따라 역전압 모니터링 회로는 특정 모드나 역전압 상황에서 그 전압 레벨이 변동하는 구동 전원에 기반하여 동작될 수 있다. 일 예로서, 제2 단의 제2 전압은 일반 모드에서 상대적으로 큰 레벨을 갖는 반면에, 파워다운 모드에서 상대적으로 작은 레벨을 가질 수 있다. 또한, 파워다운 모드에서, 제2 단의 제2 전압은 역전압 상황 발생시 그 레벨이 상승할 수 있으며, 역전압 상황이 발생하지 않는 경우에는 상대적으로 작은 레벨이 유지될 수 있다.
역전압 모니터링 회로가 일반 모드에서 동작함에 따라, 상대적으로 높은 레벨의 제2 전압을 구동 전원으로 이용하여 역전압 모니터링을 수행할 수 있다(S13). 반면에, 역전압 모니터링 회로가 파워다운 모드로 진입하는 경우, 역전압 모니터링 회로는 상대적으로 낮은 레벨의 제2 전압을 구동 전원으로 이용하여 역전압 모니터링을 수행할 수 있다(S14).
도 13은 도 12에 도시된 단계들에서 파워다운 모드에서의 역전압 모니터링 회로의 구체적인 동작 예가 도시된다.
도 13을 참조하면, 역전압 모니터링 회로가 파워다운 모드로 진입하고, 역전압 상황이 발생하지 않음에 따라 제1 전압의 레벨이 제2 전압의 레벨보다 높음을 감지하여 제1 비교 결과를 출력하며, 구동 전원으로서 제2 전압의 레벨이 0 에 가까운 매우 작은 값을 가짐에 따라 비교기의 출력으로서 제1 비교 결과는 미지 상태를 가질 수 있다(S14_1). 이 때, 역전압 모니터링 회로에 구비되는 구성(예컨대, 수동 소자)은 제1 비교 결과를 접지 전압 레벨로 풀 다운할 수 있다(S14_2). 또한, 풀 다운된 제1 비교 결과에 대한 로직 처리를 통해, 제1 로직 상태를 갖는 제어 신호가 역전압 모니터링 회로로부터 출력될 수 있다(S14_3).
반면에, 역전압 상황이 발생되는 경우 역전압 모니터링 회로는 제2 전압의 레벨이 제1 전압의 레벨보다 높음을 감지하게 되고, 이에 따라 역전압 모니터링 회로는 제2 비교 결과를 출력할 수 있다(S14_4). 이 때, 역전압 상황에 의해 구동 전원으로서 제2 전압의 레벨이 상승됨에 따라 비교기는 제2 비교 결과를 정상적으로 출력할 수 있으며, 일 예로서 제2 비교 결과의 전압 레벨은 상기 레벨 상승된 제2 전압에 상응할 수 있다. 또한, 제2 비교 결과에 대한 로직 처리를 통해, 제2 로직 상태를 갖는 제어 신호가 역전압 모니터링 회로로부터 출력될 수 있다(S14_5).
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로가 다양한 지능 소자들에 적용된 예를 나타내는 블록도이다. 도 14에서는 모바일 장치가 NFC 시스템, 무선 충전 시스템 및 충전 시스템을 포함하는 예가 도시된다.
상기 시스템들 각각에 대해 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로가 적용될 수 있으며, 전술한 바와 같이 각각의 시스템 내의 하나 이상의 지능 소자들의 입력단 및 출력단의 전압 레벨 비교를 통해 역전압이 모니터링될 수 있다. 도 14의 예에서는, NFC 시스템에서는 LDO(LOW-DROP OUT) 방식의 레귤레이터가 적용되고, 역전압 모니터링 회로가 LDO의 입력단 및 출력단의 전압들을 입력 신호로서 수신하는 예가 도시된다.
