인프런 커뮤니티 질문&답변
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BGR 설계 질문
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안녕하세요 삼코치님 질문이 몇가지 있습니다.
1. 초기에 VX 노드의 전압값과 전류값을 정하고 시작하는데 기준이 뭔지 궁금합니다. 저는 size 를 정할때 gm/id 기법을 사용하는데 이 방법에 의하면 i3,i4(pmos에 흐르는) 를 크게 잡을수록 size 가 커지는걸로 압니다. 어떤 기준에 의해 잡는지 궁금합니다.
2. 아 생각해보니 i3,i4 를 정하는게 아니라 Q1 에 흐르는 전류를 정하는걸로 아는데 KCL 에 의하면 I3= Ic1(Q1에 흐르는 전류) + Veb1/R3 인데 그러면 R3 값을 조정해서 나온 전류랑 Q1 에 흐르는 전류를 더해서 mosfet size 를 설계하는 순서가 맞을까요?
3. start up 회로는 필요 없나요?
감사합니다.
답변 1
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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. DO DO님.
BGR(Bandgap Reference) 설계에 대한 질문을 주셨네요. 각 질문에 대해 답변드리겠습니다.
초기 VX 노드의 전압과 전류 설정 기준:
- BGR 회로에서 VX 노드의 전압과 전류를 설정할 때는, 회로의 온도 특성과 선형성을 고려하여 결정합니다. gm/id 기법은 MOSFET의 게인(이득)과 효율성을 극대화하기 위한 방법으로, 가장 적절한 전류 효율성을 제공하도록 설정하는 것이 목적입니다. 이때, Vin과 Vout의 스윙을 확보하고, 안정적 동작을 보장하도록 원하는 gm과 ID를 사용할 수 있게끔 설정하는 것이 중요합니다. 따라서, 채널 길이 변화나 전류의 정확한 조정으로 인해 overall 디자인이 바뀔 수 있습니다.
- BGR 회로에서 VX 노드의 전압과 전류를 설정할 때는, 회로의 온도 특성과 선형성을 고려하여 결정합니다. gm/id 기법은 MOSFET의 게인(이득)과 효율성을 극대화하기 위한 방법으로, 가장 적절한 전류 효율성을 제공하도록 설정하는 것이 목적입니다. 이때, Vin과 Vout의 스윙을 확보하고, 안정적 동작을 보장하도록 원하는 gm과 ID를 사용할 수 있게끔 설정하는 것이 중요합니다. 따라서, 채널 길이 변화나 전류의 정확한 조정으로 인해 overall 디자인이 바뀔 수 있습니다.
Q1에 흐르는 전류와 MOSFET 사이즈 설계:
- 맞습니다. Q1에 흐르는 전류 설정은 중요하며, 이때 R3과의 상관관계를 반드시 고려하셔야 합니다. 말씀하신 대로, I3 = Ic1 + Veb1/R3로 설정되며, R3의 값 조정은 Vbe 및 ΔVbe를 이용해 원하는 안정성과 기준전압을 얻는 부분의 핵심 요소입니다. 이러한 전류의 기준으로 MOSFET 사이즈를 설계하는 것은 회로가 온도 변화에 덜 민감하게 하여 안정성을 높여줍니다.
- 맞습니다. Q1에 흐르는 전류 설정은 중요하며, 이때 R3과의 상관관계를 반드시 고려하셔야 합니다. 말씀하신 대로, I3 = Ic1 + Veb1/R3로 설정되며, R3의 값 조정은 Vbe 및 ΔVbe를 이용해 원하는 안정성과 기준전압을 얻는 부분의 핵심 요소입니다. 이러한 전류의 기준으로 MOSFET 사이즈를 설계하는 것은 회로가 온도 변화에 덜 민감하게 하여 안정성을 높여줍니다.
Start-up 회로 필요성:
- BGR 회로에서는 start-up 회로가 기본적으로 필요합니다. 이는 회로 초기 상태에서 반도체 소자가 정확한 동작점으로 동작하지 않을 수 있는 문제를 해결하기 위함입니다. Start-up 회로는 초기 전류나 전압을 공급하여, 회로가 도달해야 하는 안정화된 상태에 도달하도록 도와줍니다. 이는 특히, 비활성 상태 또는 초기 전원이 공급될 때, 회로가 올바르게 부팅되는 데 필수적입니다.
- BGR 회로에서는 start-up 회로가 기본적으로 필요합니다. 이는 회로 초기 상태에서 반도체 소자가 정확한 동작점으로 동작하지 않을 수 있는 문제를 해결하기 위함입니다. Start-up 회로는 초기 전류나 전압을 공급하여, 회로가 도달해야 하는 안정화된 상태에 도달하도록 도와줍니다. 이는 특히, 비활성 상태 또는 초기 전원이 공급될 때, 회로가 올바르게 부팅되는 데 필수적입니다.
이에 대한 좀 더 자세한 접근 방법과 사례는 수강하신 강의의 아날로그 설계 파트에서 더욱 심도 있게 다뤄지고 있을 것입니다. 추가적으로 관련 항목이나 유사한 질문들을 Inflearn의 아날로그 회로 설계와 성능 개선하기 포럼에서 확인하실 수 있습니다:
저는 질문자님의 이해를 돕고자 지식공유자님의 기존 답변을 참고하여 유사한 답변 링크를 추천해드리고 있습니다.
현재 베타 기능으로 답변이 만족스럽지 않을 수 있는 점 양해 부탁드립니다. 🙏
추가적으로 궁금한 점이 있으시면, 이어서 질문해 주세요. 곧 지식공유자께서 답변해 주실 것입니다.