JP2001044812A - Ic集積回路 - Google Patents
Ic集積回路Info
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Abstract
位相ずれを一層精細なステップ段階で可変にできる集積
回路を提供すること。 【解決手段】 集積回路は出力クロック(OUT)を第
1クロック信号(E)に対して位相ずれを以て生成する
ため用いられる。制御信号(Ai)を介して電流I2=
I1及びIL=I2を種々異なって重み付け得る。重み付
けに依存して出力クロック(OUT)の異なる位相ずれ
が行われ得る。
Description
から位相ずれした出力クロックを生成するためのIC集
積回路に関する。
整可能位相ずれを達成する1つの手法によれば、複数の
同種の遅延素子の直列接続体を設け、該直列接続体の入
力側に入力クロックを供給するものである。ここで、す
べての遅延素子は、同一遅延時間を有する。相互に直列
的に相前後して接続された遅延素子の出力信号は、入力
信号に対してそれぞれ異なる位相ずれを有する、それと
いうのは、遅延素子の遅延時間は、入力クロックのクロ
ック周期に比して小であるからである。マルチプレクサ
により、制御信号を用いて、複数遅延素子のうちの任意
の1つの、出力信号が選択可能である。従って、マルチ
プレクサの制御により遅延素子の直列接続体から1つの
出力クロックを、取出し得、この出力クロックは、入力
クロックに対して所望の位相ずれを有する。
される。但し、それの最小の遅延時間は、使用される作
成テクノロジィに依存していて、従って、任意に短縮す
る訳けにはゆかない。このことから 結論づけられ、成
り立つことは、出力クロックの位相ずれが入力クロック
に対して、比較的粗いステップ−該ステップは、個々の
遅延素子の遅延時間に相応する−をおかなければ変化さ
せ得ないということである。
題とするところは、出力クロックと第1のクロック信号
との間の位相ずれを一層精細なステップ段階で可変にで
きる、冒頭に述べた形式の集積回路を提供することにあ
る。
積回路の構成要件により解決される。本発明の有利な実
施−及び発展形態−がサブクレームに記載されている。
2つの電流の値の変化により、出力クロックと第1のク
ロック信号との間の位相ずれの調整セッティングが行わ
れる。両電流に対する調整ステップが細かく精細になれ
ばなるほど、位相ずれは、それだけ益々精細微細なステ
ップで可変できる。ここで、調整可能位相ずれのステッ
プ幅は調整可能電流源の“分解能”に依存するものであ
り、集積回路の作製テクノロジィにはもはや依存しない
ものとなる。
を詳述する。
可能電流源は、2つの出力側10,20にてそれぞれ1
つの調整可能電流IE,ILを送出する。電流源は、3つ
のpチャネルトランジスタP1,P2,P3を有し、こ
れらの3つのpチャネルトランジスタP1,P2,P3
は、それの第1のチャネル端子を以て、正の給電電位V
DDに接続されている。それのゲート端子は、一定電位
Vconstに接続されている。3つのpチャネルトラ
ンジスタP1,P2,P3のコンダクタンス導電率ない
し電流伝導率は、オン導通状態にて、それぞれファクタ
係数2だけ相異なる。従って、第2pチャネルトランジ
スタP2は、第1PチャネルトランジスタP1の2倍の
コンダクタンス導電率ないし電流伝導率ないし電流伝導
率を有し、第3pチャネルトランジスタP3の半分のコ
ンダクタンス導電率ないし電流伝導率を有する。このこ
とは、図1中、数1,2,4で示す。3つのトランジス
タP1,P2,P3の第2のチャネル端子は、それぞ
れ、更なるpチャネルトランジスタP4、P6,P8を
介して、電流源Iの第1出力側10に接続されており、
そして、それぞれ他のpチャネルトランジスタP5、P
7,P9を介して第2出力側20に接続されている。ト
ランジスタP4,P6,P8はそれのゲートにて、制御
信号A0,A1,A2に接続され、トランジスタP5,
P7,P9は、それに対して相補的な制御信号/A0,