한편, 충전 시스템은 배터리에 대한 유선 충전을 지원하는 지능 소자로서 차져를 포함할 수 있으며, 차져의 기능에 따라 배터리에 전원이 충전되거나 또는 배터리로부터 전원이 방전될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로는 차져의 입력단 및 출력단의 전압들을 입력 신호로서 수신할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서와 유사하게 무선 충전 시스템은 무선 충전 코일을 통해 배터리에 전원을 충전하기 위한 지능 소자로서 무선 차져를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로는 무선 차져의 입력단 및 출력단의 전압들을 입력 신호로서 수신할 수 있다.
또한, 상기 각종 시스템들에 적용되는 역전압 모니터링 회로는 입력단 및 출력단의 전압들 중 어느 하나를 구동 전원으로서 수신할 수 있으며, 일 예로서 출력단의 전압을 구동 전원으로서 수신할 수 있을 것이다.
도 15 내지 도 19는 역전압 모니터링 회로를 구현하는 다른 예를 나타내는 회로도이다. 예시적인 실시예에 따라, 도 15 내지 도 19에서는 전류 비교기에 기반하는 역전압 모니터링 회로가 예시된다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 역전압 모니터링 회로(410)는 비교기(411) 및 로직 소자(412)를 포함할 수 있다. 비교기(411)는 소스 전원(VBAT)과 레귤레이팅 전압(VREG)을 입력 신호들로서 수신하고 비교 결과로서 출력 신호(VOUT)를 생성할 수 있다. 또한, 비교기(411)는 별도의 구동 전원을 수신함이 없이 접지 전압에 연결될 수 있다.
한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 비교기(411)는 전원 소스(VBAT)에 기인하는 전류와 레귤레이팅 전압(VREG)에 기인하는 전류의 레벨을 비교하여 출력 신호(VOUT)를 생성하도록 구현될 수 있다. 일 예로서, 비교기(411)는 소스 전원(VBAT)에 기인하는 전류 경로의 형성에 관련된 MOS 트랜지스터들(M1, M2, M5)과, 레귤레이팅 전압(VREG)에 기인하는 전류 경로의 형성에 관련된 MOS 트랜지스터들(M3, M4, M6)을 포함할 수 있다. MOS 트랜지스터들(M1, M2)의 게이트는 제1 노드(a)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제1 노드(a)는 전류원(Iref)에 연결될 수 있다. 또한, MOS 트랜지스터들(M3, M4)의 게이트는 제2 노드(b)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 노드(b)는 전류원(Iref)에 연결될 수 있다. 또한, MOS 트랜지스터(M6)의 일 전극(예컨대, 드레인 전극)에 해당하는 출력 노드(c)를 통해 출력되는 출력 신호(VOUT)는 로직 소자(412)로서 인버터의 입력으로 제공될 수 있으며, 로직 소자(412)의 출력은 제어 신호(Ctrl)로서 레귤레이터로 제공될 수 있다.
한편, 전술한 전압 비교 방식에서와 유사하게, 전류 비교 방식의 비교기(411) 또한 다양하게 변형될 수 있다. 도 17을 참조하면, 비교기(411)는 소스 전원(VBAT)을 수신하는 MOS 트랜지스터들(M1, M2)과 레귤레이팅 전압(VREG)을 수신하는 MOS 트랜지스터들(M3, M4) 및 전류원(Iref)을 포함할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서의 MOS 트랜지스터들(M5, M6)이 배치된 위치에, 상기 MOS 트랜지스터들(M5, M6) 대신 저항 스테이지(Rout stage)가 배치될 수 있다. 저항 스테이지(Rout stage)는 비교기(411)의 비교 성능을 향상하기 위한 다양한 회로들을 포함할 수 있다.
도 18의 (a)를 참조하면, 저항 스테이지(Rout stage)는 하나 이상의 저항 소자들(R1, R2)을 포함할 수 있다. 도 18의 (a)에 도시된 저항 스테이지를 도 17의 비교기(411)에 적용하면, 제1 저항 소자(R1)는 소스 전원(VBAT)에 기인하는 전류가 흐르는 경로에 배치되며, 구체적으로는 MOS 트랜지스터(M1)의 일 전극과 접지 전압 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제2 저항 소자(R2)는 레귤레이팅 전압(VREG)에 기인하는 전류가 흐르는 경로에 배치되며, 구체적으로는 MOS 트랜지스터(M4)의 일 전극과 접지 전압 사이에 배치될 수 있다.
