JP2009135352A - Semiconductor integrated circuit, and voltage-controlled oscillator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MOS varactor having short transition time from a stand-by state up to an optional capacity stable state. <P>SOLUTION: When a semiconductor integrated circuit is provided a with control circuit for controlling a potential difference obtained by subtracting the potential of a well region from the potential of an electrode to zero and more during the operation stand-by period of a MOS varactor element having an N-well, the transition time from an operation stand-by state to an optional capacity stable state can be shortened. When the semiconductor integrated circuit is provided with a control circuit for controlling the potential difference obtained by subtracting the potential of the well area from the potential of the electrode to zero and less during the operation stand-by period of a MOS varactor element having a P well, transition time from the operation stand-by state to an optional capacity stable state can be shortened. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、MOSバラクタ素子を内蔵した半導体集積回路(LSI)に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit (LSI) incorporating a MOS varactor element.

印加する容量制御電圧に応じて容量を変化させることのできる可変キャパシタであるバラクタ(varactor)は半導体集積回路を構成する基本的な素子であり、例えばインダクタとの組み合わせで、LC共振型電圧制御発振器(LC−VCO)などの回路を形成するのに用いられている。その発振周波数はインダクタのインダクタンスをLとし、可変キャパシタの容量をCとすると、数式1により与えられる。   A varactor, which is a variable capacitor capable of changing a capacitance in accordance with a capacitance control voltage to be applied, is a basic element constituting a semiconductor integrated circuit. For example, an LC resonance type voltage controlled oscillator is combined with an inductor. It is used to form a circuit such as (LC-VCO). The oscillation frequency is given by Equation 1 where L is the inductance of the inductor and C is the capacitance of the variable capacitor.

シリコン基板上にバラクタを形成する場合、MOS型(Metal Oxide Semiconductor)の構造が広く知られている。
図1はMOS型の構造を有するバラクタ(MOSバラクタ素子)10の断面図である。
図1はP型のシリコン基板(P−sub)11の表面にNウェル(N−well)12が形成されており、このNウェル12の表面にN型拡散領域(N+)13、14が相互に隔離して形成される。そして、Nウェル12上の一方のN型拡散領域13と他方のN型拡散領域14との間の領域の直上域には、ゲート絶縁膜15が形成されており、このゲート絶縁膜15の上には、ゲート電極16が設けられている。隔離された二つのN型拡散領域13、14はウェル端子17に接続されている。ウェル端子17の電位をウェル電位Vwとする。また、ゲート電極16はゲート端子18に接続されている。ゲート端子18の電位をゲート電位Vgとする。このように接続すると、MOSバラクタ素子10は、ゲート電極16とNウェル12との間にキャパシタが形成される。
When a varactor is formed on a silicon substrate, a MOS type (Metal Oxide Semiconductor) structure is widely known.
FIG. 1 is a sectional view of a varactor (MOS varactor element) 10 having a MOS structure.
In FIG. 1, an N well (N-well) 12 is formed on the surface of a P type silicon substrate (P-sub) 11, and N type diffusion regions (N +) 13 and 14 are formed on the surface of the N well 12. Formed in isolation. A gate insulating film 15 is formed immediately above the region between one N-type diffusion region 13 and the other N-type diffusion region 14 on the N well 12. Is provided with a gate electrode 16. The two isolated N-type diffusion regions 13 and 14 are connected to the well terminal 17. The potential of the well terminal 17 is set to a well potential Vw. The gate electrode 16 is connected to the gate terminal 18. The potential of the gate terminal 18 is set to the gate potential Vg. With this connection, in the MOS varactor element 10, a capacitor is formed between the gate electrode 16 and the N well 12.

図1のMOSバラクタ素子10のゲート端子18−ウェル端子17間に印加される容量制御電圧(Vg−Vw)を十分高くすると、Nウェル12の表面におけるゲート電極16直下にキャリアである電子が集まり、この領域が導電性となるため、ゲート電極16下の実質的な絶縁領域の厚さがゲート絶縁膜15の膜厚と等しくなり、ゲート電極16とNウェル12との間の容量値は最大値となる。なお、容量制御電圧(Vg−Vw)をこれ以上高くしても、ゲート電極16下の実質的な絶縁領域の厚さは変化しないため、容量値も変化しない。
この状態から容量制御電圧(Vg−Vw)を低下させていくと、Nウェル12表面におけるゲート絶縁膜15直下の領域に空乏層が成長し、ゲート電極16下の実質的な絶縁領域の厚さがゲート絶縁膜15の膜厚に空乏層の深さを加えた値になる為、容量値が低下する。そして、容量制御電圧(Vg−Vw)が十分に低くなると、空乏層の深さが最大となり、容量値が安定する。この空乏層の最大の深さは基板表面の不純物ドーパント濃度により決定される。
When the capacitance control voltage (Vg−Vw) applied between the gate terminal 18 and the well terminal 17 of the MOS varactor element 10 of FIG. 1 is sufficiently increased, electrons as carriers are collected immediately below the gate electrode 16 on the surface of the N well 12. Since this region becomes conductive, the thickness of the substantial insulating region under the gate electrode 16 becomes equal to the thickness of the gate insulating film 15, and the capacitance value between the gate electrode 16 and the N well 12 is the maximum. Value. Even if the capacitance control voltage (Vg−Vw) is further increased, the substantial thickness of the insulating region under the gate electrode 16 does not change, so that the capacitance value does not change.
When the capacitance control voltage (Vg−Vw) is lowered from this state, a depletion layer grows in a region immediately below the gate insulating film 15 on the surface of the N well 12, and the thickness of the substantial insulating region under the gate electrode 16 is increased. However, the capacitance value is reduced because the thickness of the gate insulating film 15 is added to the thickness of the depletion layer. When the capacitance control voltage (Vg−Vw) is sufficiently low, the depth of the depletion layer is maximized and the capacitance value is stabilized. The maximum depth of this depletion layer is determined by the impurity dopant concentration on the substrate surface.

さらに容量制御電圧(Vg−Vw)を低下させると、Nウェル12表面に少数キャリアであるホールによる反転層が形成される。ただし、ホールによる反転層が形成されても、反転層直下の空乏層の深さは変わらない為、容量値に変化はない。
このように、MOSバラクタ素子10に印加される容量制御電圧(Vg−Vw)を変化させることにより、可変容量を実現可能となる(例えば、特許文献1参照)。
When the capacitance control voltage (Vg−Vw) is further lowered, an inversion layer is formed on the surface of the N well 12 by holes that are minority carriers. However, even if an inversion layer is formed by holes, the depth of the depletion layer immediately below the inversion layer does not change, so the capacitance value does not change.
In this way, by changing the capacitance control voltage (Vg−Vw) applied to the MOS varactor element 10, a variable capacitance can be realized (see, for example, Patent Document 1).

図2はMOS型の構造を有するバラクタ(MOSバラクタ素子)20の断面図である。
図2はN型のシリコン基板(N−sub)21の表面にPウェル(P−well)22が形成されており、このPウェル22の表面にP型拡散領域(P+)23、24が相互に隔離して形成される。そして、Pウェル22上の一方のP型拡散領域23と他方のP型拡散領域24との間の領域の直上域には、ゲート絶縁膜25が形成されており、このゲート絶縁膜25の上には、ゲート電極26が設けられている。隔離された二つのP型拡散領域23、24はウェル端子27に接続されている。ウェル端子27の電位をウェル電位Vwとする。また、ゲート電極26はゲート端子28に接続されている。ゲート端子28の電位をゲート電位Vgとする。このように接続すると、MOSバラクタ素子20は、ゲート電極26とPウェル22との間にキャパシタが形成される。
FIG. 2 is a sectional view of a varactor (MOS varactor element) 20 having a MOS structure.
In FIG. 2, a P-well 22 is formed on the surface of an N-type silicon substrate (N-sub) 21, and P-type diffusion regions (P +) 23 and 24 are formed on the surface of the P-well 22. Formed in isolation. A gate insulating film 25 is formed immediately above the region between one P-type diffusion region 23 and the other P-type diffusion region 24 on the P well 22. Is provided with a gate electrode 26. The two isolated P-type diffusion regions 23 and 24 are connected to the well terminal 27. The potential of the well terminal 27 is set to a well potential Vw. The gate electrode 26 is connected to the gate terminal 28. The potential of the gate terminal 28 is set to the gate potential Vg. With this connection, in the MOS varactor element 20, a capacitor is formed between the gate electrode 26 and the P well 22.

