JP5035017B2 - 発振回路 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態による発振回路の構成例を示す回路図である。発振回路は、半導体チップ100及び水晶振動子101を有する。半導体チップ100及び水晶振動子101は、ボード上に搭載される。半導体チップ100は、外部端子IN、電圧電流変換回路102、抵抗103及び容量104を有する。水晶振動子101は、LC共振器の一種であり、半導体チップ100の外部端子IN及びグランド電位ノードGND間に接続され、信号を発振する。電圧電流変換回路102は、OTA(Operetional Transconductance Amplifier)であり、正入力端子(+入力端子)が外部端子INに接続され、負入力端子(−入力端子)が参照電圧ノードVrefに接続され、正入力端子及び負入力端子の電圧差を電流に変換して出力端子(+出力端子)から出力する。容量104は、電圧電流変換回路102の出力端子及び正入力端子間に接続される。抵抗(インピーダンス素子)103は、電圧電流変換回路102の正入力端子及び負入力端子間に接続される。出力端子OUTは、電圧電流変換回路102の出力端子に接続され、発振信号を出力する。
VDD=2×(Vdsat+Vth+Vosc)
図5は、本発明の第2の実施形態による電圧電流変換回路102(図1)の構成例を示す回路図である。本実施形態は、第1の実施形態に対して、図1の電圧電流変換回路102の内部構成が異なる。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。電圧電流変換回路102は、pチャネルMOS電界効果トランジスタ501,502及び電流源503,504を有する。pチャネルMOS電界効果トランジスタ501は、ゲートが正入力端子(電圧Vp)に接続され、ドレインがグランド電位ノードGNDに接続され、ソースが電流源503に接続される。pチャネルMOS電界効果トランジスタ502は、ゲートが負入力端子(電圧Vn)に接続され、ドレインが出力端子OUTに接続され、ソースが電流源503に接続される。電流源503は、pチャネルMOS電界効果トランジスタ501及び502のソースと電源電圧ノードVDD間に接続される。電流源504は、出力端子OUT及びグランド電位ノードGND間に接続される。以上のように、電圧電流変換回路102は、pチャネルMOS電界効果トランジスタの差動対501及び502で構成される。電流源503は、差動対501及び502に電流を流すための電流源である。電流源504は、電流源503に対して1/2のDCバイアス電流を流す。本実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を有する。
図6は、本発明の第3の実施形態による電圧電流変換回路102(図1)の構成例を示す回路図である。本実施形態は、第1の実施形態に対して、図1の電圧電流変換回路102の内部構成が異なる。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。電圧電流変換回路102は、nチャネルMOS電界効果トランジスタ401,402、pチャネルMOS電界効果トランジスタ501,502、及び電流源403,503を有する。電流源403及び503の電流値は同じである。
図8は、本発明の第4の実施形態による電圧電流変換回路102(図1)の構成例を示す回路図である。以下、本実施形態が第1〜第3の実施形態と異なる点を説明する。
信号を発振するためのLC共振器と、
正入力端子が前記LC共振器に接続され、負入力端子が参照電圧ノードに接続され、前記正入力端子と前記負入力端子との間の電圧差を電流に変換して出力端子から出力する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路の前記出力端子と前記正入力端子との間に接続される容量と、
前記電圧電流変換回路の前記正入力端子と前記負入力端子との間に接続されるインピーダンス素子と
を有することを特徴とする発振回路。
(付記2)
前記電圧電流変換回路は、
第1のゲートが前記正入力端子に接続され、第1のドレインが電源電圧ノードに接続される第1のnチャネル電界効果トランジスタと、
第2のゲートが前記負入力端子に接続され、第2のドレインが前記出力端子に接続される第2のnチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のnチャネル電界効果トランジスタの第1のソース及び前記第2のnチャネル電界効果トランジスタの第2のソースと、グランド電位ノード間に接続される第1の電流源とを有することを特徴とする付記1記載の発振回路。
(付記3)
前記電圧電流変換回路は、
第1のゲートが前記正入力端子に接続され、第1のドレインがグランド電位ノードに接続される第1のpチャネル電界効果トランジスタと、
第2のゲートが前記負入力端子に接続され、第2のドレインが前記出力端子に接続される第2のpチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のpチャネル電界効果トランジスタの第1のソース及び第2のpチャネル電界効果トランジスタの第2のソースと、電源電圧ノード間に接続される第1の電流源とを有することを特徴とする付記1記載の発振回路。
