JPH0461516A - Voltage controlled oscillator - Google Patents
Voltage controlled oscillatorInfo
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- JPH0461516A JPH0461516A JP2172439A JP17243990A JPH0461516A JP H0461516 A JPH0461516 A JP H0461516A JP 2172439 A JP2172439 A JP 2172439A JP 17243990 A JP17243990 A JP 17243990A JP H0461516 A JPH0461516 A JP H0461516A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、例えはCCD (Charge Coupl
edDevice)集積回路装置内の内部電荷転送りロ
ック信号源等に使用されるもので、入力電圧に応じて発
振周波数が変化する電圧制御発振器に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is applicable to, for example, a CCD (Charge Couple).
edDevice) It is used as an internal charge transfer lock signal source in an integrated circuit device, etc., and relates to a voltage controlled oscillator whose oscillation frequency changes depending on the input voltage.
(従来の技術)
従来、このような分野の技術としては、特開平2−37
820号公報に記載されるものがあった。(Prior art) Conventionally, as a technology in this field, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37
There was one described in Publication No. 820.
以下、その構成を図を用いて説明する。The configuration will be explained below using figures.
第2図は、従来の電圧制御発振器の一精成例を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional voltage controlled oscillator.
この電圧制御発振器は、第1の接続点N1と接地電位V
SSとの間に接続され、入力電圧Vinにより制御され
る定電流回路1を有し、その第1の接続点N1には、充
放電用キャパシタ32に対する充電電流設定用の第1の
カレン1〜ミラ一回路10が接続されている。第1のカ
レントミラー回路10は、電源電位■CCに接続された
Pチャネル型の第1.第2.第3のFET (電界効果
トランジスタ>11.12.13を有し、そのFET1
1〜13の各ゲートか第1の接続点Nlに共通接続され
ている。FET12には、第2の接続点N2を介して、
キャパシタ32に対する放電電流設定用の第2のカレン
1〜ミラ一回路20が接続されている。第2のカレント
ミラー回路20は、接地電位VSSに接続されなNチャ
ネル型の第4第5のFET24,25を有し、そのFE
T24゜25の各ゲートが第2の接続点N2に共通接続
されている。This voltage controlled oscillator connects the first connection point N1 and the ground potential V
It has a constant current circuit 1 connected between SS and controlled by an input voltage Vin, and has a first connection point N1 connected to a first current circuit 1 to set a charging current for a charging/discharging capacitor 32. A mirror circuit 10 is connected. The first current mirror circuit 10 includes a P-channel type first current mirror circuit 10 connected to a power supply potential CC. Second. The third FET (having a field effect transistor >11.12.13, whose FET1
Each of the gates 1 to 13 is commonly connected to the first connection point Nl. The FET 12 is connected via the second connection point N2,
A second Karen 1-Miller circuit 20 for setting a discharge current for the capacitor 32 is connected. The second current mirror circuit 20 has N-channel type fourth and fifth FETs 24 and 25 connected to the ground potential VSS, and the FE
Each gate of T24°25 is commonly connected to the second connection point N2.
FET13と25の間には、キャパシタ32に対する充
放電切換え用のPチャネル型FET30およびNチャネ
ル型FET31が直列接続されている。このFET30
.31間の第3の接続点N3には、充放電用キャパシタ
32を介して接地電位VSSが接続されると共に、レベ
ル検出回B40が接続されている。Between the FETs 13 and 25, a P-channel type FET 30 and an N-channel type FET 31 for switching charge/discharge of the capacitor 32 are connected in series. This FET30
.. 31 is connected to the ground potential VSS via a charging/discharging capacitor 32, and is also connected to a level detection circuit B40.
レベル検出回#140は、第3の接続点N3の電位を検
出してその検出結果Gこ応じた°“H”レベルまたは”
L ”レベルの出力電圧Voutを出力すると共に、
その出力電圧■outをフィードバックli還〉してF
ET30,31を相補的にオンオフ動作させる回路であ
る。このレベル検出回路40は、2段のインバータ41
a、41bからなる充放電切換えの第1−の閾値決定回
路41と、1段のインバータ42aからなる充放電切換
えの第2の閾値決定回路42と、II HIIレベルま
たは”L″ルベル出力電圧Voutを出力するリセット
・セット型フリッグフロゾプ(以下、R3F’Fという
)43とで、構成されている。Level detection circuit #140 detects the potential at the third connection point N3 and determines whether the detection result is "H" level or "
While outputting the output voltage Vout of L” level,
The output voltage ■out is fed back to F
This circuit turns on and off the ETs 30 and 31 in a complementary manner. This level detection circuit 40 includes a two-stage inverter 41
A first threshold value determining circuit 41 for charging/discharging switching consisting of a and 41b, a second threshold determining circuit 42 for charging/discharging switching consisting of a one-stage inverter 42a, and a second HII level or "L" level output voltage Vout. It is configured with a reset/set type frig-frozop (hereinafter referred to as R3F'F) 43 that outputs .
