• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.1077-1080
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• 1998

In this paper, a simple low-power current-mode CMOS wotage reference circuit is proposed. The reference circuit of enhancement-mode MOS transistors and resistors. Temperature compensation is made by adding a current component proportional to a thermal voltage to a current component proportional to a threshold voltage. The designed circuit has been simulated using a $0.65\mu\textrm{m}$ n-well CMOS process parameters. The simulation results show that the reference circuit has a temperature coefficient less than $7.8ppm/^{\circ}C$ and a power-supply(VDD) coefficient less than 0.079%/V for a temperature range from $-30^{\circ}C$ to $130^{\circ}C$ and a VDD range from 4.0V to 12V. The power consumption is 105㎼ for VDD=5V and $T=30^{\circ}C.$ The proposed reference circuit can be designed to generate a wide range of reference voltages owing to its current-mode operation.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권3호
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• pp.135-144
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• 2003

본 논문에서는 고속 혼성모드 집적회로를 위한 온-칩(on-chip) CMOS 전류 및 전압 레퍼런스 회로를 제안한다. 제안하는 전류 레퍼런스 회로는 기존의 전류 레퍼런스 회로에서 부정확한 전류 값을 조정하기 위해 주로 사용되는 아날로그 보정 기법과는 달리 디지털 영역에서의 보정 기법을 사용한다. 또한, 제안하는 전압 레퍼런스 회로는 고속으로 동작하는 혼성모드 집적회로의 출력단에서 발생할 수 있는 고주파수의 잡음 성분을 최소한으로 줄이기 위해 고주파 신호 성분에 대해 작은 출력 저항을 볼 수 있는 구조의 레퍼런스 전압 구동회로를 사용한다. 이 레퍼런스 전압 구동회로는 전력 소모 및 칩 면적을 최소화하기 위해서 저 전력의 증폭기와 크기가 작은 온-칩 캐패시터를 사용하여 구현하였다. 제안하는 레퍼런스 회로는 0.18 um n-well CMOS 공정으로 설계 및 제작되었으며, 250 um x 200 um의 면적을 차지한다. 칩 제작 및 측정결과, 제안하는 전류 및 전압 레퍼런스 회로는 공급 전압 및 온도의 변화에 대해서 각각 2.59 %/V와 48 ppm/℃의 변화율을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권2호
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• pp.106-111
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• 2015

일반적으로 기준전압 생성기는 쌍안정성을 가지므로 이를 올바른 상태에서 동작시키기 위해서는 적절한 시동회로가 필요하다. 본 논문에서는 저전압 기준전압 발생기를 위한 새로운 시동회로를 제안한다. 제안한 시동회로는 기준전압발생기의 상태를 결정하기 위하여 기준전압 발생기의 BJT에 흐르는 전류를 측정한다. 기준전압발생기가 올바른 상태에 있을 때 이 전류가 가지는 값은 잘 정의되므로 이를 통하여 회로의 상태를 신뢰성 있게 결정할 수 있다. 전류는 내부에 오프셋 전압을 갖는 비교기를 이용하여 측정하였다. 130nm CMOS 공정을 이용하여 설계를 하였으며, 레이아웃에서 추출한 기생 성분을 포함하는 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 회로의 성능을 검증 하였다. 제안된 시동회로를 사용하는 기준전압발생기에 850mV 이상의 전원 전압이 가해질 경우, 소자에 미스매치가 있더라도 안정적으로 기준전압 생성기가 시동하는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1544-1551
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• 2007

본 논문에서는 넓은 동작전압 범위와 저소비 전력 그리고 개선된 파워-업 특성을 가지는 캐스코드 전류 거울형 CMOS 밴드갭 기준전압 발생기의 스타트-업 회로를 제안하였다. 새롭게 제안된 스타트-업 회로는 기존의 스타트-업 회로에 비해 안정적인 파워-업 특성을 가지며 공급전압(VDDA)이 높아지더라도 밴드갭 기준전압 발생기 회로의 동작에 영향을 미치지 않는 것을 모의실험을 통하여 확인하였고 $0.18{\mu}m$ tripple-well CMOS 공정을 이용하여 테스트 칩을 제작하고 측정하였다. 측정 된 기준전압 Vref는 평균값이 738mV이고 $3{\sigma}$는 29.88mV이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.528-533
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• 2016

