semiconductor_Korea.pdf (4.02MB)
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반도체 디바이스<br />
반도체 디바이스<br />
전원용 IC<br />
POL (Point of Local)<br />
MPU 등 LSI의 저전압화, 대전류화에 대응하기 위해 각<br />
LSI마다 대전류 출력, 고속 응답의 DC-DC 컨버터를<br />
<br />
SW<br />
V in<br />
L<br />
V OUT<br />
전원용 IC는 입력 전압의 변동이나 출력<br />
부하 전류의 변동에 대하여 항상 일정한<br />
출력전압을 공급하는 모놀리식 IC입니다.<br />
리니어 레귤레이터(시리즈 레귤레이터, 션트<br />
레귤레이터)와 스위칭 레귤레이터, 차지<br />
펌프형 전원의 3가지가 있습니다.<br />
★ 리니어 전원<br />
• 시리즈 레귤레이터<br />
기준전압원, 부귀환 전압증폭기, 출력단, 귀환저항<br />
등으로 구성되어 있습니다. 입력전압원과 부하 사이에<br />
삽입한 파워 트랜지스터를 가변 저항기로 사용하여,<br />
부귀환 동작을 사용하여 출력 전압이 일정해지도록<br />
제어합니다.<br />
LDO(저포화형 시리즈 레귤레이터)는 출력<br />
★ 스위칭 레귤레이터<br />
파워 트랜지스터의 온 및 오프 듀티를 조정하여 입력<br />
전압원으로부터 전기 에너지를 인덕턴스에 축적하고<br />
출력 콘덴서에 공급합니다. 부귀환 동작을 사용하여<br />
출력 전압이 일정해지도록 제어합니다.<br />
스위칭 전원은 회로의 스위치, 콘덴서, 다이오드의<br />
실장 방법에 따라 기본적으로는 3종류(강압형, 승압형,<br />
승강압형)로 나눌 수 있습니다.<br />
<br />
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<br />
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<br />
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<br />
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<br />
<br />
<br />
<br />
근접 배치하여, 부하 변동에 출력 컨덴서가 아니라<br />
DC-DC 컨버터 자체의 고속 응답 특성으로 대응할<br />
수 있도록 한 DC 컨버터입니다. 이와 같은 용도의<br />
DC-DC 컨버터를 POL이라고 합니다. 동기 정류 멀티,<br />
위상 및 인터리빙 방식이 주로 사용되고 있습니다.<br />
스위칭 레귤레이터는 리니어 레귤레이터와는 달리,<br />
전력손실이 적다는 특징이 있지만, 스위칭 노이즈가<br />
발생하기 쉽고 외부 회로가 복잡하게 되는 단점도<br />
있습니다. 반면, 시리즈 레귤레이터는 효율은 낮지만<br />
안정된 출력을 얻을 수 있습니다.<br />
★ 차지 펌프형 DC-DC컨버터<br />
MOSFET과 복수의 콘덴서로 구성된 차지 펌프형<br />
DC-DC 컨버터는 인덕터를 사용하지 않기 때문에<br />
외부회로가 간단하고 소형화가 가능합니다. 또한<br />
휴대 무선등에서 문제가 되기 쉬운 EMI (전자 복사<br />
노이즈)를 줄일 수 있습니다. 비교적 전류가 적은<br />
영역이나 출력 전류가 5~500mA의 영역에서 주로<br />
이용됩니다.<br />
<br />
Di<br />
<br />
<br />
L<br />
V in<br />
<br />
<br />
<br />
SW<br />
<br />
V in<br />
L<br />
SW<br />
Di<br />
Di<br />
C<br />
C<br />
C<br />
<br />
V OUT<br />
V OUT<br />
트랜지스터에 PNP 파워 트랜지스터 또는 P채널<br />
MOSFET을 사용하여 입출력간 전압을 낮춘 시리즈<br />
레귤레이터입니다.<br />
소비전력을 낮게 억제할 수 있습니다.<br />
• 션트 레귤레이터<br />
시리즈 레귤레이터와는 달리 이 레귤레이터는 1차<br />
전원과 부하 사이에는 외부 고정저항을 사용하고,<br />
부하와 병렬로 삽입한 파워 디바이스를 가변 저항기로<br />
사용하여, 부귀환 동작을 사용하여 출력 전압이<br />
일정해지도록 제어합니다. 주로 AC-DC 전원 시스템의<br />
일부로 사용됩니다.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
리니어 전원의 기본 구성<br />
<br />
V in V out<br />
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<br />
<br />
<br />
<br />
PWM<br />
<br />
V in<br />
<br />
I L<br />
L<br />
<br />
<br />
Cout<br />
V out<br />
<br />
<br />
<br />
스위칭 레귤레이터의 기본 구성<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
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<br />
L<br />
L<br />
L<br />
L<br />
<br />
<br />
C<br />
저포화형 레귤레이터(LDO)의 블록도<br />
동기정류 강압 DC-DC 컨버터<br />
동기정류 멀티, 위상 및 인터리빙 DC-DC 컨버터<br />
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