図2のMOSバラクタ素子20のゲート端子28−ウェル端子27間に印加される容量制御電圧(Vg−Vw)を十分低くすると、Pウェル22の表面におけるゲート電極26直下にキャリアであるホールが集まり、この領域が導電性となるため、ゲート電極26下の実質的な絶縁領域の厚さがゲート絶縁膜25の膜厚と等しくなり、ゲート電極26とPウェル22との間の容量値は最大値となる。なお、容量制御電圧(Vg−Vw)をこれ以上低くしても、ゲート電極26下の実質的な絶縁領域の厚さは変化しないため、容量値も変化しない。
この状態から容量制御電圧(Vg−Vw)を上昇させていくと、Pウェル22表面におけるゲート絶縁膜25直下の領域に空乏層が成長し、ゲート電極26下の実質的な絶縁領域の厚さがゲート絶縁膜25の膜厚に空乏層の深さを加えた値になる為、容量値が低下する。そして、容量制御電圧(Vg−Vw)が十分に高くなると、空乏層の深さが最大となり、容量値が安定する。この空乏層の最大の深さは基板表面の不純物ドーパント濃度により決定される。
When the capacitance control voltage (Vg−Vw) applied between the gate terminal 28 and the well terminal 27 of the MOS varactor element 20 of FIG. 2 is sufficiently lowered, holes as carriers are gathered immediately below the gate electrode 26 on the surface of the P well 22. Since this region becomes conductive, the thickness of the substantial insulating region under the gate electrode 26 is equal to the thickness of the gate insulating film 25, and the capacitance value between the gate electrode 26 and the P well 22 is maximum. Value. Note that even if the capacitance control voltage (Vg−Vw) is further reduced, the thickness of the substantial insulating region under the gate electrode 26 does not change, so the capacitance value does not change.
When the capacitance control voltage (Vg−Vw) is increased from this state, a depletion layer grows in a region immediately below the gate insulating film 25 on the surface of the P well 22, and the thickness of the substantial insulating region under the gate electrode 26 is increased. However, the capacitance value decreases because the thickness of the gate insulating film 25 is added to the thickness of the depletion layer. When the capacity control voltage (Vg−Vw) becomes sufficiently high, the depth of the depletion layer is maximized and the capacity value is stabilized. The maximum depth of this depletion layer is determined by the impurity dopant concentration on the substrate surface.

さらに容量制御電圧(Vg−Vw)を上昇させると、Pウェル22表面に少数キャリアである電子による反転層が形成される。ただし、電子による反転層が形成されても、反転層直下の空乏層の深さは変わらない為、容量値に変化はない。
このように、MOSバラクタ素子20に印加される容量制御電圧(Vg−Vw)を変化させることにより、可変容量を実現可能となる。
When the capacitance control voltage (Vg−Vw) is further increased, an inversion layer composed of electrons which are minority carriers is formed on the surface of the P well 22. However, even if an inversion layer is formed by electrons, the depth of the depletion layer immediately below the inversion layer does not change, so the capacitance value does not change.
Thus, by changing the capacitance control voltage (Vg−Vw) applied to the MOS varactor element 20, a variable capacitance can be realized.

図3は横軸に図1のMOSバラクタ素子10に印加される容量制御電圧(Vg−Vw)をとり、縦軸にこのMOSバラクタ素子10の容量値Cをとって、MOSバラクタ素子10の特性を示したグラフである。
図3の第1領域は容量制御電圧(Vg−Vw)が正の領域、第2領域は容量制御電圧(Vg−Vw)が負であり、さらに反転層が形成されていない領域、第3領域は容量制御電圧(Vg−Vw)が負であり、さらに反転層が形成される領域である。図3において、容量制御電圧(Vg−Vw)が0とは、第1領域と第2領域の境界線に対応する。
従来のMOSバラクタ素子は通常動作時、図3の第1領域と第2領域の領域内で、容量制御電圧(Vg−Vw)を制御することで、所望の容量を実現させている。第3領域は容量値が容量制御電圧(Vg−Vw)で変化しない領域であり使用しない。
ただし、スリープモード等の動作待機状態では、印加される容量制御電圧(Vg−Vw)は消費電力に関わらない為、意図的には制御されず、なりゆきで第3領域の状態となる可能性がある。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the capacitance control voltage (Vg−Vw) applied to the MOS varactor element 10 shown in FIG. 1, and the vertical axis represents the capacitance value C of the MOS varactor element 10. It is the graph which showed.
The first region in FIG. 3 is a region where the capacitance control voltage (Vg−Vw) is positive, the second region is a region where the capacitance control voltage (Vg−Vw) is negative, and no inversion layer is formed. Is a region where the capacitance control voltage (Vg−Vw) is negative and an inversion layer is formed. In FIG. 3, the capacitance control voltage (Vg−Vw) of 0 corresponds to the boundary line between the first region and the second region.
The conventional MOS varactor element achieves a desired capacitance by controlling the capacitance control voltage (Vg−Vw) in the first and second regions of FIG. 3 during normal operation. The third region is a region where the capacitance value does not change with the capacitance control voltage (Vg−Vw) and is not used.
However, in the operation standby state such as in the sleep mode, the applied capacity control voltage (Vg−Vw) is not related to the power consumption, so it is not intentionally controlled and may eventually enter the state of the third region. There is.

図4は横軸に図2のMOSバラクタ素子20に印加される容量制御電圧(Vg−Vw)をとり、縦軸にこのMOSバラクタ素子20の容量値Cをとって、MOSバラクタ素子20の特性を示したグラフである。
図4の第1領域は容量制御電圧(Vg−Vw)が負の領域、第2領域は容量制御電圧(Vg−Vw)が正であり、さらに反転層が形成されていない領域、第3領域は容量制御電圧(Vg−Vw)が正であり、さらに反転層が形成される領域である。図4において、容量制御電圧(Vg−Vw)が0とは、第1領域と第2領域の境界線に対応する。
従来のMOSバラクタ素子は通常動作時、図4の第1領域と第2領域の領域内で、容量制御電圧(Vg−Vw)を制御することで、所望の容量を実現させている。第3領域は容量値が容量制御電圧(Vg−Vw)で変化しない領域であり使用しない。
ただし、スリープモード等の待機状態では、印加される容量制御電圧(Vg−Vw)は消費電力に関わらない為、意図的には制御されず、なりゆきで第3領域の状態となる可能性がある。
特開2005−269310号公報
4, the horizontal axis represents the capacitance control voltage (Vg−Vw) applied to the MOS varactor element 20 of FIG. 2, and the vertical axis represents the capacitance value C of the MOS varactor element 20. It is the graph which showed.
The first region in FIG. 4 is a region where the capacitance control voltage (Vg−Vw) is negative, the second region is a region where the capacitance control voltage (Vg−Vw) is positive, and no inversion layer is formed. Is a region where the capacitance control voltage (Vg−Vw) is positive and an inversion layer is formed. In FIG. 4, the capacitance control voltage (Vg−Vw) of 0 corresponds to the boundary line between the first region and the second region.
The conventional MOS varactor element realizes a desired capacitance by controlling the capacitance control voltage (Vg−Vw) in the first and second regions of FIG. 4 during normal operation. The third region is a region where the capacitance value does not change with the capacitance control voltage (Vg−Vw) and is not used.
However, in a standby state such as a sleep mode, the applied capacity control voltage (Vg−Vw) is not related to the power consumption, so it is not intentionally controlled and may eventually enter the state of the third region. is there.
JP 2005-269310 A

しかし、図1や図2の従来のMOSバラクタ素子には待機状態から異なる任意の容量安定状態への過渡時間が、待機状態の容量制御電圧(Vg−Vw)によって異なり、動作待機状態の(Vg−Vw)電位が図3や図4の第3領域である場合に遅くなるという問題がある。
これは、上述のように待機状態の容量制御電圧(Vg−Vw)の電位を制御していないためである。例えば、第3領域の容量制御電圧(Vg−Vw)の電位が印加された場合、MOSバラクタ素子のゲート電極直下のウェル表面に反転層が形成されるが、この状態から異なる任意の容量を実現する第1領域または第2領域の容量制御電圧(Vg−Vw)の電位を印加して、形成された反転層を拡散させ、空乏層が任意の容量値を実現する深さとなる為には、反転層が存在しない状態からの場合と比較して、反転層を拡散させる分、過渡時間が長くなる。
However, in the conventional MOS varactor element shown in FIGS. 1 and 2, the transition time from the standby state to an arbitrary stable capacitance state varies depending on the capacity control voltage (Vg−Vw) in the standby state, and (Vg -Vw) There is a problem that the potential becomes slower when the potential is in the third region of FIGS.
This is because the potential of the capacity control voltage (Vg−Vw) in the standby state is not controlled as described above. For example, when a potential of the capacitance control voltage (Vg−Vw) in the third region is applied, an inversion layer is formed on the well surface immediately below the gate electrode of the MOS varactor element. In order to diffuse the formed inversion layer by applying the potential of the capacitance control voltage (Vg−Vw) of the first region or the second region to be a depth at which the depletion layer realizes an arbitrary capacitance value, Compared with the case where the inversion layer is not present, the transient time is increased by the amount of diffusion of the inversion layer.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされてものであり、待機状態から任意の容量安定状態への過渡時間の短いMOSバラクタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a MOS varactor having a short transition time from a standby state to an arbitrary capacitance stable state.

上記課題を解決して本発明の目的を達成するため、本発明による半導体集積回路は、シリコン基板表面に形成されたNウェル領域と、このNウェル領域上に設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設けられた電極と、を有するMOSバラクタ素子を備える半導体集積回路であって、前記MOSバラクタ素子の動作待機時に、前記電極の電位から前記ウェル領域の電位を引いた電位差を0以上にする制御回路を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes an N well region formed on the surface of a silicon substrate, an insulating film provided on the N well region, A semiconductor integrated circuit including a MOS varactor element having an electrode provided on a film, wherein a potential difference obtained by subtracting a potential of the well region from a potential of the electrode is set to 0 or more during standby of the operation of the MOS varactor element The control circuit is provided.

