JPH07131301A - Cr発振回路 - Google Patents

Cr発振回路

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JPH07131301A
JPH07131301A JP27360293A JP27360293A JPH07131301A JP H07131301 A JPH07131301 A JP H07131301A JP 27360293 A JP27360293 A JP 27360293A JP 27360293 A JP27360293 A JP 27360293A JP H07131301 A JPH07131301 A JP H07131301A
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JP
Japan
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potential
stage
circuit
point
inverting circuit
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Application number
JP27360293A
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English (en)
Inventor
Takayuki Kato
隆幸 加藤
Hiroyuki Saito
浩幸 斉藤
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Nippon Precision Circuits Inc
Seikosha KK
Original Assignee
Nippon Precision Circuits Inc
Seikosha KK
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Publication date
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第一段の反転回路の入力部に電源電位より高
い電圧や接地電位より低い電圧が発生することを防止
し、発振周期が理論式に合い、発振周期の温度特性およ
び電圧特性が良好なCR発振回路を提供することであ
る。 【構成】 直列に接続された奇数個の反転回路11〜1
3と、第一段の反転回路11の入力部と最終段の反転回
路13の出力部とを接続する抵抗14と、第一段の反転
回路11の入力部と偶数段目の反転回路12の出力部と
を接続する第一の容量15と、第一段の反転回路11の
入力部と接地電位または電源電位とを接続する第二の容
量16と、第一段の反転回路11の入力部と電源電位と
を逆方向に接続する第一の入力保護ダイオード17と、
第一段の反転回路11の入力部と接地電位とを逆方向に
接続する第二の入力保護ダイオード18とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CR発振回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のCR発振回路の一例を示
した回路図である。ここで、41は第一段の反転回路、
42は第二段の反転回路、43は最終段の反転回路、4
4は抵抗(抵抗値R)、45は容量(容量値C)であ
る。46は第一段の反転回路41の入力ゲートを保護す
る第一の入力保護ダイオードであり、第一段の反転回路
41の入力部(a点)と電源電位との間に逆方向に接続
されている。47は第一段の反転回路41の入力ゲート
を保護する第二の入力保護ダイオードであり、第一段の
反転回路41の入力部(a点)と接地電位との間に逆方
向に接続されている。48は入力端子、49は出力端子
である。尚、抵抗44以外は集積回路化されており、抵
抗44だけが、入力端子48と出力端子49との間に外
付けされている。
【0003】図5の(a)および(c)は、それぞれ、
図4の第一段の反転回路41の入力部(a点)と最終段
の反転回路43の出力部(c点)における電位の時間変
化を示したものである。ここで、VTHは第一段の反転回
路41のしきい値電圧、VDDは電源電位、0は接地電
位、VF は第一の入力保護ダイオードおよび第二の入力
保護ダイオードの順方向電圧である。
【0004】次に、図4および図5に従って、従来のC
R発振回路の動作を説明する。
【0005】反転回路41〜43の電源を投入すると、
このCR発振回路は発振を開始する。この状態におい
て、最終段の反転回路43の出力部(c点)の電位をH
ighレベル(以下、“H”と称する。)と仮定する