한편, 도 18의 (b)를 참조하면, 저항 스테이지(Rout stage)는 하나 이상의 MOS 트랜지스터들(M11, M12)을 포함할 수 있다. 또한, 도 18의 (c)를 참조하면, 저항 스테이지(Rout stage)는 하나 이상의 MOS 트랜지스터들(M21 ~ M24)을 포함할 수 있다. 일 예로서, MOS 트랜지스터들(M21 ~ M24)은 2 개의 쌍의 미러 형태로 구현될 수 있으며, 저항 스테이지의 한 쌍의 MOS 트랜지스터들(M21, M22)의 게이트가 서로 전기적으로 연결되고, 또한 저항 스테이지의 다른 한 쌍의 MOS 트랜지스터들(M23, M24)의 게이트가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 도 18에 도시된 각종 회로들의 특징은 전술한 실시예에서와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
한편, 도 19에 도시된 비교기(411)의 경우, 전술한 실시예에서와 같이 비교 기능이 2 단 스테이지에 의해 수행되는 예에 해당한다. 도 19를 참조하면, 비교기(411)는 소스 전원(VBAT)에 기인하는 전류와 레귤레이팅 전압(VREG)에 기인하는 전류를 입력으로서 수신하고, 상기 전류들의 레벨에 대한 비교 동작을 통해 출력 신호(VOUT)를 생성하는 두 번째 스테이지(411_1)를 더 포함할 수 있으며, 상기 두 번째 스테이지(411_1)는 다수의 MOS 트랜지스터들(M31 ~ M34)을 포함할 수 있다.
도 20은 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 역전압 모니터링 회로의 구현 예를 나타내는 회로도이다.
도 20을 참조하면, 역전압 모니터링 회로(510)는 비교기(511), 로직 소자(512) 및 수동 소자(513)를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 수동 소자(513)는 가변 저항을 포함할 수 있으며, 역전압 모니터링 회로(510)는 가변 저항의 저항값을 제어하기 위한 저항 제어기(514)를 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 저항 제어기(514)를 모드 정보(Info_Mode)에 응답하여 저항 제어신호(Ctrl_R)를 출력할 수 있으며, 가변 저항의 저항값은 저항 제어신호(Ctrl_R)에 의해 조절될 수 있다.
비교기(511)는 전압 비교 동작에 기반하는 비교 결과를 출력 신호(VOUT)로서 생성하고, 레귤레이팅 전압(VREG)과 소스 전원(VBAT)을 입력 신호들로서 수신하여 비교 동작을 수행할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서와 같이, 비교기(511)는 레귤레이팅 전압(VREG)을 구동 전원으로서 수신할 수 있다. 가변 저항을 포함하는 수동 소자(513)는 출력 신호(VOUT)를 특정 전압 레벨로 풀업 또는 풀다운할 수 있으며, 일 예로 수동 소자(513)가 접지 전압에 연결됨에 따라 출력 신호(VOUT)를 접지 전압 레벨로 풀다운할 수 있다.
저항 제어기(514)는 역전압 모니터링 회로(510)의 동작 모드에 따라 가변 저항의 저항값을 조절할 수 있다. 일 예로서, 저항 제어기(514)는 일반 모드에서 가변 저항의 저항값이 상대적으로 작도록 조절할 수 있다. 반면에, 저항 제어기(514)는 파워다운 모드에서 가변 저항의 저항값이 상대적으로 크도록 조절할 수 있다. 즉, 파워다운 모드에서 역전압 모니터링 회로(510)의 구동 전원의 레벨이 낮으므로, 가변 저항을 통해 연결되는 접지 전압이 구동 능력이 낮은 역전압 모니터링 회로(510)에 미치는 영향을 최소화하기 위해 가변 저항의 저항값이 크도록 조절될 수 있다. 반면에, 일반 모드에서는 역전압 모니터링 회로(510)의 구동 능력이 높으므로, 상대적으로 가변 저항의 저항값이 작게 설정되어도 무방하다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 역전압 모니터링 회로를 포함하는 IoT 기기의 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 21을 참조하면, IoT(Internet of Things) 기기(600)는 사용자의 신체의 일부에 부착되어 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 웨어러블 장치에 해당할 수 있다. 예를 들면, IoT 기기(600)는 사용자의 팔목 등에 착용될 수 있는 웨어러블 장치일 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기기(600)는 이에 제한되지는 않고, 사람을 포함하여 원하는 정보를 갖는 사물에 접촉하거나 가까운 위치에 부착될 수 있는 다양한 종류의 장치일 수 있다. 일 예로서, 도 21에 도시된 IoT 기기(600)는 웨어러블 장치인 것으로 가정된다.
