JP4391976B2 - クロック分配回路 - Google Patents
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Description
本発明の態様のひとつであるクロック分配回路は、クロック信号を生成するクロック生成回路から供給する伝送路上に、上記クロック信号の伝送用バッファ回路と、上記伝送用バッファ回路に並列に挿入されるクロスカップリング接続の振幅増幅用バッファ回路を有し、同じ数の同じ導電型のトランジスタを、異なる導電型の上記トランジスタを備える上記クロック生成回路と異なる導電型の上記トランジスタを備える上記伝送用バッファ回路と異なる導電型の上記トランジスタを備える上記振幅増幅用バッファ回路にそれぞれ有し、
上記クロック生成回路と上記伝送用バッファ回路と上記振幅増幅用バッファ回路のそれぞれに、1つ以上のバイアス調整用トランジスタを設け、上記クロック生成回路のバイアス調整を行う第1のバイアス信号と、上記伝送用バッファ回路と上記振幅増幅用バッファ回路のバイアス調整を行う第2のバイアス信号を分けて供給し、同時に上記バイアス調整をなされる構成とする。
また、上記クロック生成回路は、一方の出力端子とグランド間と他方の出力端子とグランド間に、それぞれキャパシタンスを接続する構成としてもよい。
また、上記振幅増幅用バッファ回路は、一方の出力端子とグランド間と他方の出力端子とグランド間に、それぞれキャパシタンスを接続する構成としてもよい。
また、上記第1のバイアス信号は、上記クロック生成回路と別に設ける上記クロック生成回路と略同じ回路の出力の電位に基づいて調整する構成としてもよい。
好適には、上記伝送用バッファ回路と上記振幅増幅用バッファ回路を構成する上記トランジスタのサイズは、略同じ比であってもよい。
(実施例1)
本発明を実現するクロック分配回路を構成する回路を図1に示す。同図(a)は振幅増幅用バッファ1と伝送用バッファ2の回路を示した図である。(b)はクロック生成回路を示した図である。
出力端子OUTには、Q1_11のドレインとQ2_12のドレインが接続され、インダクタ4の一方の端子も接続されている。また、Q1_13とQ2_14のゲートも接続されている。
電源(VDD)には、Q1_111とQ1_113のソースが接続されている。出力端子CLK_OUTには、Q1_111のドレインとQ2_112のドレインが接続され、インダクタ5の一方の端子も接続されている。また、Q1_113とQ2_114のゲートも接続されている。
図2は振幅増幅用バッファ1と伝送用バッファ2の接続を等価的に示した図である。振幅増幅用バッファ1は、バッファ21、22、電流源25、26から構成されている。また、伝送用バッファ2はバッファ23、24、電流源27、28から構成される。
上記のように構成することで、トポロジな構成を利用してクロック分配を行うことで、コモンモードが安定したクロックを分配でき、さらに振幅を低下させずに負荷回路6に供給することができる。また、従来のツリーよりも多くのツリーを構成することも可能になる。
(実施例2)
さらに、図3に示すようにクロック生成回路3は、上記の振幅増幅用バッファ1と伝送用バッファ2と同じトポロジを用いて構成してもよい。
ここで、クロック生成回路3にあるインダクタンス5は、振幅を増幅する働きがある。キャパシタンス35、36はクロック周波数を調整するためのものである。なお、キャパシタンス35、36は可変可能な構成にしてもよい。
また実施例1と同様に、振幅増幅用バッファ1と伝送用バッファ2およびクロック生成回路3を構成するQ1、Q2、Q3のトポロジが同じであれば、MOSFETのサイズに関係しない。例えば、振幅増幅用バッファ1を構成するCOSFETのサイズが、Q1=2μm、Q2=1μm、Q=1μmであり、伝送用バッファ2のQ1=1μm、Q2=0.5μm、Q=0.5μmであり、クロック生成回路3のQ1=10μm、Q2=5μm、Q=5μmのように異なっていてもかまわない。但し、サイズ比が同じであることが必要である。
(実施例3)
図4に示す実施例3の回路は、実施例2に示した回路のバイアス信号#2をコモンモード・フィードバック回路41によって生成している。
コモンモード・フィードバック回路41の入力端子には、OUT端子から抵抗R1を介して、PチャネルMOSFET51のゲートとNチャネルMOSFET52のゲートが接続され、さらに抵抗R2の一方の端子にも接続され、他方をOUTX端子に接続されている。また、51と52のドレインと、NチャネルMOSFET55と56のゲートも接続されている。
(実施例5)
図5に示す実施例5の回路は、実施例4に示した回路のバイアス信号#2を、コモンモード・フィードバック回路41以外の回路により生成する例である。
コモンモード電位生成回路61は、振幅増幅用バッファ1と伝送用バッファ2と同じ構成の回路を別に設け、その出力からコモンモード電位を生成する。バイアス生成回路62は、コモンモード・フィードバック回路41と同様の回路を利用する。また、この構成に限定するものではなくバイアス信号を生成することができればよい。
(付記1)
クロック信号の伝送路に、前記クロック信号の伝送用バッファ回路と、前記伝送用バッファ回路に並列に挿入されるクロスカップリング接続の振幅増幅用バッファ回路を有し、
同じ数の同じ導電型のトランジスタを、異なる導電型の前記トランジスタを備える前記伝送用バッファ回路と異なる導電型の前記トランジスタを備える前記振幅増幅用バッファ回路にそれぞれ有し、前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路のそれぞれに、1つ以上をバイアス調整用トランジスタとして設け、同時にバイアス調整をなされることを特徴とするクロック分配回路。
(付記2)
クロック信号を生成するクロック生成回路から供給する伝送路上に、前記クロック信号の伝送用バッファ回路と、前記伝送用バッファ回路に並列に挿入されるクロスカップリング接続の振幅増幅用バッファ回路を有し、
同じ数の同じ導電型のトランジスタを、異なる導電型の前記トランジスタを備える前記クロック生成回路と異なる導電型の前記トランジスタを備える前記伝送用バッファ回路と異なる導電型の前記トランジスタを備える前記振幅増幅用バッファ回路にそれぞれ有し、