前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記Nウェル領域の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記Nウェル領域の電位を接地電位とすることを特徴とする。
前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記電極の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記電極の電位を正電源電位とすることを特徴とする。
The control circuit sets the potential of the N-well region to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element, controls the capacitance value of the MOS varactor element, and waits for operation of the MOS varactor element. The potential of the N well region is a ground potential.
The control circuit sets the potential of the electrode to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element to control the capacitance value of the MOS varactor element. The electrode potential is a positive power supply potential.

また、本発明による半導体集積回路は、シリコン基板表面に形成されたPウェル領域と、このPウェル領域上に設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設けられた電極と、を有するMOSバラクタ素子を備える半導体集積回路であって、前記MOSバラクタ素子の動作待機時に、前記電極の電位から前記ウェル領域の電位を引いた電位差を0以下にする制御回路を備えたことを特徴とする。   A semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a MOS varactor having a P well region formed on the surface of a silicon substrate, an insulating film provided on the P well region, and an electrode provided on the insulating film. A semiconductor integrated circuit comprising an element, comprising a control circuit for reducing a potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrode to 0 or less when the MOS varactor element is on standby.

前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記電極の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記電極の電位を接地電位とすることを特徴とする。
前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記Pウェル領域の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記Pウェル領域の電位を正電源電位とすることを特徴とする。
さらに、本発明の電圧制御発振器は、上記いずれかに記載の半導体集積回路を可変容量素子として備えることを特徴とする。
さらに、本発明のPLL回路は、上記に記載の電圧制御発振器を備えることを特徴とする。
The control circuit sets the potential of the electrode to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element to control the capacitance value of the MOS varactor element. The electrode potential is a ground potential.
The control circuit sets the potential of the P-well region to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element, controls the capacitance value of the MOS varactor element, and waits for operation of the MOS varactor element. The potential of the P well region is a positive power supply potential.
Furthermore, a voltage controlled oscillator according to the present invention includes any one of the semiconductor integrated circuits described above as a variable capacitance element.
Furthermore, a PLL circuit according to the present invention includes the voltage controlled oscillator described above.

本発明の半導体集積回路では、Nウェルを有するMOSバラクタ素子の動作待機時に電極の電位からウェル領域の電位を引いた電位差を0以上にする制御回路を備えることにより、動作待機時から任意の容量安定状態への過渡時間を短くすることが可能となる。
また、Pウェルを有するMOSバラクタ素子の動作待機時に電極の電位からウェル領域の電位を引いた電位差を0以下にする制御回路を備えることにより、動作待機時から任意の容量安定状態への過渡時間を短くすることが可能となる。
The semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a control circuit that sets a potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrode at the time of operation standby of the MOS varactor element having the N well to 0 or more. It is possible to shorten the transition time to the stable state.
In addition, by providing a control circuit that reduces the potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrode when the MOS varactor element having the P-well is in operation standby, the transition time from the operation standby to an arbitrary capacitance stable state is provided. Can be shortened.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図5は本発明を適用したLC共振型電圧制御発振器(LC−VCO)50における具体例を示している。図5のLC−VCO50は、インダクタL1、L2、固定容量C1、C2、MOSバラクタ素子による可変容量M1、M2、バイアス電位を与える抵抗R1、R2からなるタンク回路51と、その共振周波数で正帰還増幅するバイポーラトランジスタQ1、Q2と、電流源I1と、DC電位を遮断するための固定容量C3、C4と、バイポーラトランジスタQ1、Q2にDC電位を与える抵抗R3、R4と、DC電位を発生する為の電流源I2、抵抗R5と、LC−VCO50の通常動作時は入力電位と出力電位とを同電位とし、動作待機時は出力電位を接地電位とする制御回路52と、を有している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 shows a specific example of an LC resonance type voltage controlled oscillator (LC-VCO) 50 to which the present invention is applied. The LC-VCO 50 in FIG. 5 includes inductors L1 and L2, fixed capacitors C1 and C2, variable capacitors M1 and M2 using MOS varactor elements, a tank circuit 51 including resistors R1 and R2 for applying a bias potential, and positive feedback at the resonance frequency. Bipolar transistors Q1 and Q2 to be amplified, current source I1, fixed capacitors C3 and C4 for cutting off DC potential, resistors R3 and R4 for applying DC potential to bipolar transistors Q1 and Q2, and DC potential are generated. And a control circuit 52 that sets the input potential and the output potential to the same potential during normal operation of the LC-VCO 50 and sets the output potential to the ground potential during standby.

ここで、可変容量M1、M2は図1のMOSバラクタ素子10と同じ断面構造を有している。可変容量M1のゲート電極(ゲート端子18)は固定容量C1及び抵抗R1に接続され、ウェル領域(ウェル端子17)はVCNT’ノード53を介して制御回路52と接続されている。可変容量M2のゲート電極(ゲート端子18)は固定容量C2及び抵抗R2に接続され、ウェル領域(ウェル端子17)はVCNT’ノード53を介して制御回路52と接続されている。
制御回路52は、VCNT端子(電位制御端子)54より制御信号VCNTを入力し、制御端子55から入力される制御信号S0に基づいて制御された制御信号VCNT’を、VCNT’ノード53を介して可変容量M1、M2のウェル領域(ウェル端子17)に出力している。
Here, the variable capacitors M1 and M2 have the same cross-sectional structure as the MOS varactor element 10 of FIG. The gate electrode (gate terminal 18) of the variable capacitor M1 is connected to the fixed capacitor C1 and the resistor R1, and the well region (well terminal 17) is connected to the control circuit 52 via the VCNT ′ node 53. The gate electrode (gate terminal 18) of the variable capacitor M2 is connected to the fixed capacitor C2 and the resistor R2, and the well region (well terminal 17) is connected to the control circuit 52 via the VCNT 'node 53.
The control circuit 52 receives a control signal VCNT from a VCNT terminal (potential control terminal) 54, and transmits a control signal VCNT ′ controlled based on the control signal S 0 input from the control terminal 55 via a VCNT ′ node 53. The data is output to the well regions (well terminals 17) of the variable capacitors M1 and M2.

可変容量M1と固定容量C1の接続点、可変容量M2と固定容量C2の接続点には、抵抗R1、R2を介してバイアス端子56からのバイアス電位V1が印加されており、バイアス電位V1と制御信号VCNT’の電位との差によって、可変容量M1、M2の可変容量が決定される。
また、固定容量C1、C2の他方の端子はそれぞれインダクタL1、L2の一方の端子に接続され、インダクタL1、L2の他方の端子は電源VDDに接続されている。
The bias potential V1 from the bias terminal 56 is applied to the connection point between the variable capacitor M1 and the fixed capacitor C1, and the connection point between the variable capacitor M2 and the fixed capacitor C2 via the resistors R1 and R2, and the bias potential V1 and the control point are controlled. The variable capacitors M1 and M2 are determined by the difference from the potential of the signal VCNT ′.
The other terminals of the fixed capacitors C1 and C2 are connected to one terminals of the inductors L1 and L2, respectively, and the other terminals of the inductors L1 and L2 are connected to the power supply VDD.

バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、DCカット用の固定容量C3、C4を介して、お互いのベースに入力されている、いわゆるクロスカップリングの構成をしている。バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミッタは、互いに共通接続され、その接続点にて電流源I1より電流供給を受ける。また、電流源I2と抵抗R5によってDC電位V3を発生し、抵抗R3、R4を介してバイポーラトランジスタQ1、Q2のベースにそれぞれ供給する。
また、バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、それぞれインダクタL1と固定容量C1の共通接続点、インダクタL2と固定容量C2の共通接続点にて、タンク回路51にも接続され、負性抵抗を発生して安定したLC発振を継続させており、その出力信号OUT、OUTBは共通接続点に接続された出力端子57、58より出力される。
The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 have a so-called cross coupling configuration in which they are input to the bases of each other via fixed capacitors C3 and C4 for DC cut. The emitters of the bipolar transistors Q1 and Q2 are commonly connected to each other and receive a current supply from the current source I1 at the connection point. A DC potential V3 is generated by the current source I2 and the resistor R5 and supplied to the bases of the bipolar transistors Q1 and Q2 via the resistors R3 and R4, respectively.
The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 are also connected to the tank circuit 51 at the common connection point of the inductor L1 and the fixed capacitor C1, and the common connection point of the inductor L2 and the fixed capacitor C2, respectively, thereby generating a negative resistance. The stable LC oscillation is continued, and the output signals OUT and OUTB are output from the output terminals 57 and 58 connected to the common connection point.

