JPH0353705A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0353705A
JPH0353705A JP18944389A JP18944389A JPH0353705A JP H0353705 A JPH0353705 A JP H0353705A JP 18944389 A JP18944389 A JP 18944389A JP 18944389 A JP18944389 A JP 18944389A JP H0353705 A JPH0353705 A JP H0353705A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関し、特に水晶やセラミック
などの振動子を用いる発振回路を有する半導体集積回路
に関する。
〔従来の技術〕
従来、水晶やセラミック等の振動子を用いた高精度発振
回路の出力、またはそれを分局あるいは逓倍した信号を
クロックとするマイクロ・コンピュータ等の半導体集積
回路は、第7図のようなその出力がシステム・クロック
となる発振回路と電源投入時にシステムをリセットする
ための制御回路を有していた。
20は水晶やセラミックなどの振動子で半導体集積回路
に対して外付される。21は外付部品20とで発振器を
構或する増幅器である。
第8図はその具体例で、この構戒は現在のCMOS集積
回路技術によって製造されるマイクロ・コンピュータで
主に利用されているもので端子65と66との間に振動
子20が外付される。
R,は、MO S F E T  MN 12 , M
 P 1mで構成されるインバータをセルフ・バイアス
するために接続された高抵抗であり、通常ゲート長の非
常に長いMOSFETを使用することが多い。
第7図に戻って、クリャロジック回路55は■?の電源
端子v,),)に電源が接続され、VDDの電位が上昇
する時には■。,電位を出力し、VDDが十分立ち上が
ってからもある一定期間だけVDっ電位を維持し、その
後接地電位に変化するという機能を持った回路であり、
例えば第9図のような回路で実現できる。
この回路の動作を次に説明する。
VDD端子が接地電位である時、当然9図中リノッド6
7.68,69.70の各端子は接地電位となっている
従って、容1k C * . C y , C laの
各容量も放電されている。
この状態からVDDの電位が上昇する時端子67はnチ
ャネルMOSFET  MN.およびPチャネルMOS
FET  MP,■ともオンしない程VDDが低い間は
、容量C,により接地電位に保持され、さらにVDDが
上がり、V DD >  V TP Iとなる。
MPrrがオンすると、■DD<vT,lであればVD
DIVTP+となり、V DD > V Tn テあれ
ばMN.3とMPrrの能力に応じてOVからVDD 
 I V?P lの間の電位となり、いずれにしてもV
DDの上昇に伴って上昇して行く。
ここで、VTPはPチャネルMOSFETのしきい電圧
、■?,,はnチャネルMOSFETのしきい値電圧で
ある。
VDDの上昇に伴って端子67の電位が上がり、nチャ
ネルM O S F E T  MN 14 , Pチ
ャネルMO S F E T  M P + aからな
るインバータの論理しきい値を越えると、端子68はそ
れまで容借C,によりVDD電位に保持されていたもの
が接地電位に低下する。
すると、接地電位に容ffi C + oにより保持さ
れていた端子69がVゎ。電位に上昇して行く。
よって、出力S70はVno電位から接地電位へと変化
する。
以上より、第9図の回路についてV。Dが接地電位から
電源が接続されて電源電位に上昇する時の動作について
まとめると、その出力Sl’OはVDDと同電位で上昇
して行き、ある期間ハイ状態を維持し、その後ロー状態
となる。
ハイ状態である期間は容量C,〜C,。の値を変えるこ
とにより調整できる。
再び第7図に戻って56は水晶発振出力32gをカウン
トするアップ・カウンターで電源立ち上がり時にはクリ
ャロジック回路55のハイ出力ニヨり各ビットがリセッ
トされ、ロジック回路55の出力がローに変化すると同
時に水晶発振出力56をカウントし始める。
14はクリャロジック回路55のハイ出力を受けるとシ
ステムのリセット信号Sl5を出力し、その後回路55
の出力がローに変化した後カウンター13の最上位ビッ
ト出力82Gがハイとなるとリセット信号Sl5を解除
し、それを受けてシステムは所定の動作を開始する。
14は例えば第1O図の回路で実現される。
SKIは第7図のカウンター13の最上位ビット出力、
S7。は同図中の回路55の出力、Sl5が出力である
。この回路の場合、出力がハイの状態でシステムをリセ
ットすることになる。
上記のように、発振出力S2。を所定の回数だけカウン
トしてからシステムの動作を開始する理由は、水晶発振
