MOSFET 문턱전압이하 영역을 이용하여 높은 PSRR 특성을 갖는 IC 내부온도 감지회로 설계 (Design of Temperature Sensing Circuit of Inside IC with High PSRR Using MOSFET Subthreshold Region)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 12권 / 12호 / 1 ~ 8페이지
· 저자명 : 강병준, 손상희, 정원섭

초록

본 논문에서는 BJT를 이용하지 않고 MOSFET의 특성을 이용하여 온도의 변화가 선형 출력전압으로 비례하여 변환하는 온도감지 회로를 설계하였다. 기존의 온도감지 회로가 BJT를 이용한 반면 이번에 제안한 회로는 MOSFET을 이용하여 CMOS공정에서 비교적 간단하게 구현하게 하였으며 다양한 어플리케이션에 적용 가능하도록 설계하였다. 제안한 회로는 TSMC 0.18um 1-Poly & 6-Metal CMOS 공정을 이용하여 설계하였고, Hspice 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 시뮬레이션은 온도감지 모드와 절전모드의 두 가지 동작상태에서 시행하였고, 1.8V 공정에서 설계하였기 때문에 감지회로 출력이 800mV 미만에서는 온도감지로 동작하고, 800mV 이상에서 절전모드로 동작하게끔 설계하였다. 그 결과 온도감지 모드에서 0℃~ 150℃까지 스윕했을 때 출력전압이 0V~1.45V까지 측정되는 것을 확인하였고 절전모드에서는 출력전류가 6nA 이하로 아주 작은 전류가 흐른다는 것을 확인 할 수 있었다.

영어초록

In this paper, we propose and design the temperature sensing circuit that produces the linear output voltage proportional to temperature changes. Previous temperature sensing circuit used the BJT partially. But proposed circuit is designed by using only MOSFET, not BJT and so it can be implemented in CMOS process easily and be applied in many applications. The proposed circuit is designed by using TSMC 0.18μm 1-Poly & 6-Metal CMOS process and it is verified by Hspice simulations. Simulations are executed in two modes, temperature sensing & sleep mode. In case of 1.8V process, output voltage boundary of temperature sensing circuit is 800mV between temperature sensing and sleep mode. Temperature sensing mode is ON over 800mV and sleep mode is ON under 800mV. From the simulation results, we know that output voltage changes 0V ~ 1.45V by sweeping 0℃ ~ 150℃ in temperature sensing mode and output current is less than 6nA in sleep mode.

참고자료

· 없음