次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.
定電流回路1により、入力電圧Vinに比例した電流■
がFETIIに流れると、カレントミラー効果によって
FET12,1Bにも同様の電流■が流れる。The constant current circuit 1 generates a current proportional to the input voltage Vin.
When current flows through FET II, a similar current (2) also flows through FETs 12 and 1B due to the current mirror effect.
R3−FF4Bの出力端子Qが“L”レベルの時、FE
T30がオン状態、FET31がオフ状態であるため、
FET13に流れる電流■により、FET30及び接続
点N3を通してキャパシタ32が充電されていく。FE
T1Bのオン抵抗かFET30のオン抵抗よりも大きく
設定されているため、接続点N3の電位は、はぼFET
1Bのオン抵抗とキャパシタ32とで決まる時定数に従
って上昇していく。When the output terminal Q of R3-FF4B is “L” level, the FE
Since T30 is in the on state and FET31 is in the off state,
The capacitor 32 is charged by the current (2) flowing through the FET 13 through the FET 30 and the connection point N3. FE
Since the on-resistance of T1B or the on-resistance of FET30 is set larger than that of FET30, the potential of the connection point N3 is
It increases according to a time constant determined by the on-resistance of 1B and the capacitor 32.
接続点N3の電位が第1の閾値を越えると、第1の閾値
決定回路41の出力が”′Hパレベルになり、R5−F
F43がセットされてその出力端子Qがll L II
レベルから“H°゛レベルに変化する。When the potential at the connection point N3 exceeds the first threshold, the output of the first threshold value determination circuit 41 becomes "H" level, and R5-F
F43 is set and its output terminal Q is ll L II
level changes to "H°" level.
すると、FET30がオフ状態になると共にFET31
がオン状態となり、キャパシタ32の充電電荷が接続点
N3及びFET31,25を通して接地電位VSS側へ
放電されていく。FET25のオン抵抗がFET31の
オン抵抗よりも大きく設定されているため、接続点N3
の電位は、はぼFET25のオン抵抗とキャパシタ32
とて決まる時定数に従って降下していく。Then, FET30 turns off and FET31 turns off.
is turned on, and the charge in the capacitor 32 is discharged to the ground potential VSS through the connection point N3 and the FETs 31 and 25. Since the on-resistance of FET25 is set larger than that of FET31, the connection point N3
The potential of is the on-resistance of the FET 25 and the capacitor 32.
It descends according to a time constant determined by
接続点N3の電位か第2の閾値まで降下すると、第2の
閾値決定回路42の出力かH°“レベルとなり、R3−
FF4Bがリセットされてその出力端子Qが゛L゛°レ
ベルになる。これにより、FET30がオン状態、FE
T31かオフ状態となり、キャパシタ32の充電動作か
始まる5
このようにしてキャパシタ32の充放電か繰り返され、
入力電圧Vinに応した発振周波数の出力電圧Vout
が出力端子Qから出力される。When the potential of the connection point N3 drops to the second threshold value, the output of the second threshold value determination circuit 42 becomes H°" level, and R3-
FF4B is reset and its output terminal Q goes to the "L" level. As a result, the FET30 is in the on state, and the FE
T31 turns off, and the charging operation of the capacitor 32 begins5. In this way, the charging and discharging of the capacitor 32 is repeated.
Output voltage Vout with oscillation frequency corresponding to input voltage Vin
is output from output terminal Q.
この種の電圧制御発振器では、定電流回路1により、入
力電圧Vinに比例した電流■かFET11に流れ、カ
レントミラー効果により、F E T12.13に電流
■が流れ、さらにFET2425にも電流■か流れるの
で、FET1B、30及びキャパシタ32への充電電流
と、キャパシタ32からFET31,25への放電電流
とが等しい値になる。ここで、キャパシタ32の充放電
電流は、定電流回路1により決定される入力電圧■in
に比例した電流■であるため、電源電位VCCが変動し
ても変動せず、それによって充放電時間か一定となって
安定した発振周波数が得られる。In this type of voltage controlled oscillator, a current (2) proportional to the input voltage Vin flows through the FET 11 due to the constant current circuit 1, a current (2) flows through the FET12.13 due to the current mirror effect, and a current (2) also flows through the FET2425. Therefore, the charging current to the FETs 1B and 30 and the capacitor 32 and the discharging current from the capacitor 32 to the FETs 31 and 25 have the same value. Here, the charging/discharging current of the capacitor 32 is determined by the input voltage ■in determined by the constant current circuit 1.
