JPH0325092B2 - - Google Patents

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JPH0325092B2
JPH0325092B2 JP60005633A JP563385A JPH0325092B2 JP H0325092 B2 JPH0325092 B2 JP H0325092B2 JP 60005633 A JP60005633 A JP 60005633A JP 563385 A JP563385 A JP 563385A JP H0325092 B2 JPH0325092 B2 JP H0325092B2
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JP
Japan
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ring oscillator
terminal
voltage divider
integrated semiconductor
semiconductor circuit
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JP60005633A
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JPS60162309A (ja
Inventor
Bikuraa Herumuuto
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPS60162309A publication Critical patent/JPS60162309A/ja
Publication of JPH0325092B2 publication Critical patent/JPH0325092B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • H03K3/011Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03Astable circuits
    • H03K3/0315Ring oscillators

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リング発振器を有する集積半導体回
路であつて、電流供給に関して並列に接続されて
いるリング発振器のインバータセルが共通にその
1つの電流供給端子で1つの設定可能な抵抗を介
して電流供給にあずかる供給電位と接続されてい
ることによつて、リング発振器の周波数がリング
発振器の作動電流を介して設定可能である集積半
導体回路に関し、さらに具体的にいえば、特に
I2L技術で構成されたリング発振器を対象として
いる。
〔従来の技術〕
I2Lリング発振器において、またバイポーラ技
術で実現された他のリング発振器において、発振
器から供給される周波数が作動電流の大きさに関
係することは知られている。すなわち発振器の全
作動電流、従つてまたリング発振器の個々の、互
いに等しい、セルの供給電流の設定により発振器
周波数に影響を与えることができる。この事実は
たとえば米国特許第4079338号明細書に記載され
ているI2Lリング発振器を有する集積半導体回路
に利用されている。
さて、周波数精度および周波数の温度に対する
安定性に関して確実に機能するように回路を構成
することが望ましい。たとえば、このことは水晶
またはセラミツクス振動子を接続することにより
達成することができる。しかし、発振器を集積モ
ジユール上で等化したい場合には、これまで第3
図により詳細に説明される方法のみが利用可能で
ある。この方法は確かに外部回路の必要性をなく
す。しかし、この方法では集積回路が設けられる
半導体チツプ内の等化回路に比較的大きな面積が
必要とされる。
〔発明が解決しうとする問題点〕
本発明の目的は、このような発振器回路をその
所要面積の減少のために等化回路の所要面積に関
して改良すること、さらに、発振器の作動への温
度の影響が無視し得るように減ぜられること、ま
た供給電圧にほぼ無関係であることが保証される
ようにすることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明によれば、
冒頭に記載した種類の集積半導体回路において、
設定可能な抵抗が複数個の直列に接続された抵抗
から形成された1つの分圧器により形成されてお
り、この分圧器がその一方の終端端子で互いに同
一の仕方でリング発振器を形成するインバータセ
ルの一方の電流供給端子と1つの外部印加可能な
電極とに接続されており、他方、この終端端子か
らの間隔が増大する方向に数えて、分圧器の各奇
数番目の別の端子は同じく集積回路の各1つの別
の外部印加可能な電極に接続されており、またさ
らに各1つのダイオードを介してその両隣接端子
に接続されており、この接続のためにこれらの接
続ダイオードの正極が当該の奇数番目の端子に、
またその負極が分圧器の偶数番目の両隣接端子の
各1つに接続されている。
本発明の実施の際の経験によれば、1つのI2L
リング発振器を使用し、またその供給電圧が通常
の値(すなわち約2.5V)である場合、後述する
第1図に示されているように一般に3つの追加的