IoT 기기(600)는 신체의 일부에 착용될 수 있는 웨어러블 하우징(610)을 포함할 수 있다. 웨어러블 하우징(610)은 플렉서블 특성을 갖는 기판을 포함할 수 있고, 원하는 정보를 갖는 사물의 표면 또는 사물에 가까운 위치에 직접 탈부착되거나 신체에 이식(implementable)할 수 있는 형태로 구현될 수 있다. 상기 웨어러블 장치로 구현된 IoT 기기(600)는 피트니스웰빙 분야, 헬스케어의료 분야, 인포테인먼트 분야, 산업군사 분야 등으로 다양하게 이용될 수 있다.
IoT 기기(600)는 사용자의 신체를 포함한 주변 환경의 변화를 지속적으로 수집하고 소통하기 위한 전자 구성요소들을 포함할 수 있다. IoT 기기(600)는 어플리케이션 프로세서(620), 메모리(630), 시큐어 모듈(640), 디스플레이(650), 센서(660), 무선 모듈(670), 전력 모듈(680) 등을 더 포함할 수 있다.
어플리케이션 프로세서(620)는 시스템 온 칩으로 구현될 수 있으며, IoT 기기(600) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 메모리(630)는 IoT 기기(600) 내의 데이터를 휘발성 및/또는 불휘발성하게 저장할 수 있으며, 디스플레이(650)는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 센서(660)는 IoT 기기(600)의 기능과 관련하여 다양한 종류의 센싱 동작을 수행할 수 있으며, 일 예로서 온도 센서, 가속 센서, 중력 센서 등의 외부 환경을 센싱하거나, 신체와 관련된 센싱으로서 맥박 센서 등 다양한 종류의 센서들을 포함할 수 있다. 또한, 전력 모듈(680)은 IoT 기기(600) 내에 포함되는 각종 모듈들로 소스 전원을 제공하거나 또는 전원 소스를 이용하여 생성된 전원 전압을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 역전압 모니터링 회로는 IoT 기기(600) 내의 다양한 모듈들에 적용될 수 있다. 예컨대, 도 21의 실시예에서는 시큐어 모듈(640) 및 무선 모듈(670)에 각각 역전압 모니터링 회로(641, 671)가 적용된 예가 도시된다. 시큐어 모듈(640) 및 무선 모듈(670)은 각각 외부의 시스템과 무선 통신을 수행할 수 있으며, 전술한 예에 따른 다양한 요인들(예컨대, 코일들 사이의 상호 유도)에 기인하여 역전류를 야기할 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시예들에 따른 역전압 모니터링 회로(641, 671)에 의해 역전류에 의한 각종 모듈들의 손상이 방지될 수 있다. 또한, 역전압 모니터링 회로(641, 671)에 구비되는 비교기(미도시)는 전력 모듈(680)로부터 구동 전원을 수신할 필요가 없이, 비교기로 입력되는 어느 하나의 신호(예컨대, 레귤레이팅 전압)을 구동 전원으로 이용할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 전압 관리 회로의 역전압 발생을 모니터링하는 역전압 모니터링 회로에 있어서,
    상기 전압 관리 회로의 입력단에 인가되는 소스 전원으로서 제1 전압과 상기 전압 관리 회로의 출력단에 인가되는 출력 전원으로서 제2 전압을 수신하고, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 비교하여 출력 신호를 생성하는 비교기; 및
    상기 비교기의 출력단과 소정의 전압 레벨을 갖는 제1 단 사이에 연결되며, 상기 출력 신호에 따라 상기 비교기의 출력단의 레벨을 풀업 또는 풀다운하는 조절하는 적어도 하나의 회로를 포함하는 수동 소자(element)를 구비하고,
    상기 비교기는 상기 전압 관리 회로의 출력단에 인가되는 상기 제2 전압을 상기 비교기에 대한 구동 전원으로서 수신하고,
    상기 역전압 모니터링 회로는 상기 비교기의 출력단의 레벨에 기초하여 생성되는 제어 신호를 상기 전압 관리 회로로 제공함으로써, 상기 전압 관리 회로의 동작의 차단을 제어하는 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 관리 회로는 외부로부터의 상기 소스 전원을 이용하여 생성된 레귤레이팅 전압을 상기 출력 전원으로서 출력하는 레귤레이터인 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 전압 레벨은 접지 전압에 해당하고,