Since the current is proportional to , it does not fluctuate even if the power supply potential VCC fluctuates, and as a result, the charging and discharging time remains constant and a stable oscillation frequency can be obtained.
その上、キャパシタ32の充放電電流が等しいので、チ
ューティ比50%の発振出力が容易に得られる。Furthermore, since the charging and discharging currents of the capacitor 32 are equal, an oscillation output with a Tute ratio of 50% can be easily obtained.
(発明か解決しようとする課題)
しかしながら、上記構成の電圧制御発振器では、電源電
位VCCの変動や、温度の変動によって充放電切換え用
のFET30.31のオン抵抗が変動する。さらに、製
造上のばらつきによってもそのFET30,31のオン
抵抗が変動する。このようなFET30,3]のオン抵
抗が変動すると、キャパシタ32に対する充放電電流が
変化することになり、それによって発振周波数が変動す
るという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the voltage controlled oscillator having the above configuration, the on-resistance of the FETs 30 and 31 for charge/discharge switching varies due to variations in the power supply potential VCC and variations in temperature. Furthermore, the on-resistance of the FETs 30 and 31 varies due to manufacturing variations. If the on-resistance of the FETs 30, 3 changes, the charging/discharging current to the capacitor 32 changes, which causes a problem in that the oscillation frequency changes.
この問題を解決するため、FET30,31のオン抵抗
が無視できるはどFET13.25のオン抵抗を大きく
設定することも考えられる。しかし、FET13,25
のオン抵抗を大きく設定すれば、動作速度が低下して高
い発振周波数に対応できなくなるといった不都合が生じ
るため、オン抵抗の増大にも限度があり、技術的に十分
満足のいくものか得られなかった。In order to solve this problem, it is conceivable to set the on-resistance of FETs 13 and 25 to be large while the on-resistance of FETs 30 and 31 can be ignored. However, FET13,25
If the on-resistance is set to a large value, the operating speed will decrease and it will not be possible to support high oscillation frequencies.Therefore, there is a limit to the increase in on-resistance, and it may not be possible to obtain a technically satisfactory result. Ta.
本発明は前記従来技術か持っていた課題として、電源電
位の変動、温度の変動、および製造上のばらつきによる
充放電切換え用FETのオン抵抗の変動により、発振周
波数が不安定になるという点について解決した電圧制御
発振器を提供するものである。The present invention addresses the problem that the prior art had, in that the oscillation frequency becomes unstable due to fluctuations in the on-resistance of the charge/discharge switching FET due to fluctuations in power supply potential, fluctuations in temperature, and manufacturing variations. The present invention provides a voltage controlled oscillator that solves the problem.
(課題を解決するための手段)
本発明は前記課題を解決するために、第1−9第2およ
び第3のF E Tの各ゲートが接続点に共通接続され
充放電用のキャパシタに対する充電電流を設定するため
の第1のカレントミラー回路と、入力電圧に応した定電
流を前記接続点を介して前記第1.第2および第3のF
ETにそれぞ?L流す定電流回路と、第4および第5の
FETの各ゲートが前記第2のFETのソースまたはド
レインに共通接続され前記キャパシタに対する放電電流
を設定するための第2のカレントミラー回路と、前記キ
ャパシタの電位を検出してその検出結果に応じた高レベ
ルまたは低いベルの信号を出力するレベル検出回路とを
、備えた電圧制御発振器において、次のような手段を設
けたちのである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a system in which each gate of the 1st to 9th second and third FETs is commonly connected to a connection point to charge and discharge a capacitor. A first current mirror circuit for setting a current, and a constant current corresponding to the input voltage are connected to the first current mirror circuit through the connection point. 2nd and 3rd F
That's it for ET? a second current mirror circuit in which the gates of the fourth and fifth FETs are commonly connected to the source or drain of the second FET to set a discharge current to the capacitor; In a voltage controlled oscillator equipped with a level detection circuit that detects the potential of a capacitor and outputs a high-level or low-level signal according to the detection result, the following means are provided.
即ち、本発明では、前記レベル検出回路の出力に基づき
、前記第3のF E 下をオン、オフ動作させて前記キ
ャパシタを充電させる第1のスイッチ制御手段と、前記
レベル検出回路の出力に基づき、前記第3のFETとは
相補的に前記第5のF E Tをオン、オフ動作させて
前記キャパシタを放電させる第2のスイッチ制御手段と
を、設けている。That is, in the present invention, based on the output of the level detection circuit, the first switch control means turns on and off the third F E to charge the capacitor; , a second switch control means for turning on and off the fifth FET in a complementary manner to the third FET to discharge the capacitor.