/A1、/A2に接続されている。3つのP1,P2,
P3は、定電流源−該定電流源はそれぞれファクタ2だ
け相異なる−定電流を送出する−として用いられ、トラ
ンジスタ対P4,P5;P6,P7;P8,P9のうち
両トランジスタのうちの唯1つがそれぞれオン導通にな
る、それというのは、制御信号Aiは、デジタル信号で
あるからである制御信号Ai及びそれの相補的信号/A
iを介して、電流源Iの出力電流IE,ILの値を歩進的
に変化させ得、ここで、両電流の和は常に一定に保たれ
る。当該の実施例では、その和は7Iである。要するに
電流源Iは、そこにてデジタル制御信号Aiがアナログ
電流IE、ILに変換されるD/A変換器である。
2つの出力電流を送出する任意の他の調整可能電流源を
使用でき、前記の出力電流の値が調整可能であり、それ
等の和は各調整セッティングに対して一定である。
ャネルトランジスタN1〜N8を有し、それ等の8つの
nチャネルトランジスタN1〜N8の配置構成を以下説
明する。
ジスタN7及び第1トランジスタN1を介してアース電
位に対する給電線路Lに接続されている。第1トランジ
スタN1のゲートは、それのドレインに接続され、そし
て第1コンデンサC1を介してアースに接続されてい
る。電流源Iの第2出力側20は、第8トランジスタN
8と第2トランジスタN2を介してアースに接続されて
いる。第8トランジスタN8のゲートは、正の給電電位
VDDに接続されている。第2トランジスタN2のゲー
トは、それのドレインに接続され、かつ、第2コンデン
サC2を介してアースに接続されている。
ルトランジスタP10を介して、回路ノードKに接続さ
れている。PチャネルトランジスタP10のゲートは、
プリチャージ信号PREに接続されている。回路ノード
Kは、第1トランジスタ3及び第4トランジスタN4を
介してアースに接続されている。更に回路ノードKは、
第5トランジスタN5及び第6トランジスタN6を介し
て同様にアースに接続されている。第3トランジスタN
3のゲートは、第1クロック信号Eに接続され、第5ト
ランジスタN5のゲートは、第2クロック信号Lに接続
されている。第4トランジスタN4のゲートは、第1ト
ランジスタN1のゲートに接続され、第6トランジスタ
N6のゲートは、第2トランジスタN2のゲートに接続
されている。第3(N3)及び第4トランジスタ(N
4)の直列接続体を介して第1電流I1が流れ、そし
て、第5(N5)及び第6(N6)トランジスタを通っ
て第2電流I2が流れる。第1(N1)及び第4(N
4)トランジスタは第1のカレントミラーを形成し、第
2(N2)及び第6(N6)トランジスタは、第2のカ
レントミラーを形成する。要するに、第3(N3)ない
し第5(N5)トランジスタがオン導通であり、回路ノ
ードが完全にアース電位に放電されていない限り、第1
電流I1は、第1出力側10における電流IEに比例し、
第2電流I2は、電流源Iの第2出力側20における電
流ILに比例する。本実施例では、カレントミラーは次
のように選定されている、即ち、第1電流I1が電流源
の第1出力側10における電流IEと一致し、第2電流
I2が電流源Iの第2出力側20における電流ILと一
致するように選定されている。要するに、I1=IE及び
I2=I L。
本発明の集積回路の図1に示す部分回路の出力側に接続
されており、前記出力側から出力クロックOUTが生ぜ
しめられる。
タN8は、第3N3及び第5N5トランジスタと全く同
じように選定されている。それ等のトランジスタは、た
んに、回路の対称化にのみ用いられ、本発明の他の実施
例では省き得る。コンデンサC1,C2は、第1トラン
ジスタN1及び第2トランジスタN2のゲートにおける
電位の安定化に用いられる。前記電位はコンデンサC
1,C2を設けることなく、容易にクロック信号E,L
のレベルの状態遷移のもとで第3N3及び第5N5トラ
ンジスタのゲートソース容量及び第4N4及び第6N6
トランジスタのゲートドレイン容量を介して制御され得
る。本発明の他の実施例ではコンデンサC1,C2を省
くこともできる。
