JPH0269005A - 発振回路 - Google Patents
発振回路Info
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- JPH0269005A JPH0269005A JP22192788A JP22192788A JPH0269005A JP H0269005 A JPH0269005 A JP H0269005A JP 22192788 A JP22192788 A JP 22192788A JP 22192788 A JP22192788 A JP 22192788A JP H0269005 A JPH0269005 A JP H0269005A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 101150090280 MOS1 gene Proteins 0.000 description 1
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Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、集積回路における発振回路に関する。
[発明の概要]
本発明は、時計などの電池駆動携帯機器に使用されるI
C(Integrated C1rcuit :集積
回路)における水晶発振回路の発振インバータ(Inv
ertor:反転器)の電流駆動能力を、半導体ヒユー
ズなどの記憶手段を用いて調整することにより、発振電
流や発振開始電圧、発振停止電圧などの発振特性のばら
つきを小さくすることを可能にしたものである。
C(Integrated C1rcuit :集積
回路)における水晶発振回路の発振インバータ(Inv
ertor:反転器)の電流駆動能力を、半導体ヒユー
ズなどの記憶手段を用いて調整することにより、発振電
流や発振開始電圧、発振停止電圧などの発振特性のばら
つきを小さくすることを可能にしたものである。
〔従来の技術]
従来、水晶発振回路における発振インバータは、ICご
とに電流駆動能力を調整することはなかった。
とに電流駆動能力を調整することはなかった。
〔発明が解決しようとする課題1
従来の水晶発振回路ではICの製造工程のばらつきによ
り、発振特性を最適値に絞り込むことができなかった。
り、発振特性を最適値に絞り込むことができなかった。
すなわち、発振回路における消費電流を小さ(しようと
すると発振開始電圧や発振停止電圧が高くなったり、ま
た、逆に発振開始電圧や発振開始電圧を低くしようとす
ると発振回路における消費電流が大きくなったりした。
すると発振開始電圧や発振停止電圧が高くなったり、ま
た、逆に発振開始電圧や発振開始電圧を低くしようとす
ると発振回路における消費電流が大きくなったりした。
以上の事を具体例を挙げて説明すると次の通りである。
発振インバータを構成するPチャネルMOSトランジス
タとNチャンネルMO3)ランジスタのチャンネル長と
チャンネル幅が一定だった場合、発振回路の消費電流や
発振開始電圧、発振停止電圧などの発振特性は、主とし
てPチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMO
Sトランジスタのスレッショルド電圧の和によって大き
な影響を受ける。第2図の13に示すように発振回路の
消費電流Ioscは、PチャンネルMOSトランジスタ
とNチャンネルMOSトランジスタのスレッショルド電
圧の和(Vtp+Vtn)が大きくなると小さくなり、
発振開始電圧Vsta・発振停止電圧Vs tpは、第
2図の14.15に示すようにPチャンネルMO3I−
ランジスタとNチャンネルMOSトランジスタのスレッ
ショルド電圧の和が大きくなると高くなる0通常、時計
用IC等のように低消費電力を要求されるICでは、低
電圧までICが動作し、かつ、ICの消費電流を低く抑
えることが仕様的には必須となる。この要求を満たすた
めには、発振回路部の消費電流を小さくし、発振開始電
圧・発振停止電圧を低くする必要がある。しかし、いま
まで説明してきたように、PチャンネルMOSトランジ
スタ上とNチャンネルMOSトランジスタのスレッショ
ルド電圧の和の発振特性に与える影響から、これら二つ
の要求を同時に満たすことはできない。また、MOSト
ランジスタのスレッショルド電圧はICの製造工程の中
でばらついてしまうのは避けられないために、低消費電
力の要求の厳しいICでは歩留まりの下がるのはやむを
得ず、したがって、ICの製造コストもあがってしまっ
ていた。
タとNチャンネルMO3)ランジスタのチャンネル長と
チャンネル幅が一定だった場合、発振回路の消費電流や
発振開始電圧、発振停止電圧などの発振特性は、主とし
てPチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMO
Sトランジスタのスレッショルド電圧の和によって大き
な影響を受ける。第2図の13に示すように発振回路の
消費電流Ioscは、PチャンネルMOSトランジスタ
とNチャンネルMOSトランジスタのスレッショルド電
圧の和(Vtp+Vtn)が大きくなると小さくなり、
発振開始電圧Vsta・発振停止電圧Vs tpは、第
2図の14.15に示すようにPチャンネルMO3I−
ランジスタとNチャンネルMOSトランジスタのスレッ
ショルド電圧の和が大きくなると高くなる0通常、時計
用IC等のように低消費電力を要求されるICでは、低
電圧までICが動作し、かつ、ICの消費電流を低く抑
えることが仕様的には必須となる。この要求を満たすた
めには、発振回路部の消費電流を小さくし、発振開始電
圧・発振停止電圧を低くする必要がある。しかし、いま
まで説明してきたように、PチャンネルMOSトランジ
スタ上とNチャンネルMOSトランジスタのスレッショ
ルド電圧の和の発振特性に与える影響から、これら二つ
の要求を同時に満たすことはできない。また、MOSト
ランジスタのスレッショルド電圧はICの製造工程の中