(作用)
本発明によれば、以上のように電圧制御発振器を構成し
たので、定電流回路は、接続点を介して第1.第2およ
び第3のFETにそれぞれ定電流を流し、その第3のF
ETのゲート電圧を制御する働きがある。さらに、第2
のFETに流れる定電流は、第4のPETにも流れ、さ
らにカレントミラー効果によって第5のFETにも流れ
る。そのため、第ろのFETのゲーI−電圧は、定電流
回路によって制御されることになる。そして、この第3
および第5のFETは、第1および第2のスイッチ制御
手段によって相補的にオン、オフ動作し、充放電用キャ
パシタに対する充放電の切換えを行って入力電圧に応し
た周波数て発振する働きかある。(Function) According to the present invention, since the voltage controlled oscillator is configured as described above, the constant current circuit is connected to the first oscillator through the connection point. A constant current is passed through each of the second and third FETs, and the third FET
It has the function of controlling the gate voltage of ET. Furthermore, the second
The constant current flowing through the FET also flows through the fourth PET, and further through the fifth FET due to the current mirror effect. Therefore, the gate I-voltage of the second FET is controlled by a constant current circuit. And this third
The fifth FET is turned on and off in a complementary manner by the first and second switch control means, and has the function of switching the charging/discharging of the charging/discharging capacitor to oscillate at a frequency corresponding to the input voltage. .
このように、第3および第5のFETは、そのゲート電
圧か定電流回路により制御さi−するのて、電源電位の
変動、温度変動、および製造上のばらつきに対しても、
その第3および第5のFETを流れる充放電電流か一定
に保たれ、発振周波数か安定化する。従って、前記課題
を解決できるのである。In this way, the third and fifth FETs are controlled by their gate voltages or constant current circuits, so that they can withstand fluctuations in power supply potential, temperature fluctuations, and manufacturing variations.
The charging and discharging currents flowing through the third and fifth FETs are kept constant, and the oscillation frequency is stabilized. Therefore, the above problem can be solved.
(実線例)
第1図は、本発明の一実施例を示す電圧制御発振器の回
路図である。(Example of Solid Line) FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator showing one embodiment of the present invention.
この電圧制御発振器は、相補型Mo5t−ランシスタ(
以下、CMO3という)て構成されており、入力電圧V
inにより制御される定電流回路50が、第1の接続点
N 11と接地電位VSSとの間に接続されている。第
1の接続点Nilには、充放電用キャパシタ80に対す
る充電電流設定用の第〕のカレントミラー回路60か接
続されている。This voltage controlled oscillator is a complementary Mo5t-runsistor (
(hereinafter referred to as CMO3), and the input voltage V
A constant current circuit 50 controlled by in is connected between the first connection point N11 and the ground potential VSS. A current mirror circuit 60 for setting a charging current for the charging/discharging capacitor 80 is connected to the first connection point Nil.
第1のカレントミラー回路60は、定電流■を流すPチ
ャネル型の第1.第2のFET61.62と、キャパシ
タ80に対する充放電切換え用のPチャネル型の第3の
FET63と、そのFET63をオン、オフ動作さぜる
Pチャネル型FET64a、64bからなる第1のスイ
ッチ制御手段64とを、備えている。The first current mirror circuit 60 is a P-channel type first current mirror circuit that flows a constant current. A first switch control means consisting of a second FET 61, 62, a P-channel type third FET 63 for switching charging/discharging of the capacitor 80, and P-channel type FETs 64a and 64b for turning on and off the FET 63. 64.
第1の接続点N11は、FET61のゲーI・およびソ
ースに接続され、そのFE、T61のドレインが電源電
位vcccこ接続されている。これにより、定電流■の
値に応じた出力電圧が第コ−の接続点NILに生しるよ
うになっている。また、第1の接続点Nilは、FET
62のゲー1〜に接続されると共に、FET64bを介
してFET63のゲートに接続されている。FET62
のソースは第2の接続点NL2に接続され、そのドレイ
ンが電源電位VCCに接続されている。これにより、F
ET62に流れる電流Iに応した電圧値か第2の接続点
N12に出力される構成になっている。The first connection point N11 is connected to the gate I and the source of the FET 61, and the drain of the FE, T61, is connected to the power supply potential vccc. As a result, an output voltage corresponding to the value of the constant current (2) is generated at the connection point NIL of the second line. Moreover, the first connection point Nil is an FET
It is connected to gates 1 to 62 of FET 62, and also to the gate of FET 63 via FET 64b. FET62
The source of is connected to the second connection point NL2, and the drain thereof is connected to the power supply potential VCC. As a result, F
The configuration is such that a voltage value corresponding to the current I flowing through the ET62 is output to the second connection point N12.
