JPH1188049A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH1188049A
JPH1188049A JP32124897A JP32124897A JPH1188049A JP H1188049 A JPH1188049 A JP H1188049A JP 32124897 A JP32124897 A JP 32124897A JP 32124897 A JP32124897 A JP 32124897A JP H1188049 A JPH1188049 A JP H1188049A
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JP
Japan
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transistor
voltage
transistors
terminal voltage
semiconductor integrated
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JP32124897A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadayuki Yoshitomi
富 貞 幸 吉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation circuit which can be integrated and also a divider frequency circuit which can be driven at a low voltage level. SOLUTION: An oscillation circuit includes the transistors TR Q1 to Q10 and the bias resistors R1 to R4, r1 and r2 which controls the amplification factors of the TR Q1 to Q10. When the gate voltage of the TR Q1 rises and lowers, the feedback control is performed to lower and raise the gate voltage respectively. A divider circuit includes a transconductance part and a divider part, and the connection of three or more TRs is inhibited between a power voltage terminal Vcc and a ground terminal at both transconductance and divider parts. Thus, the power voltage can be set at a low level and accordingly the power consumption is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発振回路や分周回
路を半導体基板上に集積化する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for integrating an oscillation circuit and a frequency dividing circuit on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】発振回路を回路方式により分類すると、
代表的なものとして、図19に示すコルピッツ型発振回
路、ハートレー型発振回路、およびマルチバイブレータ
等が挙げられる。これらの発振回路は一般に、信号増幅
を行う能動素子と、発振周波数を決定するインダクタや
キャパシタなどの受動素子とを含んで構成されている。
2. Description of the Related Art Oscillation circuits can be classified by circuit type.
Representative examples include a Colpitts oscillator, a Hartley oscillator, and a multivibrator shown in FIG. These oscillation circuits generally include an active element for amplifying a signal and a passive element such as an inductor or a capacitor for determining an oscillation frequency.

【0003】また、近年、アナログ通信用半導体集積回
路の分野では、アナログ受信機のフロントエンド部の局
部発振器や、PLL(Phase Locked Loop)回路における
基準信号発生部などに、電圧制御型発振器(VCO:Voltage
Controlled Osccilator)や、電流制御型発振器(CCO:Cu
rrent Controlled Oscillator)を用いることが多い。
In recent years, in the field of semiconductor integrated circuits for analog communication, voltage controlled oscillators (VCOs) have been used in local oscillators at the front end of analog receivers and reference signal generators in PLL (Phase Locked Loop) circuits. : Voltage
Controlled Osccilator) and current controlled oscillator (CCO: Cu
rrent Controlled Oscillator) is often used.

【0004】近年の半導体集積回路製造技術の進歩によ
り、電子回路は全般的に小型化・集積化される傾向にあ
る。高周波用のアナログ半導体集積回路は、従来、化合
物半導体をベースにして集積化するのが主流であった
が、微細加工技術の進歩等により、シリコン半導体でも
化合物半導体と遜色ないほど高周波動作が可能となり、
近年は高周波集積回路をシリコン基板上に形成すること
が多くなった。これにより、ディスクリート素子を組み
合わせて構成した従来の高周波回路に比べて、回路規模
を大幅に縮小できるようになった。
[0004] Recent advances in semiconductor integrated circuit manufacturing technology tend to reduce the size and integration of electronic circuits as a whole. Conventionally, analog semiconductor integrated circuits for high frequencies have been mainly integrated based on compound semiconductors.However, advances in microfabrication technology have made it possible for silicon semiconductors to operate as high as compound semiconductors. ,
In recent years, high-frequency integrated circuits have often been formed on silicon substrates. As a result, the circuit scale can be significantly reduced as compared with a conventional high-frequency circuit configured by combining discrete elements.

