JP2003037437A - Cr oscillation circuit - Google Patents

Cr oscillation circuit

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JP2003037437A
JP2003037437A JP2001223073A JP2001223073A JP2003037437A JP 2003037437 A JP2003037437 A JP 2003037437A JP 2001223073 A JP2001223073 A JP 2001223073A JP 2001223073 A JP2001223073 A JP 2001223073A JP 2003037437 A JP2003037437 A JP 2003037437A
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inverter
transistor
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supply voltage
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Akira Matsuura
彰 松浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CR oscillation circuit having no fluctuation, in the oscillation frequency due to changes in power supply voltage. SOLUTION: A current mirror type bias circuit is used for a bias circuit unit 104. Reference voltages VP and VN at a VDD side and a VSS side which are independent from power supply voltage are outputted, and are respectively inputted into the gates of transistors MP12 and MN12 of an inverter 103. The transistor of a bias circuit unit, the transistor MP12 and MN12 of the inverter 103 each have a current mirror constitution. The inverter 103 outputs a constant charging/discharging current not depending on power supply voltage, and the inverter 103 is reversed by this current. A CR oscillation circuit unit 107 outputs an output signal of a stable frequency, which is independent of a power supply voltage from an output terminal (to), and a switching current of the inverter 103 which is to be miniaturized is reduced. Thus, power consumption can be reduced significantly, and the generation of radiation noises to the outside can be suppressed significantly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はCR発振回路に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CR oscillator circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のCR発振回路では、図5に示すよ
うに、初段のインバータ401と二段目のインバータ4
02とが、互いに直列に従属接続され、インバータ40
1の入力端子tiが容量素子404の一方の極板に接続
され、インバータ402の出力端子が容量素子404の
他方の極板に接続されている。また、インバータ402
の出力端子にインバータ403の入力端子が接続され、
インバータ403の出力端子toとインバータ401の
入力端子ti間に、抵抗素子405が接続されており、
入力端子tiには、オーバー電圧除去用のダイオード回
路Dが接続されている。
2. Description of the Related Art In a conventional CR oscillator circuit, as shown in FIG. 5, a first stage inverter 401 and a second stage inverter 4 are used.
02 is connected in series in series with each other, and the inverter 40
The input terminal ti of 1 is connected to one plate of the capacitive element 404, and the output terminal of the inverter 402 is connected to the other plate of the capacitive element 404. In addition, the inverter 402
The input terminal of the inverter 403 is connected to the output terminal of
A resistance element 405 is connected between the output terminal to of the inverter 403 and the input terminal ti of the inverter 401,
A diode circuit D for removing overvoltage is connected to the input terminal ti.

【0003】このような構成の従来のCR発振回路の動
作を図6を参照して説明する。同図において、Vi及び
Voはそれぞれ、図5に示す入力端子tiと出力端子t
oに発生する信号を示し、信号Viはインバータ403
が、抵抗素子405と容量素子404とを駆動して、充
放電を行っている際の微分波形を示している。この場合
の充放電によって、信号Viの電位が、VDD側或いは
VSS側で、インバータ401の所定のしきい値を越え
ると、インバータ401の出力が反転し、これに伴って
インバータ402の出力も反転するので、インバータ4
02に接続された容量素子404の極板の電位は、急速
にVDDレベル或いはVSSレベルに変化する。
The operation of the conventional CR oscillator circuit having such a configuration will be described with reference to FIG. In the figure, Vi and Vo are the input terminal ti and the output terminal t shown in FIG. 5, respectively.
o indicates a signal generated at o, and the signal Vi indicates an inverter 403.
Shows a differential waveform when the resistance element 405 and the capacitance element 404 are driven to perform charging / discharging. When the potential of the signal Vi exceeds the predetermined threshold value of the inverter 401 on the VDD side or the VSS side due to the charging / discharging in this case, the output of the inverter 401 is inverted, and accordingly, the output of the inverter 402 is also inverted. Inverter 4
The potential of the electrode plate of the capacitive element 404 connected to 02 rapidly changes to the VDD level or the VSS level.

【0004】この電位変化直前の容量素子404の電荷
を考えると、信号Viの電位は、インバータ401のし
きい値近傍の値にあり、インバータ402の出力電位
は、VDDもしくはVSSとなっているので、容量素子
404の極板間の電位は、ほぼ(1/2)VDDとなっ
ている。従って、容量素子404の容量値をC、容量素
子404に充電される電荷をQとすると、(1)式が成
立する。
Considering the charge of the capacitive element 404 immediately before the potential change, the potential of the signal Vi is near the threshold value of the inverter 401, and the output potential of the inverter 402 is VDD or VSS. The potential between the electrodes of the capacitive element 404 is approximately (1/2) VDD. Therefore, when the capacitance value of the capacitive element 404 is C and the charge charged in the capacitive element 404 is Q, the equation (1) is established.

【0005】 Q=C・(1/2)VDD ・・・(1)[0005]           Q = C ・ (1/2) VDD ・ ・ ・ (1)

【0006】ここで、インバータ402の出力反転直後
の信号Viの電位は、電荷保存の法則により、インバー
タ402がVDD側に反転した場合には(2)式に示す
値となり、インバータ402がVSS側に反転した場合
には(3)式に示す値となることは明らかである。
Here, the potential of the signal Vi immediately after the output of the inverter 402 is inverted becomes the value shown in the equation (2) when the inverter 402 is inverted to the VDD side according to the law of charge conservation, and the inverter 402 is turned to the VSS side. It is obvious that the value shown in the equation (3) is obtained when the value is inverted to.