的な実施例を示し、この代替選択的実施例では第3N
3,第4N4、及び第5N5,第6N6トランジスタの
順序が入れ替わっている。他のnチャネルトランジスタ
N1,N7及びN2,N8の順序も入れ替わっている。
これと代替選択的に、同じく、コンデンサC1,C2,
及び第7トランジスタN7及び第8N8トランジスタを
省き得る。
過を示す。第2クロック信号Lは、第1クロック信号E
に対して1時間間隔Tだけ位相ずれしている。第1クロ
ック信号Eの正の側縁の前に、即ち、第3N3及び第5
N5トランジスタがオフ切状態になっている間に、プリ
チャージ信号PREを介して、回路ノードKは、正の給
電電位VDDの値に充電される。それに引き続いて、第
10のPチャネルトランジスタP10が再び阻止遮断さ
れる。早い時点tEにて生じる第1クロック信号Eの正
の側縁と共に、先ず、第3トランジスタN3がオン導通
になり、その結果回路ノードKでは第1電流I1で放電
電流が流れる(回路ノードKにおける電位経過のフラッ
トな勾配)。事後の遅い時点tLでの第2クロック信号
Lの正の側縁により、第3のトランジスタN3のほかに
付加的に、第5のトランジスタN5も導通接続され、そ
の結果回路ノードにて、第1電流I1のみならず第2電
流I2での放電電流も流れる(回路ノードKにおける電
位経過の急峻な勾配)。図2には回路ノードKの電位経
過において、早い時点tEにて生じる第1クロック信号
Eの正の側縁と、第2クロック信号Lの正の側縁との間
で当該の回路ノードが有するフラットな勾配が外挿、補
外して、破線で記入してある。
位から生じる出力クロックOUTの経過をも示す:イン
バータINVは、上限及び下限のスイッチング限界値V
INVを有し、それ等のスイッチング限界値は、簡単化し
て、同一であると仮定してある。回路ノードKにおける
電位が、上限の限界値を超えると、出力クロックOUT
は負の側縁を有する。回路ノードKにおける電位が、イ
ンバータINVの下限のスイッチング限界値を下回る
と、出力クロックOUTは正の側縁を有する。
回路ノードKにおける電位経過及び出力クロックOUT
の信号経過の拡大されたセクションを一層より分かり易
くするため示す。プリチャージ信号PREの低いレベル
(アース)の間、回路ノードKは、先ず高いレベル(V
DD)に充電される。ここで回路ノードKの電位は、イ
ンバータINVの(上限の)スイッチング限界値VIN
Vを越え、これにより、出力クロックOUTの負の側縁
が生ぜしめられる。早い時点tEにて、第1クロック信
号Eの正の側縁に基づき、第3のトランジスタN3がオ
ン導通になり、その結果差し当たり、たんに第1電流I
1のみが流れる。
Kの電位に対する4つの異なる経過が示してあり、それ
等の異なる経過は、電流I1,I2の相異なる値に対し
て生じたものであり、数1〜4で示されている。経過1
は、次のような場合に相応する、即ち、第1電流I1=
7I0,要するに最大であり、第電流I2が事後の時点
t1の後でも0である場合に相応する。このことは、図
1に示す電流源Iでは、制御信号A0,A1,A2=0
00であることにより生じる。図3における回路ノード
Kでの電位の経過2は次のような場合ケースに相応す
る、即ち、電流I1=0,第2電流I2が最大である場
合ケースに相応する。図3における経過3及び4はそれ
に、電流I1,I2が他の値をとる場合ケースに相応す
る。
は、I1が小である場合におけるよりも迅速に放電され
る。第2クロック信号Lの正の側縁が生じると直ちに、
第2の電流I2も流れ、その結果回路ノードKでは同時
に流れる電流I1,I2で放電される。従って、事後の
時点t1の後、回路ノードKにおける電位経過の一層よ
り大の急峻度が生じる。
電位がインバータINVの(下限の)スイッチング限界
値VINV以下に低下すると直ちに出力クロックOUTが
正の側縁をとる。回路ノードKにおけり“1”で示す、
電位の経過は、出力クロックOUTの“1”で示す正の
側縁を有し、“2”で示す電位の経過は、出力OUTの
“2”で示す正の側縁を有する。明らかなように、出力