出力の電圧振幅が十分成長するのに数ms〜数重ms程
度の時間を要するため、電源立ち上がり後発振振幅が十
分或長ずるのを待っためである。さもないと、システム
は誤動作してしまう。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の半導体集積回路では、水晶やセラミック
などの振動子を用いた高精度発振回路の発振開始電圧を
(nチャネルMOSFETのしきい電圧)+(Pチャネ
ルMOSFETのしきい電圧)以下にすることが難しく
、MOSFETのオフ・リークを考慮するとそのしきい
電圧を任意に低く設定することはできないので、通常室
温でも1. 4 V程度以下にできなかった。
従って、従来の半導体集積回路W自体その最低動作開始
電圧を1.4V程度以下にできないという欠点があった
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体集積回路は、水晶やセラミックなどの振
動子を用いた周波数精度の高い発振器に対して周波数精
度はその発振器より劣るがより低電圧でも発振開始可能
な発振器と、この周波数精度の劣る発振器の発振出力に
より駆動される電圧昇圧回路と、その昇圧回路の出力電
位がある規定値より高いか低いかを判定する電圧判定器
とを有している。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例のブロック図である。
l1は本実施例の半導体集積回路の電源端子■DDであ
る。
ここに電源が供給されると、VDDを入力の1つとする
回路ブロック12の出力はVDDとともに上昇し、電源
電位となる。
そのクリャロジック回路12のノ1イ出力を受けて、ア
ップ・カウンター13の各ビットはリセットされ、シス
テム・リセット信号発生器14はシステム・リセット信
号SI8を出力する。
l6はリング発振器で、VDDに電源が供給されシステ
ム・リセット信号が発生されると動作を開始し発振出力
17を出力する。
その出力SUによって昇圧回路l8が駆動され、電源電
位より高い昇圧出力S1。が得られる。
この昇圧出力はPチャネルM O S F E T  
M P +によって外付け容量C1を充電する。
MP+はそのゲートにレベル・シフタ24の出力が接続
されていて、24はシステム・リセット信号Sllの反
転信号を入力としこの反転信号がローの時に接地電位な
ハイの時に昇圧出力SlGを出力する。
つま’)、MPIはシステム・リセットがかかっている
時にオンとなり、切れている時にオフとなる。
昇圧回路18によって01が充電されていき、ノード2
6が外付け水晶振動子20と増幅器21とで構或される
水晶発振器が発振開始することのできる電圧になると、
この電圧をもう一方の入力とする前述したクリャロジッ
ク回路12は出力がローに変化する。
すると、それまで828の昇圧電位を出力していたレベ
ル・シフタ27の出力が接地電位に変化してシフタ27
の出力をゲート入力とするPチャネルMOSFET  
MP2がオンして、水晶振動子20と増幅器2lで構成
される水晶発振器が発振開始するのに十分なS28の高
電圧が増幅器2lに供給され、水晶発振器が発振を始め
る。
それと同時にカウンター13のリセットは解除され、1
3は水晶発振出力S2aをカウントし始める。
リセット信号発生器14は、12の出力がローに変化し
た後もシステム・リセット信号srsをまだ出力し続け
ている。
やがで、カウンター13は規定回数nだけ水晶発振器出
力SZSをカウントするとその最上位ビット出力Sl9
がハイとなる。
nの値はカウンターのビット数によって決まるが、それ
はS21の振幅が十分戊長ずる時間によって決定されて
いる。
?まり前述のように水晶発振器は一般にその出力振幅が
十分戊長ずるのに数mg〜数十msの時間を要するので
、水晶発振器が動作を開始してからすぐにその出力をシ
ステムのクロックとして使うことはできないので、nの
値は水晶発振器が動作を開始してからその出力振幅が十
分或長ずるまでの振動回数よりも大きい値に設定されて
いる。
このようにしておくことにより、カウンターl3の最上
位ビット出力S2。がハイとなった後には、水晶発振器
出力S21をシステム・クロックとして使用することが
できる。
システム・リセット信号発生器14は、カウンター13
の最上位ビット出力がハイとなると、システム・リセッ
ト信号15を解除する。
つまり信号srsはローとなり、システムは水晶発振器
出力S■をシステム・クロックとして動作を開始する。
この時14のロー出力により、それまでそのハイ出力に
よりレベル・シフタ30の出力が826と同電位の高電
位となっていたためオフしていたPチャネルトランジス
タMPsがレベル・シフタ30の出力が接地電位となる
ためオンして、信号S26の電位をVカにする。MP.