【0007】 Vi=(1/2)VDD+VDD ・・・(2)[0007]           Vi = (1/2) VDD + VDD (2)

【0008】 Vi=(1/2)VDD−VDD ・・・(3)[0008]           Vi = (1/2) VDD-VDD (3)

【0009】そして、インバータ403は、インバータ
402の出力に基づいて反転し、(2)式或いは(3)
式で与えられる信号Viの電位に対して充放電を行なう
ことにより、図6に示すような矩形波の信号Voを発振
信号として出力する。
Then, the inverter 403 inverts based on the output of the inverter 402, and the equation (2) or (3) is used.
By charging and discharging the potential of the signal Vi given by the equation, a rectangular wave signal Vo as shown in FIG. 6 is output as an oscillation signal.

【0010】この場合、抵抗素子405の抵抗値をRと
し、前述したように容量素子404の容量値をCとする
と、発振周波数Fは定数をAとして(4)式で求められ
る。
In this case, assuming that the resistance value of the resistance element 405 is R and the capacitance value of the capacitance element 404 is C as described above, the oscillation frequency F is obtained by the equation (4) with a constant A.

【0011】 F=1/ARC ・・・(4)[0011]           F = 1 / ARC (4)

【0012】(4)式から明らかなように、発振周波数
Fは、抵抗値がRの抵抗素子405と、容量値がCの容
量素子404との時定数に基づく充放電特性で決定され
る。
As is apparent from the equation (4), the oscillation frequency F is determined by the charge / discharge characteristics based on the time constant of the resistance element 405 having a resistance value R and the capacitance element 404 having a capacitance value C.

【0013】ここで、充放電を行なうインバータ403
は、PチャネルMOS(MetalOxide Sem
iconductor)トランジスタ(以下ではトラン
ジスタPMと略記する)と、NチャネルMOSトランジ
スタ(以下ではトランジスタNMと略記する)とから構
成されており、スイッチング時には、インバータ403
のON抵抗Rtrが抵抗素子405の抵抗値Rに付加さ
れる。このために、(4)式は実際には(5)式で表さ
れる。
Here, an inverter 403 for charging and discharging
Is a P-channel MOS (Metal Oxide Sem)
and an inverter 403 at the time of switching, and is composed of an N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as transistor NM) and an N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as transistor NM).
ON resistance Rtr is added to the resistance value R of the resistance element 405. Therefore, the equation (4) is actually represented by the equation (5).

【0014】 F=1/AC(R+Rtr) ・・・(5)[0014]           F = 1 / AC (R + Rtr) (5)

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のCR発振回路では、発振周波数Fは(5)式で表され
るが、電源電圧が変化すると充放電駆動素子であるイン
バータ403のON抵抗Rtrが変化するので、(5)
式に基づいてCR発振回路の発振周波数が変動してしま
うという問題が生じる。因みに抵抗素子405は、不純
物拡散抵抗材或いは、高抵抗の有機ケイ素高分子Si耐
熱性電気絶縁材で製造されるので、その抵抗値は電源電
圧には依存しない。また、容量素子404の極板も、不
純物拡散抵抗材、高抵抗の有機ケイ素高分子Si耐熱性
電気絶縁材、或いは2層のAl材で製造されるので、そ
の容量値が電源電圧に依存することはない。従って電源
電圧変化にともなう周波数変化の要因は、インバータ4
03のON抵抗のみとなる。
As described above, in the conventional CR oscillation circuit, the oscillation frequency F is expressed by the equation (5), but when the power supply voltage changes, the inverter 403, which is the charge / discharge driving element, turns ON. Since the resistance Rtr changes, (5)
There is a problem that the oscillation frequency of the CR oscillation circuit changes based on the equation. Incidentally, since the resistance element 405 is made of an impurity diffusion resistance material or a high resistance organosilicon polymer Si heat resistant electrical insulation material, its resistance value does not depend on the power supply voltage. Further, since the electrode plate of the capacitive element 404 is also made of an impurity diffusion resistance material, a high resistance organosilicon polymer Si heat resistant electrical insulation material, or a two-layer Al material, its capacitance value depends on the power supply voltage. There is no such thing. Therefore, the cause of the frequency change accompanying the power supply voltage change is the inverter 4
03 ON resistance only.