    상기 수동 소자는, 상기 비교기의 출력단과 상기 접지 전압 사이에 연결되는 저항인 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비교기로부터의 출력 신호에 대한 인버팅 처리를 수행하여 상기 제어 신호를 생성하는 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비교기는,
    상기 제1 전압을 수신하는 제1 MOS 트랜지스터;
    상기 제2 전압을 수신하는 제2 MOS 트랜지스터; 및
    상기 구동 전원과 상기 제1 및 제2 트랜지스터 사이에 배치되는 저항 스테이지를 포함하고,
    상기 저항 스테이지는 저항 및 MOS 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압과 전원 전압을 수신하고, 상기 역전압 모니터링 회로의 일반 모드시에 상기 전원 전압을 상기 구동 전원으로서 상기 비교기에 제공하고, 상기 역전압 모니터링 회로의 파워다운 모드시에 상기 제2 전압을 상기 구동 전원으로서 상기 비교기에 제공하는 구동 전원 선택기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비교기는,
    파워다운 모드에서, 역전압 상황이 발생되지 않음에 따라 상대적으로 낮은 전압 레벨의 구동 전원에 의해 구동되어 미지(unknown) 상태를 갖는 출력 신호를 생성하고,
    상기 파워다운 모드에서, 역전압 발생시 전압 레벨이 상승된 구동 전원에 의해 구동되어 제2 상태를 갖는 출력 신호를 생성하고,
    상기 수동 소자는 상기 역전압 상황이 발생되지 않은 경우 상기 출력 신호를 제1 상태로 풀다운 하는 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 배터리로부터 상기 전압 관리 회로의 입력단으로 제공되는 소스 전원이고, 상기 제2 전압은 상기 전압 관리 회로로부터 출력되어 무선 통신용 코일 또는 무선 충전용 코일로 제공되는 레귤레이팅 전압인 것을 특징으로 하는 역전압 모니터링 회로.
  9. 반도체 장치에 있어서,
    외부로부터 소스 전원을 수신하고, 수신된 소스 전원을 처리하여 레귤레이팅 전압을 생성하는 레귤레이터;
    상기 레귤레이터로부터 상기 레귤레이팅 전압을 수신하는 내부 회로; 및
    상기 레귤레이터로 제공되는 소스 전원을 제1 입력 신호로서 수신하고, 상기 레귤레이터로부터 출력되는 레귤레이팅 전압을 제2 입력 신호로서 수신하며, 파워다운 모드에서 고정된 레벨을 갖는 전원 전압을 구동 전원으로 이용함이 없이 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호를 비교함으로써 상기 반도체 장치 내에서의 역전압 상황의 발생 여부를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 상기 레귤레이터를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 역전압 모니터링 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반도체 장치는, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 코일에 의한 상호 유도를 통해 무선 통신을 수행하는 NFC 모듈인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 상기 NFC 코일과 하나 이상의 단자를 통해 연결되고, 상기 내부 회로는 상기 NFC 코일에 유입된 전자기파 에너지에 기인하여 상기 레귤레이터의 출력단의 전압 레벨을 증가시키며,
    상기 역전압 모니터링 회로는 상기 NFC 코일에 기인하는 역전압 상황을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 반도체 장치는, 무선 충전 코일에 의한 상호 유도를 통해 무선 충전을 수행하는 무선 충전 모듈인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 역전압 모니터링 회로는,
