JPH03807B2 - - Google Patents

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JPH03807B2
JPH03807B2 JP9824481A JP9824481A JPH03807B2 JP H03807 B2 JPH03807 B2 JP H03807B2 JP 9824481 A JP9824481 A JP 9824481A JP 9824481 A JP9824481 A JP 9824481A JP H03807 B2 JPH03807 B2 JP H03807B2
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JP
Japan
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transistor
capacitor
emitter
thin film
capacitive element
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JP9824481A
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English (en)
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JPS581324A (ja
Inventor
Kazuo Kondo
Himio Nakagawa
Yoshinori Okada
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS581324A publication Critical patent/JPS581324A/ja
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    • 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
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/282Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator astable
    • H03K3/2821Emitters connected to one another by using a capacitor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、集積化マルチバイブレータに関し、
特にFM変復調器を構成するのに好適な集積化マ
ルチバイブレータに関するものである。
従来の集積化FM変復調器等に採用されている
マルチバイブレータは容量接続のための外部端
子が必要である。消費電流が大きい、などとい
う問題があつた。
以下この問題点を図を用いて説明する。
第1図は、従来の集積回路によく採用される非
安定マルチバイブレータの回路図である。図にお
いて、1はダイオード、2〜10はトランジス
タ、11〜17は抵抗、18は定電圧源、19,
20は外部端子、21はコンデンサ、22は入力
端子、33は寄生容量である。また第2図の実線
は動作波形を示す。
つぎに、これらの図を参照して動作を説明す
る。
今トランジスタ6がオン、トランジスタ7がオ
フの状態を考える。トランジスタ6および7のコ
レクタ電位は、定電圧源18の電位をVA、電源
電位をVCC、トランジスタのベース、エミツタ間
電圧およびダイオードの順方向電圧をVBEとすれ
ば、それぞれ (VA−VBE),(VCC−VBE)となる。また、トラン
ジスタ4,5のエミツタ電位はそれぞれ第2図
C,Dに示されるように、それぞれ(VA
2VBE),(VCC−2VBE)となる。
この場合、トランジスタ5のエミツタ電位より
トランジスタ5のエミツタ電位の方が高いので、
抵抗13と14、抵抗15と16の抵抗値が等し
ければ、トランジスタ9がオンとなり、トランジ
スタ8がオフとなる。
このため、トランジスタ6のエミツタ電流は
ICの外部端子19→コンデンサ21→外部端子
2→トランジスタ9→トランジスタ10→抵抗1
7→アースの経路で流れる。
トランジスタ10、抵抗17で、電流値I0の定
電流源を構成し、かつコンデンサ21の静電容量
をCとすると、トランジスタ7のエミツタ電位
は、第2図Bに示すように傾きI0/Cで徐々に低
下する。またトランジスタ6のエミツタ電位は第
2図Aに示すように(VCC−3VBE)である。トラ
ンジスタ7のエミツタ電位が(VA−3VBE)にな
るとトランジスタ7がオンとして正帰還がかか
り、トランジスタ6はオフし、反転する。
反転後トランジスタ6,7のコレクタ電位は、
それぞれ(VCC−VBE),(VA−VBE)となり、トラ
ンジスタ4,5のエミツタ電位は、それぞれ第2