クロックOUTの正の側縁の時点が電流I1,I2ない
しIE,ILの調整セッティングにより選定され得る。こ
こで、出力クロックOUTの正の側縁が時間間隔Tだけ
相互に離れている。
るところによれば、出力クロックOUTの正の側縁が第
1クロック信号の正の側縁に対して、或時間間隔だけず
れており、この或時間間隔は、早い時点tEと遅い時点
tLとの間で経過する時間間隔T及び時間間隔Tと整数
関係になり更なる時間間隔とから成る。図1における電
流源より高度の電流源を選定することにより、電流I
1,I2を更に精確なステップ段階に調整可能である。
従って、電流源に関して相応の高度性、高コストのもと
で、出力クロックOUTの正の側縁(図3参照)を、最
も高い可能な側縁1と最も遅い可能な側縁2との間で任
意の精細なステップで調整セッティングできる。
を示し、ここでは、図1に示す部分経路は、第2ステー
ジ段を形成し、図4に示す部分回路は、周波数制御回路
の第1ステージ段を形成する。図4は、調整可能遅延ユ
ニットDを有し、直列接続体にて、相互に直列に接続さ
れた多数のインバータI1,I2,I3を有する。遅延
素子として用いられる個々のインバータI1,I2,I
3の遅延ユニットは、図2及び図3に示す時間間隔Tに
相応する。インバータI1〜I3の直列接続体の入力側
には入力クロックINが供給される。更に、遅延ユニッ
トDは、マルチプレクサMUXを有し、このマルチプレ
クサMUXは、インバータI1〜I3の出力側に接続さ
れており、制御入力側を介して供給される制御信号に依
存して、2つの順次連続するインバータの出力信号を、
第1クロック信号E及び第2クロック信号Lとして図1
に示す部分回路に供給する。
相検出器の第1入力側には入力クロックINが供給さ
れ、この位相検出器の第2入力側には、図1のインバー
タINVの出力クロックOUTが遅延素子dTを介して
供給される。位相検出器Δφにより検出された、入力ク
ロックINと出力クロックOUTとの間の位相差に依存
して、位相検出器Δφに後置接続の位相検出器Cは相応
の制御信号A0〜A7を生成し、それ等の制御信号A0
〜A7は1つのデジタル制御語のビットである。ここ
で、5つのMSBの制御ビットがマルチプレクサに粗制
御信号として供給され、3つのLSBの制御ビット及び
それの、インバータI10を介して生成される相補的信
号/A0〜A2が、図1の電流源Iの微制御信号として
図1の電流源Iに供給される。要するに、粗制御信号A
3〜A7を介して、遅延ユニットDの遅延時間が調整セ
ッティングされ、微制御信号A0〜A2を介して、付加
的な遅延が図1に示す部分回路により調整セッティング
される。微遅延段は、それに前置に接続された遅延段の
それぞれの調整可能な遅延ステップを細分化する。
素子dTを介して位相検出器Δφの第2入力側と接続さ
れている。その結果出力クロックOUTは、被制御状態
においても−該被制御状態では位相検出器Δφが位相差
0を検出する−位相検出器Δφの第2入力クロックに対
して遅延素子dTの遅延時間に相応する位相ずれを有す
る。相応の遅延素子を、付加的に、又は代替選択的に入
力クロックINと位相検出器Δφの第1入力側との間に
配することもできる。
替選択的な実施例を示し、この実施例では、マルチプレ
クサMUXは2つでなく、単に1つの出力側を有し、該
出力側では、マルチプレクサMUXは、第1クロック信
号Eを出力する。粗制御信号A3〜A7を介して、イン
バータI1〜I3のうちの1つの、出力信号の選択が行
われる。付加的なインバータINV1は、第1クロック
信号Eから、第2クロック信号Lを生じさせる。ここ
で、付加的インバータI1〜I3の遅延時間は、遅延ユ
ニットDの個々のインバータの遅延時間に等しい。従っ
て、本発明の当該の実施例においても、図4の実施例に
おけるように、第1クロック信号E及び第2クロック信
号Lの側縁間で、最小の調整可能遅延ステップ7に等し
い時間間隔Tが経過することが保証される。
ックOUTと入力クロックINとの間の位相ずれ全体