【0016】よって電源電圧変化に対して安定した周波
数を得る為には、抵抗素子405に対してインバータ4
03のON抵抗を出来るだけ小さくする必要がある。こ
の場合、充放電駆動素子であるインバータ403のON
抵抗を低減するには、インバータ403を構成するMO
Sトランジスタの素子寸法を大きくする必要があり、M
OSトランジスタの素子寸法を大きくすると、ゲート及
びドレインの寄生容量が増加して、回路設計の周波数設
定及び周波数調整の難しさを引き起こすことになり、製
品化までの試作回数の増加の原因となる。また、MOS
トランジスタの素子寸法が大きくなると、スイッチング
動作時の充放電駆動素子の貫通電流が増加し、消費電流
が増大し、チップ内部の電源が不安定になり、チップ外
部への輻射ノイズ放出の原因ともなる。さらに、発振周
波数が高くなるほど、抵抗素子405の抵抗値が小さく
なり、これに対応して充放電素子の素子寸法を増大せざ
るを得なくなり、設計の困難性が深まることになる。
Therefore, in order to obtain a stable frequency with respect to the change in the power supply voltage, the inverter 4 is connected to the resistance element 405.
It is necessary to make the ON resistance of 03 as small as possible. In this case, the inverter 403, which is a charge / discharge driving element, is turned on.
In order to reduce the resistance, the MO that constitutes the inverter 403
It is necessary to increase the element size of the S transistor,
When the element size of the OS transistor is increased, the parasitic capacitance of the gate and the drain is increased, which causes difficulty in frequency setting and frequency adjustment in circuit design, which causes an increase in the number of trial manufactures until commercialization. Also, MOS
As the transistor element size increases, the through current of the charging / discharging drive element during switching operation increases, the consumption current increases, the power supply inside the chip becomes unstable, and radiation noise emission to the outside of the chip may occur. . Further, as the oscillation frequency becomes higher, the resistance value of the resistance element 405 becomes smaller, and the element size of the charging / discharging element must be increased correspondingly, and the difficulty of designing becomes deeper.

【0017】本発明は、前述したような従来のCR発振
回路の電源電圧の変化に伴う発振周波数変動の現状に鑑
みてなされたものであり、その目的は、電源電圧の変化
に依存して発振周波数が変動することのないCR発振回
路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the present situation of the oscillation frequency fluctuation associated with the change of the power supply voltage of the conventional CR oscillation circuit as described above, and its purpose is to oscillate depending on the change of the power supply voltage. It is to provide a CR oscillation circuit in which the frequency does not change.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、容量素子と抵抗素子の充放
電特性から所定の発振周波数の発振信号を出力するCR
発振回路において、バイアス回路からバイアス電圧が供
給され、電源電圧変動の影響を受けない一定の充放電用
電流を生成供給する定電流源回路と、前記容量素子と前
記抵抗素子を構成要素に含み、前記定電流源回路から供
給される前記充放電用電流に基づき前記発振信号を出力
する充放電回路とを有することを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a CR which outputs an oscillation signal of a predetermined oscillation frequency based on the charge and discharge characteristics of a capacitance element and a resistance element.
In the oscillator circuit, a bias voltage is supplied from the bias circuit, a constant current source circuit that generates and supplies a constant charging / discharging current that is not affected by fluctuations in the power supply voltage, and the capacitive element and the resistive element are included in the constituent elements. And a charging / discharging circuit that outputs the oscillation signal based on the charging / discharging current supplied from the constant current source circuit.

【0019】このような手段によると、バイアス回路か
ら定電流源回路に、バイアス電圧が供給され、定電流源
回路によって、電源電圧変動の影響を受けない一定の充
放電用電流が生成供給され、定電流源回路から供給され
るこの充放電用電流に基づいて、容量素子と抵抗素子を
構成要素に含む充放電回路によって、容量素子と抵抗素
子の充放電特性に基づいて、所定の発振周波数の発振信
号が出力され、電源電圧に依存しない安定した発振周波
数の出力信号の出力が行なわれる。
According to such means, the bias voltage is supplied from the bias circuit to the constant current source circuit, and the constant current source circuit generates and supplies a constant charging / discharging current which is not affected by fluctuations in the power supply voltage. Based on the charging / discharging current supplied from the constant current source circuit, the charging / discharging circuit including the capacitive element and the resistive element as constituent elements causes the predetermined oscillation frequency An oscillation signal is output, and an output signal having a stable oscillation frequency that does not depend on the power supply voltage is output.

【0020】前記目的を達成するために、請求項2記載
の発明は、請求項1記載のCR発振回路において、定電
流源回路がカレントミラー型回路であり、バイアス回路
と定電流源回路とがカレントミラー構成にあることを特
徴とするものである。
To achieve the above object, the invention according to claim 2 is the CR oscillation circuit according to claim 1, wherein the constant current source circuit is a current mirror type circuit, and the bias circuit and the constant current source circuit are It is characterized by having a current mirror configuration.

【0021】このような手段によると、バイアス回路か
ら該バイアス回路とカレントミラー構成にあるカレント
ミラー型の定電流源回路に、バイアス電圧が供給され、
カレントミラー型の定電流源回路によって、電源電圧変
動の影響を受けない一定の充放電用電流が生成供給さ
れ、定電流源回路から供給される充放電用電流に基づい
て、容量素子と抵抗素子を構成要素に含む充放電回路に
よって、容量素子と抵抗素子の充放電特性に基づいて、
所定の発振周波数の発振信号が出力され、電源電圧に依
存しない安定した発振周波数の出力信号を出力すること
が可能になると共に、定電流源回路が小型化されてスイ
ッチング電流が低減され、消費電力が大幅に削減され、
外部への輻射ノイズの発生も大幅に抑制される。
According to such means, the bias voltage is supplied from the bias circuit to the current mirror type constant current source circuit having a current mirror configuration with the bias circuit,
The current mirror type constant current source circuit generates and supplies a constant charging / discharging current that is not affected by fluctuations in the power supply voltage, and based on the charging / discharging current supplied from the constant current source circuit, a capacitive element and a resistance element are provided. Based on the charge / discharge characteristics of the capacitive element and the resistive element, the charge / discharge circuit including
An oscillation signal with a predetermined oscillation frequency is output, and it is possible to output an output signal with a stable oscillation frequency that does not depend on the power supply voltage, and the constant current source circuit is miniaturized to reduce switching current and reduce power consumption. Is significantly reduced,
Generation of radiation noise to the outside is also greatly suppressed.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態]本発明の第
1の実施の形態を、図1ないし図3を参照して説明す
る。図1は本実施の形態の構成を示す回路図、図2は図
1のバイアス回路ユニットの構成要素となる第1のバイ
アス回路の構成を示す回路図、図3は図1のバイアス回
路ユニットの構成要素となる第2のバイアス回路の構成
を示す回路図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a circuit diagram showing a configuration of the present embodiment, FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a first bias circuit which is a constituent element of the bias circuit unit of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the bias circuit unit of FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the 2nd bias circuit used as a component.