でばらついてしまうのは避けられないために、低消費電
力の要求の厳しいICでは歩留まりの下がるのはやむを
得ず、したがって、ICの製造コストもあがってしまっ
ていた。
[課題を解決するための手段]
本発明は、半導体ヒユーズやP ROM (Progr
amable Read 0nly Memory+書
換え可能読みだし専用記憶素子)などの記憶素子を用い
て、複数の発振インバータのオン・オフを制御すること
により発振インバ、−夕の電流駆動能力を変えることが
できるようにし、ICの製造工程でのばらつきの応じて
最適な電流駆動能力を作り込むことを可能とすることを
特徴とする。
amable Read 0nly Memory+書
換え可能読みだし専用記憶素子)などの記憶素子を用い
て、複数の発振インバータのオン・オフを制御すること
により発振インバ、−夕の電流駆動能力を変えることが
できるようにし、ICの製造工程でのばらつきの応じて
最適な電流駆動能力を作り込むことを可能とすることを
特徴とする。
[作 用]
上記の本発明の構成によれば、半導体ヒユーズの溶断や
PROMの書き込みは、ICの出荷検査時に発振インバ
ータの電流駆動能力を測定することにより、容易に最適
値に設定することができるため、従来技術に比べ製造コ
ストを小さくして、低電圧で動作して消費電流の少ない
ICを製造することができる。
PROMの書き込みは、ICの出荷検査時に発振インバ
ータの電流駆動能力を測定することにより、容易に最適
値に設定することができるため、従来技術に比べ製造コ
ストを小さくして、低電圧で動作して消費電流の少ない
ICを製造することができる。
[実 施 例1
第1図は、1.2の2種のクロックドインバータを用い
て発振インバータを構成し、2ビツトの3.4の半導体
ヒユーズを用いて2種のクロックドインバータのどれを
オンにし、どれをオフとするかを制御する実例である。
て発振インバータを構成し、2ビツトの3.4の半導体
ヒユーズを用いて2種のクロックドインバータのどれを
オンにし、どれをオフとするかを制御する実例である。
第1図の5.6は半導体ヒユーズの情報を記憶するラッ
チであり、7は前記ラッチを初期化する制御信号である
。8は水晶振動子であり、9.10は水晶振動子接続端
子、11は帰還抵抗12はドレイン抵抗である。
チであり、7は前記ラッチを初期化する制御信号である
。8は水晶振動子であり、9.10は水晶振動子接続端
子、11は帰還抵抗12はドレイン抵抗である。
PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMO3
)−ランジスタのスレッショルド電圧の和が小さく作り
込まれたICでは、2f!!のクロックドインバータの
うちで1つだけをオンとし、PチャンネルMOSトラン
ジスタとNチャンネルMOSトランジスタのスレッショ
ルド電圧の和の大きく作り込まれたICでは2つともを
オンとする。
)−ランジスタのスレッショルド電圧の和が小さく作り
込まれたICでは、2f!!のクロックドインバータの
うちで1つだけをオンとし、PチャンネルMOSトラン
ジスタとNチャンネルMOSトランジスタのスレッショ
ルド電圧の和の大きく作り込まれたICでは2つともを
オンとする。
このように本例では、2ビツトの記憶手段と2種の発振
インパークを用いることにより容易に4種の電流駆動能
力を持つ発振インバータを構成することができ安価で低
電圧で動作し消費電流の小さなICを実現することがで
きる。
インパークを用いることにより容易に4種の電流駆動能
力を持つ発振インバータを構成することができ安価で低
電圧で動作し消費電流の小さなICを実現することがで
きる。
第3図は、実際のPチャンネルMOSトランジスタとN
チャンネルMOSトランジスタのスレッショルド電圧の
和と発振回路部の消費電流と発振停止電圧の関係を示し
たものである。
チャンネルMOSトランジスタのスレッショルド電圧の
和と発振回路部の消費電流と発振停止電圧の関係を示し
たものである。
ICの製造工程の中で発生するPチャンネルMOSトラ
ンジスタとNチャンネルMOSトランジスタのスレッシ
ョルド電圧の和のばらつきを許容し発振停止電圧を最大
1.1■とすると従来技術では、第3図に示すように最
大800nAが#振回路部で消費してしまう。第3図の
16は発振回路部の消費電流であり、17は発振停止電
圧である。18.19は、それぞれICの製造工程の中
で発生するPチャンネルMO5!−ランジスタとNチャ
ンネルMOSトランジスタのスレッショルド電圧の和の
ばらつきの最小値と最大値である。これに対して、本発
明を用いるとICのPチャンネルMOSトランジスタと
NチャンネルMOSl−ランジスタのスレッショルド電
圧の和にあわせて、第4図の(20,24)(21,2
5)(22,26)(23,27)の中の1つを選択す
ることができるため、最大でも400nAの消費電流に
抑えることができる。第4図の実線は、それぞれのPチ
ャンネルMOSl−ランジスタとNチャンネルMOSト
ランジスタのスレッショルド電圧の和に応じて選択され
た電流駆動能力であり、破線は選択されなかった電流駆
動能力である。
ンジスタとNチャンネルMOSトランジスタのスレッシ
ョルド電圧の和のばらつきを許容し発振停止電圧を最大
1.1■とすると従来技術では、第3図に示すように最
大800nAが#振回路部で消費してしまう。第3図の
16は発振回路部の消費電流であり、17は発振停止電
圧である。18.19は、それぞれICの製造工程の中
で発生するPチャンネルMO5!−ランジスタとNチャ
ンネルMOSトランジスタのスレッショルド電圧の和の
ばらつきの最小値と最大値である。これに対して、本発
明を用いるとICのPチャンネルMOSトランジスタと
NチャンネルMOSl−ランジスタのスレッショルド電
圧の和にあわせて、第4図の(20,24)(21,2
5)(22,26)(23,27)の中の1つを選択す
ることができるため、最大でも400nAの消費電流に
抑えることができる。第4図の実線は、それぞれのPチ