A low voltage high PSRR CMOS Bandgap circuit capable of generating a stable voltage of less than 1 V (0.8 V and 0.5 V) robust to Process, Voltage and Temperature (PVT) variations is proposed. The high PSRR of the circuit is guaranteed by a low-voltage current mode regulator at the central aspect of the bandgap circuitry, which isolates the bandgap voltage from power supply variations and noise. The isolating current mirrors create an internal regulated voltage $V_{reg}$ for the BG core and Op-Amp rather than the VDD. These current mirrors reduce the impact of supply voltage variations. The proposed circuit is implemented in a $0.35{\mu}m$ CMOS technology. The BGR circuit occupies $0.024mm^2$ of the die area and consumes $200{\mu}W$ from a 5 V supply voltage at room temperature. Experimental results demonstrate that the PSRR of the voltage reference achieved -118 dB at frequencies up to 1 kHz and -55 dB at 1 MHz without additional circuits for the curvature compensation. A temperature coefficient of $60 ppm/^{\circ}C$ is obtained in the range of -40 to $120^{\circ}C$.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제52권10호
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• pp.425-430
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• 2003

A CMOS Voltage-Controlled Oscillator(VCO) for application at temperature stable system is designed. The VCO consists of bandgap voltage reference circuit, comparator, and voltage-to-current converter and the VCO has a temperature stable characteristics. The difference between simulated and calculated values is less than about 5% in output characteristics when the input voltage range is from 1V to 3.25V. The CMOS VCO has error less than about $\pm$0.85% in the temperature range from $-25^{\circ}C$ to $75^{\circ}C$.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권6호
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• pp.2231-2242
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• 2016

A simplified model predictive control method is presented in this paper. This method is based on a future reference voltage vector for a three-phase four-leg voltage source inverter (VSI). Compared with the three-leg VSIs, the four-leg VSI increases the possible switching states from 8 to 16 owing to a fourth leg. Among the possible states, this should be considered in the model predictive control method for selecting an optimal state. The increased number of candidate switching states and the corresponding voltage vectors increase the calculation burden. The proposed technique can preselect 5 among the 16 possible voltage vectors produced by the three-phase four-leg voltage source inverters, based on the position of the future reference voltage vector. The discrete-time model of the future reference voltage vector is built to predict the future movement of the load currents, and its position is used to choose five preselected vectors at every sampling period. As a result, the proposed method can reduce calculation load by decreasing the candidate voltage vectors used in the cost function for the four-leg VSIs, while exhibiting the same performance as the conventional method. The effectiveness of the proposed method is demonstrated with simulation and experiment results.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.192-195
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• 2016

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.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권12호
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• pp.777-784
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• 1999

Since the ultra-high voltage power apparatus are recommended to withstand switching surge generated from the electric power system, the switching impulse voltage is generally used to verify this requirement at the testing laboratories. Recently, the international standard(IEC 60060-2) related to the high voltage measurement techniques is revised requiring a traceability of measuring system for high voltage measurements. In this paper, a reference divider for switching impulse voltage is developed satisfying the revised. IEC standard and the possibility of applications has been investigated. Therefore, the characteristics of the high and low voltage side resistor and the shielding ring have been analyzed including the step response characteristics of the prototype divider. Throughout various efforts, it is confirmed that our measuring device has shown compatible characteristics as a reference divider.

• 전력전자학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.476-483
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• 2017

In this paper, a voltage-based model predictive control (MPC) scheme for a modular multilevel converter is used to reduce switching loss. The proposed method calculates an offset voltage that clamps the switching operation of submodules in which the current greatly flows at every sampling period by using the reference phase voltage and the reference phase current. To use the offset voltage, the proposed method converts the current-based MPC to the voltage-based MPC. The proposed voltage-based MPC then generates a new reference pole voltage that clamps the switching of submodules by applying the calculated offset voltage to the phase voltage. Therefore, the proposed method can reduce the switching loss by stopping the switching operation of submodules in which the current greatly flows. The switching loss reduction effect of the proposed method is verified by comparing its loss data with those of the conventional MPC method.