図C,Dに示すように(VCC−2VBE),(VA
(2VBE)となる。トランジスタ7のエミツタ電位
は、(VCC−3VBE)となる。また、トランジスタ
6のエミツタ電位はこの(VCC−3VBE)に、反転
直前にコンデンサ21にかかつていた電位差
(VCC−VA)を加えた(2VCC−VA−3VBE)とな
る。(第2図A,Bに示す。)以下同様な動作をく
り返して発振する。
第2図より明らかなように、半周期1/2Tは、
2C′(VCC−VA)/I0となり、発振周波数fは、 1/T=I0/4C(VCC−VA)となる。
また回路が対称であるから、トランジスタ4,
5のエミツタにおける発振出力の偶数次高調波歪
は非常に少ない、またトランジスタ10のベース
に信号を供給し、電流源を信号で駆動すればFM
変調器として動作する。
ここで、コンデンサ21の集積回路への内蔵を
考える。内蔵容量としては、第3図に示すような
金属34−絶縁物38−半導体構造39よりなる
ものと、第4図に示すような金属34−絶縁物3
8−金属構造37よりなるものとの2種類の薄膜
容量が考えられる。このような薄膜容量では、第
5図の等価回路に示すように、上部電極34と下
部電極37間の目的とする容量の他に、下部電極
37とアース間に寄生容量が発生するのは避けら
れない。この寄生容量の容量値は、構造上目的と
する容量の容量値とほぼ等しい。ない、第3,4
図において、40は半導体基板である。
すなわち、第1図においてコンデンサ21を内
蔵しようとすれば、トランジスタ6または7のエ
ミツタとアース間に寄生容量がつくことになる。
ここで、トランジスタ6のエミツタに寄生容量
がついて場合の動作を、第1図、第2図を用いて
説明する。第1図に寄生容量33を破線で示す。
なお、寄生容量値は目的の容量の容量値Cと同じ
とする。また、この場合の動作波形を第2図の破
線で示す。
時刻t=t1において動作状態が反転した直後の
トランジスタ6のエミツタ電位は、寄生容量のた
めに、(3/2VCC−1/2VA.3VBE)となり、その後
傾きI0/2Cで徐々に低下し、t=t2において反転す る(第2図Aの破線)。時刻t=t2から次の反転
までは、コンデンサ21を内蔵しない場合と同じ
である。第2図から明らかなように発振波形は非
対称となり偶数次高調波歪をもつようになる。
この非安定マルチバイブレータは、家庭用
VTRのFM変調器として使用する場合、第2高
調波の下側帯波が、本来のFM信号の上側帯波の
帯域に入り込む。そして、復調時に、この高調波
の側帯波は、本来のFMキヤリアに対して復調さ
れるため、その復調された信号は元の変調信号と
は異質なものとなり、画質劣化を引き起すことに
なる。したがつて、従来回路のままでは、容量を
内蔵させることは不可能である。
また、容量を周辺部品とする場合、ICの外部
端子は、隣接ピンとの関係などから浮遊容量値が
異なるので、この影響を小さくするため、容量値
Cとしては数+PFが必要となる。その場合の電
流I0、すなわち4C(VCC−VA)fは、後で述べる
本発明の場合に比べて数倍の値となる。
以上述べたように、従来回路では容量接続のた
めの外部端子2ピンが必要な上、消費電流が大き
いという問題がある。なお、以上では、非安定マ
ルチバイブレータを用いて、従来の問題点を説明
したが、エミツタ間がコンデンサで結合された一
対のトランジスタを構成要素とするマルチバイブ
レータについても同様なことがいえる。
本発明の目的は、従来技術の欠点をなくし、コ
ンデンサを内蔵しても高調波歪が少なく、消費電
力の少ない集積化マルチバイブレータを提供する
ことにある。
上記目的と達成するために、本発明は、薄膜容
量素子の上下の電極をそれぞれ逆に接続した並列
回路を用いることにより回路の容量的非対称性を
補正することで、発振波形の高調波歪劣化を抑
え、容量素子の内臓化をはかる。
本発明は、従来例と同じく非安定マルチバイブ
レータに採用した一実施例を第6図に示す。同図
において、第1図と同一符号を付けられた素子は
同一機能を有するものとする。第1.6図の対比
から明らかなように、この実施例が第1図と異な
るのは、第1図のコンデンサ21を符号23,2
4で示した2個の薄膜容量で構成した点だけであ
る。
そして前記2個合薄膜容量素子は、容量値、形
状を全く同じにし、上部電極と下部電極がそれぞ
れに逆になるように接続される。すなわち、例え
ば第4図に示すような構造の薄膜容量素子を2個
用いるとすると、第1の薄膜容量素子の上部電極
34と第2の薄膜容量素子の下部電極37とがト
ランジスタ6のエミツタに接続され、第1の薄膜
容量素子の下部電極37と第2の薄膜容量素子の
上部電極34とがトランジスタ7のエミツタに接
続される。このため、第6図に破線で示すよう
に、寄生容量25,26が、それぞれトランジス
タ6,7のエミツタに、対称位置につくことにな
る。したがつて、各部の波形は、第7図a〜dに
示すようになる。すなわち発振波形も対称にな
