JP2018093529A - Oscillation circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation circuit capable of suppressing characteristic deterioration of the other circuits provided in a semiconductor integrated circuit when outputting an oscillation signal having an oscillation frequency of hundreds of megahertz.SOLUTION: An oscillation circuit comprises: a first closed circuit constituted of a first capacitor provided inside a semiconductor integrated circuit, an inductor provided outside the semiconductor integrated circuit, and first wiring surrounding a first region demarcated between the first capacitor and the inductor and connecting the first capacitor and the inductor; and a second closed circuit constituted of an inductor, a second capacitor being provided outside the semiconductor integrated circuit and arranged outside the first region, and second wiring surrounding a second region demarcated between the inductor and the second capacitor and connecting the inductor and the second capacitor. Wiring resistance of the second wiring is smaller than wiring resistance of the first wiring.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高周波発振を可能にする発振回路に関する。   The present invention relates to an oscillation circuit that enables high-frequency oscillation.

従来から、無線機においては、インダクタ及びキャパシタから構成された共振回路と、トランジスタとによって構成された発振回路が用いられている。キャパシタとして可変容量ダイオードを用いることにより、電圧制御発振回路(VCO:voltage controlled oscillator)を構成し、周波数制御が可能になる。また、当該電圧制御発振回路、位相比較器、ループフィルタ、及び分周器によって位相同期回路(PLL:Phase-locked loop)を形成し、PLL周波数シンセサイザに用いることができる。   Conventionally, in a radio device, an oscillation circuit including a resonance circuit including an inductor and a capacitor and a transistor is used. By using a variable-capacitance diode as a capacitor, a voltage controlled oscillator (VCO: voltage controlled oscillator) is configured, and frequency control becomes possible. Further, a phase-locked loop (PLL) can be formed by the voltage-controlled oscillation circuit, the phase comparator, the loop filter, and the frequency divider, and can be used for a PLL frequency synthesizer.

近年においては、上述したような発振回路は、半導体集積回路の一部として形成されている。半導体集積回路の一部として発振回路を形成する方法として、発振回路を構成する全ての部品を半導体集積回路内に形成する場合や、発振回路を構成する部品の一部を半導体集積回路外に形成(すなわち、外付け部品として形成)する場合がある。例えば、発振周波数が数百メガヘルツ(MHz)以下になると、約10ナノヘンリー(nH)のインダクタンスを有するインダクタが必要となる。かかる場合に当該インダクタを半導体集積回路内に設けると、半導体集積回路内における当該インダクタの占有面積が過大となり、半導体集積回路自体も大きくなる。このため、数百MHz以下の発振周波数を有する発振回路においては、インダクタを半導体集積回路の外部に設けることが一般的に行われている。一方、発振周波数が1ギガヘルツ(GHz)以上になると約5nHのインダクタンスを有するインダクタが必要となり、当該インダクタは半導体集積回路内に収容できる。例えば、特許文献1にはインダクタを外付け部品として形成された発振回路が開示されている。更に、特許文献2には、キャパシタを外付け部品とした形成された発振回路が開示されている。特許文献3には、キャパシタを半導体集積回路内に設け、インダクタを外付け部品として設け、更に当該インダクタに外付けのキャパシタを直列接続した構成を有する発振回路が開示されている。   In recent years, the above-described oscillation circuit is formed as a part of a semiconductor integrated circuit. As a method of forming an oscillation circuit as a part of a semiconductor integrated circuit, when all the components constituting the oscillation circuit are formed in the semiconductor integrated circuit, or a part of the components constituting the oscillation circuit is formed outside the semiconductor integrated circuit. (That is, formed as an external part). For example, when the oscillation frequency is several hundred megahertz (MHz) or less, an inductor having an inductance of about 10 nanohenries (nH) is required. In such a case, if the inductor is provided in the semiconductor integrated circuit, the area occupied by the inductor in the semiconductor integrated circuit becomes excessive, and the semiconductor integrated circuit itself also increases. For this reason, in an oscillation circuit having an oscillation frequency of several hundred MHz or less, an inductor is generally provided outside the semiconductor integrated circuit. On the other hand, when the oscillation frequency is 1 gigahertz (GHz) or higher, an inductor having an inductance of about 5 nH is required, and the inductor can be accommodated in a semiconductor integrated circuit. For example, Patent Document 1 discloses an oscillation circuit in which an inductor is formed as an external component. Further, Patent Document 2 discloses an oscillation circuit formed with a capacitor as an external component. Patent Document 3 discloses an oscillation circuit having a configuration in which a capacitor is provided in a semiconductor integrated circuit, an inductor is provided as an external component, and an external capacitor is connected in series to the inductor.

特開2007−110504号公報JP 2007-110504 A 特開平7−131243号公報JP-A-7-131243 特開平6−132728号公報JP-A-6-132728

しかしながら、無線機においては、受信回路、送信回路、位相同期回路、制御回路等の種々の機能を有する回路を半導体集積回路に収容しており、微弱な信号を取り扱う受信回路においては、発振回路からの信号の干渉が問題となる。   However, in a radio device, circuits having various functions such as a reception circuit, a transmission circuit, a phase synchronization circuit, and a control circuit are accommodated in a semiconductor integrated circuit. In a reception circuit that handles weak signals, an oscillation circuit The interference of the signal becomes a problem.

例えば、トランジスタ及びキャパシタが半導体集積回路内に設けられ、インダクタのみが半導体集積回路外に設けられた構造を有する発振回路において、500MHzの発振周波数を15nHのインダクタで実現した場合、キャパシタンスは、以下の関係式(1)から6.75ピコファラッド(pF)になる。   For example, in an oscillation circuit having a structure in which a transistor and a capacitor are provided in a semiconductor integrated circuit and only an inductor is provided outside the semiconductor integrated circuit, when an oscillation frequency of 500 MHz is realized by a 15 nH inductor, the capacitance is as follows: From relational expression (1), 6.75 picofarad (pF) is obtained.

数式1Formula 1

Figure 2018093529
Figure 2018093529

なお、上記式において、fが共振周波数、Lがインダクタンス、Cがキャパシタンスである。発振状態における共振回路の電圧振幅の実効値を1Vとすると、インダクタのリアクタンスは、2πfL=47.1(Ω)となる。これにより、共振回路を流れる高周波電流は、1÷47.1=21.2(mA)となる。かかる高周波電流は、半導体集積回路自体の電源電流に匹敵する大電流である。 In the above equation, f is the resonance frequency, L is the inductance, and C is the capacitance. When the effective value of the voltage amplitude of the resonance circuit in the oscillation state is 1 V, the reactance of the inductor is 2πfL = 47.1 (Ω). As a result, the high-frequency current flowing through the resonance circuit is 1 ÷ 47.1 = 21.2 (mA). Such a high-frequency current is a large current comparable to the power supply current of the semiconductor integrated circuit itself.

このような高周波電流が共振回路に流れると、共振回路の電流経路を構成する導電性材料から電磁波が放射され、更には半導体素子の基板電位が変動して半導体集積回路内の他の回路の特性が劣化する。例えば、受信感度の低下といった半導体集積回路の特性劣化が生じる。   When such a high-frequency current flows through the resonance circuit, electromagnetic waves are emitted from the conductive material constituting the current path of the resonance circuit, and further, the substrate potential of the semiconductor element fluctuates and the characteristics of other circuits in the semiconductor integrated circuit Deteriorates. For example, characteristic degradation of the semiconductor integrated circuit such as a decrease in reception sensitivity occurs.

