JPH10233657A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPH10233657A
JPH10233657A JP9035797A JP3579797A JPH10233657A JP H10233657 A JPH10233657 A JP H10233657A JP 9035797 A JP9035797 A JP 9035797A JP 3579797 A JP3579797 A JP 3579797A JP H10233657 A JPH10233657 A JP H10233657A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電流回路によりコンデンサを充放電して発
振周期を設定するCR発振回路では、定電流回路を構成
する抵抗等のばらつきにより発振周期が変動される。 【解決手段】 発振周期を設定するためのコンデンサ1
0を充放電する定電流回路100と、基準電圧を発生さ
せるための基準電圧発生回路101と、前記コンデンサ
10の充電電圧VAと基準電圧VRとの比較に基づいて
発振出力を出力するコンパレータ16とを備えており、
基準電圧発生回路101には、定電流回路100で発生
される電流の変動に基づいて基準電圧を追従変化させる
回路手段9,11,22を備える。定電流回路100を
構成する抵抗6の抵抗値やトランジスタ1,2,3のし
きい値のばらつきによってその電流が変動された場合で
も、これに追従して基準電圧VRも変化されるため、常
に発振周期を一定に保ち、安定した発振出力を確保する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCR発振回路に関
し、特にMOS集積回路の中で基準電圧を利用して発振
を行うことで発振周期(周波数)の安定化を図った発振
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCR発振回路として、図4に示す
回路が提案されている。この発振回路は、Pチャネルト
ランジスタ1,2,3およびNチャネルトランジスタ
4,5からなるカレントミラー回路と抵抗6とで構成さ
れる定電流回路100と、発振周期を設定するためのコ
ンデンサ10と、このコンデンサ10の充放電を制御す
るコンパレータ16と、抵抗12,13,14とNチャ
ネルトランジスタ15からなる基準電圧回路102とで
構成されている。なお、前記定電流回路100には、充
放電切り換え用のPチャネルトランジスタ7およびNチ
ャネルトランジスタ8とが含まれている。
【0003】このCR発振回路では、コンパレータ16
の出力状態に伴ってPチャネルトランジスタ7がオンで
Nチャネルトランジスタ8がオフの場合には、定電流回
路100で発生した定電流でコンデンサ10を充電す
る。そして、A点の電位VAがコンパレータ16の入力
端であるR点の基準電圧VRを超えるとコンパレータ1
6が反転し、その出力によってNチャネルトランジスタ
15がオンして基準電圧VRをVR’に下げ、同時にN
チャネルトランジスタ8がオン、Pチャネルトランジス
タ7がオフし、コンデンサ10の放電が始まる。この放
電によって、A点の電位VAが低下されている基準電圧
VR’の電位を下まわるとコンパレータ16が反転し、
再び初期状態に戻る。この動作を繰り返すことにより、
その出力OUTに発振出力が出力される。この動作時の
電位VA,VR及びNチャネルトランジスタ15がオン
している時の電位VR’と、そのときのOUTの波形を
図5(a)に示す。なお、このようなCR発振回路とし
て、特開平1−157613号公報に記載のものがあ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のCR
発振回路では、定電流回路100の一部を構成する抵抗
6の値がばらつくと、発振周期がばらつくという問題が
ある。すなわち、抵抗6の値が大きくなると、定電流回
路100に流れる電流が小さくなり、図5(b)に示す
ように、電圧VR,VA,VR’に基づくコンデンサ1
0の充放電時間が遅くなり、その結果としてOUTの発
振周期が長くなる。また、定電流回路を構成するPチャ
ネルトランジスタ1,2,3のスレッショルド電圧がば
らついた場合にも同様に発振周期がばらつくことがあ
る。すなわち、Pチャネルトランジスタ1,2,3のス
レッショルド電圧が大きくなると、定電流回路100に
流れる電流が小さくなり、コンデンサ10の充放電時間
が遅くなり、発振周期が長くなる。
【0005】本発明の目的は、抵抗及びトランジスタの
ばらつきによる影響を解消して、安定した発振周期が得
られるようにした発振回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の発振回路は、ト