前記クロック生成回路と前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路のそれぞれに、1つ以上のバイアス調整用トランジスタを設け、
前記クロック生成回路のバイアス調整を行う第1のバイアス信号と、前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路のバイアス調整を行う第2のバイアス信号を分けて供給し、同時に前記バイアス調整をなされることを特徴とするクロック分配回路。
(付記3)
前記クロック生成回路は、出力端子間にインダクタンスを設けることを特徴とする付記2に記載のクロック分配回路。
(付記4)
前記クロック生成回路は、一方の出力端子とグランド間と他方の出力端子とグランド間に、それぞれキャパシタンスを接続することを特徴とする付記3に記載のクロック分配回路。
(付記5)
前記振幅増幅用バッファ回路は、出力端子間にインダクタンスを設けることを特徴とする付記2に記載のクロック分配回路。
(付記6)
前記振幅増幅用バッファ回路は、一方の出力端子とグランド間と他方の出力端子とグランド間に、それぞれキャパシタンスを接続することを特徴とする付記5に記載のクロック分配回路。
(付記7)
前記バイアス調整用トランジスタは、前記振幅増幅用バッファ回路の出力の電位に基づいて調整することを特徴とする付記1に記載のクロック分配回路。
(付記8)
前記第1のバイアス信号は、前記クロック生成回路と別に設ける前記クロック生成回路と略同じ回路の出力の電位に基づいて調整することを特徴とする付記2に記載のクロック分配回路。
(付記9)
前記第2のバイアス信号は、前記振幅増幅用バッファ回路の出力の電位に基づいて調整することを特徴とする付記2に記載のクロック分配回路。
(付記10)
前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路を構成する前記トランジスタのサイズは、略同じ比であることを特徴とする付記1に記載のクロック分配装置。
(付記11)
前記クロック発生回路と前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路を構成する前記トランジスタのサイズは、略同じ比であることを特徴とする付記2に記載のクロック分配装置。
(付記12)
前記第1のバイアス信号は、前記クロック生成回路の出力に比例した電位で調整することを特徴とする付記2に記載のクロック分配回路。
(付記13)
前記第1のバイアス信号は、前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路とは別に設ける前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路と略同じ回路の出力の電位に基づいて調整することを特徴とする付記1に記載のクロック分配回路。
11、13、16、18、111、113、Q1 第1のMOSFET(Pチャネル)
12、14、17、19、112、114、Q2 第2のMOSFET(Nチャネル)
15、110、115、Q3 第3のMOSFET(Nチャネル)
21、22、23、24、31、32 バッファ
25、26、27、28、33、34 電流源
29、210、35、36 キャパシタンス
41 コモンモード・フィードバック回路
61 OUT,OUTXのコモンモード電位生成回路
62 バイアス生成回路
71 PLL回路
72 VCO回路
73 N分周期器
74 PFD/CP/LP回路
75 インバータ
Claims (9)
- クロック信号を生成するクロック生成回路から供給する伝送路上に、前記クロック信号の伝送用バッファ回路と、前記伝送用バッファ回路に並列に挿入されるクロスカップリング接続の振幅増幅用バッファ回路を有し、
前記クロック生成回路、前記伝送用バッファ回路、及び前記振幅増幅用バッファ回路の各々が異なる導電型を含む複数のトランジスタを備え、
前記クロック生成回路内の同じ導電型のトランジスタの数と、前記伝送用バッファ回路内の該導電型のトランジスタの数と、前記振幅増幅用バッファ回路内の該導電型のトランジスタの数が同じ数であり、
前記クロック生成回路と前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路のそれぞれに、1つ以上のバイアス調整用トランジスタを設け、
前記クロック生成回路のバイアス調整を行う第1のバイアス信号と、前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路のバイアス調整を行う第2のバイアス信号を分けて供給し、同時に前記バイアス調整をなされることを特徴とするクロック分配回路。 - 前記クロック生成回路は、出力端子間にインダクタンスを設けることを特徴とする請求項1に記載のクロック分配回路。
- 前記クロック生成回路は、一方の出力端子とグランド間と他方の出力端子とグランド間に、それぞれキャパシタンスを接続することを特徴とする請求項2に記載のクロック分配回路。
- 前記振幅増幅用バッファ回路は、出力端子間にインダクタンスを設けることを特徴とする請求項1に記載のクロック分配回路。
- 前記振幅増幅用バッファ回路は、一方の出力端子とグランド間と他方の出力端子とグランド間に、それぞれキャパシタンスを接続することを特徴とする請求項4に記載のクロック分配回路。
- 前記バイアス調整用トランジスタは、前記振幅増幅用バッファ回路の出力の電位に基づいて調整することを特徴とする請求項1に記載のクロック分配回路。
- 前記第1のバイアス信号は、前記クロック生成回路と別に設ける前記クロック生成回路と略同じ回路の出力の電位に基づいて生成されることを特徴とする請求項1に記載のクロック分配回路。
- 前記第2のバイアス信号は、前記振幅増幅用バッファ回路の出力の電位に基づいて生成されることを特徴とする請求項1に記載のクロック分配回路。
- 前記伝送用バッファ回路と前記振幅増幅用バッファ回路を構成する前記トランジスタのサイズは、略同じ比であることを特徴とする請求項1に記載のクロック分配装置。
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