【0005】例えば、受信機のフロントエンド部の構成
を例に取ると、トランジスタの微細化に伴い、フロント
エンド部内の低雑音増幅器、周波数混合器および中間周
波増幅器をIC化した例がすでに開示されている(MW
E′95 Microwave Workshop Digest p.380〜385)。
For example, taking the configuration of the front end portion of a receiver as an example, an example in which a low noise amplifier, a frequency mixer, and an intermediate frequency amplifier in the front end portion are integrated into an IC with the miniaturization of transistors has already been disclosed. (MW
E'95 Microwave Workshop Digest p.380-385).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしその一方で、フ
ロントエンド部内の発振器は他の回路に比べて小型化が
遅れており、かなりの実装面積を必要とする。発振器の
小型化が遅れている理由は、発振器を構成する受動素子
の一部であるインダクタやキャパシタの微細化が技術的
に難しいことが一因となっている。
However, on the other hand, downsizing of the oscillator in the front end portion is delayed as compared with other circuits, and a considerable mounting area is required. One of the reasons why the downsizing of the oscillator is delayed is that it is technically difficult to miniaturize an inductor or a capacitor which is a part of a passive element constituting the oscillator.

【0007】また、現在、受信回路の内部で用いられる
発振器は、外部から発振周波数を制御させる目的で、電
圧可変容量素子(通称、バリキャップ)と呼ばれるコン
デンサを使用するのが一般的である。しかし、現在のと
ころ、バリキャップも、上述した受動素子と同じく基板
の専有面積が大きく、集積化は困難でほとんどの場合は
外付けになっている。このように、発振器の小型化を妨
げる要因はいくつかあり、簡単には解決できないことが
多い。
At present, an oscillator used inside a receiving circuit generally uses a capacitor called a voltage variable capacitance element (commonly called a varicap) for the purpose of externally controlling an oscillation frequency. However, at present, the varicap also has a large area occupied by the substrate similarly to the above-described passive element, and is difficult to integrate, and is almost always provided externally. As described above, there are several factors that hinder downsizing of the oscillator, and it is often difficult to easily solve the problem.

【0008】したがって、半導体集積回路、特にアナロ
グ半導体集積回路のチップサイズを小型化するには、イ
ンダクタやキャパシタなどの受動素子をできるだけ使用
しないような回路設計技術を確立するか、あるいは受動
素子を可能な限り小型化するのが望ましい。
Therefore, in order to reduce the chip size of a semiconductor integrated circuit, particularly an analog semiconductor integrated circuit, a circuit design technique that minimizes the use of passive elements such as inductors and capacitors is established, or passive elements can be used. It is desirable to reduce the size as much as possible.

【0009】しかしながら、後者の受動素子の小型化
は、技術的に難しい。例えば、インダクタは、基板との
損失や、配線の寄生抵抗などの影響により、シリコン集
積回路上で現在実現されている最大の素子値(単位はH
(ヘンリー))は、1990年にNguyen and MeyerらがIEEE
J. Solid-State Circuits vol.25,No.4,pp.1028-1031
にて発表した9.7nHが現在のところ最も高く、それ以上
はまだ発表例がない。使用する周波数帯にもよるが、た
かだか10nHまでしか実現できないというのはまだ不十分
で、使用するアプリケーションによっては、数μHのイ
ンダクタを必要とする発振器も存在し、このような発振
器を構成するには外付けのインダクタを使用するしかな
い。
However, miniaturization of the latter passive element is technically difficult. For example, the inductor has the largest element value (unit: H) currently realized on the silicon integrated circuit due to the influence of the loss with the substrate, the parasitic resistance of the wiring, and the like.
(Henry)) was introduced in 1990 by Nguyen and Meyer and others.
J. Solid-State Circuits vol.25, No.4, pp.1028-1031
9.7nH is the highest at present, and no further examples have been reported. Depending on the frequency band used, it is still not enough to achieve up to 10nH, and depending on the application used, some oscillators require an inductor of several μH. Must use an external inductor.

【0010】さらに、集積回路を製造する立場からする
と、インダクタやキャパシタを集積回路に作り込むに
は、余分のマスク、工程およびAl配線層が必要にな
り、製造コストも高くなってしまう。
Further, from the standpoint of manufacturing an integrated circuit, extra masks, steps, and an Al wiring layer are required to form an inductor and a capacitor in the integrated circuit, which increases the manufacturing cost.

【0011】以上より、発振器を小型化するには、回路
内で使用するインダクタやキャパシタ等の素子数をでき
るだけ少なくし、極論すれば、インダクタやキャパシタ
をまったく使用しないような回路が望ましい。
As described above, in order to reduce the size of the oscillator, it is desirable to use a circuit in which the number of elements such as inductors and capacitors used in the circuit is as small as possible.

