JP4416396B2 - 分周回路 - Google Patents
分周回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4416396B2 JP4416396B2 JP2002381396A JP2002381396A JP4416396B2 JP 4416396 B2 JP4416396 B2 JP 4416396B2 JP 2002381396 A JP2002381396 A JP 2002381396A JP 2002381396 A JP2002381396 A JP 2002381396A JP 4416396 B2 JP4416396 B2 JP 4416396B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential
- transistors
- pair
- differential amplifier
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力クロックを分周して、分周出力を得る分周回路、特に高周波の入力クロックを分周するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
図3に従来のECL(Emitter Coupled Logic)で構成される分周回路の構成を示す。この回路の等価回路を図4に示す。このように、この分周回路は、クロック入力端Cに入力クロックを受け入れ、Qバー出力をD入力端に帰還するフリップフロップである。従って、図5に示すように、入力クロックの立ち上がりの度に状態が反転し、入力クロックの1/2の周波数の出力が得られる。
【0003】
ここで、図3の分周回路について、説明する。まず、定電流源CC0に流れる定電流I0がエミッタがグランドに接続され、コレクタベース間が短絡されたNPNトランジスタTr01に流れる。このトランジスタTr01には、エミッタがグランドに接続された4つのNPNトランジスタTr02、Tr03、Tr04、Tr05のベースが供給接続されており、これら4つのトランジスタTr02〜Tr05はがトランジスタTr01とカレントミラーを構成するため、すべて同一の(またはこれに比例する)電流を流す。
【0004】
トランジスタTr02のコレクタには、差動アンプを構成する一対のNPNトランジスタTr11、Tr12のエミッタが共通接続されており、トランジスタTr03のコレクタには、もう一つの差動アンプを構成する一対のNPNトランジスタTr13、Tr14のエミッタが共通接続されている。そして、トランジスタTr11、Tr14のベースには、反転クロック信号CKバーが入力され、トランジスタTr12、Tr13のベースには、クロック信号CKが入力されている。従って、トランジスタTr11およびTr14、またはトランジスタTr12およびTr13のいずれか一方の組がクロックによってオンされる。
【0005】
トランジスタTr11のコレクタには、差動アンプを構成する一対のNPNトランジスタTr21、Tr22のエミッタが共通接続されており、トランジスタTr12のコレクタには、もう一つの差動アンプを構成する一対のNPNトランジスタTr23、Tr24のエミッタが共通接続されている。さらに、トランジスタTr13のコレクタには、差動アンプを構成する一対のNPNトランジスタTr25、Tr26のエミッタが共通接続されており、トランジスタTr14のコレクタには、もう一つの差動アンプを構成する一対のNPNトランジスタTr27、Tr28のエミッタが共通接続されている。
【0006】
また、トランジスタTr23、Tr24、Tr27、Tr28のコレクタは、抵抗R1、R2、R3、R4を介し電源VCCに接続されている。
【0007】
そして、トランジスタTr21のコレクタは抵抗R1とトランジスタTr23のコレクタに接続され、トランジスタTr22のコレクタは抵抗R2とトランジスタTr24のコレクタに接続されており、抵抗R1とトランジスタTr23のコレクタの接続点にはトランジスタTr24、Tr26のベースも接続され、抵抗R2とトランジスタTr24のコレクタの接続点には、トランジスタTr23およびトランジスタ25のベースも接続されている。
【0008】
さらに、トランジスタTr25のコレクタは、抵抗R3とトランジスタTr27のコレクタに接続され、トランジスタTr26のコレクタは抵抗R4とトランジスタTr28のコレクタに接続されており、抵抗R3とトランジスタTr27のコレクタの接続点にはトランジスタTr28、Tr42のベースも接続され、抵抗R4とトランジスタTr28のコレクタの接続点には、トランジスタTr27およびトランジスタTr41のベースも接続されている。
【0009】
そして、トランジスタTr41のコレクタは電源VCCに接続され、エミッタはトランジスタTr04のコレクタに接続されるとともに、Q出力端に接続されている。また、トランジスタTr42のコレクタは電源VCCに接続され、エミッタはトランジスタTr05のコレクタに接続されるとともに、Qバー出力端に接続されている。
【0010】
また、トランジスタTr42のベースに接続されている抵抗R3とトランジスタTr27のコレクタの接続点は、トランジスタTr21のベースに接続され、トランジスタTr41のベースに接続されている抵抗R4とトランジスタTr28のコレクタの接続点は、トランジスタTr22のベースに接続されている。
【0011】
この回路において、トランジスタTr11〜Tr14のベースが、フリップフロップのクロック入力端Cに該当し、トランジスタTr21、Tr22のベースがD入力端に該当する。
【0012】