電極と4つの前記の仕方で接続されたダイオード
とで十分である。それに対して前記の以前の方法
では確かにダイオードは必要とされないが、5つ
の外部印加可能な電極が必要とされ、さらに前記
ダイオードの各々の代わりに1つの断路可能な導
電接続が必要とされる。
特に本発明では発振器周波数への温度の影響を
抑制するため、供給電位USを導く集積回路の端
子は第1図に示されている仕方で分圧器に接続さ
れ、さらに回路の基準電位に接続されている。
最後に、分圧器を形成する抵抗がその抵抗値を
相異なる値に選定されていることは好ましい。こ
のことはもちろん第3図に示されている方法に対
してもあてはまる。前記電極の1つと接続されて
いる接続点のうち最終の接続点を供給電位と接続
する終端抵抗を例外として、分圧器の接続点の間
に位置する抵抗が2進の重みづけをされているこ
とは最も好ましい。その場合、リング発振器の電
流入力端に接続されている抵抗は最高の抵抗値を
有し、他方リング発振器からの間隔の増大ととも
に抵抗値は2進基本値まで減少する。このことは
第3図でも第1図でも同様である。
これまでは、水晶またはセラミツクス発振器の
前記接続を別として、第3図に示されている方法
のみが利用された。本発明によれば、リング発振
器ROのインバータセルの電流端子と供給電位US
の端子との間の接続を形成する設定可能な抵抗と
して分圧器が用いられる。リング発振器ROに接
続されている終端端子a1も、2進重みづけされ
た抵抗1,2,3,4と供給電位USの端子に接
続されている終端抵抗とから成る分圧器STの中
間端子a2,a3,a4およびa5の各々も各1
つの導線を介して各1の外部印加可能な電極e1
またはe2,e3,e4およびe5と接続されて
いる。さらに、これらの電極e1,e2,e3,
e4およびe5の各2つの隣接電極の間に各1つ
の断路可能な接続vが接続されている。
これらの横断接続vのすべての完全な状態では
発振器電流はその最高値を有する。なぜならば、
分圧器STのうちUSに接続されている終端抵抗の
みが、他のすべての抵抗の短絡の結果として、発
振器電流の制限に有効にあずかるからである。い
ま断路可能な接続vのいずれか1つが破壊される
と、この接続vにより橋絡されていた分圧器ST
の抵抗が発振器ROの電流供給回路に直列に接続
され、発振器電流はこの抵抗の抵抗値に応じて減
ぜられ、従つてまた発振器周波数が相応の仕方で
減ぜられる。分圧器STの個々の抵抗1ないし4
を橋絡しておりまた通常の仕方で溶融ヒユーズ
(可溶リンク)として構成されている横断接続v
の断路のためには、分圧器の当該の抵抗、従つて
またそれを橋絡する横断接続v、に対応づけられ
ている両電極、すなわち抵抗では電極e〓、および
e〓+1が用いられる。抵抗1〜4に対して行なわれ
ている重みづけの目的は容易に理解されよう。
〔実施例〕
第1図に示されている本発明の実施例では同じ
く、分圧器STを供給電位USへの接続と共に形成
する4つの抵抗1〜4が設けられている。しか
し、3つの外部印加可能な電極、すなわち第3図
中の電極e1,e3およびe5に相応する電極e
1,e3およびe5のみが必要とされる。すなわ
ち、本発明によれば、電極e1はリング発振器
ROと直接に接続されている分圧器STの終端端子
a1に、従つてまた終端抵抗1に接続されてい
る。電極e3は分圧器の抵抗2と抵抗3との間に
位置する中間端子a3に、また電極e5は抵抗4
と供給電位USに通ずる終端抵抗との間に位置す
る中間端子a5に接続されている。さらに、外部
印加可能な電極e1とe3との間およびe3とe
5との間に接続されている分圧器の抵抗、すなわ
ち抵抗1、抵抗2、抵抗3および抵抗4はそれぞ
れ1つのダイオードにより橋絡されている。その
際、本発明によれば、奇数番目の各抵抗は(電位
USに接続されている終端抵抗すなわち第1図に
示されている実施例では終端抵抗対RV1および
RV2を例外として)、正極で当該の抵抗(すな
わち抵抗1、抵抗3)のそれぞれ低いほうの番号
の端子に、また負極でそれぞれ高いほうの番号の
端子に接続されているそれぞれ1つのダイオード
Dにより橋絡されている。また偶数番目の各抵抗
は、正極で当該の抵抗(すなわち抵抗2、抵抗
4)のそれぞれ高いほうの番号の端子に、また負
極でそれぞれ低いほうの番号の端子に接続されて
いるそれぞれ1つのダイオードD*により橋絡さ
れている。一般に橋絡ダイオードはその特性に関
して完全に一致しており、ダイオードDとダイオ
ードD*との間に特性上の差異はない。
第3図の構成の場合と同様に本発明による第1
図の構成の場合にも、リング発振器ROに接続さ
れている分圧器の部分抵抗1は8Rの最高の抵抗
値を有し、その次の部分抵抗2は4Rの抵抗値を
有し、第3の部分抵抗3は2Rの抵抗値を有し、
また第4の部分抵抗4はRの基本抵抗値を有す
る。部分抵抗の抵抗値は他の仕方で段階づけされ
ていてもよいし、また2進重みづけされた部分抵
抗が第1図に示されていぬ順序とは異なる順序で
配列されていてもよい。抵抗値の段階づけの意義
は、発振器電流、従つてまた発振器周波数ができ
るかぎり多くの値に設定され得ることである。原
理的には、供給電位USに接続されている終端抵
抗(第3図の回路における抵抗RVに相当)も重
みづけにあずかつていてよい。
第1図に示されている本発明の好ましい実施例
では、第3図中の前置抵抗RVに相当する前置抵
抗は2つの抵抗RV1(USの端子に接続されてい