【0023】本実施の形態では、図1に示すように、電
源電圧VDDと電源電圧VSSとに接続されCR発振回
路ユニット107に基準電圧VP、VNを供給するバイ
アス回路ユニット104がCR発振回路ユニット107
に接続された構成となっている。CR発振回路ユニット
107においては、初段のインバータ101と二段目の
インバータ102とが、互いに直列に従属接続され、イ
ンバータ101の入力端子tiが容量素子105の一方
の極板に接続され、インバータ102の出力端子が容量
素子105の他方の極板に接続され、入力端子tiに
は、オーバー電圧除去用のダイオード回路Dが接続され
ている。そして、インバータ102の出力端子に、イン
バータ103が接続され、インバータ103の出力端子
tiとインバータ101の入力端子tiとの間に抵抗素
子106が接続されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the bias circuit unit 104, which is connected to the power supply voltage VDD and the power supply voltage VSS and supplies the reference voltages VP and VN to the CR oscillation circuit unit 107, is the CR oscillation circuit unit. 107
It is configured to be connected to. In the CR oscillating circuit unit 107, the first-stage inverter 101 and the second-stage inverter 102 are cascade-connected to each other in series, and the input terminal ti of the inverter 101 is connected to one plate of the capacitive element 105, and the inverter 102 is connected. Is connected to the other electrode plate of the capacitive element 105, and the input terminal ti is connected to the diode circuit D for removing the overvoltage. The inverter 103 is connected to the output terminal of the inverter 102, and the resistance element 106 is connected between the output terminal ti of the inverter 103 and the input terminal ti of the inverter 101.

【0024】ここで、インバータ103は、トランジス
タMP11、トランジスタMP12、トランジスタMN
11及びトランジスタMN12で構成されており、ソー
スが電源端子に接続されたトランジスタMP12のドレ
インに、トランジスタMP11のソースが接続され、ト
ランジスタMP11のドレインに、トランジスタMN1
1のドレインが接続され、トランジスタMN11のソー
スに、トランジスタMN12のドレインが接続され、ト
ランジスタMN12のソースがアースされている。そし
て、トランジスタMP12のゲートにバイアス回路ユニ
ット104のVDD側の基準電圧VPの出力端子が接続
され、トランジスタMP11とトランジスタMN11の
ゲートに、インバータ102の出力端子が接続され、ト
ランジスタMN12のゲートに、バイアス回路104の
VSS側の基準電圧VNの出力端子が接続され、トラン
ジスタMP11のドレインとトランジスタMN11のド
レインの接続点にインバータ103の出力端子が設けら
れている。
Here, the inverter 103 includes a transistor MP11, a transistor MP12, and a transistor MN.
11 and the transistor MN12, the source of the transistor MP11 is connected to the drain of the transistor MP12 whose source is connected to the power supply terminal, and the drain of the transistor MP11 is connected to the transistor MN1.
1, the drain of the transistor MN12 is connected to the source of the transistor MN11, and the source of the transistor MN12 is grounded. Then, the output terminal of the reference voltage VP on the VDD side of the bias circuit unit 104 is connected to the gate of the transistor MP12, the output terminals of the inverter 102 are connected to the gates of the transistors MP11 and MN11, and the gate of the transistor MN12 is biased. The output terminal of the reference voltage VN on the VSS side of the circuit 104 is connected, and the output terminal of the inverter 103 is provided at the connection point between the drain of the transistor MP11 and the drain of the transistor MN11.

【0025】ところで、バイアス回路ユニット104に
は、VDD側の基準電圧VPを供給する図2に示す構成
のバイアス回路110と、VSS側の基準電圧VNを供
給する図3に示す構成のバイアス回路111とが設けら
れており、バイアス回路110及びバイアス回路111
は、共にカレントミラー型のバイアス回路である。
By the way, to the bias circuit unit 104, the bias circuit 110 having the structure shown in FIG. 2 for supplying the VDD-side reference voltage VP and the bias circuit 111 having the structure shown in FIG. 3 for supplying the VSS-side reference voltage VN are provided. And the bias circuit 110 and the bias circuit 111.
Are both current mirror type bias circuits.