図4における入力クロックCKの最初の立ち上がる前の状態では、出力QがLであり、Tr41はオフ、Tr42がオン、トランジスタTr21がオン、トランジスタTr22はオフとなっており、トランジスタTr24、Tr26のベースがL、トランジスタTr23、Tr25のベースはHとなっている。
【0013】
ここで、入力クロックCKが立ち上がると、トランジスタTr12、Tr13がオンし、Tr11、Tr14がオフする。そして、前のベース電位の状態からトランジスタTr23がオンしTr24はオフとなる。これによって、トランジスタTr25がオン、トランジスタTr26がオフとなり、トランジスタTr41がオン、トランジスタTr42がオフとなって、出力QがH、出力QバーがLになる。
【0014】
次に、入力クロックCKがLになると、トランジスタTr11、Tr14がオンになり、トランジスタTr12、トランジスタTr13がオフする。前の状態からトランジスタTr27がオン、トランジスタTr28がオフとなり、出力端の状態は維持される。なお、トランジスタTr21がオフし、トランジスタTr22がオンするため、トランジスタTr23、Tr25のベースがL、トランジスタTr24、Tr26のベースがHになる。
【0015】
次に、入力クロックが立ち上がると、前の状態からトランジスタTr23、Tr25はオフし、トランジスタTr24、Tr26がオンする。これによって、出力の状態が反転する。
【0016】
さらに、入力クロックCKがLになると、前の状態からトランジスタTr28がオン、トランジスタTr27がオフとなり、出力端の状態は維持される。なお、トランジスタTr22がオフし、トランジスタTr21がオンするため、トランジスタTr24、Tr26のベースがL、トランジスタTr23、Tr25のベースがHになる。
【0017】
このようにして、入力クロックCKが1/2分周された出力信号が出力端Q、Qバーに得られる。そして、この回路におけるロジック動作レベルは、電流I0と抵抗R(R=R1=R2=R3=R4)の積I0*Rで表される振幅で決定される。
【0018】
このような分周回路は、PLL回路などにおいて利用され、通常半導体集積回路によって構成されている。そこで、このような分周回路の最大動作周波数は、抵抗R1の抵抗値(抵抗R1の寄生容量に関係)と、トランジスタTr23のfmax特性(I0電流値)、抵抗R1の接続されるトランジスタTr24、Tr21などに付加される寄生容量値によって決定される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記従来回路では、入力クロックの周波数が、GHz帯になると、CK信号がa点に漏れることにより、トランジスタTr23、Tr24のベースエミッタ間電位を振動させ、抵抗R1、R2の振幅波形に影響を与える。そして、その結果、最大動作周波数が低くなってしまうという問題点があった。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の差動トランジスタを有し、互いに逆極性である相補的な入力信号を受け入れいずれか一方の差動トランジスタがオンし他方がオフする第1差動アンプと、一対の差動トランジスタを有し、前記第1差動アンプの一対の差動トランジスタに流れる電流に応じて相補的な一対の電圧信号を発生するとともに、発生した一対の電圧信号によって差動トランジスタのいずれか一方がオンし他方がオフする第2差動アンプと、一対の差動トランジスタを有し、前記一対の電圧信号によって、差動トランジスタのいずれか一方がオンし他方がオフする第3差動アンプと、一対の差動トランジスタを有し、前記第3差動アンプの一対の差動トランジスタに流れる電流に応じて相補的な一対の電圧信号を発生するとともに、発生した一対の電圧信号によって差動トランジスタのいずれか一方がオンし他方がオフする第4差動アンプと、一対の差動トランジスタを有し、前記第1および第2差動アンプの電流を制御する差動アンプであって、入力クロックに応じて前記第1および第2差動アンプのいずれか一方に電流を供給する第5差動アンプと、一対の差動トランジスタを有し、前記第3および第4差動アンプの電流を制御する差動アンプであって、入力クロックに応じて前記第1差動アンプと第4差動アンプとが同一動作となり、前記第2差動アンプと第3差動アンプが同一動作となるように第3および第4差動アンプへの電流を制御する第6差動アンプと、を有し、第4差動アンプで発生した一対の電圧信号を出力信号とすると共に、この出力信号を前記第1差動アンプの入力信号に帰還することで、入力クロックを分周した出力信号を得る分周回路であって、前記第5および第6差動アンプの各差動トランジスタと、第1〜第4差動アンプの各差動トランジスタとの間にクロック信号の漏れを減衰する高周波フィルタ手段を挿入することを特徴とする。
【0021】
このように、本発明では、フィルタ手段を有しているため、このフィルタ手段の上流側の差動アンプの下側電位がクロック信号の漏れ信号によって揺さぶられることを効果的に防止することができ、差動アンプの差動トランジスタにおけるベースエミッタ間電圧Vbeの変動を抑制して差動トランジスタの上流側電位の変動を抑えることができる。従って、出力波形に対する影響を減少することができ、分周回路の最大動作周波数を高くすることができる。
【0022】
また、前記フィルタ手段は、容量および抵抗であることが好適である。
【0023】
また、前記容量は、半導体拡散抵抗により発生する寄生容量であることが好適である。
【0024】
また、前記フィルタ手段は、常時オンのFETであることが好適である。
【0025】
また、前記FETは、NチャンネルFETであることが好適である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【0027】
図1は、本実施形態に係る分周回路の構成を示す図である。この回路の基本的構成は、図3に示した従来例と同様であり、同一の部分については説明を省略する。