る)およびRV2(1つの外部印加可能な電極と
接続されている最終の奇数番目の分圧器STの端
子a5に接続されている)の直列回路により形成
されている。両抵抗RV1およびRV2の間に位
置する接続点は2つの別のダイオードD1および
D2の連鎖回路を介して回路の基準電位に接続さ
れており、その際に第1のダイオードD1の正極
が前記接続点に、また他方のダイオードD2の負
極が基準電位の端子に接続されている。
第2図には、通常の仕方でI2L技術で実現され
たリング発振器ROの回路図で示されている。リ
ング発振器ROの各インバータセルは1つのバー
チカル(またアツプ作動の)npnトランジスタT
と1つのインジエクトiとして接続されたラテラ
ルpnpトランジスタとから成つている。周知のよ
うにpnpトランジスタiのベースはバーチカル
npnトランジスタのエミツタと共に第1の共通領
域、詳細にはn形領域、を形成し、トランジスタ
iのコレクタはトランジスタTのベースと共に第
2の共通領域、詳細にはp形領域、を形成し、ま
た当該のセルのインジエクタトランジスタiのベ
ースは基準電位に、またそのエミツタは分圧器
STの終端端子a1に接続されているので、第2
図に示されている個々のインジエクタトランジス
タiの回路は容易に理解され得る。本来のインバ
ータはそれぞれのnpnトランジスタTにより、ま
たは最終のセルの場合にはトランジスタTを置換
するトランジスタT*により形成され、その際に
npnトランジスタTまたはT*のベースが信号入力
端を、またコレクタが信号出力端を形成する。最
終のインバータの信号出力端からリング発振器
ROを形成するインバータ連鎖回路の最初のイン
バータの信号入力端への帰還をリング発振器出力
端Aにより印加すべき集積回路の部分とほぼ無関
係にするため、最終段のnpnトランジスタを2コ
レクタ・トランジスタとして構成し、一方のコレ
クタが帰還回路内に位置し、他方のコレクタが発
振器ROの信号出力端Aを形成することは好まし
い。エミツタ、ベース、帰還回路内に位置するコ
レクタおよび出力コレクタの寸法選定に関して
は、発振器の出力セルのトランジスタT*とその
他のセルのトランジスタTとの間の一致がほぼ得
られるように努められており、このことは周知の
ようにして達成可能である。リング発振器を形成
するインバータセルの数は、リング発振器作用を
確実にするため、一般に奇数でありかつ1よりも
大きい。インバータセルの数が5であることは好
ましい。
第1図中に示されている本発明によるリング発
振器RO用の等化回路は、すべてのダイオードD
およびD*の完全状態において供給電位US(=
2.5V)とリング発振器ROの電流入力端との間の
接続が全分圧器STの仲介のもとにのみ行なわれ
るように機能する。それぞれ隣接する電極e1お
よびe3またはe3およびe5を介して相応の電
圧印加の際には付属の橋絡ダイオードDもしくは
橋絡ダイオードD*が永久的断路状態にもたらさ
れ得る。すなわち、等化パツドe1,e3および
e5を介してダイオードDまたはD*に流れる電
流は、それぞれツエナダイオードとして作用する
ダイオード構造が破壊されて、それぞれ対応づけ
られている分圧器抵抗を短絡するように選定され
ている。このようにして、分圧器STを構成する
抵抗縦続回路の任意の抵抗が(終端抵抗RV1お
よびRV2を例外として)リング発振器ROの電
流供給経路から除外され得る。
両ダイオードD1およびD2と接続されている
両前置抵抗RV1およびRV2と2.5Vの供給電圧
USとにより条件づけられる温度補償は、温度に
よる周波数ドリフトを無視し得る小さな値にとど
める。リング発振器ROの出力端Aにおける周波
数は(なかんずくI2L回路での実現の際に)温度
により影響されるが、この影響は、実際および計
算により示されるように、(たとえばクロツク発
生器としての役割をする)リング発振器ROによ
り印加すべき集積回路内の他の要素と結びついて
第1図に示されている回路の応用の際に補償され
る。
さらに、両ダイオードD1およびD2を経ての
横断電流の結果として、供給電圧US(第1図およ
び第2図に示されている実施例では好ましくは
2.5V)への発振器周波数の依存性が減ぜられる。
横断電流が両ダイオードD1およびD2により係
数kだけ変化すると、リング発振器RO内の電
流、従つてまたリング発振器ROから供給される
周波数は係数log nat kだけ変化する。
リング発振器ROの周波数は、供給電圧USと前
置抵抗RV1およびRV2とダイオードの数とが
互いに協調しているときのみ十分に温度補償され
ている。電圧USが2.5Vよりも著しく大きければ、
USに接続されている抵抗の値とダイオード(ダ
イオードD1およびD2に相応)の数とは相応に
大きくされなければならない。このことは特に、
リング発振器ROが他の技術、たとえばTTL技術
またはECL技術で実現される場合にあてはまる。
第1図に示されている本発明の実施例に関して
なお言及すべきこととして、抵抗連鎖回路1〜4
の追加接続可能な部分の抵抗値の重みづけの結果
として、リング発振器の供給電流に対する所望の
精度ができるかぎりわずかな費用で達成可能であ
るという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるリング発振器を有する集
積半導体回路の実施例の接続図、第2図はI2L技
術で実現された本発明によるリング発振器の接続