と、抵抗44を介して容量45が充電される。第一段の
反転回路41の入力部(a点)の電位は、容量45が充
電されるにつれて上昇し、やがて第一段の反転回路41
のしきい値電圧(図5(a)のVTH)を超える。する
と、第二段の反転回路42の出力部(b点)の電位が
“H”になるが、第一の入力保護ダイオード46によ
り、第一の入力保護ダイオードの順方向電圧VF より高
い電圧はクランプされるため、第一段の反転回路41の
入力部(a点)の電位は、図5(a)に示すように、V
DD+VF となる。ここで、第二段の反転回路42の出力
部(b点)の電位が“H”になると、最終段の反転回路
43の出力部(c点)の電位がLowレベル(以下、
“L”と称する。)になるため、抵抗44を介して容量
45に蓄えられた電荷が放電される。第一段の反転回路
41の入力部(a点)の電位は、容量45が放電される
につれて下降し、やがて第一段の反転回路41のしきい
値電圧(図5(a)のVTH)より低くなる。すると、第
二段の反転回路42の出力部(b点)の電位が“L”に
なるが、第二の入力保護ダイオード47により、第二の
入力保護ダイオードの順方向電圧VF より低い電圧はク
ランプされるため、第一段の反転回路41の入力部(a
点)の電位は、図5(a)に示すように、−VF とな
る。ここで、第二段の反転回路42の出力部(b点)の
電位が“L”になると、最終段の反転回路43の出力部
(c点)の電位が“H”になる。以下この繰り返し動作
を行うことによって、このCR発振回路は発振し、VF
≦VTH≦VDD−VF の場合における発振周期は、 TOSC1=−CR(ln(VTH/(VDD+VF )) +ln((VDD+VF −VTH)/(VDD+VF ))) と表わされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5(a)に示すよう
に、従来のCR発振回路では、第一段の反転回路41の
入力部(a点)に電源電位より高い電圧や0V(接地電
位)より低い電圧が発生してしまうという問題点があっ
た。
【0007】また、第一の入力保護ダイオード46およ
び第二の入力保護ダイオード47により、第一段の反転
回路の入力部(a点)に発生する電源電位より高い電圧
や0V(接地電位)より低い電圧がクランプされるた
め、ダイオード特性の影響を受け、発振周期が理論式と
合いにくいという問題点があった。
【0008】さらに、ダイオードの温度特性約−2mV
/℃の影響を受けるため、発振周期の温度特性が悪いと
いう問題点があった。また、発振周期の電圧特性が悪い
という問題点もあった。
【0009】本発明の第一の目的は、第一段の反転回路
の入力部に電源電位より高い電圧や接地電位より低い電
圧が発生することを防止することである。また、本発明
の第二の目的は、発振周期が理論式に合い、発振周期の
温度特性および電圧特性が良好なCR発振回路を提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】第一の発明におけるCR
発振回路は、直列に接続された奇数個の反転回路と、前
記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、第一段の
反転回路の入力部と最終段の反転回路の出力部とを接続
する抵抗と、前記直列に接続された奇数個の反転回路の
うち、前記第一段の反転回路の入力部と偶数段目の反転
回路の出力部とを接続する第一の容量と、前記直列に接
続された奇数個の反転回路のうち、前記第一段の反転回
路の入力部と接地電位または電源電位とを接続する第二
の容量とを有することを特徴とするものである。また、
第二の発明におけるCR発振回路は、直列に接続された
奇数個の反転回路と、前記直列に接続された奇数個の反
転回路のうち、第一段の反転回路の入力部と最終段の反
転回路の出力部とを接続する抵抗と、前記直列に接続さ
れた奇数個の反転回路のうち、前記第一段の反転回路の
入力部と偶数段目の反転回路の出力部とを接続する第一
の容量と、前記直列に接続された奇数個の反転回路のう
ち、前記第一段の反転回路の入力部と接地電位または電
源電位とを接続する第二の容量と、前記直列に接続され
た奇数個の反転回路のうち、前記第一段の反転回路の入
力部と前記電源電位とを逆方向に接続する第一の入力保
護ダイオードと、前記直列に接続された奇数個の反転回
路のうち、前記第一段の反転回路の入力部と前記接地電
位とを逆方向に接続する第二の入力保護ダイオードとを
有することを特徴とするものである。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示した回路図であ
る。ここで、11は第一段の反転回路、12は第二段の