    상기 소스 전원과 상기 레귤레이팅 전압의 레벨을 비교하여 출력 신호를 생성하고, 상기 레귤레이팅 전압을 구동 전원으로서 수신하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 역전압 모니터링 회로는,
    상기 파워다운 모드에서 역전압 상황이 발생되지 않는 경우, 상기 파워다운 모드 동안 상기 레귤레이팅 전압의 레벨이 감소함에 따라, 레벨이 감소된 상기 레귤레이팅 전압에 의해 구동되고,
    상기 파워다운 모드에서 역전압 발생이 발생되는 경우, 그 레벨이 증가된 상기 레귤레이팅 전압에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 역전압 모니터링 회로는,
    상기 비교기의 출력단과 접지 전압 사이에 연결되어 상기 출력 신호의 전압 레벨을 상기 접지 전압 레벨로 풀다운하는 하나 이상의 저항을 더 포함하고,
    상기 저항은, 상기 파워다운 모드에서 역전압 상황이 발생되지 않는 경우 상기 출력 신호의 전압 레벨을 풀다운하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 역전압 모니터링 회로는,
    상기 비교기로부터의 출력 신호를 입력단을 통해 수신하고, 상기 입력단에 상기 저항의 일 노드가 연결되며, 상기 출력 신호에 대한 로직 처리를 수행함으로써 상기 레귤레이터의 온/오프를 제어하는 상기 제어 신호를 생성하는 로직 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  17. 제9항에 있어서, 상기 역전압 모니터링 회로는,
    상기 소스 전원 및 상기 레귤레이팅 전압과 접지 전압 사이에 연결되는 다수의 MOS 트랜지스터들을 포함하고, 상기 소스 전원에 기인하는 제1 전류 경로 및 상기 레귤레이팅 전압에 기인하는 제2 전류 경로를 형성하며, 상기 제1 전류 및 제2 전류를 비교한 결과에 따라 상기 제2 전류 경로 내의 일 노드를 통해 출력 신호를 생성하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  18. 무선 통신 코일에 의한 상호 유도를 통해 무선 통신을 수행하고, 적어도 하나의 전압 관리 회로를 포함하며, 상기 전압 관리 회로의 입력단에 인가되는 제1 전압과 출력단에 인가되는 제2 전압을 비교함으로써 상기 전압 관리 회로의 역전압 발생 상황을 모니터링하는 역전압 모니터링 회로를 포함하는 무선 통신 시스템; 및
    무선 충전 코일에 의한 상호 유도를 통해 무선 충전을 수행하는 무선 충전 시스템을 구비하고,
    상기 역전압 모니터링 회로는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 레벨을 비교하여 출력 신호를 생성하고, 일반 모드와 파워다운 모드에서 서로 다른 레벨을 갖는 구동 전원에 의해 구동되는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 역전압 모니터링 회로는,
    상기 비교기의 출력단과 소정의 전압 레벨을 갖는 제1 단 사이에 연결되며, 상기 비교기의 출력단의 레벨을 풀업 또는 풀다운하는 적어도 하나의 회로를 포함하는 수동 소자(element); 및
    상기 비교기로부터의 출력 신호에 대한 로직 처리를 수행하여 상기 전압 관리 회로를 통한 역전류를 방지하는 제어 신호를 생성하는 로직 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 전압은 소스 전원에 해당하고, 상기 제2 전압은 상기 소스 전원을 처리함에 의해 생성된 레귤레이팅 전압이며,
    상기 비교기는 상기 레귤레이팅 전압을 상기 구동 전원으로서 수신하고, 상기 모바일 장치의 파워다운 모드에서, 역전압 상황이 발생되지 않음에 따라 상대적으로 낮은 레벨을 갖는 상기 레귤레이팅 전압에 의해 구동되고, 상기 모바일 장치의 파워다운 모드에서, 역전압 상황이 발생함에 따라 레벨이 상승된 상기 레귤레이팅 전압에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
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