【0026】ここで、バイアス回路110では、図2に
示すように、トランジスタMP21のソースと電源電圧
VDDの電源端子間に抵抗素子R20が接続され、トラ
ンジスタMP21のドレインに、ドレインとゲートが互
いに接続されたトランジスタMN21のドレインが接続
され、トランジスタMN21のソースがアース電位に設
定された電源電圧VSSの電源端子に接続されている。
また、ソースが電源電圧VDDの電源端子に接続され、
ドレインとゲートが互いに接続されたトランジスタMP
20のドレインが、トランジスタMN20のドレインに
接続され、トランジスタMN20のソースが、アース電
位に設定された電源電圧VSSの電源端子に接続されて
いる。さらに、トランジスタMP20のゲートが、トラ
ンジスタMP21のゲートに接続され、トランジスタM
N20のゲートが、トランジスタMN21のゲートに接
続され、トランジスタMP20のドレインとトランジス
タMN20のドレインの接続点に、基準電圧VPの出力
端子が設けられている。
Here, in the bias circuit 110, as shown in FIG. 2, the resistance element R20 is connected between the source of the transistor MP21 and the power supply terminal of the power supply voltage VDD, and the drain and gate of the transistor MP21 are connected to each other. The drain of the connected transistor MN21 is connected, and the source of the transistor MN21 is connected to the power supply terminal of the power supply voltage VSS set to the ground potential.
Also, the source is connected to the power supply terminal of the power supply voltage VDD,
Transistor MP with drain and gate connected to each other
The drain of 20 is connected to the drain of the transistor MN20, and the source of the transistor MN20 is connected to the power supply terminal of the power supply voltage VSS set to the ground potential. Further, the gate of the transistor MP20 is connected to the gate of the transistor MP21, and
The gate of N20 is connected to the gate of the transistor MN21, and the output terminal of the reference voltage VP is provided at the connection point of the drain of the transistor MP20 and the drain of the transistor MN20.

【0027】一方、バイアス回路111では、図3に示
すように、ソースが電源電圧VDDの電源端子に接続さ
れ、ゲートとソースが互いに接続されたトランジスタM
P31のソースが、トランジスタMN31のドレインに
接続され、トランジスタMN31のソースと、アース電
位に設定された電源電圧VSSの電源端子との間に抵抗
素子R30が接続されている。また、ソースが電源電圧
VDDの電源端子に接続されたトランジスタMP30の
ドレインが、ドレインとゲートが互いに接続されたトラ
ンジスタMN30のドレインに接続され、トランジスタ
MN30のソースが、アース電位に設定された電源電圧
VSSの電源端子に接続されている。さらに、トランジ
スタMP30のゲートが、トランジスタMP31のゲー
トに接続され、トランジスタMN30のゲートが、トラ
ンジスタMN31のゲートに接続され、トランジスタM
P30のドレインとトランジスタMN30のドレインの
接続点に、基準電圧VNの出力端子が設けられている。
On the other hand, in the bias circuit 111, as shown in FIG. 3, the source is connected to the power supply terminal of the power supply voltage VDD, and the gate and the source are connected to each other in the transistor M.
The source of P31 is connected to the drain of the transistor MN31, and the resistance element R30 is connected between the source of the transistor MN31 and the power supply terminal of the power supply voltage VSS set to the ground potential. The drain of the transistor MP30 whose source is connected to the power supply terminal of the power supply voltage VDD is connected to the drain of the transistor MN30 whose drain and gate are connected to each other, and the source of the transistor MN30 is set to the ground potential. It is connected to the power supply terminal of VSS. Further, the gate of the transistor MP30 is connected to the gate of the transistor MP31, the gate of the transistor MN30 is connected to the gate of the transistor MN31, and the transistor M
An output terminal for the reference voltage VN is provided at a connection point between the drain of P30 and the drain of the transistor MN30.

【0028】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。図1に示すバイアス回路ユニット104におい
て、図2に示すバイアス回路110の基準電圧VPの出
力端子の電圧は、図2に示すバイアス回路110のトラ
ンジスタMP20のゲート・ソース間電圧に等しく、ま
た、該電圧は、抵抗素子R20の両端の電圧と、トラン
ジスタMP21のソース・ゲート間電圧との和に等し
い。従って、バイアス回路110の基準電圧の出力端子
から、インバータ103に供給される基準電圧VPは、
トランジスタMP20とトランジスタMP21における
チャネル長Lとチャネル幅Wとの比で与えられるディメ
ンジョンと、抵抗素子R20の抵抗値とで定められる一
定値となる。
The operation of this embodiment having such a configuration will be described. In the bias circuit unit 104 shown in FIG. 1, the voltage at the output terminal of the reference voltage VP of the bias circuit 110 shown in FIG. 2 is equal to the gate-source voltage of the transistor MP20 of the bias circuit 110 shown in FIG. The voltage is equal to the sum of the voltage across the resistor element R20 and the source-gate voltage of the transistor MP21. Therefore, the reference voltage VP supplied from the output terminal of the reference voltage of the bias circuit 110 to the inverter 103 is
It becomes a constant value determined by the dimension given by the ratio of the channel length L and the channel width W in the transistors MP20 and MP21 and the resistance value of the resistance element R20.

【0029】この基準電圧VPが、図1に示すインバー
タ103において、トランジスタMP12のゲートに入
力され、図2に示すバイアス回路110のトランジスタ
MP20と、インバータ103のトランジスタMP12
とが、カレントミラー構成の定電流源回路として作動
し、トランジスタMP20に流れる電流をImp20、
トランジスタMP12に流れる電流をImp12とし、
トランジスタMP20のチャネル幅をWmp20、トラ
ンジスタMP12のチャル幅をWmp12として(6)
式が得られる。
This reference voltage VP is input to the gate of the transistor MP12 in the inverter 103 shown in FIG. 1, and the transistor MP20 of the bias circuit 110 and the transistor MP12 of the inverter 103 shown in FIG.
Operate as a constant current source circuit having a current mirror configuration, and the current flowing in the transistor MP20 is Imp20,
The current flowing through the transistor MP12 is Imp12,
The channel width of the transistor MP20 is Wmp20 and the channel width of the transistor MP12 is Wmp12 (6)
The formula is obtained.