はレベル・シフタ24の出力がハイとなりオフし、また
リング発振器16は発振を停止する。
以上より本実施例では、動作開始電圧を水晶発振器の発
振開始電圧に依存せず、OR発振器の発振開始電圧より
高ければ任意に低くできる。
但し、動作開始後は水晶発振器も電源電圧で動作するこ
とになるので電源電圧は水晶発振器の発振維持電圧より
は高い必要がある。
一般に、水晶発振器の発振維持電圧は発振開始電圧より
0. 3 V〜0.5v低いので、従来より0.3〜0
.5■動作開始電圧を低くすることが出来るため、周波
数精度のよい水晶発振器出力をクロックとする1■程度
で動作を開始する半導体集積回路装置が得られる。
尚、後述するようにIVでも発振開始するリング発振器
を得ることはたやすい。
次に、ここまで説明した本実施例の第1図中の各ブロッ
クの回路例を第2図から第5図に示す。
第2図は回路の第1図のクリャロジック回路の回路図で
ある。
M N ,〜MN4,MP.〜MP t , C 2〜
C4で構成される部分は前述した従来の第9図の回路と
同様であり、本回路では第1図中のノード電圧S26の
電位を判定するMNs,MP@,R,,R2.C5で構
成される部分と、ラッチ回路を構成する2人力NAND
ゲー}31.32が追加されている。
第3図の回路は第1図中のリング発振器の回路図である
奇数段ノインバータI N V 1〜I N V (2
−+1)(n:正の整数)のカスケード接続の出力がス
イッチ36を介してINV,の入力に帰還されている。
この発振器はインバータの立ち上がり時間をτ、、立ち
下がり時間をτ,とすると、1/{(2n+1)・ (
τ,+τf)}程度の周波数で発振することが可能であ
り、仮に電源電圧をIV,nチャネルMOSFETのし
きい電圧を0.TV,PチャネルMOSFETのしきい
電圧を−0.7■とすると、現状技術でτ、二τ,=2
0nsとできるので、最大発振周波数としてn=1とす
れば8MHz程度が得られることになる。
第4図の回路は第1図の昇圧回路の回路図であり、この
例では■DDの2倍の電圧が出力Sl9に得られる。
37はレベル・シフタで出力のハイ・レベルをsrsの
電位とする。容量C6は一般に容量が大きくなるため外
付けされることが多い。
第5図はレベル・シック30などの回路図であり、入力
S1sのハイ・レベル電位を出力84+では■。。の電
位にレベルをシフトする。
レベル・シック24,27.3 7も同−M成である。
第6図は本発明の第2の実施例のブロック図である。
第」の実施例の第1図の半導体集積回路との相違点は、
レベルシック24,30,インバータ、トランジスタM
P+及びMP3を除去したことにある. 動作上の相違点は、第1の実施例が水晶発振器が動作を
開始し振幅が十分或長した後にはリング発振器の発振を
停止し昇圧回路を用いなかったのに対し、本実施例では
水晶発振器の発振振幅が十分成長した後にもリング発振
器を動作させ、水晶発振器の電源をそのまま昇圧電源と
するところにある。
第1の実施例では水晶発振器の動作後はリング発振器を
止めるのでリング発振器の発生するノイズが問題となる
ことはないが、しかし、動作最低電圧は水晶発振器の発
振維持電圧より低くできない。
本実施例では、リング発振器の発生するノイズが問題に
紅らなければ動作最低電圧はリング発振器の最低動作電
圧まで下げることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、リング発振器やCR発振
器等のように周波数精度は劣るが水晶やセラミックなど
の振動子を用いた周波数精度の高い発振器より低い電源
電圧で発振開始することのできる発振器によって昇圧回
路を駆動し、その昇圧出力によって水晶発振器を動作さ
せることにより、水晶やセラミックなどの振動子を用い
た高精度発振器出力をクロックとする半導体集積回路装
置の動作開始電圧を水晶やセラミック等の振動子を用い
た発振器の発振開始電圧よりも低くできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のプロ,ク図、第2図は
第1 a ’)ヤ・ロジック回路の回路図、第3図は第
1図のリング発振器の回路図、第4図は第1図の昇圧回
路の回路図、第5図は第1図のレベルシックの回路図、
第6図は本発明の第2の実施例のブロック図、第7図は
従来の半導体集積回路の一例の回路図、第8図は第7図
の増幅器の回路図、第9図は第7図のクリャ・ロジック
回路の回路図、第10図は第7図中のシステム・リセッ
ト発生器の回路図である。 12・・・・・・クリャ・ロジック回路、16・・・・
・・リング発振器、l8・・・・・・昇圧回路、21・
・・・・・増幅器、l3・・・・・・アップ・カウンタ
ー l4・・・・・・システム・リセット信号発生器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の電源で動作する第1の発振器と、前記第1の電源
    を昇圧して該第1の電源よりも高電圧の第2の電源を得
    る手段と、該第2の電源で動作する前記第1の発振器よ
    りも発振開始電圧の高い第2の発振器とを有し、前記第
    1の発振器が発振開始した後に前記第2の発振器が発振
    を開始し、該第2の発振器の発振出力信号をクロックと
    することを特徴とする半導体集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0915566A2 (en) * 1997-11-10 1999-05-12 Nec Corporation Reset circuit for flipflop
JP2019208141A (ja) * 2018-05-29 2019-12-05 ローム株式会社 半導体装置
JP2020141224A (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 ローム株式会社 半導体装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0915566A2 (en) * 1997-11-10 1999-05-12 Nec Corporation Reset circuit for flipflop
EP0915566A3 (en) * 1997-11-10 2000-12-06 Nec Corporation Reset circuit for flipflop
JP2019208141A (ja) * 2018-05-29 2019-12-05 ローム株式会社 半導体装置
JP2020141224A (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 ローム株式会社 半導体装置

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