(付記4)
前記電圧電流変換回路は、
第1のゲートが前記正入力端子に接続され、第1のドレインが電源電圧ノードに接続される第1のnチャネル電界効果トランジスタと、
第2のゲートが前記負入力端子に接続され、第2のドレインが前記出力端子に接続される第2のnチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のnチャネル電界効果トランジスタの第1のソース及び前記第2のnチャネル電界効果トランジスタの第2のソースと、グランド電位ノード間に接続される第1の電流源と、
第3のゲートが前記正入力端子に接続され、第3のドレインがグランド電位ノードに接続される第1のpチャネル電界効果トランジスタと、
第4のゲートが前記負入力端子に接続され、第4のドレインが前記出力端子に接続される第2のpチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のpチャネル電界効果トランジスタの第3のソース及び前記第2のpチャネル電界効果トランジスタの第4のソースと、電源電圧ノード間に接続される第2の電流源とを有することを特徴とする付記1記載の発振回路。
(付記5)
前記インピーダンス素子は、抵抗又はインダクタであることを特徴とする付記1〜4のいずれか1項に記載の発振回路。
(付記6)
前記参照電圧ノードの電圧は、前記電源電圧ノードの電圧の1/2であることを特徴とする付記4記載の発振回路。
(付記7)
前記第1及び第2の電流源の電流値は同じであることを特徴とする付記4記載の発振回路。
(付記8)
前記LC共振器は、水晶振動子であることを特徴とする付記1〜7のいずれか1項に記載の発振回路。
(付記9)
前記ゲートが前記正入力端子に接続される電界効果トランジスタは、前記ゲートが前記負入力端子に接続される電界効果トランジスタよりサイズが大きいことを特徴とする付記2〜4のいずれか1項に記載の発振回路。
(付記10)
前記電界効果トランジスタは、MOS電界効果トランジスタであることを特徴とする付記2〜4のいずれか1項に記載の発振回路。
101 水晶振動子
102 電圧電流変換回路
103 抵抗
104 容量
Claims (4)
- 信号を発振するためのLC共振器と、
正入力端子が前記LC共振器に接続され、負入力端子が参照電圧ノードに接続され、前記正入力端子と前記負入力端子との間の電圧差を電流に変換して出力端子から出力する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路の前記出力端子と前記正入力端子との間に接続される容量と、
前記電圧電流変換回路の前記正入力端子と前記負入力端子との間に接続されるインピーダンス素子と
を有することを特徴とする発振回路。 - 前記電圧電流変換回路は、
第1のゲートが前記正入力端子に接続され、第1のドレインが電源電圧ノードに接続される第1のnチャネル電界効果トランジスタと、
第2のゲートが前記負入力端子に接続され、第2のドレインが前記出力端子に接続される第2のnチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のnチャネル電界効果トランジスタの第1のソース及び前記第2のnチャネル電界効果トランジスタの第2のソースと、グランド電位ノード間に接続される第1の電流源とを有することを特徴とする請求項1記載の発振回路。 - 前記電圧電流変換回路は、
第1のゲートが前記正入力端子に接続され、第1のドレインがグランド電位ノードに接続される第1のpチャネル電界効果トランジスタと、
第2のゲートが前記負入力端子に接続され、第2のドレインが前記出力端子に接続される第2のpチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のpチャネル電界効果トランジスタの第1のソース及び第2のpチャネル電界効果トランジスタの第2のソースと、電源電圧ノード間に接続される第1の電流源とを有することを特徴とする請求項1記載の発振回路。 - 前記電圧電流変換回路は、
第1のゲートが前記正入力端子に接続され、第1のドレインが電源電圧ノードに接続される第1のnチャネル電界効果トランジスタと、
第2のゲートが前記負入力端子に接続され、第2のドレインが前記出力端子に接続される第2のnチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のnチャネル電界効果トランジスタの第1のソース及び前記第2のnチャネル電界効果トランジスタの第2のソースと、グランド電位ノード間に接続される第1の電流源と、
第3のゲートが前記正入力端子に接続され、第3のドレインがグランド電位ノードに接続される第1のpチャネル電界効果トランジスタと、
第4のゲートが前記負入力端子に接続され、第4のドレインが前記出力端子に接続される第2のpチャネル電界効果トランジスタと、
前記第1のpチャネル電界効果トランジスタの第3のソース及び前記第2のpチャネル電界効果トランジスタの第4のソースと、電源電圧ノード間に接続される第2の電流源とを有することを特徴とする請求項1記載の発振回路。
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