上述したような問題を解決するために、発振振幅を小さくすることが考えられるが、発振振幅を小さくすると発振信号の純度が劣化するため、かかる方法を用いることは困難である。また、発振回路と他の回路との間隔を広げたり、又は発振回路と他の回路との間にシールドを設けたりすることも考えられるが、半導体集積回路の面積及びコストの増加になるため、かかる方法も用いることは困難である。   In order to solve the above-described problem, it is conceivable to reduce the oscillation amplitude. However, if the oscillation amplitude is reduced, the purity of the oscillation signal deteriorates, so that it is difficult to use such a method. In addition, it may be possible to widen the interval between the oscillation circuit and other circuits, or to provide a shield between the oscillation circuit and other circuits, but this increases the area and cost of the semiconductor integrated circuit. Such a method is also difficult to use.

本発明は、以上の如き事情に鑑みてなされたものであり、数百メガヘルツの発振周波数を有する発振信号を出力する場合において、半導体集積回路内に設けられた他の回路の特性劣化を抑制することができる発振回路を提供する。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses deterioration of characteristics of other circuits provided in a semiconductor integrated circuit when an oscillation signal having an oscillation frequency of several hundred megahertz is output. Provided is an oscillation circuit that can be used.

上述した課題を解決するために、本発明の半導体装置は、半導体集積回路を含む半導体装置であって、前記半導体集積回路の内部に設けられた第1のキャパシタと、前記半導体集積回路の外部に設けられたインダクタと、前記第1のキャパシタと前記インダクタとの間に画定された第1の領域を囲み前記第1のキャパシタと前記インダクタとを接続する第1の配線と、により構成された第1の閉回路と、前記インダクタと、前記半導体集積回路の外部に設けられ前記第1の領域の外側に配置された第2のキャパシタと、前記インダクタと前記第2のキャパシタとの間に画定された第2の領域を囲み前記インダクタと前記第2のキャパシタとを接続する第2の配線と、により構成された第2の閉回路と、を有し、前記第2の配線の配線抵抗は、前記第1の配線の配線抵抗よりも小さいことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit, and includes a first capacitor provided inside the semiconductor integrated circuit and an outside of the semiconductor integrated circuit. And a first wiring that surrounds a first region defined between the first capacitor and the inductor and connects the first capacitor and the inductor. 1 closed circuit, the inductor, a second capacitor provided outside the semiconductor integrated circuit and disposed outside the first region, and defined between the inductor and the second capacitor. A second closed circuit that surrounds the second region and connects the inductor and the second capacitor, and the wiring resistance of the second wiring is: Wherein the serial smaller than wiring resistance of the first wiring.

本発明の発振回路は、半導体集積回路の内部に設けられた内部キャパシタと、半導体集積回路の外部に設けられた外部インダクタと、内部キャパシタ及び外部インダクタを接続する配線とからなる第1閉回路と、半導体集積回路の外部に設けられた外部キャパシタと、外部インダクタと、外部キャパシタ及び外部インダクタを接続する配線とからなる第2閉回路と、から構成される共振回路を有している。そして、第2閉回路の配線抵抗は第1閉回路の配線抵抗より小さいため、半導体集積回路の外部に高周波電流が流れやすくなり、発振時に流れる高周波電流によって半導体集積回路内の他の回路が受ける影響を低減することができる。   An oscillation circuit of the present invention includes a first closed circuit including an internal capacitor provided inside a semiconductor integrated circuit, an external inductor provided outside the semiconductor integrated circuit, and a wiring connecting the internal capacitor and the external inductor. And a second closed circuit including an external capacitor provided outside the semiconductor integrated circuit, an external inductor, and a wiring connecting the external capacitor and the external inductor. Since the wiring resistance of the second closed circuit is smaller than the wiring resistance of the first closed circuit, a high-frequency current easily flows outside the semiconductor integrated circuit, and other circuits in the semiconductor integrated circuit receive the high-frequency current flowing during oscillation. The influence can be reduced.

すなわち、本発明の発振回路においては、数百メガヘルツの発振周波数を有する発振信号を出力する場合においても、半導体集積回路内に設けられた他の回路の特性劣化を抑制することができる。   That is, in the oscillation circuit of the present invention, even when an oscillation signal having an oscillation frequency of several hundred megahertz is output, deterioration of characteristics of other circuits provided in the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

本発明の実施例1に係る発振回路を備える無線機の等価回路図である。1 is an equivalent circuit diagram of a radio device including an oscillation circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る発振回路を構成する共振回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the resonance circuit which comprises the oscillation circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る発振回路を備える無線機における高周波磁界を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the high frequency magnetic field in a radio | wireless machine provided with the oscillation circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る発振回路を備える無線機の等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of a radio device provided with the oscillation circuit which concerns on Example 2 of this invention. 、本発明の実施例2に係る発振回路の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an oscillation circuit according to Example 2 of the invention.

以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

先ず、図1乃至図3を参照しつつ本発明の実施例1に係る発振回路について説明する。図1は、本発明の実施例1に係る発振回路を備える無線機の等価回路図である。図2は、本発明の実施例1に係る発振回路を構成する共振回路の概略構成図である。図3は、本発明の実施例1に係る発振回路を備える無線機における高周波磁界を説明するための概略構成図である。   First, an oscillation circuit according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a wireless device including an oscillation circuit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a resonance circuit constituting the oscillation circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining a high-frequency magnetic field in a wireless device including the oscillation circuit according to the first embodiment of the invention.

図1に示されているように、無線機10は、発振回路20、受信回路30、送信回路40、制御回路50から構成されている。無線機10においては、発振回路20の一部、受信回路30、送信回路40及び制御回路50が半導体集積回路60の内部に設けられている。受信回路30は、無線機10に他の無線機から供給されるデータを受信して所定の処理を行う機能を有する。また、送信回路40は、無線機10から他の無線機に送信するためのデータを生成し、当該データを送信する機能を有する。制御回路50は、発振回路20、受信回路30、送信回路40に対して制御信号を供給し、これらの回路が所定の動作を行うように制御する機能を有する。なお、無線機10は、これらの回路以外にもデータを蓄積するためのメモリ部等を有してもよく、上述した構成に限定されることはない。   As shown in FIG. 1, the wireless device 10 includes an oscillation circuit 20, a reception circuit 30, a transmission circuit 40, and a control circuit 50. In the radio device 10, a part of the oscillation circuit 20, the reception circuit 30, the transmission circuit 40, and the control circuit 50 are provided inside the semiconductor integrated circuit 60. The receiving circuit 30 has a function of receiving data supplied from another wireless device to the wireless device 10 and performing predetermined processing. The transmission circuit 40 has a function of generating data to be transmitted from the wireless device 10 to another wireless device and transmitting the data. The control circuit 50 has a function of supplying control signals to the oscillation circuit 20, the reception circuit 30, and the transmission circuit 40, and controlling these circuits to perform predetermined operations. The radio device 10 may include a memory unit for storing data in addition to these circuits, and is not limited to the configuration described above.