F E T 63のソースは第3の接続点N13に接続
され、そのドレインが電源電位VCCに接続され、さら
にそのゲートがFET64aを介して電源電位VCCに
接続されている、
第2.第3の接続点N12.813と接地電位VSSと
の間には、キャパシタ80に対する放電電流設定用の第
2のカレントミラー回路70が接続されている。The source of the FET 63 is connected to the third connection point N13, its drain is connected to the power supply potential VCC, and its gate is further connected to the power supply potential VCC via the FET 64a. A second current mirror circuit 70 for setting a discharge current for the capacitor 80 is connected between the third connection point N12.813 and the ground potential VSS.
第2のカレントミラー回路70は、定電流■を流すNチ
ャネル型の第4のFET74と、キャパシタ804こ対
する充放電切換え用のNチャネル型の第うのFET75
と、そのFET75をオン・。The second current mirror circuit 70 includes a fourth N-channel type FET 74 through which a constant current (1) flows, and a second N-channel type FET 75 for switching charging and discharging of the capacitor 804.
Then, turn on FET75.
オフ動作させるNチャネル型FET76a、76bから
なる第2のスイッチ制御手段76とを、備えている。The second switch control means 76 includes N-channel type FETs 76a and 76b that are turned off.
第2の接続点N12は、FET74のゲー1〜に接続さ
れると共に、FE’l”76aを介してFET75のゲ
ートに接続されている。F E T 74の1〜レイン
は第2の接続点N12に、ソースは接地電位\°SSに
それぞれ接続されている。FET75の1へレインは第
3の接続点N 1 ’3に、ソースは接地電位■SSに
それぞれ接続され、さちにそのゲートが、FET76b
を介して接地電位VSSに接続されている。The second connection point N12 is connected to the gates 1 to 1 of the FET 74, and is also connected to the gate of the FET 75 via the FE'l'' 76a. N12, the source is connected to the ground potential \°SS, the drain to 1 of the FET 75 is connected to the third connection point N1'3, the source is connected to the ground potential ■SS, and the gate is connected to the ground potential SS. , FET76b
It is connected to ground potential VSS via.
第3の接続点N 1 Bは、例えばMO5O5上スで形
成された約5〜20PFの充放電用−¥−てパシタ80
を介して、接地電位V S Sに接続されている。また
第3の接続点N13は、レベル検出回路90に接続され
ている。The third connection point N 1 B is a charge/discharge capacitor 80 of approximately 5 to 20 PF formed of MO5O5, for example.
It is connected to the ground potential VSS via. Further, the third connection point N13 is connected to the level detection circuit 90.
レベル検出回路90は、第3の接続点N1Bの電位を検
出してその検出結果に応じた゛Hパレベルまたはit
L ++レベルの出力信号Voutを出力すると共に、
その出力電圧Voutによって第1および第2のスイッ
チ制御手段64.76をフィードバック制御する機能を
有している。このレベル検出回路90は、2段のCMO
Sインバータ91a、91bからなる充放電切換えの第
1の閾値決定回路91と、1段のCMOSインバータ9
2aからなる充放電切換えの第1の閾値決定回路92と
、テークを一時保持するC N70 SかちなるR5−
FF93と、信号反転用のCN・l OSインバータ9
4とを、備えている。The level detection circuit 90 detects the potential of the third connection point N1B and determines the level of
While outputting an output signal Vout of L++ level,
It has a function of feedback controlling the first and second switch control means 64 and 76 using the output voltage Vout. This level detection circuit 90 is a two-stage CMO
A first threshold determination circuit 91 for charging/discharging switching consisting of S inverters 91a and 91b, and a one-stage CMOS inverter 9
A first threshold value determining circuit 92 for charge/discharge switching consisting of 2a and a CN70S for temporarily holding the take;
FF93 and CN・l OS inverter 9 for signal inversion
4.