図6は図5記載の制御回路52の具体例を示している。
図6の制御回路52は、NチャネルMOSトランジスタ(NMOS)QN0、QN1とPチャネルMOSトランジスタ(PMOS)QP1とインバータINV1を有し、端子VCNTはNチャネルMOSトランジスタQN1とPチャネルMOSトランジスタQP1のソースに夫々接続され、端子VCNT’はNチャネルMOSトランジスタQN1とPチャネルMOSトランジスタQP1のドレインに夫々接続されている。
FIG. 6 shows a specific example of the control circuit 52 shown in FIG.
The control circuit 52 in FIG. 6 has N channel MOS transistors (NMOS) QN0 and QN1, a P channel MOS transistor (PMOS) QP1, and an inverter INV1, and a terminal VCNT is the source of the N channel MOS transistor QN1 and the P channel MOS transistor QP1. The terminals VCNT ′ are connected to the drains of the N channel MOS transistor QN1 and the P channel MOS transistor QP1, respectively.

端子S0はNチャネルMOSトランジスタQN1のゲートに接続され、インバータINV1を介しPチャネルMOSトランジスタQP1のゲート及びNチャネルMOSトランジスタ(NMOS)QN0のゲートに接続されている。また、NチャネルMOSトランジスタ(NMOS)QN0のソースは接地され、ドレインは端子VCNT’に接続されている。端子VCNT、端子VCNT’、端子S0は図5のVCNT端子54、VCNT’ノード53、制御端子55に夫々接続される。
端子S0から入力される制御信号S0の電位が電源電位と等しいとき、すなわち制御信号S1の電位が接地電位と等しい時に、端子VCNTの電位と端子VCNT’の電位が等しくなる。また、制御信号S0の電位が接地電位と等しいとき、すなわち制御信号S1の電位が電源電位と等しい時、端子VCNT’の電位は接地電位と等しくなる。
Terminal S0 is connected to the gate of N-channel MOS transistor QN1, and is connected to the gate of P-channel MOS transistor QP1 and the gate of N-channel MOS transistor (NMOS) QN0 via inverter INV1. The source of the N channel MOS transistor (NMOS) QN0 is grounded and the drain is connected to the terminal VCNT ′. The terminal VCNT, the terminal VCNT ′, and the terminal S0 are connected to the VCNT terminal 54, the VCNT ′ node 53, and the control terminal 55 in FIG.
When the potential of the control signal S0 input from the terminal S0 is equal to the power supply potential, that is, when the potential of the control signal S1 is equal to the ground potential, the potential of the terminal VCNT and the potential of the terminal VCNT ′ are equal. When the potential of the control signal S0 is equal to the ground potential, that is, when the potential of the control signal S1 is equal to the power supply potential, the potential of the terminal VCNT ′ is equal to the ground potential.

図5のLC−VCO50の通常動作時は、制御回路52の制御信号S0の電位を電源電位と等しくすることによって、制御信号VCNTの電位VCNTと制御信号VCNT’の電位VCNT’とが等しくなり、MOSバラクタ素子M1、M2に電位差(V1−VCNT’)が印加され、この電位差に対応した容量値となる。この時のバイアス電位V1は正の固定電位としており、このLC−VCO50はタンク回路51の共振周波数で発振するため、制御信号VCNTの電位を調整しMOSバラクタ素子M1、M2の容量値を制御することで所望の発振周波数を得ることができる。   In the normal operation of the LC-VCO 50 of FIG. 5, the potential VCNT of the control signal VCNT and the potential VCNT ′ of the control signal VCNT ′ are equalized by making the potential of the control signal S0 of the control circuit 52 equal to the power supply potential. A potential difference (V1−VCNT ′) is applied to the MOS varactor elements M1 and M2, and the capacitance value corresponds to this potential difference. The bias potential V1 at this time is a positive fixed potential, and the LC-VCO 50 oscillates at the resonance frequency of the tank circuit 51. Therefore, the potential of the control signal VCNT is adjusted to control the capacitance values of the MOS varactor elements M1 and M2. Thus, a desired oscillation frequency can be obtained.

図5のLC−VCO50の動作待機時は、制御回路52の制御信号S0の電位を接地電位と等しくすることによって、MOSバラクタ素子M1、M2に印加される制御信号VCNT’の電位を接地電位とする。動作待機時のバイアス電位V1は、接地電位もしくは正の固定電位の二通りが考えられ、MOSバラクタ素子M1、M2の容量制御電圧(V1−VCNT’)は0もしくは正となる。これはMOSバラクタ素子M1、M2の電極の電位からウェル領域の電位を引いた電位差が0以上であることに等しい。
よって動作待機時に反転層が形成されることはなく、任意の容量安定状態へ速やかに遷移することが可能となる。
When the operation of the LC-VCO 50 in FIG. 5 is on standby, the potential of the control signal VCNT ′ applied to the MOS varactor elements M1 and M2 is set to the ground potential by making the potential of the control signal S0 of the control circuit 52 equal to the ground potential. To do. The bias potential V1 during operation standby can be ground potential or a positive fixed potential, and the capacity control voltages (V1−VCNT ′) of the MOS varactor elements M1 and M2 are 0 or positive. This is equivalent to that the potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrodes of the MOS varactor elements M1 and M2 is 0 or more.
Therefore, the inversion layer is not formed at the time of operation standby, and it is possible to quickly transition to an arbitrary capacitance stable state.

図6の制御回路具体例以外の回路でも、動作待機時の制御信号VCNT’の電位をバイアス電位V1以下と制御し、動作待機時のMOSバラクタ素子の容量制御電圧(V1−VCNT’)が負になることを避ければ同様の効果を得ることが出来る。   Even in a circuit other than the specific example of the control circuit of FIG. 6, the potential of the control signal VCNT ′ during operation standby is controlled to be equal to or less than the bias potential V1, and the capacitance control voltage (V1−VCNT ′) of the MOS varactor element during operation standby is negative. If it is avoided, the same effect can be obtained.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。
図7は本発明を適用したLC共振型電圧制御発振器(LC−VCO)70における具体例を示している。図7のLC−VCO70は、インダクタL1、L2、固定容量C1、C2、MOSバラクタ素子による可変容量M1、M2、バイアス電位を与える抵抗R1、R2からなるタンク回路71と、その共振周波数で正帰還増幅するバイポーラトランジスタQ1、Q2と、電流源I1と、DC電位を遮断するための固定容量C3、C4と、バイポーラトランジスタQ1、Q2にDC電位を与える抵抗R3、R4と、DC電位を発生する為の電流源I2、抵抗R5と、LC−VCO70の通常動作時は入力電位と出力電位とを同電位とし、動作待機時は出力電位を電源電位とする制御回路72を有している。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 shows a specific example of an LC resonance type voltage controlled oscillator (LC-VCO) 70 to which the present invention is applied. The LC-VCO 70 of FIG. 7 includes a tank circuit 71 including inductors L1 and L2, fixed capacitors C1 and C2, variable capacitors M1 and M2 using MOS varactor elements, resistors R1 and R2 for applying a bias potential, and positive feedback at the resonance frequency. Bipolar transistors Q1 and Q2 to be amplified, current source I1, fixed capacitors C3 and C4 for cutting off DC potential, resistors R3 and R4 for applying DC potential to bipolar transistors Q1 and Q2, and DC potential are generated. The control circuit 72 has the same input potential and output potential during normal operation of the LC-VCO 70 and the output potential as a power supply potential during standby.

ここで、可変容量M1、M2は図1のMOSバラクタ素子10と同じ断面構造を有している。可変容量M1のゲート電極(ゲート端子18)は固定容量C1及び抵抗R1と接続され、ウェル領域(ウェル端子17)はVCNT端子74と接続されている。可変容量M2のゲート電極(ゲート端子18)は固定容量C2及び抵抗R2と接続され、ウェル領域(ウェル端子17)はVCNT端子74と接続されている。
制御回路72は、V1端子(バイアス電圧制御端子)76より制御信号V1を入力し、制御端子75から入力される制御信号S0に基づいて制御されたバイアス信号V1’を、V1’ノード73を介して抵抗R1、R2に出力している。
Here, the variable capacitors M1 and M2 have the same cross-sectional structure as the MOS varactor element 10 of FIG. The gate electrode (gate terminal 18) of the variable capacitor M1 is connected to the fixed capacitor C1 and the resistor R1, and the well region (well terminal 17) is connected to the VCNT terminal 74. The gate electrode (gate terminal 18) of the variable capacitor M2 is connected to the fixed capacitor C2 and the resistor R2, and the well region (well terminal 17) is connected to the VCNT terminal 74.
The control circuit 72 receives the control signal V 1 from the V 1 terminal (bias voltage control terminal) 76, and receives the bias signal V 1 ′ controlled based on the control signal S 0 input from the control terminal 75 via the V 1 ′ node 73. Are output to the resistors R1 and R2.