ャンネルMOSl−ランジスタとNチャンネルMOSト
ランジスタのスレッショルド電圧の和に応じて選択され
た電流駆動能力であり、破線は選択されなかった電流駆
動能力である。
以上の例では、クロックドインバータを用いて発振イン
バータの電流駆動能力を可変としているが、もちろん、
NAND素子やNOR素子を用いて発振インバータを構
成する場合も同様である。
バータの電流駆動能力を可変としているが、もちろん、
NAND素子やNOR素子を用いて発振インバータを構
成する場合も同様である。
〔発明の効果1
以上述べたように、本発明によれば、ICの歩留まりを
下げることなく、容易に低電圧動作し消費電流の小さな
ICを実現できる1時計用ICでは、発振回路部の消費
電流がIC全体の消費電流の過半を占めることが多く、
また、発振回路部の消費電流以外の消費電流は製造工程
のばらつきが小さいため、特に効果的である。
下げることなく、容易に低電圧動作し消費電流の小さな
ICを実現できる1時計用ICでは、発振回路部の消費
電流がIC全体の消費電流の過半を占めることが多く、
また、発振回路部の消費電流以外の消費電流は製造工程
のばらつきが小さいため、特に効果的である。
第1図は、本発明を用いた発振回路図。
第2図は、−数的なPチャンネルMOSトランジスタと
NチャンネルMOSトランジスタのスレッショルド電圧
の和と発振回路部の消費電流、発振開始電圧、発振停止
電圧の関係図。 第3図は、従来の発振回路でのPチャンネルMOS)ラ
ンジスタとNチャンネルMOSl−ランジスタのスレッ
ショルド電圧の和と発振回路部の消費電流と発振停止電
圧の具体的な関係図。 第4図は、本発明を用いた発振回路でのPチャンネルM
OSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタの
スレッショルド電圧の和と発振回路部の消費電流と発振
停止電圧の具体的な関係図。 l・・・クロックドインバータを用いた発振インバータ 2・・・クロックドインバータを用いた発振インバータ ・ヒユーズ ・ヒユーズ ・ラッチ ・ラッチ ・ラッチの初期化信号 ・水晶振動子 ・水晶振動子接続端子 ・水晶振動子接続端子 ・帰還抵抗 12・・・ドレイン抵抗 13・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSl−ランジスタの スレッショルド電圧の和と発振回路 部の消費電流の関係 14・・・PチャンネルMOSl−ランジスタとNチャ
ンネルMOSl−ランジスタの スレッショルド電圧の和と発振開始 電圧の関係 15・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSl−ランジスタの スレッショルド電圧の和と発振停止 電圧の関係 16・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSトランジスタの スレッショルド電圧の和と発振回路 部の消費電流の関係 17・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSトランジスタの スレッショルド電圧の和と発振停止 20 ・ 22 ・ 電圧の関係 ・・ICの製造工程の中で発生するPチャンネルMOS
l−ランジスタとNチ ャンネルMOSトランジスタのスレ ッショルド電圧の和の最小値 ・・ICの製造工程の中で発生するPチャンネルMOS
トランジスタとNチ ャンネルMOSトランジスタのスレ ッショルド電圧の和の最大値 ・・電流駆動能力lのクロックドインバータのPチャン
ネルMOSl−ランジ スクとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 ・・電流駆動能力2のクロックドインバータのPチャン
ネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSトランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 ・・電流駆動能力3のクロックドインバータのPチャン
ネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 23・・・電流駆動能力4のクロックドインバータのP
チャンネルMOSl−ランジ スタとNチャンネルMOS)−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 24・・・電流駆動能力1のクロックドインバータのP
チャンネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 25・・・電流駆動能力2のクロックドインバータのP
チャンネルMO3)−ランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 26・・・電流駆動能力3のクロツクドインバ27 ・ 一夕のPチャンネルMO5)−ランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 ・・電流駆動能力4のクロックドインバータのPチャン
ネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSトランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 以上
NチャンネルMOSトランジスタのスレッショルド電圧
の和と発振回路部の消費電流、発振開始電圧、発振停止
電圧の関係図。 第3図は、従来の発振回路でのPチャンネルMOS)ラ
ンジスタとNチャンネルMOSl−ランジスタのスレッ
ショルド電圧の和と発振回路部の消費電流と発振停止電
圧の具体的な関係図。 第4図は、本発明を用いた発振回路でのPチャンネルM
OSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタの
スレッショルド電圧の和と発振回路部の消費電流と発振