第3の接続点N13は、第1の閾値決定回路91を介し
てR3−FF93のセント端子Sに接続されると共に、
第2の閾値決定回路92を介して該R5−FF93のリ
セ・ソト端子Rに接続されている。R5−FF93の出
力端子Qは、インバータ94に接続さt−t、そのイン
バータ94から出力電圧Voutが出力される構成にな
っている。R5−FF93の出力端子Qは第1および第
2のスイッチ制御手段64.76中のFET64b、7
6aの各ゲートに接続され、さらにインバータ94の出
力端子が、FET64a、76bの各ゲー[〜に接続さ
れている。The third connection point N13 is connected to the cent terminal S of R3-FF93 via the first threshold value determination circuit 91, and
It is connected to the reset/reset terminal R of the R5-FF 93 via the second threshold value determination circuit 92. The output terminal Q of R5-FF93 is connected to an inverter 94 tt, and the inverter 94 outputs an output voltage Vout. The output terminal Q of R5-FF93 is connected to the FETs 64b and 7 in the first and second switch control means 64.76.
The output terminal of the inverter 94 is further connected to each gate of the FETs 64a and 76b.
次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.
定電流回路50により、入力電圧Vin4こ比例した電
流工がFET61に流れると、カレントミラー効果によ
ってFET62.74にも同様の電流■が流れる。When the constant current circuit 50 causes a current proportional to the input voltage Vin4 to flow through the FET 61, a similar current (2) flows through the FETs 62 and 74 due to the current mirror effect.
R3−FF9Bの出力端子Qが″“L”レベルで、イン
バータ94の出力がH”レベルの時、FET64b、7
6bがオン状態、FET64a、76aがオフ状態とな
る。これにより、FET63がオン状態、FET7)が
オフ状態となる。そのなめ接続点N13の電位は、FE
T6Bのオン抵抗とキャパシタ80とで決まる時定数に
従って上昇していく。When the output terminal Q of R3-FF9B is at the "L" level and the output of the inverter 94 is at the H level, FETs 64b and 7
6b is in an on state, and FETs 64a and 76a are in an off state. As a result, the FET 63 is turned on and the FET 7) is turned off. The potential of the connection point N13 is FE
It increases according to a time constant determined by the on-resistance of T6B and the capacitor 80.
この充電電流は、FET63のオン抵抗により決まるが
、そのFET63のゲートがFET61のゲートに接続
されているため、カレントミラー効果によって、入力電
圧Vinに比例した電流がFET6Bに流れる。二とに
なる。This charging current is determined by the on-resistance of the FET 63, but since the gate of the FET 63 is connected to the gate of the FET 61, a current proportional to the input voltage Vin flows through the FET 6B due to the current mirror effect. It becomes two.
接続点N13の電位が第1の閾値を越えると、第1の閾
値決定回路91の出力が“H°゛レベルになり、R3−
FF93がセットされてその出力端子Qが゛Hパレベル
になる。これにより、F E T64b、76bがオフ
状態、FET64a、76aかオン状態となり、FET
63がオフ状態、FET7”5かオフ状態となる。その
ため、キャパシタ80の充電電荷が、接続点NIBおよ
び下ET7うを介して接地電位VSS側に流れ、そのF
ET75のオン抵抗とキャパシタ80とで決まる時定数
で放電していく。When the potential at the connection point N13 exceeds the first threshold, the output of the first threshold determination circuit 91 becomes "H°" level, and R3-
FF93 is set and its output terminal Q becomes HIGH level. As a result, FET64b and 76b are turned off, FET64a and 76a are turned on, and FET
63 is in the off state, and FET7"5 is also in the off state. Therefore, the charge in the capacitor 80 flows to the ground potential VSS side via the connection point NIB and the lower ET7, and the FET7"5 is in the off state.
The discharge continues with a time constant determined by the on-resistance of the ET75 and the capacitor 80.
この放電電流は、F E、 T 7ちのオン抵抗(こよ
り決才るか、FET61.62のゲートか共通接続され
、さらにFET74のゲートがFET76aを介してF
ET7ヲのゲートに接続されているため、カレントミラ
ー効果によって、入力電圧V inに比例した電流がF
ET7F)に流れることになる。This discharge current is caused by the on-resistance between F E and T7, which are connected in common to the gates of FET61 and FET62, and the gate of FET74 is connected to FET76a via FET76a.
Since it is connected to the gate of ET7, a current proportional to the input voltage Vin is caused by the current mirror effect.
ET7F).
接続点N 1 Bの電位が第2の閾値まで降下すると、
第2の閾値決定回892の出力が” H”レベルとなり
、R3−FF93がリセットされてその出力端子QがL
”レベルとなる。すると、FET6Bがオン状態、FE
T73かオフ状態となり、キャパシタ80の充電が支台
まる。When the potential at the connection point N 1 B drops to the second threshold,
The output of the second threshold value determination circuit 892 becomes "H" level, R3-FF93 is reset and its output terminal Q becomes "L" level.
” level.Then, FET6B is in the on state, and the FE
T73 is turned off, and charging of the capacitor 80 is stopped.