可変容量M1と固定容量C1の接続点、可変容量M2と固定容量C2の接続点には、抵抗R1、R2を介して制御回路72から出力されるバイアス信号V1’のバイアス電位V1’が印加されており、バイアス電位V1’と制御信号VCNTの電位との差によって、可変容量が決定される。
また、固定容量C1、C2の他方の端子はそれぞれインダクタL1、L2の一方の端子に接続され、インダクタL1、L2の他方の端子は電源VDDに接続されている。
バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、DCカット用の固定容量C3、C4を介して、お互いのベースに入力されている、いわゆるクロスカップリングの構成をしている。バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミッタは、互いに共通接続され、その接続点にて電流源I1より電流供給を受ける。また、電流源I2と抵抗R5によってDC電位V3を発生し、抵抗R3、R4を介してバイポーラトランジスタQ1、Q2のベースにそれぞれ供給する。
A bias potential V1 ′ of the bias signal V1 ′ output from the control circuit 72 is applied to the connection point between the variable capacitor M1 and the fixed capacitor C1, and the connection point between the variable capacitor M2 and the fixed capacitor C2 via the resistors R1 and R2. The variable capacitance is determined by the difference between the bias potential V1 ′ and the potential of the control signal VCNT.
The other terminals of the fixed capacitors C1 and C2 are connected to one terminals of the inductors L1 and L2, respectively, and the other terminals of the inductors L1 and L2 are connected to the power supply VDD.
The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 have a so-called cross coupling configuration in which they are input to the bases of each other via fixed capacitors C3 and C4 for DC cut. The emitters of the bipolar transistors Q1 and Q2 are commonly connected to each other and receive a current supply from the current source I1 at the connection point. A DC potential V3 is generated by the current source I2 and the resistor R5 and supplied to the bases of the bipolar transistors Q1 and Q2 via the resistors R3 and R4, respectively.

また、バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、それぞれインダクタL1と固定容量C1の共通接続点、インダクタL2と固定容量C2の共通接続点にて、タンク回路71にも接続され、負性抵抗を発生して安定したLC発振を継続させており、その出力信号OUT、OUTBは共通接続点に接続された出力端子77、78より出力される。   The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 are also connected to the tank circuit 71 at the common connection point of the inductor L1 and the fixed capacitor C1, and the common connection point of the inductor L2 and the fixed capacitor C2, respectively, thereby generating a negative resistance. And stable LC oscillation is continued, and output signals OUT and OUTB are output from output terminals 77 and 78 connected to a common connection point.

図8は図7記載の制御回路72の具体例を示している。
図8の制御回路72は、NチャネルMOSトランジスタ(NMOS)QN1とPチャネルMOSトランジスタ(PMOS)QP0、QP1とインバータINV1を有し、端子V1はNチャネルMOSトランジスタQN1とPチャネルMOSトランジスタQP1のソースに夫々接続され、端子V1’はNチャネルMOSトランジスタQN1とPチャネルMOSトランジスタQP1のドレインに夫々接続されている。
FIG. 8 shows a specific example of the control circuit 72 shown in FIG.
The control circuit 72 of FIG. 8 has an N channel MOS transistor (NMOS) QN1, P channel MOS transistors (PMOS) QP0 and QP1, and an inverter INV1, and a terminal V1 is the source of the N channel MOS transistor QN1 and P channel MOS transistor QP1. And the terminal V1 ′ is connected to the drains of the N-channel MOS transistor QN1 and the P-channel MOS transistor QP1, respectively.

端子S0はNチャネルMOSトランジスタQN1のゲート及びPチャネルMOSトランジスタQP0のゲートに接続され、インバータINV1を介しPチャネルMOSトランジスタQP1のゲートに接続されている。また、PチャネルMOSトランジスタQP0のソースは電源VDDに接続され、ドレインは端子V1’に接続されている。端子V1、端子V1’、端子S0は図7のV1端子76、V1’ノード73、制御端子75に夫々接続される。   Terminal S0 is connected to the gate of N channel MOS transistor QN1 and the gate of P channel MOS transistor QP0, and is connected to the gate of P channel MOS transistor QP1 through inverter INV1. The source of the P-channel MOS transistor QP0 is connected to the power supply VDD, and the drain is connected to the terminal V1 '. Terminal V1, terminal V1 'and terminal S0 are connected to V1 terminal 76, V1' node 73 and control terminal 75 of FIG.

端子S0から入力される制御信号S0の電位が電源電位と等しいとき、すなわち制御信号S1の電位が接地電位と等しい時に、端子V1の電位と端子V1’の電位が等しくなる。また、制御信号S0の電位が接地電位と等しいとき、すなわち制御信号S1の電位が電源電位と等しい時、端子V1’の電位は電源電位と等しくなる
図7のLC−VCO70の通常動作時は、制御回路72の制御信号S0の電位を電源電位と等しくすることによって、制御信号V1の電位V1と制御信号V1’の電位V1’が等しくなり、MOSバラクタ素子M1、M2に電位差(V1’−VCNT)が印加され、MOSバラクタ素子M1、M2は電位差(V1’−VCNT)に対応した容量値となる。この時のバイアス電位V1は正の固定電位としており、このLC−VCO70はタンク回路71の共振周波数で発振するため、制御信号VCNTの電位を調整しMOSバラクタ素子M1、M2の容量値を制御することで所望の発振周波数を得ることができる。
When the potential of the control signal S0 input from the terminal S0 is equal to the power supply potential, that is, when the potential of the control signal S1 is equal to the ground potential, the potential of the terminal V1 is equal to the potential of the terminal V1 ′. Further, when the potential of the control signal S0 is equal to the ground potential, that is, when the potential of the control signal S1 is equal to the power supply potential, the potential of the terminal V1 ′ becomes equal to the power supply potential. During normal operation of the LC-VCO 70 in FIG. By making the potential of the control signal S0 of the control circuit 72 equal to the power supply potential, the potential V1 of the control signal V1 and the potential V1 ′ of the control signal V1 ′ become equal, and the potential difference (V1′−VCNT) is applied to the MOS varactor elements M1 and M2. ), And the MOS varactor elements M1 and M2 have capacitance values corresponding to the potential difference (V1′−VCNT). The bias potential V1 at this time is a positive fixed potential, and the LC-VCO 70 oscillates at the resonance frequency of the tank circuit 71. Therefore, the potential of the control signal VCNT is adjusted to control the capacitance values of the MOS varactor elements M1 and M2. Thus, a desired oscillation frequency can be obtained.

図7のLC−VCO70の動作待機時は、制御回路72の制御信号S0の電位を接地電位と等しくすることによって、MOSバラクタ素子M1、M2に印加される制御信号V1’の電位を電源電位とする。動作待機時の制御信号VCNTの電位は、接地電位と電源電位の間の任意電位であることが考えられ、MOSバラクタ素子M1、M2の容量制御電圧(V1’−VCNT)は0もしくは正となる。これはMOSバラクタ素子M1、M2の電極の電位からウェル領域の電位を引いた電位差が0以上であることに等しい。
よって動作待機時に反転層が形成されることはなく、任意の容量安定状態へ速やかに遷移することが可能となる。
When the operation of the LC-VCO 70 in FIG. 7 is on standby, the potential of the control signal V1 ′ applied to the MOS varactor elements M1 and M2 is set to the power supply potential by making the potential of the control signal S0 of the control circuit 72 equal to the ground potential. To do. The potential of the control signal VCNT during standby is considered to be an arbitrary potential between the ground potential and the power supply potential, and the capacity control voltage (V1′−VCNT) of the MOS varactor elements M1 and M2 becomes 0 or positive. . This is equivalent to that the potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrodes of the MOS varactor elements M1 and M2 is 0 or more.
Therefore, the inversion layer is not formed at the time of operation standby, and it is possible to quickly transition to an arbitrary capacitance stable state.

図8の制御回路具体例以外の回路でも、動作待機時の制御信号V1’の電位を制御信号VCNTの電位以上と制御し、動作待機時のMOSバラクタ素子の容量制御電圧(V1’−VCNT)が負になることを避ければ同様の効果を得ることが出来る。   Even in a circuit other than the specific example of the control circuit of FIG. 8, the potential of the control signal V1 ′ during operation standby is controlled to be equal to or higher than the potential of the control signal VCNT, and the capacity control voltage (V1′−VCNT) of the MOS varactor element during operation standby. A similar effect can be obtained by avoiding negative.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について図面を参照して説明する。
図9は本発明を適用したLC共振型電圧制御発振器(LC−VCO)90における具体例を示している。図9のLC−VCO90は、インダクタL1、L2、固定容量C1、C2、MOSバラクタ素子による可変容量M1、M2、バイアス電位を与える抵抗R1、R2からなるタンク回路91と、その共振周波数で正帰還増幅するバイポーラトランジスタQ1、Q2と、電流源I1と、DC電位を遮断するための固定容量C3、C4と、バイポーラトランジスタQ1、Q2にDC電位を与える抵抗R3、R4と、DC電位を発生する為の電流源I2、抵抗R5と、LC−VCO90の通常動作時は入力電位と出力電位とを同電位とし、動作待機時は出力電位を接地電位とする制御回路92を有している。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 shows a specific example of an LC resonance type voltage controlled oscillator (LC-VCO) 90 to which the present invention is applied. The LC-VCO 90 shown in FIG. 9 includes inductors L1 and L2, fixed capacitors C1 and C2, variable capacitors M1 and M2 using MOS varactor elements, a tank circuit 91 including resistors R1 and R2 for applying a bias potential, and positive feedback at the resonance frequency. Bipolar transistors Q1 and Q2 to be amplified, current source I1, fixed capacitors C3 and C4 for cutting off DC potential, resistors R3 and R4 for applying DC potential to bipolar transistors Q1 and Q2, and DC potential are generated. The control circuit 92 has the same input potential and output potential during normal operation of the LC-VCO 90 and the output potential as a ground potential during standby.