【0012】一方、発振器は周波数分周器と組み合わせ
て用いられることが多い。例えば、PLL回路では、基
準発振信号とPLL出力信号とをそれぞれ別々の分周器
に入力し、各分周器の出力の周波数と位相とが一致する
ような制御を行う。このため、発振器を集積化する際に
は、分周器も併せて集積化するのが望ましい。
On the other hand, an oscillator is often used in combination with a frequency divider. For example, in a PLL circuit, a reference oscillation signal and a PLL output signal are input to separate frequency dividers, respectively, and control is performed so that the frequency and phase of the output of each frequency divider match. For this reason, when integrating the oscillator, it is desirable to integrate the frequency divider together.

【0013】従来の分周器は、図20に示すように、T
型フリップフロップで構成されることが多かった(例え
ば、IEEE Journal of Solid State Circuits. Vol.27,
No.12. December 1992、またはIEEE Journal of Solid
State Circuits. Vol.29, No.10. October 1994参
照)。T型フリップフロップを用いる理由は、安定した
回路動作が保証されると考えられているからである。
[0013] As shown in FIG.
Type flip-flops (for example, IEEE Journal of Solid State Circuits. Vol. 27,
No.12. December 1992, or IEEE Journal of Solid
State Circuits. Vol. 29, No. 10. October 1994). The reason for using a T-type flip-flop is that it is considered that stable circuit operation is guaranteed.

【0014】図20の分周回路は、クロック信号が入力
されるクロック入力部51と、クロック信号に応じて論
理が反転するヒステリシス部52と、ヒステリシス部5
2内のトランジスタに流れる電流を制御する定電流源5
3と、出力信号の振幅レベルを決定する負荷部54と、
インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部55と
を有する。
The frequency dividing circuit shown in FIG. 20 includes a clock input unit 51 to which a clock signal is input, a hysteresis unit 52 whose logic is inverted according to the clock signal, and a hysteresis unit 5.
Constant current source 5 for controlling the current flowing through the transistors in 2
3, a load unit 54 for determining the amplitude level of the output signal,
An impedance conversion unit 55 that performs impedance conversion.

【0015】近年、携帯電話やノート型コンピュータ等
の携帯機器の普及に伴い、消費電力低減のために、半導
体集積回路の電源電圧は低くなる傾向にあり、分周回路
も、低電圧で安定に動作することが要求される。例え
ば、図20に示す従来の分周回路の電源電圧レベルにつ
いて検討する。
In recent years, as portable devices such as cellular phones and notebook computers have become widespread, the power supply voltage of semiconductor integrated circuits has tended to decrease in order to reduce power consumption. It is required to work. For example, consider the power supply voltage level of the conventional frequency divider shown in FIG.

【0016】図20のクロック入力部51、ヒステリシ
ス部52、および定電流源53内のトランジスタは、活
性領域で動作させる(飽和させない)のが望ましい。ト
ランジスタが飽和すると、遮断周波数fTが低下し、回
路の高速動作が困難になるからである。一般に、トラン
ジスタがオンするのに必要なベース−エミッタ間の電圧
は0.8Vなので、トランジスタを活性領域で動作させるに
は、コレクタ−ベース間電圧を(-0.2V)以上にする必要
がある。この条件をコレクタ−エミッタ間電圧VCEに換
算すると、(1)式のようになる。
It is desirable that the transistors in the clock input section 51, the hysteresis section 52, and the constant current source 53 shown in FIG. 20 be operated (not saturated) in the active region. This is because when the transistor is saturated, the cutoff frequency fT decreases, and it becomes difficult to operate the circuit at high speed. Generally, the voltage between the base and the emitter required for turning on the transistor is 0.8 V. Therefore, in order to operate the transistor in the active region, the voltage between the collector and the base needs to be (-0.2 V) or more. When this condition is converted into a collector-emitter voltage VCE, the equation (1) is obtained.

【0017】 VCE=VBE+VCB=0.8+(-0.2)=0.6V …(1) (1)式より、トランジスタを活性領域で動作させるに
は、トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧VCEを0.
6V以上にしなければならない。
VCE = VBE + VCB = 0.8 + (− 0.2) = 0.6V (1) From the equation (1), in order to operate the transistor in the active region, the voltage VCE between the collector and the emitter of the transistor must be set to 0.
Must be at least 6V.