【0030】 Imp12=Imp20・(Wmp12/Wmp20) ・・・(6)[0030]   Imp12 = Imp20. (Wmp12 / Wmp20) (6)

【0031】カレントミラー型のバイアス回路110で
は、トランジスタMP20に流れる電流Imp20は、
電源電圧に依存しない一定値なので、(6)式から明ら
かなように、Wmp12とWmp20とを調整し、トラ
ンジスタMP12に流れる電流Imp12を適切な値に
設定することにより、CR発振回路ユニット107を駆
動する充電電流が電源電圧に依存しない一定値に設定さ
れる。
In the current mirror type bias circuit 110, the current Imp20 flowing through the transistor MP20 is
Since it is a constant value that does not depend on the power supply voltage, as is apparent from the expression (6), the CR oscillating circuit unit 107 is driven by adjusting Wmp12 and Wmp20 and setting the current Imp12 flowing in the transistor MP12 to an appropriate value. The charging current is set to a constant value that does not depend on the power supply voltage.

【0032】同様にして、図1に示すバイアス回路ユニ
ット104において、図3に示すバイアス回路111の
基準電圧の出力端子の電圧VNは、トランジスタMN3
0のゲート・ソース間電圧に等しく、該電圧は、抵抗素
子R30の両端の電圧とトランジスタMP31のゲート
・ソース間電圧との和に等しい。従って、バイアス回路
111の基準電圧の出力端子から供給される基準電圧V
Nは、トランジスタMN30とトランジスタMN31に
おけるチャネル長Lとチャネル幅Wとの比で与えられる
ディメンジョンと、抵抗素子R30の抵抗値とで定めら
れる一定値となる。
Similarly, in the bias circuit unit 104 shown in FIG. 1, the voltage VN at the output terminal of the reference voltage of the bias circuit 111 shown in FIG.
It is equal to the gate-source voltage of 0, which is equal to the sum of the voltage across the resistor element R30 and the gate-source voltage of the transistor MP31. Therefore, the reference voltage V supplied from the reference voltage output terminal of the bias circuit 111
N is a constant value determined by the dimension given by the ratio of the channel length L and the channel width W in the transistors MN30 and MN31 and the resistance value of the resistance element R30.

【0033】この基準電圧VNが図1に示すインバータ
103において、トランジスタMN12のゲートに入力
され、図3のバイアス回路111のトランジスタMN3
0と、インバータ103のトランジスタMN12とが、
カレントミラー構成の定電流源回路として作動し、トラ
ンジスタMN30に流れる電流をImn30、トランジ
スタMN12に流れる電流をImn12とし、トランジ
スタMN30のチャネル幅をWmn30、トランジスタ
MN12のチャル幅をWmn12として(7)式が得ら
れる。
This reference voltage VN is input to the gate of the transistor MN12 in the inverter 103 shown in FIG. 1, and the transistor MN3 of the bias circuit 111 shown in FIG.
0 and the transistor MN12 of the inverter 103 are
It operates as a constant current source circuit of a current mirror configuration, the current flowing through the transistor MN30 is Imn30, the current flowing through the transistor MN12 is Imn12, the channel width of the transistor MN30 is Wmn30, and the channel width of the transistor MN12 is Wmn12. can get.

【0034】 Imn12=Imn30・(Wmn12/Wmn30) ・・・(7)[0034]   Imn12 = Imn30 · (Wmn12 / Wmn30) (7)

【0035】カレントミラー型のバイアス回路111で
は、トランジスタMN30に流れる電流Imn30は、
電源電圧に依存しない一定値なので、(7)式から明ら
かなように、Wmn12とWmn30とを調整し、トラ
ンジスタMN12に流れる電流Imn12を適切な値に
設定することにより、CR発振回路ユニット107を駆
動する放電電流が電源電圧に依存しない一定値に設定さ
れる。
In the current mirror type bias circuit 111, the current Imn30 flowing through the transistor MN30 is
Since it is a constant value that does not depend on the power supply voltage, as is apparent from the expression (7), the CR oscillation circuit unit 107 is driven by adjusting Wmn12 and Wmn30 and setting the current Imn12 flowing in the transistor MN12 to an appropriate value. The discharge current is set to a constant value that does not depend on the power supply voltage.