は、図4及び図5にて生ぜしめられる位相ずれと、付加
的位相ずれから成り、前記付加的位相ずれは、図1の部
分回路にて生ぜしめられる位相ずれである。
遅延段であり、図1に示す部分回路は、微遅延段であ
る。粗遅延段では最小達成可能な遅延変化は、個々のイ
ンバータI1〜I3の遅延と一致し、以て、集積回路の
使用される作製テクノロジィに依存する。微遅延段の場
合、遅延を、更に一層より小さなステップで変化させ
得、前記の一層より小さなステップは、どのステップに
て電流源Iの出力電流IE,ILが可変できるかに依存
する。
代替選択的に本発明の他の実施例では、遅延ユニットD
の各遅延素子は、たんに1つのインバータ回路I1〜I
3から成るのではなく、それぞれ複数の例えば2つのイ
ンバータから成る。その際、マルチプレクサの入力側
は、各遅延素子のそれぞれ第2インバータの出力側に接
続されており、前記の第2インバータの出力側は、各遅
延素子の出力側を形成する。
Cは、例えば、連続的にインクリメントする、ないしデ
インクリメントするカウンタとして実現され得、位相検
出器Δφは、たんにデジタル出力信号を送出し得、この
デジタル出力信号はそれにより検出された位相差が正で
あるか負であるかを指示するものである。位相差に応じ
て、位相制御器は制御信号A0〜A7をインクリメン
ト、又はデクリメントしていて、遂には位相検出器Δφ
が当該の位相制御器に出力クロックに出力クロックOU
Tと入力クロックINとの位相差の極性変化を新たに指
示することが可能である。
クロック信号との間の位相ずれを一層精細なステップ段
階で可変にできる集積回路を実現することができ、電流
源から送出される2つの電流の値の変化により、出力ク
ロックと第1のクロック信号との間の位相ずれの調整セ
ッティングが行われ得、両電流に対する調整ステップが
細かく精細になればなるほど、位相ずれは、それだけ益
々精細微細なステップで可変でき、ここで、調整可能位
相ずれのステップ幅は調整可能電流源の“分解能”に依
存するものであり、集積回路の作製テクノロジィにはも
はや依存しないものとなるという効果が奏される。
図。
積回路に対する部分回路の回路略図。
路の回路略図。
路の回路略図。
Claims (7)
- 【請求項1】 IC集積回路において、2つの出力側
(10,20)を有する調整可能電流源(I)を有し、
前記2つの出力側(10,20)から、2つの調整可能
電流(IE,IL)が送出され、前記2つの調整可能電流
(IE,IL)の和が、種々の調整セッティングに対して
実質的に一定であり、制御信号(Ai、/Ai)の供給
のための少なくとも1つの制御入力側を有し、前記制御
信号(Ai、/Ai)に依存して、両電流の調整セッテ
ィングが行われるように構成されており、 電流源(I)の第1出力側(10)は、第1トランジス
タ(N1)を介して、そして、電流源(I)の第2出力
側(20)は、第2トランジスタ(N2)を介して、第
1電位(アース)に対する給電線路(L)に接続されて
おり、 1つの回路ノード(K)を第2電位(VDD)へプリチ
ャージするためプリチャージユニット(p10)を有
し、 第3(N3)と第4(N4)トランジスタの直列接続体
を有し、該直列接続体を介して、回路ノード(K)は、
給電線路(L)と接続されており、 第3トランジスタ(N3)の制御端子が第1クロック信
号(E)に接続され、第1トランジスタ(N1)の制御
端子が、それの給電線路(L)から離隔した方のチャネ
ル端子に接続され、かつ、第4トランジスタ(N4)の
制御端子に接続されており、 第5(N5)及び第6(N6)トランジスタの直列接続
体を有し、該直列接続体を介して回路ノード(K)は給
電線路(L)に接続されており、 第5トランジスタ(N5)の制御端子が第1クロック信
号(E)に対して位相ずれした第2クロック信号(L)
に接続され、第2トランジスタ(N2)の制御端子は、
それの、給電線路(L)から離隔したほうのチャネル端
子及び第6トランジスタ(N6)の制御端子に接続され レベル検出器(INV)を有し、該レベル検出器(IN