【0018】また、図20の定電流源53は、トランジ
スタを安定動作させるための安定化抵抗を備えており、
この抵抗では、バイアス電流の増加を抑制するために、
少なくとも0.2V程度の電圧を消費させるのが望ましい。
さらに、トランジスタを高速動作させるためには、負荷
部54の電圧振幅を0.3V程度に設定するのが望ましい。
The constant current source 53 shown in FIG. 20 has a stabilizing resistor for stably operating the transistor.
With this resistor, to suppress the increase in bias current,
It is desirable to consume a voltage of at least about 0.2V.
Further, in order to operate the transistor at high speed, it is desirable to set the voltage amplitude of the load section 54 to about 0.3V.

【0019】例えば、文献「T.Akiyama et. a1: "1.8GHz
low power & low voltage silicondual modulus presc
aler", in Proc. VLSI Circuits Symp.,1987」には、T
型フリップフロップを高速動作させるには、負荷部54
の電圧振幅を0.3Vに設定するのが望ましい旨が記載され
ている。
For example, the document "T. Akiyama et. A1:" 1.8 GHz
low power & low voltage silicondual modulus presc
aler ", in Proc. VLSI Circuits Symp., 1987"
To operate the flip-flop at high speed, the load unit 54
It is described that it is desirable to set the voltage amplitude of the signal to 0.3 V.

【0020】以上に述べた条件を考慮に入れると、図2
0の分周回路が安定に動作するための最低の電源電圧V
ccは、以下の(2)式で表される。
Taking the above conditions into account, FIG.
Minimum power supply voltage V for stable operation of frequency divider circuit of 0
cc is represented by the following equation (2).

【0021】 Vcc=(定電流源53内の抵抗の電圧)+3×(トランジスタを活性領域で動 作させるのに必要なコレクタ−エミッタ間電圧VCE)+(負荷部54で消費され る電圧)=0.2+3×0.6+0.3=2.3[V] …(2) 一般には、(2)式で表される電源電圧Vcc以下では、
安定した動作は保証されない。電源電圧Vccを、(2)
式で示した電圧値よりもさらに低くする方法として、図
20の分周回路内の各部の消費電圧を下げることも考え
られるが、例えば、定電流源53を構成するトランジス
タのエミッタ端子に挿入した抵抗を下げると、集積回路
の製造プロセスのばらつきによって、定電流源53を流
れる電流が変動して特性が変化してしまう。
Vcc = (voltage of resistance in constant current source 53) + 3 × (collector-emitter voltage VCE required for operating the transistor in the active region) + (voltage consumed by load unit 54) = 0.2 + 3 × 0.6 + 0.3 = 2.3 [V] (2) Generally, below the power supply voltage Vcc expressed by the equation (2),
Stable operation is not guaranteed. The power supply voltage Vcc is
As a method of further lowering the voltage value expressed by the equation, it is conceivable to lower the consumption voltage of each part in the frequency dividing circuit of FIG. 20, but for example, it is inserted into the emitter terminal of the transistor constituting the constant current source 53. If the resistance is reduced, the current flowing through the constant current source 53 fluctuates due to variations in the manufacturing process of the integrated circuit, and the characteristics change.

【0022】また、図20の分周回路内の負荷部54に
印加する電圧を下げると、T型フリップフロップの動作
速度が低下してしまう。また、トランジスタが飽和する
電圧は、製造プロセス等により変動するため、ある程度
余裕を持たせた電圧を供給するのが望ましい。
When the voltage applied to the load section 54 in the frequency dividing circuit shown in FIG. 20 is reduced, the operating speed of the T-type flip-flop is reduced. Further, since the voltage at which the transistor is saturated fluctuates due to a manufacturing process or the like, it is desirable to supply a voltage with some allowance.

【0023】このように、図20のような回路構成にす
る限り、電源電圧レベルはある程度までしか下げられ
ず、消費電力をそれほど低減できないという問題があっ
た。
As described above, as long as the circuit configuration as shown in FIG. 20 is used, there is a problem that the power supply voltage level can be reduced only to a certain extent and the power consumption cannot be reduced so much.

【0024】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、インダクタやキャパシタを用
いることなく安定に発振動作を行うことができ、半導体
基板上への集積化が容易な発振回路を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to stably perform an oscillating operation without using an inductor or a capacitor, and to facilitate integration on a semiconductor substrate. To provide a simple oscillation circuit.