停止電圧の具体的な関係図。 l・・・クロックドインバータを用いた発振インバータ 2・・・クロックドインバータを用いた発振インバータ ・ヒユーズ ・ヒユーズ ・ラッチ ・ラッチ ・ラッチの初期化信号 ・水晶振動子 ・水晶振動子接続端子 ・水晶振動子接続端子 ・帰還抵抗 12・・・ドレイン抵抗 13・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSl−ランジスタの スレッショルド電圧の和と発振回路 部の消費電流の関係 14・・・PチャンネルMOSl−ランジスタとNチャ
ンネルMOSl−ランジスタの スレッショルド電圧の和と発振開始 電圧の関係 15・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSl−ランジスタの スレッショルド電圧の和と発振停止 電圧の関係 16・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSトランジスタの スレッショルド電圧の和と発振回路 部の消費電流の関係 17・・・PチャンネルMOSトランジスタとNチャン
ネルMOSトランジスタの スレッショルド電圧の和と発振停止 20 ・ 22 ・ 電圧の関係 ・・ICの製造工程の中で発生するPチャンネルMOS
l−ランジスタとNチ ャンネルMOSトランジスタのスレ ッショルド電圧の和の最小値 ・・ICの製造工程の中で発生するPチャンネルMOS
トランジスタとNチ ャンネルMOSトランジスタのスレ ッショルド電圧の和の最大値 ・・電流駆動能力lのクロックドインバータのPチャン
ネルMOSl−ランジ スクとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 ・・電流駆動能力2のクロックドインバータのPチャン
ネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSトランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 ・・電流駆動能力3のクロックドインバータのPチャン
ネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 23・・・電流駆動能力4のクロックドインバータのP
チャンネルMOSl−ランジ スタとNチャンネルMOS)−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振回路部の消費電流の関係 24・・・電流駆動能力1のクロックドインバータのP
チャンネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 25・・・電流駆動能力2のクロックドインバータのP
チャンネルMO3)−ランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 26・・・電流駆動能力3のクロツクドインバ27 ・ 一夕のPチャンネルMO5)−ランジ スタとNチャンネルMOSl−ランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 ・・電流駆動能力4のクロックドインバータのPチャン
ネルMOSトランジ スタとNチャンネルMOSトランジ スタのスレッショルド電圧の和と発 振停止電圧の関係 以上
Claims (1)
- (1)振動子を接続する少なくとも二つ以上の端子と、
記憶手段と、前記記憶手段にしたがって電流駆動能力が
変化する手段を有するCMOS(Complement
aryMentalOxideSemiconduct
or:金属−酸化膜−半導体)反転器と、前記CMOS
反転器の入力と出力とに接続される帰還抵抗とで構成さ
れる発振回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22192788A JPH0269005A (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22192788A JPH0269005A (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 発振回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0269005A true JPH0269005A (ja) | 1990-03-08 |
Family
ID=16774339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22192788A Pending JPH0269005A (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 発振回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0269005A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100440024B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2004-07-14 | 현대자동차주식회사 | 캠축 지지부의 오일 누유 방지구조 |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP22192788A patent/JPH0269005A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100440024B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2004-07-14 | 현대자동차주식회사 | 캠축 지지부의 오일 누유 방지구조 |
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