このようにしてキャパシタ80の充放電動作か繰り返さ
h、入力電圧Vinに比例しな発振周波数の出力電圧V
outがインバータ94から出力されることになる。In this way, the charging and discharging operation of the capacitor 80 is repeated h, and the output voltage V with an oscillation frequency that is not proportional to the input voltage Vin.
out will be output from the inverter 94.
本実施例では、次のような利点を有している。This embodiment has the following advantages.
(a> 本実施例では、第1および第2のスイッチ制
御手段64.76により、充放電切換え用のFET6B
、7ヲをオン、オフ動作させると共に、そのFET63
,75のゲート電圧を、前段にある定電流回路50によ
り、制御する構成になっている。そのため、電源電位V
CCの変動、温度の変動、さらにF E T製造上のば
らつきに対しても、FET6B、75を流れる充放電電
流は一定に保たれ、それによって安定した発振周波数を
得る二とができる。(a> In this embodiment, the first and second switch control means 64, 76 control the FET 6B for charge/discharge switching.
, 7 is turned on and off, and its FET 63 is turned on and off.
, 75 are controlled by a constant current circuit 50 in the preceding stage. Therefore, the power supply potential V
The charging and discharging currents flowing through the FETs 6B and 75 are kept constant even with CC variations, temperature variations, and FET manufacturing variations, thereby making it possible to obtain a stable oscillation frequency.
特に、キャパシタ80の充放電をFE丁6375を介し
てのみ行っているため、前記の電源電位および温度の変
動、あるいは製造上のばらつきに対して安定な発振特性
が得られるばかりか、そのFET6B、75のオン抵抗
を小さくすることによって動作速度を速くし、高い発振
周波数に対応できる。In particular, since the capacitor 80 is charged and discharged only through the FET 6375, not only stable oscillation characteristics are obtained against fluctuations in the power supply potential and temperature, or manufacturing variations, but also the FET 6375 By reducing the on-resistance of 75, the operating speed can be increased and a high oscillation frequency can be supported.
(b) 電源電位VCCおよび温度の変動や、製造上
のばらつきに対してもFET63.73を流れる充放電
電流が等しくなるのて丁チューティ比ヲO0oの高精度
な発振出力か得られる、二のチューティ比は、FET6
3.7ら等のディメンションを適宜選定することにより
、発振出力のチューティ比を5088以外の値に設定す
ることも可能である。(b) Even with fluctuations in the power supply potential VCC and temperature, as well as manufacturing variations, the charging and discharging currents flowing through the FETs 63 and 73 are made equal, resulting in a highly accurate oscillation output with a 0.0000000 ratio. Tutee ratio is FET6
By appropriately selecting dimensions such as 3.7, etc., it is also possible to set the tutee ratio of the oscillation output to a value other than 5088.
なお、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形か
可能である。その変形例としては、例えば次のようなも
のかある。Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. Examples of variations include the following.
(i) 第1図のPチャネル型FETをNチャネル型
FETて構成すると共に、Nチャネル型FETをPチャ
ネル型FETで構成し、電源電位VCCおよび接地電位
■SSを逆極性にしても、第1図とほぼ同様の作用、効
果か得られる。(i) Even if the P-channel FET in Fig. 1 is configured as an N-channel FET, the N-channel FET is configured as a P-channel FET, and the power supply potential VCC and the ground potential ■SS are of opposite polarity. Almost the same action and effect as in Figure 1 can be obtained.
(ii) 第1図の回路をCMO3以外のF’ E
T等で構成してもよい。さらに、レベル検出回路90を
他の回路構成に変形しても良い。例えば、インバーク9
4を省略し、それに代えてR3−FF93に反転出力端
子を設け、その反転出力端子から出力電圧Voutを出
力する構成にしても良い。(ii) The circuit in Fig. 1 is converted to F'E other than CMO3.
It may also be composed of T or the like. Furthermore, the level detection circuit 90 may be modified to other circuit configurations. For example, inverk9
4 may be omitted, and instead, an inverted output terminal may be provided in R3-FF93, and the output voltage Vout may be output from the inverted output terminal.
さらに、このR3−FF93を他のフリップフロップで
構成したり、あるいはこのレベル検出回路90をコンパ
レータ等を用いた他の回路で構成してもよい。Furthermore, this R3-FF 93 may be configured with another flip-flop, or this level detection circuit 90 may be configured with another circuit using a comparator or the like.
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、第1およ
び第2のスイッチ制御手段により、第3第5のFETを
相補的にオン、オフ動作させることにより、その第3.