【0025】また、本発明の他の目的は、低電圧駆動が
可能な分周回路を構成することにある。
Another object of the present invention is to configure a frequency dividing circuit capable of driving at a low voltage.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明は、エミッタ結合またはソース
結合された第1および第2のトランジスタと、前記第2
のトランジスタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子
電圧に応じて、ベース端子電圧またはゲート端子電圧が
変化する第3のトランジスタと、前記第1のトランジス
タの増幅率を設定する第1のバイアス回路と、前記第2
のトランジスタの増幅率を設定する第2のバイアス回路
と、前記第3のトランジスタの増幅率を設定する第3の
バイアス回路と、を備え、前記第1のトランジスタのベ
ース端子電圧またはソース端子電圧は、前記第3のトラ
ンジスタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に
応じて制御され、前記第2のトランジスタのベース端子
電圧またはソース端子電圧は、前記第1のトランジスタ
のコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に応じて制
御され、前記第3のトランジスタのコレクタ端子または
ドレイン端子から発振信号を出力する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises first and second transistors which are emitter-coupled or source-coupled, and wherein the second transistor is connected to the second transistor.
A third transistor whose base terminal voltage or gate terminal voltage changes according to a collector terminal voltage or a drain terminal voltage of the transistor, a first bias circuit for setting an amplification factor of the first transistor, 2
A second bias circuit for setting the amplification factor of the transistor, and a third bias circuit for setting the amplification factor of the third transistor, wherein the base terminal voltage or the source terminal voltage of the first transistor is , The voltage is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the third transistor, and the base terminal voltage or the source terminal voltage of the second transistor is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the first transistor. And outputs an oscillation signal from the collector terminal or the drain terminal of the third transistor.

【0027】請求項1の発明を、例えば図2に対応づけ
て説明すると、「第1〜第3のトランジスタ」はそれぞ
れトランジスタQ1〜Q3に、「第1〜第3のバイアス
回路」はそれぞれバイアス抵抗R1〜R3に、対応す
る。
The invention of claim 1 will be described with reference to FIG. 2, for example. "First to third transistors" correspond to transistors Q1 to Q3, and "first to third bias circuits" correspond to biases, respectively. It corresponds to the resistors R1 to R3.

【0028】請求項2の発明を、例えば図2に対応づけ
て説明すると、「インピーダンス素子」はバイアス抵抗
R1〜R3に、「第1のバイアス制御回路」はバイアス
制御回路10に、対応する。
The invention of claim 2 will be described with reference to FIG. 2, for example. The "impedance element" corresponds to the bias resistors R1 to R3, and the "first bias control circuit" corresponds to the bias control circuit 10.

【0029】請求項3の発明は、第1〜第8のトランジ
スタと、前記第1および第5のトランジスタの増幅率を
設定する第1のバイアス回路と、前記第2および第4の
トランジスタの増幅率を設定する第2のバイアス回路
と、前記第3および第7のトランジスタの増幅率を設定
する第3のバイアス回路と、前記第6および第8のトラ
ンジスタの増幅率を設定する第4のバイアス回路と、を
備え、前記第1、第2、第4および第5のトランジスタ
のエミッタ端子またはソース端子は互いに接続され、前
記第3、第6、第7および第8のトランジスタのエミッ
タ端子またはソース端子は互いに接続され、前記第1お
よび第8のトランジスタのベース端子電圧またはソース
端子電圧は、前記第3および第7のトランジスタのコレ
クタ端子電圧またはドレイン端子電圧に応じて制御さ
れ、前記第2および第6のトランジスタのベース端子電
圧またはソース端子電圧は、前記第1および第5のトラ
ンジスタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に
応じて制御され、前記第4および第7のトランジスタの
ベース端子電圧またはソース端子電圧は、前記第6およ
び第8のトランジスタのコレクタ端子電圧またはドレイ
ン端子電圧に応じて制御され、前記第3および第5のト
ランジスタのベース端子電圧またはソース端子電圧は、
前記第2および第4のトランジスタのコレクタ端子電圧
またはドレイン端子電圧に応じて制御され、前記第3お
よび第6のトランジスタのコレクタ端子またはドレイン
端子からそれぞれ発振信号を出力する。
According to a third aspect of the present invention, the first to eighth transistors, a first bias circuit for setting an amplification factor of the first and fifth transistors, and an amplification of the second and fourth transistors are provided. A second bias circuit for setting the amplification factor; a third bias circuit for setting the amplification factor of the third and seventh transistors; and a fourth bias for setting the amplification factor of the sixth and eighth transistors. And an emitter terminal or a source terminal of the first, second, fourth and fifth transistors is connected to each other, and an emitter terminal or a source of the third, sixth, seventh and eighth transistors is connected to the first, second, fourth and fifth transistors. The terminals are connected to each other, and the base terminal voltage or the source terminal voltage of the first and eighth transistors is equal to the collector terminal voltage or the collector terminal voltage of the third and seventh transistors. Controlling the base terminal voltage or the source terminal voltage of the second and sixth transistors according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the first and fifth transistors; The base terminal voltage or the source terminal voltage of the fourth and seventh transistors is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the sixth and eighth transistors, and the base terminal voltage of the third and fifth transistors is controlled. Voltage or source terminal voltage
Oscillation signals are output from the collector and drain terminals of the third and sixth transistors, respectively, being controlled in accordance with the collector and drain terminal voltages of the second and fourth transistors.