【0036】このようにして、本実施の形態によると、
バイアス回路110、111のカレントミラー機能によ
り、これらのバイアス回路からは、電源電圧に依存しな
いVDD側及びVSS側の基準電圧VP、VNが出力さ
れ、インバータ103のトランジスタMP12、MN1
2のゲートにそれぞれ入力される。そして、バイアス回
路110のトランジスタMP20及びインバータ103
のトランジスタMP12と、バイアス回路111のトラ
ンジスタMN30及びインバータ103のトランジスタ
MN12とが、それぞれカレントミラー回路を構成して
作動し、インバータ103の出力端子から、電源電圧に
依存しない一定値の充放電電流が出力される。このため
に、インバータ103がこの充放電電流に基づいて反転
し、CR発振回路107の出力端子toから、電源電圧
に依存しない安定した発振周波数の出力信号を出力する
ことが可能になると共に、インバータ103が小型化さ
れてスイッチング電流が低減され、消費電力を大幅に削
減し、外部への輻射ノイズの発生も大幅に抑制すること
が可能になる。
In this way, according to the present embodiment,
Due to the current mirror function of the bias circuits 110 and 111, reference voltages VP and VN on the VDD side and the VSS side that do not depend on the power supply voltage are output from these bias circuits, and the transistors MP12 and MN1 of the inverter 103 are output.
It is input to each of the two gates. Then, the transistor MP20 and the inverter 103 of the bias circuit 110
The transistor MP12, the transistor MN30 of the bias circuit 111, and the transistor MN12 of the inverter 103 each operate as a current mirror circuit, and a constant charge / discharge current that does not depend on the power supply voltage is output from the output terminal of the inverter 103. Is output. For this reason, the inverter 103 can invert based on this charge / discharge current, and can output an output signal of a stable oscillation frequency independent of the power supply voltage from the output terminal to of the CR oscillation circuit 107, and It is possible to reduce the size of 103, reduce the switching current, significantly reduce the power consumption, and significantly suppress the generation of radiation noise to the outside.

【0037】[第2の実施の形態]本発明の第2の実施
の形態を、図4を参照して説明する。図4は本実施の形
態の要部構成を示す回路図である。
[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a main configuration of the present embodiment.

【0038】本実施の形態では、図4に示すように、終
段のインバータ103Aに、ナンドインバータ603を
設け、ナンドインバータ603の一方の入力端子にイン
バータ102の出力端子が接続され、ナンドインバータ
603の他方の入力端子には、STOP信号の入力が可
能なSTOP端子が接続され、電源電圧VDDの電源端
子とナンドインバータ603間に、基準電圧VPが供給
されるトランジスタMP60が接続され、ナンドインバ
ータ603とアース電位に設定された電源電圧VSSの
電源端子間に、基準電圧VNが供給されるトランジスタ
MN60が接続されている。本実施の形態のその他の部
分の構成は、すでに説明した第1の実施の形態と同一な
ので、重複する説明は行なわない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a NAND inverter 603 is provided in the final stage inverter 103A, one output terminal of the inverter 102 is connected to one input terminal of the NAND inverter 603, and the NAND inverter 603 is connected. The other input terminal is connected to the STOP terminal capable of inputting the STOP signal, and the transistor MP60 supplied with the reference voltage VP is connected between the power supply terminal of the power supply voltage VDD and the NAND inverter 603, and the NAND inverter 603 is connected. A transistor MN60 to which the reference voltage VN is supplied is connected between the power supply terminal of the power supply voltage VSS and the power supply voltage VSS set to the ground potential. The configuration of the other parts of the present embodiment is the same as that of the first embodiment already described, and therefore a duplicate description will not be given.

【0039】本実施の形態では、VDD側の基準電圧V
Pが印加されるトランジスタMP60と、VSS側の基
準電圧VNが印加されるトランジスタMN60とを介し
て、ナンドインバータ603が反転し、CR発振回路ユ
ニット107Aの出力端子toから、電源電圧に依存し
ない安定した発振周波数の出力信号を出力することが可
能になると共に、インバータ103Aが小型化されてス
イッチング電流が低減され、消費電力を大幅に削減し、
外部への輻射ノイズの発生も大幅に抑制することが可能
になり、さらに、STOP信号によって、CR発振回路
ユニット107Aの動作制御が可能になる。
In the present embodiment, the reference voltage V on the VDD side
The NAND inverter 603 is inverted via the transistor MP60 to which P is applied and the transistor MN60 to which the reference voltage VN on the VSS side is applied, and the output from the output terminal to of the CR oscillation circuit unit 107A is stable independent of the power supply voltage. It becomes possible to output an output signal of the oscillated frequency, and the inverter 103A is miniaturized to reduce the switching current, thereby significantly reducing the power consumption,
The generation of radiation noise to the outside can be significantly suppressed, and the operation of the CR oscillation circuit unit 107A can be controlled by the STOP signal.

【0040】なお、以上に説明した各実施の形態では、
バイアス回路ユニットに、VDD側の基準電圧VPを提
供するバイアス回路と、VSS側の基準電圧VNを提供
するバイアス回路との二つのバイアス回路を使用した場
合を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば、バイアス回路ユニットに、
一つのバイアス回路によって、VDD側の基準電圧VP
とVSS側の基準電圧VNを提供するバイアス回路を設
けることも可能である。また、VDD側の基準電圧VP
とVSS側の基準電圧VNの何れか一方を提供するバイ
アス回路を、バイアス回路ユニットに設ける構成とする
ことも可能である。
In each of the embodiments described above,
The case where two bias circuits, that is, the bias circuit that provides the VDD-side reference voltage VP and the bias circuit that provides the VSS-side reference voltage VN are used in the bias circuit unit has been described. It is not limited to the form of, for example, in the bias circuit unit,
The reference voltage VP on the VDD side by one bias circuit
It is also possible to provide a bias circuit that provides a reference voltage VN on the VSS side. Also, the reference voltage VP on the VDD side
It is also possible to provide the bias circuit unit with a bias circuit that provides either one of the reference voltage VN and the reference voltage VN on the VSS side.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1記載のCR発振回路に係る発明
によると、バイアス回路から定電流源回路に、バイアス
電圧が供給され、定電流源回路によって、電源電圧変動
の影響を受けない一定の充放電用電流が生成供給され、
この定電流源回路から供給される充放電用電流に基づい
て、容量素子と抵抗素子を構成要素に含む充放電回路に
よって、容量素子と抵抗素子の充放電特性に基づいて、
所定の発振周波数の発振信号が出力されるので、電源電
圧に依存しない安定した発振周波数の出力信号を出力す
ることが可能になる
According to the invention of the CR oscillator circuit of claim 1, a bias voltage is supplied from the bias circuit to the constant current source circuit, and the constant current source circuit does not affect the power supply voltage. Charge and discharge current is generated and supplied,
Based on the charging / discharging current supplied from the constant current source circuit, by the charging / discharging circuit including the capacitive element and the resistive element as constituent elements, based on the charging / discharging characteristics of the capacitive element and the resistive element,
Since an oscillation signal with a predetermined oscillation frequency is output, it is possible to output an output signal with a stable oscillation frequency that does not depend on the power supply voltage.