反転回路(偶数段目の反転回路)、13は最終段の反転
回路、14は抵抗(抵抗値R)、15は第一の容量(容
量値C1)、16は第二の容量(容量値C2)である。
17は第一段の反転回路11の入力ゲートを保護する第
一の入力保護ダイオードであり、第一段の反転回路11
の入力部(a点)と電源電位との間に逆方向に接続され
ている。18は第一段の反転回路11の入力ゲートを保
護する第二の入力保護ダイオードであり、第一段の反転
回路11の入力部(a点)と接地電位との間に逆方向に
接続されている。19は入力端子、20は出力端子であ
る。尚、抵抗14以外は集積回路化されており、抵抗1
4だけが、入力端子19と出力端子20との間に外付け
されている。図1の実施例が図4の従来例と異なる点
は、第一段の反転回路11の入力部(a点)と接地電位
との間に第二の容量16を付加したことである。
【0012】図2の(a)および(c)は、それぞれ、
図1の第一段の反転回路11の入力部(a点)と最終段
の反転回路13の出力部(c点)における電位の時間変
化を示したものである。ここで、VTHは第一段の反転回
路11のしきい値電圧、VDDは電源電位、0は接地電位
である。
【0013】次に、図1および図2に従い、本実施例の
CR発振回路の動作を説明する。
【0014】反転回路11〜13の電源を投入すると、
このCR発振回路は発振を開始する。この状態におい
て、最終段の反転回路13の出力部(c点)の電位を
“H”と仮定すると、抵抗14を介して第一の容量15
および第二の容量16が充電される。第一段の反転回路
11の入力部(a点)の電位は、第一の容量15および
第二の容量16が充電されるにつれて上昇し、やがて第
一の反転回路11のしきい値電圧(図2(a)のVTH)
を超える。すると、第二段の反転回路12の出力部(b
点)の電位が“H”になるが、第一の容量15と第二の
容量16とで分圧されるため、第一段の反転回路11の
入力部(a点)の電位は、VTH+VDD×C2/(C1+
C2)となる。ここで、第二の反転回路12の出力(b
点)の電位が“H”になると、最終段の反転回路13の
出力(c点)の電位が“L”になるため、抵抗14を介
して第一の容量15および第二の容量16に蓄えられた
電荷が放電される。第一段の反転回路11の入力部(a
点)の電位は、第一の容量15および第二の容量16が
放電されるにつれて下降し、やがて第一の反転回路11
のしきい値電圧(図2(a)のVTH)より低くなる。す
ると、第二段の反転回路12の出力部(b点)の電位が
“L”になるが、第一の容量15と第二の容量16とで
分圧されるため、第一段の反転回路11の入力部(a
点)の電位は、VTH−VDD×C2/(C1+C2)とな
る。ここで、第二の反転回路12の出力(b点)の電位
が“L”になると、最終段の反転回路13の出力(c
点)の電位は“H”になる。以下この繰り返し動作を行
うことによって本実施例のCR発振回路は発振し、発振
周期は、 TOSC2=−CR(ln(VTH/(VTH+VDD・C1/C)) +ln((VTH−VDD)/(VTH−VDD・C1/C−VDD)) ただし、C=C1+C2 と表わされる。
【0015】図3は、本発明の他の実施例を示した回路
図である。ここで、21は第一段の反転回路で、2入力
NANDである。12は第二段の反転回路(偶数段目の
反転回路)、13は最終段の反転回路、14は抵抗(抵
抗値R)、15は第一の容量(容量値C1)、16は第
二の容量(容量値C2)、17は第一段の反転回路21
の第一の入力ゲートを保護する第一の入力保護ダイオー
ドであり、第一段の反転回路21の第一の入力部(a
点)と電源電位との間に逆方向に接続されている。18
は第一段の反転回路21の第一の入力ゲートを保護する
第二の入力保護ダイオードであり、第一段の反転回路2
1の入力部(a点)と接地電位との間に逆方向に接続さ
れている。19は第一の入力端子、20は出力端子であ
る。22は第一段の反転回路21の第二の入力ゲートを
保護する第三の入力保護ダイオードであり、第一段の反
転回路21の第二の入力部(d点)と電源電位との間に
逆方向に接続されている。23は第一段の反転回路21
の第二の入力ゲートを保護する第四の入力保護ダイオー
ドであり、第一段の反転回路21の第二の入力部(d
点)と接地電位との間に逆方向に接続されている。24
は第二の入力端子である。尚、抵抗14以外は集積回路
化されており、抵抗14だけが、第一の入力端子19と
出力端子20との間に外付けされている。図3の他の実
施例が図1の実施例と異なる点は、第一の反転回路を、
インバータから2入力NANDに変更し、第二の入力端
子を設けたことである。この場合、第二の入力端子24
に“H”を入力すると発振を開始させ、“L”を入力す