図、第3図は公知のリング発振器を有する集積半
導体回路の接続図である。 A…出力端、a1…終端端子、a2〜a5…中
間端子、D,D*,D1,D2…ダイオード、e
1〜e5…外部印加可能な電極、i…インジエク
タ・トランジスタ、RO…リング発振器、RV,
RV1,RV2…前置抵抗、ST…分圧器、T,T*
…トランジスタ、ST…分圧器、US…供給電位、
1〜4…抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リング発振器を有する集積半導体回路であつ
    て、電流供給に関して並列に接続されているリン
    グ発振器のインバータセルが共通にその1つの電
    流供給端子で1つの設定可能な抵抗を介して電流
    供給にあずかる供給電位USと接続されているこ
    とによつて、リング発振器の周波数がリング発振
    器の作動電流を介して設定可能である集積半導体
    回路において、前記の設定可能な抵抗が複数個の
    直列に接続された抵抗1,2,3,4,RVから
    形成された1つの分圧器STにより形成されてお
    り、この分圧器がその一方の終端端子a1で互い
    に同一の仕方でリング発振器ROを形成するイン
    バータセルT,iまたはT*,iの一方の電流供
    給端子と1つの外部印加可能な電極e1とに接続
    されており、他方、この終端端子a1からの間隔
    が増大する方向に数えて、分圧器STの各奇数番
    目の別の端子a〓は同じく集積回路の各1つの別の
    外部印加可能な電極e〓に接続されており、またさ
    らに各1つのダイオードDまたはD*を介してそ
    の両隣接端子a〓-1またはa〓+1に接続されており、
    この接続のためにこれらの接続ダイオードDまた
    はD*の正極が当該の奇数番目の端子a〓に、また
    その負極が、場合によつては供給電位USに最も
    近い最終の偶数番目の端子を例外として、偶数番
    目の両隣接端子の各1つに接続されていることを
    特徴とする集積半導体回路。 2 リング発振器ROから見て最も遠くに位置
    し、外部印加可能であるが供給電位USに接続さ
    れていない電極e5に接続されている分圧器ST
    の端子が、2つの直列に接続された固定抵抗RV
    1,RV2により形成されている1つの終端抵抗
    を介して、供給電位USを供給する供給端子に接
    続されており、他方これらの両固定抵抗RV1,
    RV2の間に位置する分圧点は1つのダイオード
    連鎖回路D1,D2を通じて基準電位(接地)端
    子と接続されており、ダイオード連鎖回路を形成
    するダイオードD1,D2の正極が分圧点のほう
    に向けられていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の集積半導体回路。 3 リング発振器およびその他の集積回路がI2L
    技術で構成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項または第2項記載の集積半導体回
    路。 4 リング発振器ROと、それから見て最も遠く
    に位置し、外部印加可能であるが供給電位US
    接続されていない電極e5との間の分圧器STを
    構成する抵抗1〜4がそれらの抵抗値に関して2
    進の重みづけをされていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載
    の集積半導体回路。 5 供給電圧が2.5Vであることを特徴とする特
    許請求の範囲第3項記載の集積半導体回路。
JP60005633A 1984-01-18 1985-01-16 集積半導体回路 Granted JPS60162309A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3401610A DE3401610A1 (de) 1984-01-18 1984-01-18 Integrierte halbleiterschaltung mit einem ringoszillator
DE3401610.4 1984-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60162309A JPS60162309A (ja) 1985-08-24
JPH0325092B2 true JPH0325092B2 (ja) 1991-04-05

Family

ID=6225268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60005633A Granted JPS60162309A (ja) 1984-01-18 1985-01-16 集積半導体回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4625181A (ja)
EP (1) EP0149109B1 (ja)
JP (1) JPS60162309A (ja)
AT (1) ATE46062T1 (ja)
DE (2) DE3401610A1 (ja)

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