【0042】請求項2記載のCR発振回路に係る発明に
よると、バイアス回路から該バイアス回路とカレントミ
ラー構成にあるカレントミラー型の定電流源回路に、バ
イアス電圧が供給され、カレントミラー型の定電流源回
路によって、電源電圧変動の影響を受けない一定の充放
電用電流が生成供給され、該定電流源回路から供給され
る充放電用電流に基づいて、容量素子と抵抗素子を構成
要素に含む充放電回路によって、容量素子と抵抗素子の
充放電特性に基づいて、所定の発振周波数の発振信号が
出力されるので、電源電圧に依存しない安定した発振周
波数の出力信号を出力することが可能になると共に、定
電流源回路が小型化されてスイッチング電流が低減さ
れ、消費電力を大幅に削減し、外部への輻射ノイズの発
生も大幅に抑制することが可能になる。
According to the invention of the CR oscillator circuit of claim 2, the bias voltage is supplied from the bias circuit to the current mirror type constant current source circuit having the current mirror configuration with the bias circuit, and the current mirror type constant current source circuit is provided. The current source circuit generates and supplies a constant charging / discharging current that is not affected by fluctuations in the power supply voltage, and based on the charging / discharging current supplied from the constant current source circuit, the capacitive element and the resistance element are included in the constituent elements. The included charging / discharging circuit outputs an oscillation signal with a predetermined oscillation frequency based on the charging / discharging characteristics of the capacitive element and the resistive element, so it is possible to output an output signal with a stable oscillation frequency that does not depend on the power supply voltage. In addition, the constant current source circuit is downsized, the switching current is reduced, the power consumption is greatly reduced, and the generation of radiation noise to the outside is also significantly suppressed. Door is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】図1のバイアス回路ユニットの構成要素となる
第1のバイアス回路の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a first bias circuit which is a constituent element of the bias circuit unit of FIG.

【図3】図1のバイアス回路ユニットの構成要素となる
第2のバイアス回路の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second bias circuit which is a constituent element of the bias circuit unit of FIG.

【図4】本発明の第2の実施の形態の要部構成を示す回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a main configuration of a second embodiment of the present invention.

【図5】従来のCR発振回路の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional CR oscillator circuit.

【図6】図5のCR発振回路の動作を示す信号波形図で
ある。
6 is a signal waveform diagram showing an operation of the CR oscillation circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、102、103、103A・・インバータ、1
04、104A・・バイアス回路ユニット、105・・
容量素子、106・・抵抗素子、107・・CR発振回
路ユニット、110、111・・バイアス回路。
101, 102, 103, 103A ... Inverter, 1
04, 104A ... Bias circuit unit, 105 ...
Capacitance element, 106 .. Resistance element, 107 .. CR oscillation circuit unit, 110, 111 .. Bias circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 容量素子と抵抗素子の充放電特性から所
定の発振周波数の発振信号を出力するCR発振回路にお
いて、 バイアス回路からバイアス電圧が供給され、電源電圧変
動の影響を受けない一定の充放電用電流を生成供給する
定電流源回路と、 前記容量素子と前記抵抗素子を構成要素に含み、前記定
電流源回路から供給される前記充放電用電流に基づき前
記発振信号を出力する充放電回路とを有することを特徴
とするCR発振回路。
1. In a CR oscillation circuit that outputs an oscillation signal of a predetermined oscillation frequency based on the charge / discharge characteristics of a capacitive element and a resistive element, a bias voltage is supplied from a bias circuit, and a constant charge that is not affected by fluctuations in power supply voltage. A constant current source circuit that generates and supplies a discharge current, and a charge / discharge circuit that includes the capacitive element and the resistance element as constituent elements and that outputs the oscillation signal based on the charge / discharge current supplied from the constant current source circuit. And a CR oscillation circuit.
【請求項2】 請求項1記載のCR発振回路において、
定電流源回路がカレントミラー型回路であり、バイアス
回路と定電流源回路とがカレントミラー構成にあること
を特徴とするCR発振回路。
2. The CR oscillator circuit according to claim 1, wherein:
A CR oscillator circuit, wherein the constant current source circuit is a current mirror type circuit, and the bias circuit and the constant current source circuit are in a current mirror configuration.
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Cited By (2)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7068116B2 (en) 2004-01-29 2006-06-27 Fuiitsu Limited Oscillation circuit and semiconductor device free from the influence of source voltage, temperature and fluctuations in the inverter threshold voltage
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