また、可変容量M1、M2は図2のMOSバラクタ素子20と同じ断面構造を有している。可変容量M1のウェル領域(ウェル端子27)は固定容量C1及び抵抗R1と接続され、ゲート電極(ゲート端子28)はVCNT’ノード93を介して制御回路92と接続されている。可変容量M2のウェル領域(ウェル端子27)は固定容量C2及び抵抗R2と接続され、ゲート電極(ゲート端子28)はVCNT’ノード93を介して制御回路92と接続されている。
制御回路92は、VCNT端子(電位制御端子)94より制御信号VCNTを入力し、制御端子95から入力される制御信号S0に基づいて制御された制御信号VCNT’を、VCNT’ノード93を介して可変容量M1、M2のゲート電極(ゲート端子28)に出力している。
The variable capacitors M1 and M2 have the same cross-sectional structure as the MOS varactor element 20 shown in FIG. The well region (well terminal 27) of the variable capacitor M1 is connected to the fixed capacitor C1 and the resistor R1, and the gate electrode (gate terminal 28) is connected to the control circuit 92 via the VCNT 'node 93. The well region (well terminal 27) of the variable capacitor M2 is connected to the fixed capacitor C2 and the resistor R2, and the gate electrode (gate terminal 28) is connected to the control circuit 92 via the VCNT ′ node 93.
The control circuit 92 receives a control signal VCNT from a VCNT terminal (potential control terminal) 94, and transmits a control signal VCNT ′ controlled based on the control signal S 0 input from the control terminal 95 via a VCNT ′ node 93. This is output to the gate electrodes (gate terminals 28) of the variable capacitors M1 and M2.

可変容量M1と固定容量C1の接続点、可変容量M2と固定容量C2の接続点には、抵抗R1、R2を介してバイアス端子96からのバイアス電位V1が印加されており、バイアス電位V1と制御信号VCNT’の電位の差によって、可変容量が決定される。
また、固定容量C1、C2の他方の端子はそれぞれインダクタL1、L2の一方の端子に接続され、インダクタL1、L2の他方の端子は電源VDDに接続されている。
バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、DCカット用の固定容量C3、C4を介して、お互いのベースに入力されている、いわゆるクロスカップリングの構成をしている。バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミッタは、互いに共通接続され、その接続点にて電流源I1より電流供給を受ける。また、電流源I2と抵抗R5によってDC電位V3を発生し、抵抗R3、R4を介してバイポーラトランジスタQ1、Q2のベースにそれぞれ供給する。
A bias potential V1 from the bias terminal 96 is applied to the connection point between the variable capacitor M1 and the fixed capacitor C1, and the connection point between the variable capacitor M2 and the fixed capacitor C2 via the resistors R1 and R2, and the bias potential V1 and the control point are controlled. The variable capacitance is determined by the difference in potential of the signal VCNT ′.
The other terminals of the fixed capacitors C1 and C2 are connected to one terminals of the inductors L1 and L2, respectively, and the other terminals of the inductors L1 and L2 are connected to the power supply VDD.
The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 have a so-called cross coupling configuration in which they are input to the bases of each other via fixed capacitors C3 and C4 for DC cut. The emitters of the bipolar transistors Q1 and Q2 are commonly connected to each other and receive a current supply from the current source I1 at the connection point. A DC potential V3 is generated by the current source I2 and the resistor R5 and supplied to the bases of the bipolar transistors Q1 and Q2 via the resistors R3 and R4, respectively.

また、バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、それぞれインダクタL1と固定容量C1の共通接続点、インダクタL2と固定容量C2の共通接続点にてタンク回路91にも接続され、負性抵抗を発生して安定したLC発振を継続させており、その出力信号OUT、OUTBは共通接続点に接続された出力端子97、98より出力される。
図9記載の制御回路92の具体例として前述した図6が挙げられる。内部の回路及びその動作の詳細説明は前述したとおりなので省略するが、端子VCNT、端子VCNT’、端子S0は図9のVCNT端子94、VCNT’ノード93、制御端子95に夫々接続される。
The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 are also connected to the tank circuit 91 at the common connection point of the inductor L1 and the fixed capacitor C1, and the common connection point of the inductor L2 and the fixed capacitor C2, respectively, thereby generating a negative resistance. Stable LC oscillation is continued, and output signals OUT and OUTB are output from output terminals 97 and 98 connected to a common connection point.
The above-described FIG. 6 is given as a specific example of the control circuit 92 shown in FIG. Although the detailed description of the internal circuit and its operation is omitted as described above, the terminal VCNT, the terminal VCNT ′, and the terminal S0 are connected to the VCNT terminal 94, the VCNT ′ node 93, and the control terminal 95 of FIG.

図9のLC−VCO90の通常動作時は、制御回路92の制御信号S0の電位を電源電位と等しくすることによって、制御信号VCNTの電位VCNTと制御信号VCNT’の電位VCNT’とが等しくなり、MOSバラクタ素子M1、M2に電位差(V1−VCNT’)が印加され、この電位差に対応した容量値となる。この時のバイアス電位V1は正の固定電位としており、このLC−VCO90はタンク回路91の共振周波数で発振するため、制御信号VCNTの電位を調整しMOSバラクタ素子M1、M2の容量値を制御することで所望の発振周波数を得ることができる。   During normal operation of the LC-VCO 90 of FIG. 9, by making the control signal S0 potential of the control circuit 92 equal to the power supply potential, the potential VCNT of the control signal VCNT and the potential VCNT ′ of the control signal VCNT ′ become equal, A potential difference (V1−VCNT ′) is applied to the MOS varactor elements M1 and M2, and the capacitance value corresponds to this potential difference. The bias potential V1 at this time is a positive fixed potential, and the LC-VCO 90 oscillates at the resonance frequency of the tank circuit 91. Therefore, the potential of the control signal VCNT is adjusted to control the capacitance values of the MOS varactor elements M1 and M2. Thus, a desired oscillation frequency can be obtained.

図9のLC−VCO90の動作待機時は、制御回路92の制御信号S0の電位を接地電位と等しくすることによって、MOSバラクタ素子M1、M2に印加される制御信号VCNT’の電位を接地電位とする。動作待機時のバイアス電位V1は、接地電位もしくは正の固定電位の二通りが考えられ、MOSバラクタ素子M1、M2の容量制御電圧(V1−VCNT’)は0もしくは正となり、負になることはない。これはMOSバラクタ素子M1、M2の電極の電位からウェル領域の電位を引いた電位差が0以下であることに等しい。
よって動作待機時に反転層が形成されることはなく、任意の容量安定状態へ速やかに遷移することが可能となる。
When the operation of the LC-VCO 90 in FIG. 9 is on standby, the potential of the control signal VCNT ′ applied to the MOS varactor elements M1 and M2 is set to the ground potential by making the potential of the control signal S0 of the control circuit 92 equal to the ground potential. To do. The bias potential V1 during operation standby can be ground potential or positive fixed potential, and the capacity control voltage (V1-VCNT ′) of the MOS varactor elements M1 and M2 can be 0 or positive and negative. Absent. This is equivalent to that the potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrodes of the MOS varactor elements M1 and M2 is 0 or less.
Therefore, the inversion layer is not formed at the time of operation standby, and it is possible to quickly transition to an arbitrary capacitance stable state.

図6の制御回路具体例以外の回路でも、動作待機時の制御信号VCNT’の電位をバイアス電位V1以下と制御し、動作待機時のMOSバラクタ素子の容量制御電圧(V1−VCNT’)が負になることを避ければ同様の効果を得ることが出来る。   Even in a circuit other than the specific example of the control circuit of FIG. 6, the potential of the control signal VCNT ′ during operation standby is controlled to be equal to or less than the bias potential V1, and the capacitance control voltage (V1−VCNT ′) of the MOS varactor element during operation standby is negative. If it is avoided, the same effect can be obtained.

(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態について図面を参照して説明する。
図10は本発明を適用したLC共振型電圧制御発振器(LC−VCO)100における具体例を示している。図10のLC−VCO100は、インダクタL1、L2、固定容量C1、C2、MOSバラクタ素子による可変容量M1、M2、バイアス電位を与える抵抗R1、R2からなるタンク回路101と、その共振周波数で正帰還増幅するバイポーラトランジスタQ1、Q2と、電流源I1と、DC電位を遮断するための固定容量C3、C4と、バイポーラトランジスタQ1、Q2にDC電位を与える抵抗R3、R4と、DC電位を発生する為の電流源I2、抵抗R5と、LC−VCO100の通常動作時は入力電位と出力電位とを同電位とし、動作待機時は出力電位を電源電位とする制御回路102を有している。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 shows a specific example of an LC resonance type voltage controlled oscillator (LC-VCO) 100 to which the present invention is applied. The LC-VCO 100 in FIG. 10 includes inductors L1 and L2, fixed capacitors C1 and C2, variable capacitors M1 and M2 using MOS varactor elements, resistors R1 and R2 that provide bias potentials, and positive feedback at the resonance frequency. Bipolar transistors Q1 and Q2 to be amplified, current source I1, fixed capacitors C3 and C4 for cutting off DC potential, resistors R3 and R4 for applying DC potential to bipolar transistors Q1 and Q2, and DC potential are generated. The control circuit 102 has an input potential and an output potential that are the same during normal operation of the LC-VCO 100 and an output potential that is a power supply potential during standby.