発振回路20は、増幅回路21及び増幅回路21の入力端及び出力端に接続された共振回路22から構成されている。増幅回路21は、半導体集積回路60内に設けられた2つのpチャネル型のMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタP1、P2、及び2つのnチャネル型のMOSトランジスタN1、N2から構成されている。具体的な増幅回路21の構成は、以下の通りである。MOSトランジスタP1、P2のソース端は電源電圧Vddに接続され、MOSトランジスタP1のドレイン端はMOSトランジスタN1のドレイン端に接続され、MOSトランジスタP2のドレイン端はMOSトランジスタN2のドレイン端に接続されている。また、MOSトランジスタP1のドレイン端はMOSトランジスタP2、N2のゲート端に接続され、MOSトランジスタP2のドレイン端はMOSトランジスタP1、N1のゲート端に接続されている。更に、MOSトランジスタP1のゲート端はMOSトランジスタN1のゲート端及びMOSトランジスタP2、N2のドレイン端に接続され、MOSトランジスタP2のゲート端はMOSトランジスタN2のゲート端及びMOSトランジスタP1、N1のドレイン端に接続されている。そして、MOSトランジスタN1、N2のソース端は接地電位に接続されている。   The oscillation circuit 20 includes an amplification circuit 21 and a resonance circuit 22 connected to an input terminal and an output terminal of the amplification circuit 21. The amplifier circuit 21 includes two p-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors P1 and P2 and two n-channel MOS transistors N1 and N2 provided in the semiconductor integrated circuit 60. A specific configuration of the amplifier circuit 21 is as follows. The source ends of the MOS transistors P1, P2 are connected to the power supply voltage Vdd, the drain end of the MOS transistor P1 is connected to the drain end of the MOS transistor N1, and the drain end of the MOS transistor P2 is connected to the drain end of the MOS transistor N2. Yes. The drain end of the MOS transistor P1 is connected to the gate ends of the MOS transistors P2 and N2, and the drain end of the MOS transistor P2 is connected to the gate ends of the MOS transistors P1 and N1. Further, the gate end of the MOS transistor P1 is connected to the gate end of the MOS transistor N1 and the drain ends of the MOS transistors P2 and N2, and the gate end of the MOS transistor P2 is connected to the gate end of the MOS transistor N2 and the drain ends of the MOS transistors P1 and N1. It is connected to the. The source ends of the MOS transistors N1 and N2 are connected to the ground potential.

共振回路22は、半導体集積回路60内に設けられた2つの内部キャパシタC1、C2及び可変容量ダイオードD1、D2と、半導体集積回路60の外部に設けられた外部インダクタL1及び外部キャパシタC3とから構成されている。具体的な共振回路22の構成は、以下の通りである。可変容量ダイオードD1、D2のアノード同士が接続され、更に可変容量ダイオードD1、D2のアノードは周波数制御電圧Vcに接続されている。可変容量ダイオードD1のカソードは内部キャパシタC1及び半導体集積回路60の外部接続端子T1に接続され、可変容量ダイオードD2のカソードは内部キャパシタC2及び半導体集積回路60の外部接続端子T2に接続されている。内部キャパシタC1、C2の一端は、接地電位に接続されている。また、内部キャパシタC1及び可変容量ダイオードD1は、接続回路21のMOSトランジスタP1、N1のドレイン端に接続され、内部キャパシタC2及び可変容量ダイオードD2は、接続回路21のMOSトランジスタP2、N2のドレイン端に接続されている。半導体集積回路60の外部においては、外部インダクタL1と外部キャパシタC3とが半導体集積回路60に対して並列に接続され、外部インダクタL1及び外部キャパシタC3の一端が接続点T3を介して半導体集積回路60の外部接続端子T1に接続され、外部インダクタL1及び外部キャパシタC3の他端が接続点T4を介して半導体集積回路60の外部接続端子T2に接続されている。   The resonance circuit 22 includes two internal capacitors C1 and C2 and variable capacitance diodes D1 and D2 provided in the semiconductor integrated circuit 60, and an external inductor L1 and external capacitor C3 provided outside the semiconductor integrated circuit 60. Has been. A specific configuration of the resonance circuit 22 is as follows. The anodes of the variable capacitance diodes D1 and D2 are connected to each other, and the anodes of the variable capacitance diodes D1 and D2 are connected to the frequency control voltage Vc. The cathode of the variable capacitance diode D1 is connected to the internal capacitor C1 and the external connection terminal T1 of the semiconductor integrated circuit 60, and the cathode of the variable capacitance diode D2 is connected to the internal capacitor C2 and the external connection terminal T2 of the semiconductor integrated circuit 60. One ends of the internal capacitors C1 and C2 are connected to the ground potential. The internal capacitor C1 and the variable capacitance diode D1 are connected to the drain ends of the MOS transistors P1 and N1 of the connection circuit 21, and the internal capacitor C2 and the variable capacitance diode D2 are the drain ends of the MOS transistors P2 and N2 of the connection circuit 21. It is connected to the. Outside the semiconductor integrated circuit 60, the external inductor L1 and the external capacitor C3 are connected in parallel to the semiconductor integrated circuit 60, and one end of the external inductor L1 and the external capacitor C3 is connected to the semiconductor integrated circuit 60 via the connection point T3. The other ends of the external inductor L1 and the external capacitor C3 are connected to the external connection terminal T2 of the semiconductor integrated circuit 60 via the connection point T4.

次に、図2を参照しつつ共振回路22の構成を詳細に説明する。なお、図2において、外部インダクタL1の両端から配線が伸長している方向をX方向、外部接続端子T1、T2から配線が伸長している方向をY方向と定義する。   Next, the configuration of the resonance circuit 22 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 2, the direction in which the wiring extends from both ends of the external inductor L1 is defined as the X direction, and the direction in which the wiring extends from the external connection terminals T1, T2 is defined as the Y direction.

図2に示されているように、共振回路22は、可変容量ダイオードD1、D2及び外部インダクタタL1が外部接続端子T1、T2を介して接続されることによって形成される第1閉回路23(破線で示す)と、外部インダクタL1及び外部キャパシタC3が接続されていることによって形成される第2閉回路24(一点鎖線で示す)との2つの閉回路を有している。第1閉回路23を構成する配線の配線長は、第2閉回路24を構成する配線の配線長よりも長い。すなわち、第1閉回路23によって囲まれた面積は、第2閉回路24を構成する配線によって囲まれた面積よりも大きい。なお、第1閉回路23を構成する配線の材料は、第2閉回路24を構成する配線の材料と同一である。   As shown in FIG. 2, the resonance circuit 22 includes a first closed circuit 23 (formed by connecting the variable capacitance diodes D1 and D2 and the external inductor L1 via the external connection terminals T1 and T2. And a second closed circuit 24 (shown by a one-dot chain line) formed by connecting the external inductor L1 and the external capacitor C3. The wiring length of the wiring constituting the first closed circuit 23 is longer than the wiring length of the wiring constituting the second closed circuit 24. In other words, the area surrounded by the first closed circuit 23 is larger than the area surrounded by the wiring configuring the second closed circuit 24. Note that the material of the wiring constituting the first closed circuit 23 is the same as the material of the wiring constituting the second closed circuit 24.

また、第1閉回路23を構成する配線の一部の幅W1は、第2閉回路24を構成する配線の幅W2よりも小さい。具体的には、第1閉回路23を構成する配線のうち、接続点T3から外部接続端子T1、可変容量ダイオードD1、D2、及び外部接続端子T2介して接続点T4に至る配線の幅W1は、第2閉回路24を構成する配線の幅W2よりも小さい。ここで、第1閉回路23を構成する配線の厚さは、第2閉回路24を構成する配線の厚さと等しい。従って、第1閉回路23を構成する配線の断面積は、第2閉回路24を構成する配線の断面積よりも小さくなる。   In addition, the width W1 of a part of the wiring configuring the first closed circuit 23 is smaller than the width W2 of the wiring configuring the second closed circuit 24. Specifically, among the wirings constituting the first closed circuit 23, the width W1 of the wiring from the connection point T3 to the connection point T4 via the external connection terminal T1, the variable capacitance diodes D1 and D2, and the external connection terminal T2 is The width W2 of the wiring that constitutes the second closed circuit 24 is smaller. Here, the thickness of the wiring configuring the first closed circuit 23 is equal to the thickness of the wiring configuring the second closed circuit 24. Accordingly, the cross-sectional area of the wiring configuring the first closed circuit 23 is smaller than the cross-sectional area of the wiring configuring the second closed circuit 24.