【0028】
この実施形態においては、トランジスタTr11、Tr12、Tr13、Tr14とその上の差動トランジスタTr21〜Tr28との間に、フィルタ用の抵抗R5〜R8を配置している。但し、この抵抗R5〜R8は、通常動作には問題とならないような抵抗値のものであり、上述したような通常動作はそのまま行われる。
【0029】
また、この抵抗R5〜R8は、半導体基板上に不純物を拡散して形成する拡散抵抗として形成される。従って、基板に形成されたグランドとの間には、寄生容量が必ず付加される。そこで、入力クロック信号がトランジスタTr24などから漏れ出たとしても、この漏れ信号は、抵抗R6などと寄生抵抗とで形成される高周波フィルタ回路によって、グランド側に除去される。
【0030】
これによって、フィルタの上流側の差動トランジスタTr23、Tr24のエミッタ電位が漏れ信号によって揺さぶられることを効果的に防止することができ、ベースエミッタ間電圧Vbeの変動を抑制してトランジスタTr23、Tr24のコレクタ側電位の変動を抑えることができる。従って、抵抗R1、R2の下流側の電圧変動を抑制して、分周回路の動作を安定化させ、最大動作周波数を高くすることができる。
【0031】
図2には、他の実施形態に係る分周回路の構成を示してある。この回路では、抵抗R5〜R8に代えて、ゲートが電源VCCに接続されたNチャンネル電界効果トランジスタFET1〜FET4が設けられている。この電界効果トランジスタFET1〜FET4は、所定のオン抵抗を有しており、かつ寄生抵抗が必然的に付加される。そこで、このFET1〜FET4によって、ここに高周波フィルタ回路が構成され、上述の抵抗R5〜R8と同様の効果を得ることができる。特に、この電界効果トランジスタFET1〜FET4を配置する構成では、抵抗R5〜R8に比べ、そのオン抵抗が比較的小さくして十分なフィルタ効果を得ることができる。そこで、全体としての特性を向上することができる。
【0032】
なお、FET1〜FET4のオン抵抗は、5.5GHzで1.6kΩ程度、7.5GHzで1.1kΩ程度である。また、上述の抵抗R5〜R8についても、高周波に対する抵抗を同程度とすることが好適であるが、この場合通常の信号に対する抵抗もFETに比べ大きくなってしまう。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルタ手段を有しているため、このフィルタ手段の上流側の差動アンプの下側電位がクロック信号の漏れ信号によって揺さぶられることを効果的に防止することができ、差動アンプの差動トランジスタにおけるベースエミッタ間電圧Vbeの変動を抑制して差動トランジスタの上流側側電位の変動を抑えることができる。従って、出力は計に対する影響を減少することができ、分周回路の最大動作周波数を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の構成を示す図である。
【図2】 他の実施形態の構成を示す図である。
【図3】 従来例の構成を示す図である。
【図4】 従来例の等価回路を示す図である。
【図5】 入力クロックと出力の関係を示す波形図である。
【符号の説明】
Tr01〜Tr05,Tr11〜14,Tr21〜28,Tr41,Tr42トランジスタ、R1〜R8 抵抗。
Claims (5)
- 一対の差動トランジスタを有し、互いに逆極性である相補的な入力信号を受け入れいずれか一方の差動トランジスタがオンし他方がオフする第1差動アンプと、
一対の差動トランジスタを有し、前記第1差動アンプの一対の差動トランジスタに流れる電流に応じて相補的な一対の電圧信号を発生するとともに、発生した一対の電圧信号によって差動トランジスタのいずれか一方がオンし他方がオフする第2差動アンプと、
一対の差動トランジスタを有し、前記一対の電圧信号によって、差動トランジスタのいずれか一方がオンし他方がオフする第3差動アンプと、
一対の差動トランジスタを有し、前記第3差動アンプの一対の差動トランジスタに流れる電流に応じて相補的な一対の電圧信号を発生するとともに、発生した一対の電圧信号によって差動トランジスタのいずれか一方がオンし他方がオフする第4差動アンプと、
一対の差動トランジスタを有し、前記第1および第2差動アンプの電流を制御する差動アンプであって、入力クロックに応じて前記第1および第2差動アンプのいずれか一方に電流を供給する第5差動アンプと、
一対の差動トランジスタを有し、前記第3および第4差動アンプの電流を制御する差動アンプであって、入力クロックに応じて前記第1差動アンプと第4差動アンプとが同一動作となり、前記第2差動アンプと第3差動アンプが同一動作となるように第3および第4差動アンプへの電流を制御する第6差動アンプと、
を有し、
第4差動アンプで発生した一対の電圧信号を出力信号とすると共に、この出力信号を前記第1差動アンプの入力信号に帰還することで、入力クロックを分周した出力信号を得る分周回路であって、
前記第5および第6差動アンプの各差動トランジスタと、第1〜第4差動アンプの各差動トランジスタとの間にクロック信号の漏れを減衰する高周波フィルタ手段を挿入することを特徴とする分周回路。 - 請求項1に記載の回路において、
前記フィルタ手段は、容量および抵抗であることを特徴とする分周回路。 - 請求項2に記載の回路において、
前記容量は、半導体拡散抵抗により発生する寄生容量であることを特徴とする分周回路。 - 請求項1に記載の回路において、
前記フィルタ手段は、常時オンのFETであることを特徴とする分周回路。 - 請求項4に記載の回路において、