ランジスタと抵抗を含む定電流回路と、この定電流回路
により充放電動作されるコンデンサと、このコンデンサ
の充電電圧と基準電圧との比較に基づいて発振出力を出
力するコンパレータと、前記基準電圧を発生させる基準
電圧発生回路とを備えており、前記基準電圧発生回路
は、前記定電流回路で発生される電流の変動に基づいて
前記基準電圧を追従変化させる回路手段を備えることを
特徴とする。ここで、前記基準電圧発生回路は、その電
源電圧を分圧して前記基準電圧を発生させる分圧回路と
して構成され、前記基準電圧を追従変化させる回路手段
は、前記定電流回路の電源電位と、前記基準電圧発生回
路の電源電位とを比較し、その比較差が一定となるよう
に前記基準電圧発生回路の電源電位を制御する構成とさ
れる。また、前記基準電圧を追従変化させる回路手段
は、前記定電流回路の電源電位と前記基準電圧発生回路
の電源電位とを比較してその差電圧を増幅して出力する
差動増幅回路と、この差動増幅回路の出力に基づいて前
記分圧回路により分圧される電位を変化させるボルテー
ジホロア構成のオペレーショナルアンプとで構成される
ことが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の発振回路の回
路図である。発振周期を決定するための充放電可能なコ
ンデンサ10と、電源電位VDDに基づいて定電流を発
生し、この定電流で前記コンデンサ10を充電し、かつ
これを放電するための定電流回路100と、前記電源電
位VDDと前記定電流回路100で発生される電位とに
基づいて基準電圧VRを発生させる基準電圧発生回路1
01と、前記基準電圧VRと前記コンデンサ10の一端
部のA点の電位VAとに基づいてコンデンサ10の充放
電を制御し、かつ同時に発振出力を出力するコンパレー
タ16とを備えている。
【0008】前記定電流回路100及び基準電圧発生回
路101の詳細な構成について説明する。前記定電流回
路はPチャネルトランジスタ1,2,3とNチャネルト
ランジスタ4,5とでカレントミラー回路を構成し、か
つこの定電流を制御する抵抗6が設けられる。また、前
記コンデンサ10の充放電を切り換えるためのPチャネ
ルトランジスタ7とNチャネルトランジスタ8が設けら
れており、これらPチャネルトランジスタ7とNチャネ
ルトランジスタ8の接続端であるA点の電位VAで前記
コンデンサ10を充電する。
【0009】また、前記基準電圧発生回路101は、F
点の電位VFを分圧して基準電圧としてのR点の電位V
Rを発生するための抵抗12,13,14と、前記F点
の電位VFを電源電位VDDに基づいて発生させるボル
テージホロアのオペレーションアンプ9およびPチャネ
ルトランジスタ11と、前記抵抗14と並列に接続され
たNチャネルトランジスタ15とを備えている。このN
チャネルトランジスタ15は、前記基準電圧VRをV
R’に変化させてヒステリシスをつくるためのものであ
る。また、このオペレーショナルアンプ9の入力端であ
るE点の電位VEを発生させるために、抵抗17〜20
とオペレーショナルアンプ21とで構成される差動アン
プ回路22を備えており、この差動アンプ回路22は、
前記定電流回路100のC点の電位VCと電源電位VD
Dを比較してその差電圧を増幅して出力端であるE点に
電圧VEとして出力する。
【0010】次に図1の発振回路の動作について説明す
る。まず、Pチャネルトランジスタ7がオンしている場
合から説明する。Pチャネルトランジスタ1,2,3の
トランジスタサイズが同じ時、Pチャネルトランジスタ
1で流れる電流と同じ電流がPチャネルトランジスタ3
を流れコンデンサ10を充電する。コンデンサ10が充
電されていくとA点の電位VAがコンパレータ16の基
準電圧VRを超えるまで上昇する。電位VAが基準電圧
VRを超えると、コンパレータ16が反転しNチャネル
トランジスタ15がオンして基準電圧VRをVR’に下
げ、同時にNチャネルトランジスタ8がオンし、Pチャ
ネルトランジスタ7がオフしてコンデンサ10は一定電
流で放電を始める。そして、今度はA点の電位VAが低
下され始め、この電位VAがVR’以下まで低下される
と、再びコンパレータ16が反転し、Pチャネルトラン
ジスタ7がオンし、Nチャネルトランジスタ8がオフ
し、初期の状態となってコンデンサ10の充電を開始す
る。以降は、この動作を繰り返すことで、コンパレータ
16からOUTに発振出力が出力される。この時の電位
VAと基準電圧VR及びNチャネルトランジスタ15が
オンした時の基準電圧VR’と、そのときのOUTの波
形を図2(a)に示す。
【0011】この発振回路において、抵抗6の値が変動
した場合を考える。抵抗6の変動に伴うVCの電位と電
流の変動特性を示す図3を参照すると、抵抗6の値が拡