また、可変容量M1、M2は図2のMOSバラクタ素子20と同じ断面構造を有する。可変容量M1のウェル領域(ウェル端子27)は固定容量C1及び抵抗R1と接続され、ゲート電極(ゲート端子28)はVCNT端子104と接続されている。可変容量M2のウェル領域(ウェル端子27)は固定容量C2及び抵抗R2と接続され、ゲート電極(ゲート端子28)はVCNT端子104と接続されている。
制御回路102は、V1端子(バイアス電圧制御端子)106より制御信号V1を入力し、制御端子105から入力される制御信号S0に基づいて制御されたバイアス信号V1’を、V1’ノード103を介して抵抗R1、R2に出力している。
The variable capacitors M1 and M2 have the same cross-sectional structure as the MOS varactor element 20 shown in FIG. The well region (well terminal 27) of the variable capacitor M1 is connected to the fixed capacitor C1 and the resistor R1, and the gate electrode (gate terminal 28) is connected to the VCNT terminal 104. The well region (well terminal 27) of the variable capacitor M2 is connected to the fixed capacitor C2 and the resistor R2, and the gate electrode (gate terminal 28) is connected to the VCNT terminal 104.
The control circuit 102 receives the control signal V 1 from the V 1 terminal (bias voltage control terminal) 106, and receives the bias signal V 1 ′ controlled based on the control signal S 0 input from the control terminal 105 via the V 1 ′ node 103. Are output to the resistors R1 and R2.

可変容量M1と固定容量C1の接続点、可変容量M2と固定容量C2の接続点には、抵抗R1、R2を介して制御回路102から出力されるバイアス信号V1’のバイアス電位V1’が印加されており、バイアス電位V1’と制御信号VCNTの電位との差によって、可変容量が決定される。
また、固定容量C1、C2の他方の端子はそれぞれインダクタL1、L2の一方の端子に接続され、インダクタL1、L2の他方の端子は電源VDDに接続されている。
バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、DCカット用の固定容量C3、C4を介して、お互いのベースに入力されている、いわゆるクロスカップリングの構成をしている。バイポーラトランジスタQ1、Q2のエミッタは、互いに共通接続され、その接続点にて電流源I1より電流供給を受ける。また、電流源I2と抵抗R5によってDC電位V3を発生し、抵抗R3、R4を介してバイポーラトランジスタQ1、Q2のベースにそれぞれ供給する。
A bias potential V1 ′ of the bias signal V1 ′ output from the control circuit 102 is applied to the connection point between the variable capacitor M1 and the fixed capacitor C1, and the connection point between the variable capacitor M2 and the fixed capacitor C2 via the resistors R1 and R2. The variable capacitance is determined by the difference between the bias potential V1 ′ and the potential of the control signal VCNT.
The other terminals of the fixed capacitors C1 and C2 are connected to one terminals of the inductors L1 and L2, respectively, and the other terminals of the inductors L1 and L2 are connected to the power supply VDD.
The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 have a so-called cross coupling configuration in which they are input to the bases of each other via fixed capacitors C3 and C4 for DC cut. The emitters of the bipolar transistors Q1 and Q2 are commonly connected to each other and receive a current supply from the current source I1 at the connection point. A DC potential V3 is generated by the current source I2 and the resistor R5 and supplied to the bases of the bipolar transistors Q1 and Q2 via the resistors R3 and R4, respectively.

また、バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタは、それぞれインダクタL1と固定容量C1の共通接続点、インダクタL2と固定容量C2の共通接続点にてタンク回路101にも接続され、負性抵抗を発生して安定したLC発振を継続させており、その出力信号OUT、OUTBは共通接続点に接続された出力端子107、108より出力される。   The collectors of the bipolar transistors Q1 and Q2 are also connected to the tank circuit 101 at the common connection point of the inductor L1 and the fixed capacitor C1, and the common connection point of the inductor L2 and the fixed capacitor C2, respectively, thereby generating a negative resistance. The stable LC oscillation is continued, and the output signals OUT and OUTB are output from the output terminals 107 and 108 connected to the common connection point.

図10記載の制御回路102の具体例として前述した図8が挙げられる。内部の回路及びその動作の詳細説明は前述したとおりなので省略するが、端子V1、端子V1’、端子S0は図10のV1端子106、V1’ノード103、制御端子105に夫々接続される。
図10のLC−VCO100の通常動作時は、制御回路102の制御信号S0の電位を電源電位と等しくすることによって、制御信号V1の電位V1と制御信号V1’の電位V1’が等しくなり、MOSバラクタ素子M1、M2に電位差(V1’−VCNT)が印加され、MOSバラクタ素子M1、M2は電位差(V1’−VCNT)に対応した容量値となる。この時のバイアス電位V1は正の固定電位としており、このLC−VCO100はタンク回路101の共振周波数で発振するため、制御信号VCNTの電位を調整しMOSバラクタ素子M1、M2の容量値を制御することで所望の発振周波数を得ることができる。
As a specific example of the control circuit 102 shown in FIG. Although the detailed description of the internal circuit and its operation is omitted as described above, the terminal V1, the terminal V1 ′, and the terminal S0 are connected to the V1 terminal 106, the V1 ′ node 103, and the control terminal 105 in FIG.
In the normal operation of the LC-VCO 100 of FIG. 10, by making the potential of the control signal S0 of the control circuit 102 equal to the power supply potential, the potential V1 of the control signal V1 and the potential V1 ′ of the control signal V1 ′ become equal. A potential difference (V1′−VCNT) is applied to the varactor elements M1 and M2, and the MOS varactor elements M1 and M2 have capacitance values corresponding to the potential difference (V1′−VCNT). The bias potential V1 at this time is a positive fixed potential, and the LC-VCO 100 oscillates at the resonance frequency of the tank circuit 101. Therefore, the potential of the control signal VCNT is adjusted to control the capacitance values of the MOS varactor elements M1 and M2. Thus, a desired oscillation frequency can be obtained.

図10のLC−VCO100の動作待機時は、制御回路102の制御信号S0の電位を接地電位と等しくすることによって、MOSバラクタ素子M1、M2に印加される制御信号V1’の電位を電源電位とする。動作待機時の制御信号VCNTの電位は、接地電位と電源電位の間の任意電位であることが考えられ、MOSバラクタ素子M1、M2の容量制御電圧(V1’−VCNT)は0もしくは正となる。これはMOSバラクタ素子M1、M2の電極の電位からウェル領域の電位を引いた電位差が0以下であることに等しい。
よって動作待機時に反転層が形成されることはなく、任意の容量安定状態へ速やかに遷移することが可能となる。
When the LC-VCO 100 in FIG. 10 is on standby, the potential of the control signal V1 ′ applied to the MOS varactor elements M1 and M2 is set to the power supply potential by making the potential of the control signal S0 of the control circuit 102 equal to the ground potential. To do. The potential of the control signal VCNT during standby is considered to be an arbitrary potential between the ground potential and the power supply potential, and the capacity control voltage (V1′−VCNT) of the MOS varactor elements M1 and M2 becomes 0 or positive. . This is equivalent to that the potential difference obtained by subtracting the potential of the well region from the potential of the electrodes of the MOS varactor elements M1 and M2 is 0 or less.
Therefore, the inversion layer is not formed at the time of operation standby, and it is possible to quickly transition to an arbitrary capacitance stable state.

図8の制御回路具体例以外の回路でも、動作待機時の制御信号V1’の電位を制御信号VCNTの電位以上と制御し、動作待機時のMOSバラクタ素子の容量制御電圧(V1’−VCNT)が負になることを避ければ同様の効果を得ることが出来る。   Even in a circuit other than the specific example of the control circuit of FIG. 8, the potential of the control signal V1 ′ during operation standby is controlled to be equal to or higher than the potential of the control signal VCNT, and the capacity control voltage (V1′−VCNT) of the MOS varactor element during operation standby. A similar effect can be obtained by avoiding negative.

(第5の実施形態)
次に、上述した本発明の第1から第4の実施形態のLC−VCOを提供できる応用システムの例としてPLL回路110を説明する。
図11は一般的なPLL回路110の構成であり、位相比較器(PFD)及びチャージポンプ(CP)111、ループフィルタ(LPF)112、電圧制御発振器(VCO)113、基準電位発生回路(VREF)114、帰還分周器(DIV)115を有している。尚、この例では、PFDとCPはひとつのブロックとして示している。
(Fifth embodiment)
Next, a PLL circuit 110 will be described as an example of an application system that can provide the LC-VCO according to the first to fourth embodiments of the present invention described above.
FIG. 11 shows a configuration of a general PLL circuit 110, which includes a phase comparator (PFD) and a charge pump (CP) 111, a loop filter (LPF) 112, a voltage controlled oscillator (VCO) 113, and a reference potential generation circuit (VREF). 114 and a feedback frequency divider (DIV) 115. In this example, PFD and CP are shown as one block.