【0030】請求項3の発明を、例えば図1に対応づけ
て説明すると、「第1〜第8のトランジスタ」はそれぞ
れトランジスタQ1〜Q8に、「第1〜第4のバイアス
回路」はバイアス抵抗R1〜R4に、対応する。
The invention according to claim 3 will be described with reference to FIG. 1, for example. "First to eighth transistors" are transistors Q1 to Q8, respectively, and "first to fourth bias circuits" are bias resistors. Corresponds to R1 to R4.

【0031】請求項4の発明を、例えば図1に対応づけ
て説明すると、「インピーダンス素子」はバイアス抵抗
R1〜R4に、「第1のバイアス制御回路」はバイアス
制御回路10に、対応する。
The invention of claim 4 will be described with reference to, for example, FIG. 1. "Impedance element" corresponds to bias resistors R1 to R4, and "first bias control circuit" corresponds to bias control circuit 10.

【0032】請求項5,6の発明を、例えば図11に対
応づけて説明すると、「第5、第6のバイアス回路」は
それぞれバイアス抵抗R5,R6に対応する。
The fifth and sixth aspects of the present invention will be described with reference to FIG. 11, for example. "Fifth and sixth bias circuits" correspond to the bias resistors R5 and R6, respectively.

【0033】請求項7の発明を、例えば図11に対応づ
けて説明すると、「第2のバイアス制御回路」はバイア
ス制御回路10′に対応する。
If the invention of claim 7 is explained with reference to FIG. 11, for example, the "second bias control circuit" corresponds to the bias control circuit 10 '.

【0034】請求項8の発明を、例えば図2に対応づけ
て説明すると、「第9のトランジスタ」はトランジスタ
Q9に対応する。
The invention of claim 8 will be described with reference to, for example, FIG. 2. The "ninth transistor" corresponds to the transistor Q9.

【0035】請求項9の発明を、例えば図1に対応づけ
て説明すると、「第9、第10のトランジスタ」はそれ
ぞれトランジスタQ9,Q10に対応する。
The ninth and tenth transistors correspond to the transistors Q9 and Q10, respectively.

【0036】請求項10の発明を、例えば図1に対応づ
けて説明すると、図1では「第1〜10のトランジス
タ」をすべてバイポーラトランジスタで構成している。
The tenth aspect of the present invention will be described with reference to, for example, FIG. 1. In FIG. 1, the "first to tenth transistors" are all constituted by bipolar transistors.

【0037】請求項11の発明を、例えば図7に対応づ
けて説明すると、図7では「第1〜第10のトランジス
タ」をすべてMOSトランジスタで構成している。
The invention according to claim 11 will be described with reference to, for example, FIG. 7. In FIG. 7, "the first to tenth transistors" are all constituted by MOS transistors.

【0038】請求項12の発明を、例えば図9に対応づ
けて説明すると、図9では、「第1〜第4のバイアス回
路」をダイオード接続されたMOSトランジスタで構成
している。
The invention according to claim 12 will be described with reference to, for example, FIG. 9. In FIG. 9, the "first to fourth bias circuits" are constituted by diode-connected MOS transistors.