散のばらつきで170KΩから240KΩへ変動した場
合、電位VCは定電流回路を構成するPチャネルトラン
ジスタ1,2,3のVTPが−1.0Vのとき、2.8V
から3.0Vへ変動する。この時、Pチャネルトランジ
スタ1を流れる電流は17μAから12μAへ減少す
る。この電位VCとVDDの電位を高圧回路で構成され
た差動アンプ回路22で差電圧を増幅し、ボルテージホ
ロアのオペレーショナルアンプ9によって出力E点の電
位VEと、その出力F点の電位VFを同じ値にする。こ
れにより、抵抗6の値が大きくなった場合には電位VF
が下がり、その結果として図2(b)に示すように、基
準電圧VRとVR’の変動幅が小さくなり、また充放電
電流も減少しているため、発振周期が長くなることはな
く、一定に保たれる。
【0012】なお、前記した発振回路では、Pチャネル
トランジスタ1,2,3のVTPにばらつきが生じている
場合でも、このばらつきに伴って電位VCが変動するた
め、抵抗6の変動と同じように動作し、発振周期が一定
に保たれる。
【0013】なお、図1の回路におけるPチャネルトラ
ンジスタ11はNチャネルトランジスタで構成すること
も可能である。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、発振周期
を設定するためのコンデンサを充放電する定電流回路
と、基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、前記コ
ンデンサの充電電圧と基準電圧との比較に基づいて発振
出力を出力するコンパレータとを備えており、しかも基
準電圧発生回路には、定電流回路で発生される電流の変
動に基づいて基準電圧を追従変化させる回路手段を備え
ているので、定電流回路を構成する抵抗の抵抗値やトラ
ンジスタのしきい値のばらつきによってその電流が変動
された場合でも、これに追従して基準電圧も変化される
ため、常に発振周期を一定に保ち、安定した発振出力を
確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発振回路の実施形態の回路図である。
【図2】図1の発振回路における抵抗の変動前後の各部
の電位とOUT波形を示す図である。
【図3】定電流回路を構成する抵抗、トランジスタのば
らつきによる電位変動を説明するための特性図である。
【図4】従来の発振回路の一例の回路図である。
【図5】図4の回路における抵抗の変動前後の各部の電
位とOUT波形を示す図である。
【符号の説明】
1,2,3,7,11 Pチャネルトランジスタ 4,5,8,15 Nチャネルトランジスタ 6 抵抗 9 オペアンプ 12,13,14 抵抗 16 コンパレータ 22 差動アンプ回路 100 定電流回路 101 基準電圧発生回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランジスタと抵抗を含む定電流回路
    と、この定電流回路により充放電動作されるコンデンサ
    と、このコンデンサの充電電圧と基準電圧との比較に基
    づいて発振出力を出力するコンパレータと、前記基準電
    圧を発生させる基準電圧発生回路とを備える発振回路に
    おいて、前記基準電圧発生回路は、前記定電流回路で発
    生される電流の変動に基づいて前記基準電圧を追従変化
    させる回路手段を備えることを特徴とする発振回路。
  2. 【請求項2】 前記基準電圧発生回路は、その電源電圧
    を分圧して前記基準電圧を発生させる分圧回路として構
    成され、前記基準電圧を追従変化させる回路手段は、前
    記定電流回路の電源電位と、前記基準電圧発生回路の電
    源電位とを比較し、その比較差が一定となるように前記
    基準電圧発生回路の電源電位を制御する構成とされる請
    求項1の発振回路。
  3. 【請求項3】 前記基準電圧を追従変化させる回路手段
    は、前記定電流回路の電源電位と前記基準電圧発生回路
    の電源電位とを比較してその差電圧を増幅して出力する
    差動増幅回路と、この差動増幅回路の出力に基づいて前
    記分圧回路により分圧される電位を変化させるボルテー
    ジホロア構成のオペレーショナルアンプとで構成される
    請求項2の発振回路。
  4. 【請求項4】 前記定電流回路と基準電圧発生回路の電
    源は同一電源である請求項3の発振回路。
  5. 【請求項5】 前記基準電圧発生回路は、前記コンデン
    サの充電時と放電時とで前記基準電圧を変化させる手段
    を備える請求項1ないし4のいずれかの発振回路。
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