ると発振を停止させるという発振制御機能を付加するこ
とが可能となる。
【0016】尚、上記実施例および上記他の実施例で
は、第二の容量を第一の反転回路の入力部と接地電位と
の間に設けたが、これに限るものではなく、第二の容量
を第一の反転回路の入力部と電源電位との間に設けても
構わない。
【0017】また、上記実施例および上記他の実施例で
は、a点とb点との間に反転回路を2個設けたが、これ
に限るものではなく、偶数個であれば構わない。
【0018】さらに、上記実施例および上記他の実施例
では、a点とc点との間に反転回路を1個設けたが、こ
れに限るものではなく、奇数個であれば構わない。
【0019】さらに、上記実施例および上記他の実施例
では、抵抗14を外付けとしたが、抵抗14を集積回路
内に内蔵し、拡散抵抗で構成しても構わない。この場
合、この拡散抵抗による寄生ダイオードの影響を受ける
ことなく、温度および電気的特性が良好なCR発振回路
を提供することができる。
【0020】
【発明の効果】第一の発明のCR発振回路では、容量の
充放電の切り替え時において、第一段の反転回路の入力
部の電位の変化を2個の容量で分圧するため、第一段の
反転回路の入力部に電源電圧より高い電圧や接地電位よ
り低い電圧が発生することを防止できる。また、第二の
発明のCR発振回路では、入力保護ダイオードの影響を
受けないため、発振周期が理論式に合い、発振周期の温
度特性および電圧特性が良好なCR発振回路を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示した回路図である。
【図2】図1のa点とc点における電位の時間変化を示
した図である。
【図3】本発明の他の実施例を示した回路図である。
【図4】従来のCR発振回路を示した回路図である。
【図5】図4のa点とc点における電位の時間変化を示
した図である。
【符号の説明】
11………第一段の反転回路(インバータ) 21………第一段の反転回路(2入力NAND) 12………第二段の反転回路(偶数段目の反転回路) 13………最終段の反転回路 14………抵抗 15………第一の容量 16………第二の容量 17………第一の保護ダイオード 18………第二の保護ダイオード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直列に接続された奇数個の反転回路と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、第一段
    の反転回路の入力部と最終段の反転回路の出力部とを接
    続する抵抗と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、上記第
    一段の反転回路の入力部と偶数段目の反転回路の出力部
    とを接続する第一の容量と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、上記第
    一段の反転回路の入力部と接地電位または電源電位とを
    接続する第二の容量とを有するCR発振回路。
  2. 【請求項2】 直列に接続された奇数個の反転回路と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、第一段
    の反転回路の入力部と最終段の反転回路の出力部とを接
    続する抵抗と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、上記第
    一段の反転回路の入力部と偶数段目の反転回路の出力部
    とを接続する第一の容量と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、上記第
    一段の反転回路の入力部と接地電位または電源電位とを
    接続する第二の容量と、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、上記第
    一段の反転回路の入力部と上記電源電位とを逆方向に接
    続する第一の入力保護ダイオードと、 上記直列に接続された奇数個の反転回路のうち、上記第
    一段の反転回路の入力部と上記接地電位とを逆方向に接
    続する第二の入力保護ダイオードとを有するCR発振回
    路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08116239A (ja) * 1994-09-29 1996-05-07 Samsung Electron Co Ltd 無安定マルチバイブレータ
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