V)は、入力側にて回路ノード(K)に接続され、それ
の出力側に出力クロック(OUT)を送出するものであ
り、前記出力クロック(OUT)は、回路ノードにおけ
る電位がレベル検出器の下限スイッチング限界値(V
INV)を下回ると、第1のレベルをとり、回路ノードに
おける電位がレベル検出器の上限スイッチング限界値
(VINV)を上回ると、第2のレベルをとるように構成
されていることを特徴とするIC集積回路。 - 【請求項2】 調整可能遅延ユニット(D)を有し、該
調整可能遅延ユニット(D)には入力側にて入力クロッ
ク(IN)が供給され、前記調整可能遅延ユニットは、
それの出力側にて、第1のクロック信号(E)を送出
し、それの遅延時間の調整セッティングのための制御入
力側(A3…7)を有し、 第1及び第2入力側を有する位相比較器(Δφ)を有
し、前記第1入力側は、入力クロック(IN)と接続さ
れ、前記第2入力側は、レベル検出器(INV)の出力
側と接続されており、 入力側にて位相比較器(Δφ)の出力側に接続された位
相制御器(C)を有し、該位相制御器は、位相比較器に
より検出された位相差に依存して、粗制御信号(A3…
A7)及び微制御信号(A0…2)を生成するものであ
り、前記位相制御器は、粗制御信号の出力のための少な
くとも1つの第1の出力側及び微制御信号の出力のため
の第2の出力側を有し、 位相制御器(C)の第1出力側は遅延ユニット(D)の
制御入力側に接続され、位相制御器(C)の第2出力側
は調整可能電流源(I)の制御入力側と接続されている
ことを特徴とする請求項1記載の回路。 - 【請求項3】 第1クロック信号(E)と第2クロック
信号(L)との位相ずれは、遅延ユニット(D)の最小
遅延ステップに等しいように構成されており、前記の最
小遅延ステップだけそれの遅延時間が粗制御信号(A3
…7)を介して可変であることを特徴とする請求項2記
載の回路。 - 【請求項4】 当該の遅延ユニット(D)は、遅延素子
(Ii)を有し、前記遅延素子の遅延時間がそれぞれ最
小の遅延ステップに相応し、そして、それの遅延ユニッ
ト(D)により生ぜしめられた第1のクロック信号
(E)が、遅延素子(Ii)のうちの1つの入力信号で
あり、それの第2クロック信号(L)が同一遅延素子の
出力信号であることを特徴とする請求項3記載の回路。 - 【請求項5】 当該の遅延ユニット(D)は、遅延素子
(Ii)の直列接続体を有し、前記遅延素子の遅延時間
がそれぞれ最小の遅延ステップに相応し、そして、それ
の遅延ユニット(D)により生ぜしめられた第1のクロ
ック信号(E)が、遅延素子(Ii)のうちの1つの出
力信号であり、 付加的な遅延素子(INV1)を有し、該付加的な遅延
素子(INV1)の遅延時間が実質的に遅延ユニット
(D)の遅延素子(Ii)の遅延時間と一致し、前記遅
延素子(Ii)は、入力側にて遅延ユニットの出力側と
接続され、それの出力側にて第2クロック信号(L)を
送出するように構成されていることを特徴とする請求項
3記載の回路。 - 【請求項6】 第1(N1)及び第4(N4)トランジ
スタの制御端子は、第1コンデンサ(C1)を介して給
電線路(L)と接続され、第2(N2)及び第6(N
6)トランジスタは、第2コンデンサ(C2)を介して
給電線路(L)と接続されていることを特徴とする請求
項1から5までのうちいずれか1項記載の回路。 - 【請求項7】 電流源(I)の第1出力側(10)が、
第1(N1)と第7(N7)トランジスタの直列接続体
を介して給電線路(L)と接続されており、電流源
(I)の第2出力側(20)が第2(N2)と第8(N
8)トランジスタの直列接続体を介して給電線路(L)
と接続されており、 それの第7(N7)及び第8(N8)トランジスタが制
御入力側を有し、該制御入力側は、第2電位(VDD)
に対する給電線路に接続されていることを特徴とする請
求項1から6までのうちいずれか1項記載の回路。
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