り、高調波歪の劣化も生じない。
そこで、いまコンデンサ23,34および寄生
容量25,36の容量値をCとすると放電の傾き
はI0/3Cとなる。したがつて、半周期1/2Tは 5C(VCC−VA)/I0 となり、発振周波数fは f=1/T=I0/10C(VCC−VA) と表わせる。またこの式より電流I0は、10C(VCC
−VA)fとなる。今、集積化した場合の容量値、
電流をC′,I0′とし、集積化しない場合のそれを
I0,CとするとI0′/I0=5C′/2Cとなる。
容量内蔵の場合は、外部端子が不要なので、ピ
ンの浮遊容量のアンバランスを考慮する必要がな
く、容量値を小さくすることができる。一例とし
て、C=100PF,C′=PFとすると、I0′=I0=0.25
となり、電流を1/4にすることができる。
第8図に本発明を単安定マルチバイブレータ型
遅延回路に適用した場合の一例を示す。同図にお
いて、第6図と同一符号の素子は、同一機能を有
するものとする。差動対27,28のベースに信
号源32より信号が供給される。この回路の動作
は良く知られているので、その説明は省略する。
なお、ここで定電流源31の電流値をI0、コン
デンサ23,24および寄生容量(図示せず)を
Cとすると、遅延時間tは t=5C(VCC−VA)/I0となる。
この遅延回路は、遅延信号と原信号を掛算する
ことにより、FM信号の復調器として利用するこ
とができる。この実施例において、容量値は、容
量を周辺部品とした場合に比べ、数分の一にで
き、その結果、電流I0を低減できるのは、非安定
マルチバイブレータの場合と同様である。すなわ
ち、従来では、I0として5〜7mAを必要としてい
たので、約5mAの消費電流低減が可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明を採用
することにより、従来、IC化の際に外付部品と
されていたコンデンサを内蔵することが可能とな
る。その結果ICの外部端子を2個削減できるば
かりでなく、消費電流を1〜5mA削減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の集積化非安定マルチバイブレー
タの回路図、第2図A〜Dはその各部の信号波形
図、第3図および第4図は薄膜容量の物理的構造
を示す断面図、第5図は前記薄膜容量の等価回路
図、第6図は本発明の一実施例の回路図、第7図
a〜dはその各部信号波形図、第8図は本発明の
他の実施例の回路図である。 19,20……ICの外部端子、23,24…
…薄膜容量素子、25,26……寄生容量、34
……上部金属電極、37……下部金属電極、3
8,38A……誘電体、40……半導体基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に形成された第1および第2の
    トランジスタと、第1および第2のトランジスタ
    のエミツタ間に接続されたコンデンサと、第1の
    トランジスタのベースを第2のトランジスタのコ
    レクタに接続する手段と、第2のトランジスタの
    ベースを第1のトランジスタのコレクタに接続す
    る手段とを含む集積化マルチバイブレータにおい
    て、前記コンデンサを;半導体基板上に形成され
    前記第1のトランジスタのエミツタに接続された
    第1の下部電極と、前記第1の下部電極上に形成
    された第1の誘電体層と、前記第1の誘電体層上
    に形成され前記第2のトランジスタのエミツタに
    接続された第1の上部電極より成る第1の薄膜容
    量素子と、 半導体基板上に形成され前記第2のトランジス
    タのエミツタに接続された第2の下部電極と、前
    記第2の下部電極上に形成された第2の誘電体層
    と、前記誘電体層上に形成され前記第1のトラン
    ジスタのエミツタに接続された第2の上部電極よ
    り成る第2の薄膜容量素子とで構成したことを特
    徴とする集積化マルチバイブレータ。 2 特許請求の範囲第1項において、前記第1、
    第2の薄膜容量素子はほぼ同容量の容量素子であ
    ることを特徴とする集積化マルチバイブレータ。 3 特許請求の範囲第2項において、前記第1、
    第2の薄膜容量素子はほぼ同形状の容量素子であ
    ることを特徴とする集積化マルチバイブレータ。
JP9824481A 1981-06-26 1981-06-26 集積化マルチバイブレ−タ Granted JPS581324A (ja)

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JPS59212751A (ja) * 1983-05-19 1984-12-01 Fuji Photo Film Co Ltd 電気泳動媒体材料の製造方法
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