第5のFETを介してのみキャパシタへの充放電の切換
えを行っている。しかも、その第3.第5のFETのゲ
ート電圧は、カレントミラー効果により、定電流回路に
よって定電圧となるように制御される。そのため、電源
電位および温度の変動や、素子製造上のばらつきに対し
ても、第3.第5を流れるキャパシタに対する充放電電
流か一定となり、電源電位の変動、温度の変動、素子製
造のばらつきの影響を受けない安定した発振周波数を得
ることかできる。(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, the third and fifth FETs are turned on and off in a complementary manner by the first and second switch control means. 3.
Charging and discharging of the capacitor is switched only through the fifth FET. Moreover, the third one. The gate voltage of the fifth FET is controlled to be a constant voltage by a constant current circuit due to the current mirror effect. Therefore, third. The charging and discharging current for the capacitor flowing through the fifth capacitor becomes constant, and a stable oscillation frequency that is not affected by fluctuations in power supply potential, fluctuations in temperature, and variations in device manufacturing can be obtained.
その上、カレントミラー効果により、定電流回路によっ
て第3および第5のFETのゲート電圧か制御さ2’L
、その第3および第5のFETを相補的にオン、オフ動
作させてキャパシタの充放電を行わせているので、該第
3および第5のFETのオン抵抗を小さくしても、安定
した発振周波数か得られるばかりか、そのオン抵抗を小
さくすることによって動作速度の向上と、それにより高
い発振周波数に対しても安定した出力か得られる。Furthermore, due to the current mirror effect, the gate voltages of the third and fifth FETs are controlled by the constant current circuit.
Since the third and fifth FETs are turned on and off in a complementary manner to charge and discharge the capacitor, stable oscillation can be achieved even if the on-resistance of the third and fifth FETs is small. Not only can the frequency be increased, but by reducing the on-resistance, the operating speed can be improved, and as a result, stable output can be obtained even at high oscillation frequencies.
第1図は本発明の実施例を示す電圧制御発振器の回路図
、第2図は従来の電圧制御発振器の回路図である。
50・・・・・・定電流回路、60.70・・・・・・
第1.第2のカレンlへミラー回路、61,62.6B
、74.75・・・・・・第1.第2.第3.第4.第
5のFET、64.76・・・・・・第1.第2のスイ
ッチ制御手段、80・・・・・・キャパシタ、90・・
・・・・レベル検出回路、Nl 1.N12.N13・
・・・・・第1.第2第3の接続点、V i n・・・
・・・入力電圧、V o u t −出力電圧。FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional voltage controlled oscillator. 50... Constant current circuit, 60.70...
1st. Mirror circuit to second current l, 61, 62.6B
, 74.75... 1st. Second. Third. 4th. 5th FET, 64.76... 1st. Second switch control means, 80...Capacitor, 90...
...Level detection circuit, Nl 1. N12. N13・
...First. Second and third connection point, V in...
...Input voltage, Vout - output voltage.
Claims (1)
通接続され充放電用のキャパシタに対する充電電流を設
定するための第1のカレントミラー回路と、入力電圧に
応じた定電流を前記接続点を介して前記第1、第2およ
び第3のFETにそれぞれ流す定電流回路と、第4およ
び第5のFETの各ゲートが前記第2のFETのソース
またはドレインに共通接続され前記キャパシタに対する
放電電流を設定するための第2のカレントミラー回路と
、前記キャパシタの電位を検出してその検出結果に応じ
た高レベルまたは低いベルの信号を出力するレベル検出
回路とを、備えた電圧制御発振器において、 前記レベル検出回路の出力に基づき、前記第3のFET
をオン、オフ動作させて前記キャパシタを充電させる第
1のスイッチ制御手段と、 前記レベル検出回路の出力に基づき、前記第3のFET
とは相補的に前記第5のFETをオン、オフ動作させて
前記キャパシタを放電させる第2のスイッチ制御手段と
を、 設けたことを特徴とする電圧制御発振器。[Claims] A first current mirror circuit in which the gates of the first, second, and third FETs are commonly connected to a connection point to set a charging current to a charging/discharging capacitor; a constant current circuit that flows a corresponding constant current to the first, second, and third FETs through the connection point, and each gate of the fourth and fifth FETs is connected to the source or drain of the second FET; a second current mirror circuit commonly connected to the capacitor for setting a discharge current for the capacitor; and a level detection circuit for detecting the potential of the capacitor and outputting a high level or low level signal according to the detection result. In the voltage controlled oscillator comprising, based on the output of the level detection circuit, the third FET
a first switch control means that charges the capacitor by turning on and off the third FET based on the output of the level detection circuit;
and second switch control means for turning on and off the fifth FET in a complementary manner to discharge the capacitor.
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