JP4551862B2 - 温度制御発振器 - Google Patents
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この温度制御発振器は、DRAMのセルフリフレッシュ動作の周期を制御するために、低温時は低い周波数で発振し高温時には高い周波数で発振するように、周囲温度に応じて発振周波数が連続的に変化するものである。
(1) 温度検知部10は、正の温度特性を有し温度係数が異なる2つの抵抗11,12で電源電圧VDDを分圧して検知電圧VTを出力するように構成しているので、負の温度特性を有する抵抗素子を形成する必要がない。これにより、製造工程を複雑にする必要がなく、通常のDRAMの製造工程で、温度制御発振器を同一基板上に形成することができる。
(2) 温度係数が等しい2つの抵抗21,22で電源電圧VDDを分圧して基準電圧VRを出力する基準電圧発生部20を設け、この基準電圧VRと温度検知部10の検知電圧VTの差に基づいて制御電圧CVを生成するようにしているので、電源電圧VDDの変動による制御電圧CVの変動を抑制することができる。
(3) 温度検知部10と基準電圧発生部20は、抵抗分圧器から出力される電圧をボルテージ・フォロワ接続された演算増幅器を介して出力するように構成しているので、抵抗分圧器の抵抗値を大きくすることができ、消費電流を低減するとともに雑音による影響を抑制することができる。
(4) 増幅部30によって検知電圧VTと基準電圧VRの電位差を増幅して、制御電圧CVを生成するようにしているので、この制御電圧CVの変化範囲が広がる。これにより、電圧制御発振回路の出力信号OUTの周波数制御範囲を広くすることができる。
(5) 制御電圧CVが基準電圧VRよりも低下することを制限する電圧制限部40を設けているので、低温時に出力信号OUTの周波数が極端に低下してDRAMの記憶内容が消滅するおそれがない。
この電圧制御発振回路90は、図1中の充放電部50、比較部60、パルス発生部70及び分周部80に代えて設けられるもので、演算増幅器81,82と、バッファアンプ83,84と、インバータ85をループ状に接続したループ発振器となっている。
(a) 増幅部30では、検知電圧VTと基準電圧VRの差に従って直線的に増加する制御電圧CVを出力するように構成しているが、例えば関数発生器を用いて、検知電圧VTと基準電圧VRの差の電圧を変数とする指数関数、対数関数、2次関数等に従って増幅して制御電圧CVを生成するようにしても良い。
(b) 使用する周囲温度の範囲が限定されている場合には、電圧制限部40を省略することができる。
(c) 充放電部50やパルス発生部70の回路構成は一例であり、同様の機能を有する回路で置き換えることができる。
(d) DRAMに適用する場合について説明したが、適用範囲はDRAMに限定されない。
20 基準電圧発生部
30 増幅部
40 電圧制限部
50 充放電部
60 比較部
70 パルス発生部
80 分周部
90 電圧制御発振回路
Claims (5)
- 温度係数が異なる抵抗で電源電圧を分圧して周囲温度の上昇に伴って上昇する検知電圧を出力する温度検知部と、
温度係数が同じ抵抗で電源電圧を分圧して周囲温度に依存しない基準電圧を出力する基準電圧発生部と、
前記検知電圧と前記基準電圧の差の電圧を増幅して制御電圧を生成する増幅部と、
前記制御電圧に応じて出力信号の発振周波数が制御され、周囲温度が上昇したときに該発振周波数が高くなり、周囲温度が下降したときには該発振周波数が低くなる電圧制御発振回路とを、
備えたことを特徴とする温度制御発振器。 - 前記増幅部から出力される制御電圧が前記基準電圧よりも低くならないように制限して前記電圧制御発振回路に与える電圧制限部を設けたことを特徴とする請求項1記載の温度制御発振器。
- 前記増幅部は、前記検知電圧と前記基準電圧の差の電圧を変数とする指数関数に従って増幅して前記制御電圧を生成することを特徴とする請求項1または2記載の温度制御発振器。
- 前記電圧制御発振回路は、
パルス信号に従ってキャパシタを充放電して鋸歯状のランプ電圧を発生する充放電部と、
前記ランプ電圧と前記制御電圧を比較して比較結果信号を出力する比較部と、
前記比較結果信号が出力されたときに、一定のパルス幅を有する前記パルス信号を発生するパルス発生部と、
前記パルス信号に基づいて前記出力信号を生成する出力部とを、
有することを特徴とする請求項1、2または3記載の温度制御発振器。 - 前記電圧制御発振回路は、
前記制御電圧で応答速度が制御される演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号の波形を整形するバッファアンプと、
前記バッファアンプの出力信号を反転して前記演算増幅器の入力側に帰還させることによってリング発振回路を構成するインバータとを、
有することを特徴とする請求項1、2または3記載の温度制御発振器。
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