更に、Y方向に伸長する幅W1の配線、及びY方向に伸長する幅W2の配線は、外縁が一致するように接続点T3、T4において接続している。   Further, the wiring with the width W1 extending in the Y direction and the wiring with the width W2 extending in the Y direction are connected at the connection points T3 and T4 so that the outer edges coincide.

なお、第2閉回路24を構成する全ての配線の幅が第1閉回路23を構成する配線の幅よりも大きくなっている必要はなく、例えば、第2閉回路24を構成する配線のうち、Y方向に伸長した配線の幅のみを大きくしてもよい。なお、Y方向に伸長する幅W1の配線、及びY方向に伸長する幅W2の配線は、内縁が一致するように接続点T3、T4において接続してもよく、更には各配線の中央部が一致するように接続点T3、T4において接続していてもよい。   Note that the widths of all the wires constituting the second closed circuit 24 need not be larger than the widths of the wires constituting the first closed circuit 23. For example, among the wires constituting the second closed circuit 24, Only the width of the wiring extended in the Y direction may be increased. The wiring with the width W1 extending in the Y direction and the wiring with the width W2 extending in the Y direction may be connected at the connection points T3 and T4 so that the inner edges coincide with each other. You may connect in connection point T3 and T4 so that it may correspond.

上述したような構成を有することにより、発振回路20は、内部キャパシタC1、C2、外部キャパシタC3、及び可変容量ダイオードD1、D2のキャパシタの合成容量と、外部インダクタL1のインダクタンスとによって決定される周波数で発振する。なお、可変容量ダイオードD1、D2に印加される周波数制御電圧Vcを変化させることにより、発振周波数を変化させることができる。   By having the configuration as described above, the oscillation circuit 20 has a frequency determined by the combined capacitance of the capacitors of the internal capacitors C1 and C2, the external capacitor C3, and the variable capacitance diodes D1 and D2, and the inductance of the external inductor L1. It oscillates at. The oscillation frequency can be changed by changing the frequency control voltage Vc applied to the variable capacitance diodes D1 and D2.

実施例1においては、外部インダクタL1のインダクタンスを15ナノヘンリー(nH)、半導体集積回路60内の内部キャパシタC1、C2、可変容量ダイオードD1、D2のキャパシタの合成容量を1.75ピコファラッド(pF)、外部キャパシタC3のキャパシタンスを5pFとし、発振周波数を500MHzとした。ここで、発振周波数500MHzにおける外部インダクタL1のリアクタンスは、47.1オーム(Ω)となり、外部インダクタL1に流れる高周波電流は、21.2mAとなる。また、外部インダクタL1に流れる高周波電流は、半導体集積回路60を経由して流れる(すなわち、第1閉回路23に流れる)高周波電流と、外部キャパシタC3を経由して流れる(すなわち、第2閉回路24に流れる)高周波電流とを合成した電流である。従って、外部インダクタL1に流れる21.2mAの高周波電流は、第1閉回路23に流れる5.5mAの高周波電流と、第2閉回路24に流れる15.7mAの高周波電流とが合成した電流である。このように、発振周波数を決定するためのキャパシタを半導体集積回路60の内外に分けて配置し、且つ、半導体集積回路60の外側に設けられた外部キャパシタC3のキャパシタンスを半導体集積回路60内に設けられたキャパシタの合成容量よりも大きくすることにより、半導体集積回路60内に流れる電流量を低減することができる。これにより、発振回路20に流れる高周波電流によって半導体集積回路60内の受信回路30、送信回路40及び制御回路50が受ける影響を低減することができる。   In the first embodiment, the inductance of the external inductor L1 is 15 nanohenry (nH), and the combined capacitance of the capacitors of the internal capacitors C1 and C2 and the variable capacitance diodes D1 and D2 in the semiconductor integrated circuit 60 is 1.75 picofarads (pF ), The capacitance of the external capacitor C3 was 5 pF, and the oscillation frequency was 500 MHz. Here, the reactance of the external inductor L1 at an oscillation frequency of 500 MHz is 47.1 ohms (Ω), and the high-frequency current flowing through the external inductor L1 is 21.2 mA. The high-frequency current that flows through the external inductor L1 flows through the semiconductor integrated circuit 60 (that is, flows through the first closed circuit 23) and the high-frequency current that flows through the external capacitor C3 (that is, the second closed circuit). 24) and a high frequency current. Therefore, the 21.2 mA high-frequency current flowing through the external inductor L1 is a combination of the 5.5 mA high-frequency current flowing through the first closed circuit 23 and the 15.7 mA high-frequency current flowing through the second closed circuit 24. . As described above, the capacitors for determining the oscillation frequency are separately arranged inside and outside the semiconductor integrated circuit 60, and the capacitance of the external capacitor C3 provided outside the semiconductor integrated circuit 60 is provided in the semiconductor integrated circuit 60. By making it larger than the combined capacity of the obtained capacitors, the amount of current flowing in the semiconductor integrated circuit 60 can be reduced. Thereby, the influence which the receiving circuit 30, the transmitting circuit 40, and the control circuit 50 in the semiconductor integrated circuit 60 are affected by the high-frequency current flowing in the oscillation circuit 20 can be reduced.

また、実施例1においては、第1閉回路23を構成する配線の配線長は第2閉回路24を構成する配線の配線長よりも長く、更には第1閉回路23を構成する配線の断面積は第2閉回路24を構成する配線の断面積よりも小さく、両配線を構成する材料は同一である。すなわち、第1閉回路23における配線抵抗は第2閉回路24の配線抵抗よりも大きい。このため、第2閉回路24に高周波電流が流れ易くなり、上述したような半導体集積回路60内に流れる電流量の低減を効率よく実現し、半導体集積回路60内の受信回路30、送信回路40及び制御回路50が受ける影響を低減することができる。また、半導体集積回路60内のキャパシタの合成容量を外部キャパシタC3のキャパシタンスと同一又はそれ以上にしなければならい場合において、上述した配線幅の関係を用いることにより、半導体集積回路60内に流れる電流量の低減を図り、半導体集積回路60内の受信回路30、送信回路40及び制御回路50が受ける影響を低減することができる。   In the first embodiment, the wiring length of the wiring that configures the first closed circuit 23 is longer than the wiring length of the wiring that configures the second closed circuit 24, and further, the wiring that configures the first closed circuit 23 is disconnected. The area is smaller than the cross-sectional area of the wiring that constitutes the second closed circuit 24, and the materials that constitute both the wirings are the same. That is, the wiring resistance in the first closed circuit 23 is larger than the wiring resistance in the second closed circuit 24. For this reason, it becomes easy for a high-frequency current to flow through the second closed circuit 24, and the reduction of the amount of current flowing in the semiconductor integrated circuit 60 as described above is efficiently realized, and the receiving circuit 30 and the transmitting circuit 40 in the semiconductor integrated circuit 60 are realized. And the influence which the control circuit 50 receives can be reduced. Further, when the combined capacitance of the capacitors in the semiconductor integrated circuit 60 must be equal to or greater than the capacitance of the external capacitor C3, the amount of current flowing in the semiconductor integrated circuit 60 can be obtained by using the above-described wiring width relationship. And the influence of the receiving circuit 30, the transmitting circuit 40, and the control circuit 50 in the semiconductor integrated circuit 60 can be reduced.

なお、第1閉回路23における配線抵抗を第2閉回路24の配線抵抗よりも大きくすることができれば、上述したような構造に限定されない。例えば、第1閉回路23の配線に第2閉回路の配線の材料よりも低い導電率を有する材料を用いてもよい。また、配線幅だけでなく、配線厚を変更することにより、第1閉回路23における配線抵抗を第2閉回路24の配線抵抗よりも大きくしてもよい。   In addition, if the wiring resistance in the 1st closed circuit 23 can be made larger than the wiring resistance of the 2nd closed circuit 24, it will not be limited to the above structure. For example, a material having lower conductivity than the material of the second closed circuit wiring may be used for the wiring of the first closed circuit 23. Further, the wiring resistance in the first closed circuit 23 may be made larger than the wiring resistance of the second closed circuit 24 by changing not only the wiring width but also the wiring thickness.

更に、実施例1においては、第1閉回路23によって囲まれた面積を第2閉回路24によって囲まれた面積よりも大きくしている。高周波磁界の強さは電流経路によって囲まれた面積と電流値と積によって定まるため、電流量が大きくなる第2閉回路24によって囲まれた面積を小さくすることによって、第2閉回路24における高周波磁界の強さを低減することができる。   Furthermore, in the first embodiment, the area surrounded by the first closed circuit 23 is made larger than the area surrounded by the second closed circuit 24. Since the strength of the high frequency magnetic field is determined by the product of the area surrounded by the current path and the current value, the high frequency magnetic field in the second closed circuit 24 is reduced by reducing the area surrounded by the second closed circuit 24 where the amount of current increases. The strength of the magnetic field can be reduced.

更に、外部インダクタL1に対して+Y方向に内部キャパシタC1、C2及び可変容量ダイオードD1、D2を配置し、−Y方向に外部キャパシタC3を配置し(すなわち、外部キャパシタC3を第1閉回路23によって囲まれた領域外に配置し)、接続点T3及びT4において第1閉回路23と第2閉回路24の伸長方向が異なっている(すなわち、伸長方向が+Y方向又は−Y方向になっている)ため、同一時刻において第1閉回路23と第2閉回路24に流れる高周波電流の向きは逆になる。すなわち、第1閉回路23に生じる高周波電流の位相は、第2閉回路24に生じる高周波電流に対して反転している。そして、図3に示されているように、所定時刻における第1閉回路23における高周波磁界の向き(破線の矢印)と、第2閉回路24における高周波磁界の向き(一点鎖線の矢印)は逆になる。従って、第1閉回路23に流れる高周波電流によって生じる高周波磁界を第2閉回路24に流れる高周波電流によって生じる高周波磁界によって打ち消すことが可能になり、第1閉回路23に生じる高周波磁界によって半導体集積回路60内の受信回路30、送信回路40及び制御回路50等の他の回路が受ける影響を低減することができる。   Further, internal capacitors C1 and C2 and variable capacitance diodes D1 and D2 are arranged in the + Y direction with respect to the external inductor L1, and an external capacitor C3 is arranged in the −Y direction (that is, the external capacitor C3 is connected by the first closed circuit 23). The first closed circuit 23 and the second closed circuit 24 have different extension directions at the connection points T3 and T4 (that is, the extension direction is the + Y direction or the -Y direction). Therefore, the directions of the high-frequency currents flowing in the first closed circuit 23 and the second closed circuit 24 at the same time are reversed. That is, the phase of the high frequency current generated in the first closed circuit 23 is inverted with respect to the high frequency current generated in the second closed circuit 24. As shown in FIG. 3, the direction of the high-frequency magnetic field in the first closed circuit 23 at the predetermined time (broken arrow) and the direction of the high-frequency magnetic field in the second closed circuit 24 (dotted line arrow) are reversed. become. Therefore, the high frequency magnetic field generated by the high frequency current flowing in the first closed circuit 23 can be canceled by the high frequency magnetic field generated by the high frequency current flowing in the second closed circuit 24, and the semiconductor integrated circuit is generated by the high frequency magnetic field generated in the first closed circuit 23. The influence which other circuits, such as the receiving circuit 30 in 60, the transmission circuit 40, and the control circuit 50 receive, can be reduced.

上述したように、高周波磁界の強さは電流経路によって囲まれた面積と電流値と積によって定まるため、第1閉回路23によって囲まれた面積と第1閉回路23に流れる電流量との積が、第2閉回路24によって囲まれた面積と第2閉回路24に流れる電流量との積と等しくなるように、第1閉回路23及び第2閉回路23の配線長及び幅、更には内部キャパシタC1、C2、可変容量ダイオードD1、D2及び外部キャパシタC3のキャパシタンスを決定することがより好ましい。なお、第1閉回路23に生じる高周波電流の位相を第2閉回路24に生じる高周波電流に対して反転させることができれば、外部インダクタL1及び外部キャパシタC3を上述したように配置する必要ない。例えば、外部キャパシタC3を第1閉回路23によって囲まれた領域内に設けてもよい。   As described above, since the strength of the high-frequency magnetic field is determined by the product of the area surrounded by the current path and the current value, the product of the area surrounded by the first closed circuit 23 and the amount of current flowing through the first closed circuit 23. Is equal to the product of the area enclosed by the second closed circuit 24 and the amount of current flowing through the second closed circuit 24, and the wiring length and width of the first closed circuit 23 and the second closed circuit 23, and More preferably, the capacitances of the internal capacitors C1, C2, the variable capacitance diodes D1, D2 and the external capacitor C3 are determined. If the phase of the high-frequency current generated in the first closed circuit 23 can be reversed with respect to the high-frequency current generated in the second closed circuit 24, the external inductor L1 and the external capacitor C3 need not be arranged as described above. For example, the external capacitor C3 may be provided in a region surrounded by the first closed circuit 23.

なお、増幅回路21はpチャネル型のMOSトランジスタ及びnチャネル型のMOSトランジスタから構成される場合に限られず、pチャネル型又はnチャネル型のいずれかのMOSトランジスタのみから構成されてもよい。また、外部インダクタL1は中点タップを有してもよく、更には2つのインダクタを直列に接続したものを用いてもよい。更に、発振回路20の構成は上述した構成に限られず、コルピッツ回路、ハートレー回路又はクラップ回路を構成してもよい。但し、いずれの場合においても、半導体集積回路の外部に少なくともインダクタ及びキャパシタを配置する必要がある。また、外部インダクタL1に代えて水晶振動子を配置し、水晶発振回路を構成してもよい。   The amplifier circuit 21 is not limited to a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor, and may be composed of only a p-channel or n-channel MOS transistor. Further, the external inductor L1 may have a midpoint tap, and further, an inductor in which two inductors are connected in series may be used. Furthermore, the configuration of the oscillation circuit 20 is not limited to the configuration described above, and a Colpitts circuit, a Hartley circuit, or a Clap circuit may be configured. However, in any case, it is necessary to dispose at least an inductor and a capacitor outside the semiconductor integrated circuit. Further, a crystal oscillator may be configured by arranging a crystal resonator instead of the external inductor L1.

以上のように、本発明の発振回路20は、半導体集積回路60の内部に設けられた内部キャパシタC1、C2と、半導体集積回路60の外部に設けられた外部インダクタL1と、内部キャパシタC1、C2及び外部インダクタL1を接続する配線とからなる第1閉回路23と、半導体集積回路60の外部に設けられた外部キャパシタC3と、外部インダクタL1と、外部キャパシタC3及び外部インダクタL1を接続する配線とからなる第2閉回路24と、を有している。そして、第2閉回路24の配線抵抗は第1閉回路23の配線抵抗より小さいため、半導体集積回路60の外部に高周波電流が流れやすくなり、発振時に流れる高周波電流によって半導体集積回路60内の他の回路が受ける影響を低減することができる。   As described above, the oscillation circuit 20 of the present invention includes the internal capacitors C1 and C2 provided inside the semiconductor integrated circuit 60, the external inductor L1 provided outside the semiconductor integrated circuit 60, and the internal capacitors C1 and C2. And a first closed circuit 23 composed of a wiring connecting the external inductor L1, an external capacitor C3 provided outside the semiconductor integrated circuit 60, an external inductor L1, and a wiring connecting the external capacitor C3 and the external inductor L1. And a second closed circuit 24. Since the wiring resistance of the second closed circuit 24 is smaller than the wiring resistance of the first closed circuit 23, a high-frequency current easily flows outside the semiconductor integrated circuit 60. This can reduce the influence of the circuit.

すなわち、本発明の発振回路においては、数百メガヘルツの発振周波数を有する発振信号を出力する場合においても、半導体集積回路内に設けられた他の回路の特性劣化を抑制することができる。   That is, in the oscillation circuit of the present invention, even when an oscillation signal having an oscillation frequency of several hundred megahertz is output, deterioration of characteristics of other circuits provided in the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

実施例1の無線機は半導体集積回路内に発振回路を構成する増幅回路が設けられていたが、増幅回路を半導体集積回路の外部に設けてもよい。かかる場合の無線機の構成を図4及び図5を参照しつつ説明する。図4は、本発明の実施例2に係る発振回路を備える無線機の等価回路図であり、図5は、本発明の実施例2に係る発振回路の概略構成図である。なお、実施例1に係る無線機10を構成する部材と同一部材及び同一構成については、その説明を省略し、図面において同一符号を付する。   In the wireless device according to the first embodiment, the amplifier circuit constituting the oscillation circuit is provided in the semiconductor integrated circuit. However, the amplifier circuit may be provided outside the semiconductor integrated circuit. The configuration of the wireless device in such a case will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a radio device including the oscillation circuit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the oscillation circuit according to the second embodiment of the present invention. In addition, the description is abbreviate | omitted about the same member and the same structure as the member which comprises the radio | wireless machine 10 which concerns on Example 1, and attaches | subjects the same code | symbol in drawing.

図4に示されているように、無線機100は、発振回路120、受信回路30、送信回路40、制御回路50、ベース電圧バイアス回路130、及びエミッタ電圧バイアス回路(電流源)140から構成されている。無線機100においては、発振回路120の一部、受信回路30、送信回路40、制御回路50、ベース電圧バイアス回路130、及びエミッタ電圧バイアス回路140が半導体集積回路160の内部に設けられている。   As shown in FIG. 4, the radio device 100 includes an oscillation circuit 120, a reception circuit 30, a transmission circuit 40, a control circuit 50, a base voltage bias circuit 130, and an emitter voltage bias circuit (current source) 140. ing. In the radio device 100, a part of the oscillation circuit 120, the reception circuit 30, the transmission circuit 40, the control circuit 50, the base voltage bias circuit 130, and the emitter voltage bias circuit 140 are provided inside the semiconductor integrated circuit 160.

発振回路120は、増幅回路121及び共振回路122から構成されている。増幅回路121は、半導体集積回路160の外部に設けられたNPN型のバイポーラトランジスタ170から構成されている。バイポーラトランジスタ170のべースは、外部接続端子T5及び抵抗R1を介して半導体集積回路160内に設けられたベース電圧バイアス回路130に接続されている。また、バイポーラトランジスタ170のエミッタは、外部接続端子T6を介して半導体集積回路160内に設けられたエミッタ電流バイアス回路140に接続されている。更に、バイポーラトランジスタ170のコレクタは、電源電圧Vddに接続されている。   The oscillation circuit 120 includes an amplifier circuit 121 and a resonance circuit 122. The amplifier circuit 121 includes an NPN-type bipolar transistor 170 provided outside the semiconductor integrated circuit 160. The base of the bipolar transistor 170 is connected to a base voltage bias circuit 130 provided in the semiconductor integrated circuit 160 via an external connection terminal T5 and a resistor R1. The emitter of the bipolar transistor 170 is connected to the emitter current bias circuit 140 provided in the semiconductor integrated circuit 160 via the external connection terminal T6. Furthermore, the collector of the bipolar transistor 170 is connected to the power supply voltage Vdd.

共振回路122は、半導体集積回路160内に設けられた2つの内部キャパシタC1、C2及び可変容量ダイオードD1、D2と、半導体集積回路160の外部に設けられた外部インダクタL1及び外部キャパシタC3〜C7とから構成されている。具体的な共振回路122の構成は、以下の通りである。半導体集積回路160の外部においては、外部インダクタL1と外部キャパシタC3とが半導体集積回路160に対して並列に接続され、外部インダクタL1及び外部キャパシタC3の一端が接続点T3を介して半導体集積回路160の外部接続端子T1に接続され、外部インダクタL1及び外部キャパシタC3の他端が接続点T4を介して半導体集積回路160の外部接続端子T2に接続されている。また、外部キャパシタC3の一端には接続点T7を介して外部キャパシタC5、他端には接続点T8を介して外部キャパシタC4が接続されている。外部キャパシタC5には接続点T9を介して外部キャパシタC6が接続され、外部キャパシタC6には接続点T10を介して外部キャパシタC7が接続されている。更に、外部キャパシタC3、C5は接続点T7、T11を介してバイポーラトランジスタ170のベースに接続され、外部キャパシタC5、C6は接続点T9、T12を介してバイポーラトランジスタ170のエミッタに接続され、外部キャパシタC7は接続点T13を介してバイポーラトランジスタ170のコレクタに接続されている。そして、外部キャパシタC4は接続点T14を介して接地電位に接続され、外部キャパシタC6、C7は接続点T10、T14を介して接地電位に接続されている。ここで、外部キャパシタC4、C7は電源電圧Vddを有する電源のインピーダンスを下げるために設けられている。なお、半導体集積回路160内における構成は実施例1と同一であるため、その説明は省略する。   The resonance circuit 122 includes two internal capacitors C1 and C2 and variable capacitance diodes D1 and D2 provided in the semiconductor integrated circuit 160, an external inductor L1 and external capacitors C3 to C7 provided outside the semiconductor integrated circuit 160, and It is composed of A specific configuration of the resonance circuit 122 is as follows. Outside the semiconductor integrated circuit 160, the external inductor L1 and the external capacitor C3 are connected in parallel to the semiconductor integrated circuit 160, and one end of the external inductor L1 and the external capacitor C3 is connected to the semiconductor integrated circuit 160 via the connection point T3. The other ends of the external inductor L1 and the external capacitor C3 are connected to the external connection terminal T2 of the semiconductor integrated circuit 160 through the connection point T4. The external capacitor C3 has one end connected to the external capacitor C5 via a connection point T7, and the other end connected to the external capacitor C4 via a connection point T8. An external capacitor C6 is connected to the external capacitor C5 via a connection point T9, and an external capacitor C7 is connected to the external capacitor C6 via a connection point T10. Furthermore, the external capacitors C3 and C5 are connected to the base of the bipolar transistor 170 via connection points T7 and T11, and the external capacitors C5 and C6 are connected to the emitter of the bipolar transistor 170 via connection points T9 and T12. C7 is connected to the collector of the bipolar transistor 170 via the connection point T13. The external capacitor C4 is connected to the ground potential via the connection point T14, and the external capacitors C6 and C7 are connected to the ground potential via the connection points T10 and T14. Here, the external capacitors C4 and C7 are provided to lower the impedance of the power supply having the power supply voltage Vdd. The configuration in the semiconductor integrated circuit 160 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、図5を参照しつつ共振回路122の構成を詳細に説明する。なお、図5において、外部インダクタL1の両端から配線が伸長している方向をX方向、外部接続端子T1、T2から配線が伸長している方向をY方向と定義する。   Next, the configuration of the resonance circuit 122 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 5, the direction in which the wiring extends from both ends of the external inductor L1 is defined as the X direction, and the direction in which the wiring extends from the external connection terminals T1, T2 is defined as the Y direction.

図5に示されているように、共振回路122は、実施例1と同一の第1閉回路23及び第2閉回路24と、外部コンデンサC3、C4、C5、C6を接続して形成された第3閉回路151(二点鎖線で示す)と、外部コンデンサC6、C7及びバイポーラトランジスタ170を接続して形成された第4閉回路152(破線で示す)との4つの閉回路を有している。ここで、第1閉回路23を構成する配線の配線長は、第2閉回路24、第3閉回路151及び第4閉回路152を構成する配線の配線長よりも長い。   As shown in FIG. 5, the resonance circuit 122 is formed by connecting the first closed circuit 23 and the second closed circuit 24, which are the same as those in the first embodiment, and the external capacitors C3, C4, C5, and C6. It has four closed circuits of a third closed circuit 151 (indicated by a two-dot chain line) and a fourth closed circuit 152 (indicated by a broken line) formed by connecting external capacitors C6 and C7 and a bipolar transistor 170. Yes. Here, the wiring length of the wiring configuring the first closed circuit 23 is longer than the wiring length of the wiring configuring the second closed circuit 24, the third closed circuit 151, and the fourth closed circuit 152.

また、第3閉回路151及び第4閉回路152を構成する配線の幅W3、及び第4閉回路152を構成する配線の幅W4は、第2閉回路24の配線の幅W2と同一である。また、バイポーラトランジスタ170のベースから接続点T7までの配線の幅W5は、第1閉回路23を構成する配線の一部の幅W1と同一である。ここで、第1閉回路23、第2閉回路24、第3閉回路152及び第4閉回路153の配線の厚さは等しい。従って、第1閉回路23を構成する配線の断面積は、第3閉回路152及び第4閉回路153を構成する配線の断面積よりも小さくなる。更に、第1閉回路23、第2閉回路24、第3閉回路152及び第4閉回路153の配線の材料と同一である。   In addition, the width W3 of the wiring configuring the third closed circuit 151 and the fourth closed circuit 152 and the width W4 of the wiring configuring the fourth closed circuit 152 are the same as the width W2 of the wiring of the second closed circuit 24. . Further, the width W5 of the wiring from the base of the bipolar transistor 170 to the connection point T7 is the same as the width W1 of a part of the wiring configuring the first closed circuit 23. Here, the first closed circuit 23, the second closed circuit 24, the third closed circuit 152, and the fourth closed circuit 153 have the same wiring thickness. Therefore, the cross-sectional area of the wiring that configures the first closed circuit 23 is smaller than the cross-sectional area of the wiring that configures the third closed circuit 152 and the fourth closed circuit 153. Further, the same material as the wiring of the first closed circuit 23, the second closed circuit 24, the third closed circuit 152, and the fourth closed circuit 153 is used.

上述したような構成を有することにより、発振回路120は、内部キャパシタC1、C2、外部キャパシタC3〜C7、及び可変容量ダイオードD1、D2のキャパシタの合成容量と、外部インダクタL1のインダクタンスとによって決定される周波数で発振する。なお、可変容量ダイオードD1、D2に印加される周波数制御電圧Vcを変化させることにより、発振周波数を変化させることができる。   By having the configuration as described above, the oscillation circuit 120 is determined by the combined capacitance of the capacitors of the internal capacitors C1 and C2, the external capacitors C3 to C7, and the variable capacitance diodes D1 and D2, and the inductance of the external inductor L1. It oscillates at a certain frequency. The oscillation frequency can be changed by changing the frequency control voltage Vc applied to the variable capacitance diodes D1 and D2.

実施例2においては、発振周波数を決定するためのキャパシタを半導体集積回路160の内外に分けて配置し、且つ、半導体集積回路160の外側に設けられた外部キャパシタC3〜C7の合成容量を半導体集積回路160内に設けられたキャパシタの合成容量よりも大きくするため、半導体集積回路160内に流れる電流量を低減することができる。これにより、発振回路120に流れる高周波電流によって半導体集積回路160内の受信回路30、送信回路40及び制御回路50が受ける影響を低減することができる。   In the second embodiment, capacitors for determining the oscillation frequency are separately arranged inside and outside the semiconductor integrated circuit 160, and the combined capacitance of the external capacitors C3 to C7 provided outside the semiconductor integrated circuit 160 is integrated into the semiconductor integrated circuit. Since the capacitance is larger than the combined capacitance of the capacitors provided in the circuit 160, the amount of current flowing in the semiconductor integrated circuit 160 can be reduced. As a result, the influence of the high-frequency current flowing in the oscillation circuit 120 on the reception circuit 30, the transmission circuit 40, and the control circuit 50 in the semiconductor integrated circuit 160 can be reduced.

また、実施例2においては、第1閉回路23を構成する配線の配線長は第2閉回路24、第3閉回路151及び第4閉回路152を構成する配線の配線長よりも長く、更には第1閉回路23を構成する配線の断面積は第2閉回路24、第3閉回路151及び第4閉回路152を構成する配線の断面積よりも小さく、両配線を構成する材料は同一である。すなわち、第1閉回路23における配線抵抗は第2閉回路24、第3閉回路151及び第4閉回路152の配線抵抗よりも小さい。このため、第2閉回路24、第3閉回路151及び第4閉回路152に高周波電流が流れ易くなり、上述したような半導体集積回路160内に流れる電流量の低減を効率よく実現し、半導体集積回路160内の受信回路30、送信回路40及び制御回路50が受ける影響を低減することができる。   In the second embodiment, the wiring length of the wiring configuring the first closed circuit 23 is longer than the wiring length of the wiring configuring the second closed circuit 24, the third closed circuit 151, and the fourth closed circuit 152. The cross-sectional area of the wiring constituting the first closed circuit 23 is smaller than the cross-sectional area of the wiring constituting the second closed circuit 24, the third closed circuit 151 and the fourth closed circuit 152, and the materials constituting both the wirings are the same. It is. That is, the wiring resistance in the first closed circuit 23 is smaller than the wiring resistance of the second closed circuit 24, the third closed circuit 151, and the fourth closed circuit 152. For this reason, high-frequency current easily flows through the second closed circuit 24, the third closed circuit 151, and the fourth closed circuit 152, and the reduction of the amount of current flowing in the semiconductor integrated circuit 160 as described above is efficiently realized. The influence which the receiving circuit 30, the transmitting circuit 40, and the control circuit 50 in the integrated circuit 160 receive can be reduced.

更に、実施例2においては、増幅回路121を半導体集積回路160の外部に設けているため、増幅回路121を構成するバイポーラトランジスタ170から接地電位に流れる電流が半導体集積回路160内に流れることがなくなるため、かかる電流が生じることによって受信回路30、送信回路40及び制御回路50が受ける影響を低減することができる。   Further, in the second embodiment, since the amplifier circuit 121 is provided outside the semiconductor integrated circuit 160, a current flowing from the bipolar transistor 170 constituting the amplifier circuit 121 to the ground potential does not flow into the semiconductor integrated circuit 160. Therefore, it is possible to reduce the influence of the reception circuit 30, the transmission circuit 40, and the control circuit 50 due to the occurrence of such current.

なお、実施例2においても実施例1と同様に、同一時刻において第1閉回路23と第2閉回路24に流れる高周波電流の向きは逆になる。従って、所定時刻における第1閉回路23における高周波磁界の向きと、第2閉回路24における高周波磁界の向きは逆になり、第1閉回路23に流れる高周波電流によって生じる高周波磁界を第2閉回路24に流れる高周波電流によって生じる高周波磁界によって打ち消すことができる。また、実施例2においては、第3閉回路151及び第4閉回路152にも高周波電流が流れるため、第1閉回路23、第2閉回路23、第3閉回路151及び第4閉回路152のそれぞれに流れる高周波電流によって生じるそれぞれの高周波磁界を合成した高周波磁界の強さが小さくなるように、第1閉回路23、第2閉回路23、第3閉回路151及び第4閉回路152の配線長及び幅、更には内部キャパシタC1、C2、可変容量ダイオードD1、D2及び外部キャパシタC3〜C7のキャパシタンスを決定することがより好ましい。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the directions of the high-frequency currents flowing in the first closed circuit 23 and the second closed circuit 24 at the same time are reversed. Accordingly, the direction of the high-frequency magnetic field in the first closed circuit 23 at the predetermined time is opposite to the direction of the high-frequency magnetic field in the second closed circuit 24, and the high-frequency magnetic field generated by the high-frequency current flowing in the first closed circuit 23 is changed to the second closed circuit. It can be canceled out by a high-frequency magnetic field generated by a high-frequency current flowing through 24. In the second embodiment, since the high-frequency current flows through the third closed circuit 151 and the fourth closed circuit 152, the first closed circuit 23, the second closed circuit 23, the third closed circuit 151, and the fourth closed circuit 152 are used. Of the first closed circuit 23, the second closed circuit 23, the third closed circuit 151, and the fourth closed circuit 152 so that the strength of the high frequency magnetic field obtained by synthesizing the high frequency magnetic fields generated by the high frequency currents flowing through It is more preferable to determine the wiring length and width, and further the capacitances of the internal capacitors C1 and C2, the variable capacitance diodes D1 and D2, and the external capacitors C3 to C7.

なお、半導体集積回路160内に実施例1の増幅回路21を更に設けてもよい。一般に、半導体集積回路160内の増幅回路21を用いた場合には、消費電流を低減することができるが、発振周波数の変動を小さくすることが困難になる。一方、半導体集積回路160の外部の増幅回路121を用いた場合には、発振周波数の変動を小さくすることができるが、消費電流を低減することができるが困難になる。従って、増幅回路を半導体集積回路160の内外に設けることにより、発振周波数の変動の抑制よりも消費電流の低減を図る必要があるデータの受信時においては、半導体集積回路160内の増幅回路21を用いた発振動作を行い、消費電流の低減よりも発振周波数の変動の抑制を図る必要があるデータの送信時においては、半導体集積回路160の外部の増幅回路121を用いた発振動作を行うことがより好ましい。   Note that the amplifier circuit 21 of the first embodiment may be further provided in the semiconductor integrated circuit 160. In general, when the amplifier circuit 21 in the semiconductor integrated circuit 160 is used, the current consumption can be reduced, but it becomes difficult to reduce the fluctuation of the oscillation frequency. On the other hand, when the amplification circuit 121 outside the semiconductor integrated circuit 160 is used, the fluctuation of the oscillation frequency can be reduced, but the current consumption can be reduced, but it becomes difficult. Therefore, by providing the amplifier circuit inside and outside the semiconductor integrated circuit 160, the amplifier circuit 21 in the semiconductor integrated circuit 160 is provided at the time of data reception in which it is necessary to reduce the current consumption rather than suppressing the fluctuation of the oscillation frequency. The oscillation operation using the amplification circuit 121 outside the semiconductor integrated circuit 160 may be performed at the time of data transmission in which the oscillation operation used is performed and it is necessary to suppress the fluctuation of the oscillation frequency rather than the reduction of the current consumption. More preferred.

10 無線機
20 発振回路
21 増幅回路
22 共振回路
60 半導体集積回路
C1、C2 内部キャパシタ
C3 外部キャパシタ
L1 外部インダクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radio | wireless machine 20 Oscillation circuit 21 Amplification circuit 22 Resonance circuit 60 Semiconductor integrated circuit C1, C2 Internal capacitor C3 External capacitor L1 External inductor

Claims (6)

半導体集積回路を含む半導体装置であって、
前記半導体集積回路の内部に設けられた第1のキャパシタと、前記半導体集積回路の外部に設けられたインダクタと、前記第1のキャパシタと前記インダクタとの間に画定された第1の領域を囲み前記第1のキャパシタと前記インダクタとを接続する第1の配線と、により構成された第1の閉回路と、
前記インダクタと、前記半導体集積回路の外部に設けられ前記第1の領域の外側に配置された第2のキャパシタと、前記インダクタと前記第2のキャパシタとの間に画定された第2の領域を囲み前記インダクタと前記第2のキャパシタとを接続する第2の配線と、により構成された第2の閉回路と、
を有し、
前記第2の配線の配線抵抗は、前記第1の配線の配線抵抗よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device including a semiconductor integrated circuit,
A first capacitor provided inside the semiconductor integrated circuit; an inductor provided outside the semiconductor integrated circuit; and a first region defined between the first capacitor and the inductor. A first closed circuit configured by a first wiring connecting the first capacitor and the inductor;
A second region defined between the inductor, the second capacitor provided outside the semiconductor integrated circuit and disposed outside the first region, and the inductor and the second capacitor; A second closed circuit comprising: a second wiring that surrounds and connects the inductor and the second capacitor;
Have
The semiconductor device according to claim 1, wherein a wiring resistance of the second wiring is smaller than a wiring resistance of the first wiring.
前記第1の領域の面積は、前記第2の領域の面積より大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein an area of the first region is larger than an area of the second region. 前記第2のキャパシタのキャパシタンスは前記第1のキャパシタのキャパシタンスよりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a capacitance of the second capacitor is larger than a capacitance of the first capacitor. 前記第2のキャパシタと、前記第1の領域及び前記第2の領域の外側に設けられた第3のキャパシタと、前記第2のキャパシタと前記第3のキャパシタとの間に画定された第3の領域を囲み前記第2のキャパシタと前記第3のキャパシタとを接続する第3の配線と、により構成された第3の閉回路と、
前記第3のキャパシタと、前記第1の領域、前記第2の領域、及び前記第3の領域の外側に該第3のキャパシタと並列に接続して配置されたバイポーラトランジスタと、前記第3のキャパシタと前記バイポーラトランジスタとの間に画定された第4の領域を囲み前記第3のキャパシタと前記バイポーラトランジスタとを接続する第4の配線と、により構成された第4の閉回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
A third capacitor defined between the second capacitor, the third capacitor provided outside the first region and the second region, and the second capacitor and the third capacitor; A third closed circuit configured by a third wiring that surrounds the region and connects the second capacitor and the third capacitor;
The third capacitor, the first region, the second region, and the bipolar transistor arranged in parallel with the third capacitor outside the third region; and the third capacitor A fourth closed circuit configured by a fourth wiring surrounding a fourth region defined between a capacitor and the bipolar transistor and connecting the third capacitor and the bipolar transistor;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記第1の閉回路の配線長は、前記第2の閉回路、前記第3の閉回路及び前記第4の閉回路の各々の配線長よりも長いことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。   The wiring length of the first closed circuit is longer than the wiring length of each of the second closed circuit, the third closed circuit, and the fourth closed circuit. Semiconductor device. 前記第1の閉回路の配線抵抗は、前記第2の閉回路、前記第3の閉回路及び前記第4の閉回路の各々の配線抵抗よりも小さいことを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置。   6. The wiring resistance of the first closed circuit is smaller than the wiring resistance of each of the second closed circuit, the third closed circuit, and the fourth closed circuit. The semiconductor device described.
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