前記FETは、NチャンネルFETであることを特徴とする分周回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002381396A JP4416396B2 (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 分周回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002381396A JP4416396B2 (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 分周回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004214909A JP2004214909A (ja) | 2004-07-29 |
JP4416396B2 true JP4416396B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=32817325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002381396A Expired - Fee Related JP4416396B2 (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 分周回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4416396B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009201048A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フリップフロップ回路および半導体装置 |
-
2002
- 2002-12-27 JP JP2002381396A patent/JP4416396B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004214909A (ja) | 2004-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5150076A (en) | Emitter-grounded amplifier circuit with bias circuit | |
GB2334163A (en) | A variable gain transconductance amplifier suitable for use in a mixer | |
JP2830847B2 (ja) | 半導体集積回路 | |
JPH06268515A (ja) | チャージポンプ回路 | |
JP4416396B2 (ja) | 分周回路 | |
JPH1124769A (ja) | 定電流回路 | |
JPH07114423A (ja) | 基準電源回路 | |
US6414556B1 (en) | Voltage controlled oscillator having an oscillation frequency variation minimized in comparison with a power supply voltage variation | |
US6313686B1 (en) | Waveform output device with EMI noise canceler mechanism | |
EP0388890A2 (en) | Reactance control circuit with a DC amplifier for minimizing a variation of a reference reactance value | |
JP4272335B2 (ja) | 半導体集積回路 | |
JP2000286636A (ja) | 電圧制御発振器 | |
US10644699B2 (en) | Lower voltage switching of current mode logic circuits | |
JP3778566B2 (ja) | 広い電源範囲に亘って動作するのに適した低電圧BiCMOSデジタル遅延チェーン | |
JPS6022862A (ja) | 電源回路 | |
JP3341702B2 (ja) | 分周回路 | |
JP3305746B2 (ja) | 電流源発生装置 | |
JPH11205095A (ja) | 電圧制御発振回路 | |
JP6036961B2 (ja) | 差動増幅器 | |
JP2004013230A (ja) | 基準電圧発生回路 | |
JP2577946B2 (ja) | 増幅回路 | |
JP2000174562A (ja) | 入力回路 | |
JP2010161595A (ja) | 入力バイアス電圧供給回路 | |
JPH06260925A (ja) | レベルシフト回路 | |
KR20010026418A (ko) | 이득 제어 신호 발생 회로 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051101 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070709 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071009 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091124 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131204 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |