JPH05136630A - Cmos水晶発振回路用増幅回路及びその使用方法 - Google Patents

Cmos水晶発振回路用増幅回路及びその使用方法

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JPH05136630A
JPH05136630A JP3295987A JP29598791A JPH05136630A JP H05136630 A JPH05136630 A JP H05136630A JP 3295987 A JP3295987 A JP 3295987A JP 29598791 A JP29598791 A JP 29598791A JP H05136630 A JPH05136630 A JP H05136630A
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JP
Japan
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circuit
external
cmos
external terminal
clock signal
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JP3295987A
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Inventor
Hirotaka Morita
浩貴 森田
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成のCMOS水晶発振回路用増幅回路
によって、水晶発振回路の発信信号と外部回路のクロッ
ク信号の両者に対応する。 【構成】CMOSインバータ回路1の各MOSトランジ
スタ2,3のゲート端子を分離して、それぞれ独立した
第1、第2の外部端子A,Bに接続している。また、C
MOSインバータ回路1の出力端子を内部回路に接続す
るとともに第3の外部端子Cに接続している。そして、
水晶発振回路の発振信号を内部回路に入力する場合に
は、第1、第2の外部端子A,Bを互いに接続し、その
互いに接続した共通外部端子A,Bと第3の外部端子C
との間に水晶発振回路を接続する。一方、クロック信号
を前記内部回路に入力する場合には、第1、第2の外部
端子A,Bは、それぞれ対応するMOSトランジスタを
オフ状態にさせるオフ電源VDD,VSSにそれぞれ接続し
て、第3の外部端子Cにクロック信号を入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCMOSインバータ回路
で構成したCMOS水晶発振回路用増幅回路及びその使
用方法に関するものである。
【0002】近年、半導体集積回路装置に設けられたC
MOS水晶発振回路用増幅回路において、水晶発振回路
の発信信号を入力せずに、外部回路から直接クロック信
号を入力して使用することが考えられている。従って、
水晶発振回路の発信信号と外部回路のクロック信号の両
者に対応できるCMOS水晶発振回路用増幅回路が要求
されている。
【0003】
【従来の技術】従来、半導体集積回路装置に設けられた
CMOS水晶発振回路用増幅回路35は、図3に示すよ
うに、半導体チップ30上において、PチャネルMOS
トランジスタ31とNチャネルMOSトランジスタ32
とからなるCMOS構造のインバータ回路33によって
構成されている。
【0004】すなわち、MOSトランジスタ31,32
の両ゲート端子をアルミ配線で結線し、その結線したア
ルミ配線を外部端子Aに接続されたパッドに接続してい
る。また、互いにアルミ配線で結線したMOSトランジ
スタ31,32の両ドレイン端子を、アルミ配線にて外
部端子Cに接続されたパッドに接続するとともに、バッ
ファ回路34を介して内部回路に接続している。そし
て、両外部端子A,Cをそれぞれ水晶発振回路36の出
力端子D,Eに接続すると、水晶発振回路36から出力
される発振信号はインバータ回路33で増幅され、バッ
ファ回路34を介して内部回路に出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内部回路の
試験動作等においては、水晶発振回路36の発信信号の
代わりに、外部回路(図示略)から出力されるクロック
信号を直接内部回路に入力したい場合がある。
【0006】この場合、外部端子Cを浮かして、外部回
路から出力されるクロック信号を外部端子Aから入力す
ることが考えられる。しかしながら、MOSトランジス
タ31,32の両ドレイン端子から外部端子Cに至る配
線容量およびインピーダンスのために、クロック信号が
バッファ回路34に入力される時点では、クロック信号
波形が鈍るとともに遅延してしまう。従って、高周波数
のクロック信号を用いることができないという問題があ
る。
【0007】また、反対に外部端子Aを浮かして、クロ
ック信号を外部端子Cから入力した場合、インバータ回
路33に貫通電流が流れるおそれがある。つまり、外部
端子Aを浮かすと、MOSトランジスタ31,32の両
ゲート端子はフローティング状態になり、半導体チップ
およびMOSトランジスタ31,32の両ゲート端子の
電位状態のいかんによっては、MOSトランジスタ3
1,32がともにオンして貫通電流が流れることにな
る。
【0008】ここで、外部端子Aを高電位側電源VDDま
たは低電位側電源VSSのいずれか一方に接続して貫通電
流を防止することが考えられる。しかしながら、外部端
子Aを電源VDDに接続してPチャネルMOSトランジス
タ31をオフさせNチャネルMOSトランジスタ32を
オンさせた場合は、外部端子CにHレベルの信号を入力
しようとするとMOSトランジスタ32を介して外部端
子Cから電源VSSに電流が流れてしまう。反対に、外部
端子Aを電源VSSに接続してPチャネルMOSトランジ
スタ31をオンさせNチャネルMOSトランジスタ32
をオフさせた場合は、外部端子CにLレベルの信号を入
力しようとするとMOSトランジスタ31を介して電源
VDDから外部端子Cに電流が流れてしまう。
【0009】そこで、外部端子Aにクロック信号を入力
するとともに、外部端子Bには外部端子Aに入力したク
ロック信号の位相を反転した信号を入力することが考え
られる。この方法では、上記の問題を解消することがで
きる反面、外部回路においては、それぞれ位相が反転し
た2つのクロック信号を出力しなければならず、外部回
路の構成が複雑になるという欠点がある。
【0010】ところで、図4に示すように、Pチャネル
MOSトランジスタ41とNチャネルMOSトランジス
タ42とからなるCMOS構造のインバータ回路43、
PチャネルMOSトランジスタ44とNチャネルMOS
トランジスタ45とからなるCMOS構造のインバータ
回路46、PチャネルMOSトランジスタ47とNチャ
ネルMOSトランジスタ48とからなるパストランジス
タ49から構成されるCMOS水晶発振回路用増幅回路
50が考えられる。
【0011】このCMOS水晶発振回路用増幅回路50
の外部端子A,Cをそれぞれ、図3に示す水晶発振回路
36の出力端子D,Eに接続するとともに、外部端子B
を電源VSSに接続すると、パストランジスタ49はオン
して、水晶発振回路36から出力される発振信号はイン
バータ回路43で増幅され、バッファ回路34を介して
内部回路に出力される。
【0012】一方、外部端子Bを電源VDDに接続すると
ともに、外部端子Aを電源VDD,VSSのいずれかに接続
して、外部端子Cに外部回路(図示略)からクロック信
号を入力すると、パストランジスタ49はオフして、ク
ロック信号はバッファ回路34を介して内部回路に入力
される。
【0013】さらに、図5に示すように、PチャネルM
OSトランジスタ61とNチャネルMOSトランジスタ
62とからなるCMOS構造のインバータ回路63、P
チャネルMOSトランジスタ64とNチャネルMOSト
ランジスタ65とPチャネルMOSトランジスタ67と
NチャネルMOSトランジスタ68とNチャネルMOS
トランジスタ69とPチャネルMOSトランジスタ71
とPチャネルMOSトランジスタ72とNチャネルMO
Sトランジスタ73とPチャネルMOSトランジスタ7
5とNチャネルMOSトランジスタ76とからなる3ス
テートバッファから構成されるCMOS水晶発振回路用
増幅回路78が考えられる。
【0014】このCMOS水晶発振回路用増幅回路78
の外部端子A,Cをそれぞれ、図3に示す水晶発振回路
36の出力端子D,Eに接続するとともに、外部端子B
を電源VSSに接続すると、MOSトランジスタ68,7
2はオンし、MOSトランジスタ71,73はオフす
る。従って、MOSトランジスタ75,76の両ゲート
は接続される。これにより、水晶発振回路36から出力
される発振信号はインバータ回路63と3ステートバッ
ファとで増幅され、バッファ回路34を介して内部回路
に出力される。
【0015】一方、外部端子Bを電源VDDに接続すると
ともに、外部端子Aを電源VDD,VSSのいずれかに接続
して、外部端子Cに外部回路(図示略)からクロック信
号を入力すると、MOSトランジスタ71,73はオン
し、MOSトランジスタ68,72,75,76はオフ
する。従って、クロック信号はバッファ回路34を介し
て内部回路に入力される。
【0016】これらのCMOS水晶発振回路用増幅回路
50,78でも、前記の問題を解消することができる
が、素子数が増加するという欠点がある。また、特開平
2−107008号公報に示されるように、クロックド
インバータ回路を用いて、インバータ回路の貫通電流を
防止するとともに、発信動作を任意にオン/オフするこ
とができるCMOS水晶発振回路がある。しかしなが
ら、図3に示す回路に比べるとまだ素子数が多く、半導
体集積回路の高集積化を図るうえで問題となる。
【0017】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、簡単な構成によって素子数を増加さ
せることなく、水晶発振回路の発信信号と外部回路のク
ロック信号の両者に対応できるCMOS水晶発振回路用
増幅回路を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。CMOS水晶発振回路用増幅回路は、CMO
Sインバータ回路1より構成されている。
【0019】そのCMOSインバータ回路1の各MOS
トランジスタ2,3のゲート端子を分離して、それぞれ
独立した第1、第2の外部端子A,Bに接続している。
また、CMOSインバータ回路1の出力端子を内部回路
に接続するとともに第3の外部端子Cに接続している。
【0020】そして、水晶発振回路の発振信号を内部回
路に入力する場合には、第1、第2の外部端子A,Bを
互いに接続し、その互いに接続した共通外部端子A,B
と第3の外部端子Cとの間に水晶発振回路を接続する。
【0021】一方、クロック信号を前記内部回路に入力
する場合には、第1、第2の外部端子A,Bは、それぞ
れ対応するMOSトランジスタをオフ状態にさせるオフ
電源VDD,VSSにそれぞれ接続して、第3の外部端子C
にクロック信号を入力する。
【0022】
【作用】クロック信号を前記内部回路に入力する場合に
は、MOSトランジスタ2,3はともにオフしてMOS
トランジスタ2,3の両ドレインはハイインピーダンス
状態になる。従って、MOSトランジスタ2,3がとも
にオフすることから、CMOSインバータ回路1に貫通
電流が流れることはない。また、MOSトランジスタ
2,3の両ドレインはハイインピーダンス状態になるこ
とから、クロック信号はCMOSインバータ回路1に影
響されることなく内部回路に入力される。
【0023】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図2に
従って説明する。尚、本実施例のCMOS水晶発振回路
用増幅回路10において、図3に示す従来例と異なって
いるのは、CMOS構造のインバータ回路33の各MO
Sトランジスタ31,32のゲート端子を分離してそれ
ぞれ独立した外部端子A,Bに接続したことのみである
ので、同様な構成については符号を同じにして詳細な説
明を省略する。
【0024】このCMOS水晶発振回路用増幅回路10
の外部端子A,Bをともに水晶発振回路36の出力端子
Dに接続し、外部端子Cを出力端子Eに接続すると、従
来例と同じ構成となり、水晶発振回路36から出力され
る発振信号はインバータ回路33で増幅され、バッファ
回路34を介して内部回路に出力される。
【0025】一方、外部端子Aを電源VDDに接続すると
ともに外部端子Bを電源VSSに接続し、外部端子Cに外
部回路(図示略)からクロック信号を入力すると、MO
Sトランジスタ31,32はともにオフしてMOSトラ
ンジスタ31,32の両ドレインはハイインピーダンス
状態になる。従って、MOSトランジスタ31,32が
ともにオフすることから、インバータ回路33に貫通電
流が流れることはない。また、MOSトランジスタ3
1,32の両ドレインはハイインピーダンス状態になる
ことから、クロック信号はインバータ回路33に影響さ
れることなくバッファ回路34を介して内部回路に入力
される。
【0026】上記のように本実施例においては、素子数
を増加させることなく水晶発振回路の発信信号と外部回
路のクロック信号の両者に対応することができる。尚、
本発明は上記実施例に限定されることなく、例えば、半
導体チップ30内において半導体スイッチ等を用いるこ
とにより、MOSトランジスタ31,32の各ゲート端
子を電源VDD,VSSにそれぞれ接続するようにして実施
してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、簡
単な構成のCMOS水晶発振回路用増幅回路によって、
水晶発振回路の発信信号と外部回路のクロック信号の両
者に対応できる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明を具体化した一実施例のCMOS水晶発
振回路用増幅回路を示す回路図である。
【図3】従来例のCMOS水晶発振回路用増幅回路を示
す回路図である。
【図4】従来例のCMOS水晶発振回路用増幅回路を示
す回路図である。
【図5】従来例のCMOS水晶発振回路用増幅回路を示
す回路図である。
【符号の説明】
1 CMOSインバータ回路 2,3 MOSトランジスタ A 第1の外部端子 B 第2の外部端子 C 第3の外部端子 VDD,VSS オフ電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CMOSインバータ回路(1)より構成
    されたCMOS水晶発振回路用増幅回路において、CM
    OSインバータ回路(1)の各MOSトランジスタ
    (2,3)のゲート端子を分離してそれぞれ独立した第
    1、第2の外部端子(A,B)に接続し、CMOSイン
    バータ回路(1)の出力端子を内部回路に接続するとと
    もに第3の外部端子(C)に接続したことを特徴とする
    CMOS水晶発振回路用増幅回路。
  2. 【請求項2】 CMOSインバータ回路(1)の各MO
    Sトランジスタ(2,3)のゲート端子を分離してそれ
    ぞれ独立した第1、第2の外部端子(A,B)に接続
    し、CMOSインバータ回路(1)の出力端子を内部回
    路に接続するとともに第3の外部端子(C)に接続した
    CMOS水晶発振回路用増幅回路において、 水晶発振回路の発振信号を内部回路に入力する場合に
    は、第1、第2の外部端子(A,B)を互いに接続し、
    その互いに接続した共通外部端子(A,B)と第3の外
    部端子(C)との間に水晶発振回路を接続し、 クロック信号を前記内部回路に入力する場合には、第
    1、第2の外部端子(A,B)を、それぞれ対応するM
    OSトランジスタをオフ状態にさせるオフ電源(VDD,
    VSS)にそれぞれ接続して、第3の外部端子(C)にク
    ロック信号を入力するようにしたことを特徴とするCM
    OS水晶発振回路用増幅回路の使用方法。
JP3295987A 1991-11-12 1991-11-12 Cmos水晶発振回路用増幅回路及びその使用方法 Withdrawn JPH05136630A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007097063A1 (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Niigata Seimitsu Co., Ltd. 発振回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007097063A1 (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Niigata Seimitsu Co., Ltd. 発振回路

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Effective date: 19990204