図5、図7、図9、または図10のLC−VCOを図11のVCO113に適応すると、図5、図7、図9、または図10のLC−VCOのVCNT端子(電位制御端子)は、LPF112の出力と接続され、V1端子はVREF114の出力と接続され、LC−VCOの差動出力信号OUT、OUTBの各出力端子は出力端子116、117と接続され、更にDIV115の入力と接続される。   When the LC-VCO of FIG. 5, FIG. 7, FIG. 9, or FIG. 10 is applied to the VCO 113 of FIG. 11, the VCNT terminal (potential control terminal) of the LC-VCO of FIG. Are connected to the output of the LPF 112, the V1 terminal is connected to the output of the VREF 114, the output terminals of the differential output signals OUT and OUTB of the LC-VCO are connected to the output terminals 116 and 117, and are further connected to the input of the DIV 115. The

PLL回路は、通常動作状態では、VCO113の差動出力信号OUT、OUTBをDIV115で分周し、さらに差動−シングル変換することで生成したクロック信号と、別途REFIN端子118から入力される参照用のクロック信号との位相をPFD111で比較し、その比較結果に依存したパルス幅のパルス信号を発生し、そのパルス幅に依存した電流をCP111から出力する。次に、LPF112にてその電流を電位に変換し、変換出力をVCO113の制御信号VCNTとして供給する。このとき図5、図7、図9、または図10のLC−VCOの制御信号V1はVREF114から供給される正の固定電位である。   In the normal operation state, the PLL circuit divides the differential output signals OUT and OUTB of the VCO 113 by the DIV 115 and further performs differential-single conversion, and a reference signal input from the REFIN terminal 118 separately. The PFD 111 compares the phase with the other clock signal, generates a pulse signal having a pulse width depending on the comparison result, and outputs a current depending on the pulse width from the CP 111. Next, the current is converted into a potential by the LPF 112 and the converted output is supplied as the control signal VCNT of the VCO 113. At this time, the control signal V1 of the LC-VCO in FIG. 5, FIG. 7, FIG. 9 or FIG. 10 is a positive fixed potential supplied from the VREF 114.

このようなPLL回路110を、本発明の実施形態におけるLC−VCOを用いて実現することができる。本発明の実施形態に基づくLC−VCOは、動作待機時にMOSバラクタ素子に印加される容量制御電圧を制御することにより、MOSバラクタ素子の電極直下のウェル表面に少数キャリアによる反転層が形成されないことにより、待機状態から容量安定状態へ速やかに遷移することが可能であり、ひいては待機状態からの周波数安定状態までの過渡応答が高速なPLL回路を提供することできる。   Such a PLL circuit 110 can be realized using the LC-VCO in the embodiment of the present invention. In the LC-VCO according to the embodiment of the present invention, by controlling the capacitance control voltage applied to the MOS varactor element during operation standby, an inversion layer due to minority carriers is not formed on the well surface immediately below the electrode of the MOS varactor element. Thus, it is possible to provide a PLL circuit that can quickly transition from the standby state to the stable capacity state, and thus has a fast transient response from the standby state to the stable frequency state.

MOS型の構造を有するバラクタ素子の断面図である。It is sectional drawing of the varactor element which has a MOS type structure. MOS型の構造を有するバラクタ素子の断面図である。It is sectional drawing of the varactor element which has a MOS type structure. 図1のMOSバラクタ素子に印加される容量制御電圧とMOSバラクタ素子の容量値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the capacity | capacitance control voltage applied to the MOS varactor element of FIG. 1, and the capacitance value of a MOS varactor element. 図2のMOSバラクタ素子に印加される容量制御電圧とMOSバラクタ素子の容量値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the capacity | capacitance control voltage applied to the MOS varactor element of FIG. 2, and the capacitance value of a MOS varactor element. 本発明の第1の実施形態のLC共振型電圧制御発振器を示す図である。1 is a diagram illustrating an LC resonance type voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention. 図5、図9の制御回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control circuit of FIG. 5, FIG. 本発明の第2の実施形態のLC共振型電圧制御発振器を示す図である。It is a figure which shows the LC resonance type voltage controlled oscillator of the 2nd Embodiment of this invention. 図7、図10の制御回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control circuit of FIG. 7, FIG. 本発明の第3の実施形態のLC共振型電圧制御発振器を示す図である。It is a figure which shows the LC resonance type voltage controlled oscillator of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態のLC共振型電圧制御発振器を示す図である。It is a figure which shows the LC resonance type voltage controlled oscillator of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第1から第4の実施形態のLC共振型電圧制御発振器を用いたPLL回路を示す図である。It is a figure which shows the PLL circuit using the LC resonance type voltage control oscillator of the 1st to 4th embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、20、M1、M2 MOSバラクタ素子
12 Nウェル
22 Pウェル
16、26 ゲート電極
50、70、90、100 LC共振型電圧制御発振器
52、72、92、102 制御回路
53、93 VCNT’ノード
54、74、94、104 VCNT端子
55、75、95、105 制御端子
56、76、96、106 バイアス端子
73、103 V1’ノード
110 PLL回路
111 位相比較器及びチャージポンプ
112 ループフィルタ
113 電圧制御発振器
114 基準電位発生回路
115 帰還分周器
10, 20, M1, M2 MOS varactor element 12 N well 22 P well 16, 26 Gate electrode 50, 70, 90, 100 LC resonant voltage controlled oscillator 52, 72, 92, 102 Control circuit 53, 93 VCNT 'node 54 , 74, 94, 104 VCNT terminal 55, 75, 95, 105 Control terminal 56, 76, 96, 106 Bias terminal 73, 103 V1 ′ node 110 PLL circuit 111 Phase comparator and charge pump 112 Loop filter 113 Voltage controlled oscillator 114 Reference potential generation circuit 115 Feedback divider

Claims (8)

シリコン基板表面に形成されたN型ウェル領域と、このN型ウェル領域上に設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設けられた電極と、を有するMOSバラクタ素子を備える半導体集積回路であって、
前記MOSバラクタ素子の動作待機時に、前記電極の電位から前記N型ウェル領域の電位を引いた電位差を0以上にする制御回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit comprising a MOS varactor element having an N-type well region formed on the surface of a silicon substrate, an insulating film provided on the N-type well region, and an electrode provided on the insulating film. And
A semiconductor integrated circuit, comprising: a control circuit for setting a potential difference obtained by subtracting a potential of the N-type well region from a potential of the electrode to 0 or more during standby of the operation of the MOS varactor element.
前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記N型ウェル領域の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記N型ウェル領域の電位を接地電位とすることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。   The control circuit sets the potential of the N-type well region to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element, controls the capacitance value of the MOS varactor element, and waits for operation of the MOS varactor element 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the potential of the N-type well region is a ground potential. 前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記電極の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記電極の電位を正電源電位とすることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。   The control circuit sets the potential of the electrode to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element to control the capacitance value of the MOS varactor element. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the potential of the electrode is a positive power supply potential. シリコン基板表面に形成されたP型ウェル領域と、このP型ウェル領域上に設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設けられた電極と、を有するMOSバラクタ素子を備える半導体集積回路であって、
前記MOSバラクタ素子の動作待機時に、前記電極の電位から前記P型ウェル領域の電位を引いた電位差を0以下にする制御回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit including a MOS varactor element having a P-type well region formed on the surface of a silicon substrate, an insulating film provided on the P-type well region, and an electrode provided on the insulating film. And
A semiconductor integrated circuit, comprising: a control circuit that sets a potential difference obtained by subtracting the potential of the P-type well region from the potential of the electrode to 0 or less during standby of the operation of the MOS varactor element.
前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記電極の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記電極の電位を接地電位とすることを特徴とする請求項4に記載の半導体集積回路。   The control circuit sets the potential of the electrode to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element to control the capacitance value of the MOS varactor element. 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein the potential of the electrode is a ground potential. 前記制御回路は、前記MOSバラクタ素子の通常動作時は、前記P型ウェル領域の電位を所定の値に設定して、前記MOSバラクタ素子の容量値を制御し、前記MOSバラクタ素子の動作待機時は、前記P型ウェル領域の電位を正電源電位とすることを特徴とする請求項4に記載の半導体集積回路。   The control circuit sets the potential of the P-type well region to a predetermined value during normal operation of the MOS varactor element, controls the capacitance value of the MOS varactor element, and waits for operation of the MOS varactor element 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein the potential of the P-type well region is a positive power supply potential. 請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体集積回路を可変容量素子として備えることを特徴とする電圧制御発振器。   A voltage-controlled oscillator comprising the semiconductor integrated circuit according to claim 1 as a variable capacitance element. 請求項7に記載の電圧制御発振器を備えることを特徴とするPLL回路。   A PLL circuit comprising the voltage controlled oscillator according to claim 7.
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