【0039】請求項13の発明は、外部から入力された
クロック信号を整数倍に分周した分周信号を出力する分
周部を備えた半導体集積回路において、前記クロック信
号とその反転信号との電圧差に応じた相補信号を出力す
る相補クロック出力部を備え、前記分周部は、前記相補
信号に基づいて前記分周信号を出力し、前記分周部およ
び前記相補クロック出力部には、電源電圧として、第1
および第2の電圧が供給され、前記分周部および前記相
補クロック出力部はそれぞれ、能動素子として機能する
トランジスタを複数有し、前記第1および第2の電圧端
子間に直列接続される前記トランジスタの数を2個以下
にしたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit having a frequency divider for outputting a frequency-divided signal obtained by dividing an externally input clock signal by an integer multiple, wherein the clock signal and its inverted signal are A complementary clock output unit that outputs a complementary signal according to a voltage difference, the frequency divider outputs the frequency-divided signal based on the complementary signal, and the frequency divider and the complementary clock output unit include: As the power supply voltage, the first
And the second voltage are supplied, the frequency divider and the complementary clock output unit each include a plurality of transistors functioning as active elements, and the transistors are connected in series between the first and second voltage terminals. Are reduced to two or less.

【0040】請求項13の発明を、例えば図13に対応
づけて説明すると、「分周部」は分周部22に、「相補
クロック出力部」はトランスコンダクタンス部21に、
「第1の電圧」は電源電圧Vccに、「第2の電圧」は接
地電圧に、それぞれ対応する。
The invention according to claim 13 will be described with reference to, for example, FIG. 13. In the following description, the "frequency divider" is assigned to the frequency divider 22 and the "complementary clock output" is assigned to the transconductance unit 21.
The “first voltage” corresponds to the power supply voltage Vcc, and the “second voltage” corresponds to the ground voltage.

【0041】請求項14の発明を、例えば図13に対応
づけて説明すると、「能動素子として機能するトランジ
スタ」はトランジスタQ21〜Q27,Q29,Q30〜43に、
「インピーダンス素子」は抵抗R21,R22,R29,R3
0,R32,R33に、「バイアス回路」は(Q29,R2
6)、(Q25,R23)、(Q26,R24)、(Q27,R2
5)、(Q34,R31)、(Q39,R34)、(Q42,R3
5)、(Q43,R36)に、それぞれ対応する。
The invention according to claim 14 will be described with reference to FIG. 13, for example. "Transistors functioning as active elements" include transistors Q21 to Q27, Q29, and Q30 to 43.
"Impedance element" is resistance R21, R22, R29, R3
0, R32, and R33 have a "bias circuit" (Q29, R2
6), (Q25, R23), (Q26, R24), (Q27, R2
5), (Q34, R31), (Q39, R34), (Q42, R3)
5) and (Q43, R36) respectively.

【0042】請求項16の発明を、例えば図13に対応
づけて説明すると、「差動増幅器」は差動増幅器23
に、「定電流源」は定電流源25に、「第1のインピー
ダンス変換器」はインピーダンス変換器24に、それぞ
れ対応する。
The invention of claim 16 will be described with reference to FIG. 13, for example.
The “constant current source” corresponds to the constant current source 25, and the “first impedance converter” corresponds to the impedance converter 24.

【0043】請求項18の発明を、例えば図13に対応
づけて説明すると、「第2のインピーダンス変換器」は
トランジスタQ40〜Q43および抵抗R35,R36に対応す
る。
The invention of claim 18 will be described with reference to FIG. 13, for example. The "second impedance converter" corresponds to the transistors Q40 to Q43 and the resistors R35 and R36.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した半導体集
積回路について、図面を参照しながら具体的に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor integrated circuit to which the present invention is applied will be specifically described with reference to the drawings.

【0045】〔第1の実施形態〕第1〜第4の実施形態
は、半導体基板上に形成される発振回路に関するもので
あり、インダクタとキャパシタを回路内部に含まないこ
とを特徴とする。
[First Embodiment] The first to fourth embodiments relate to an oscillation circuit formed on a semiconductor substrate, and are characterized in that an inductor and a capacitor are not included in the circuit.

【0046】図1は本発明に係る発振回路の第1の実施
形態の回路図である。図1の発振回路は、NPN型バイ
ポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタと呼ぶ)
Q1〜Q10と、バイアス抵抗R1〜R4,r1,r2と
を備える。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the oscillation circuit according to the present invention. 1 is an NPN type bipolar transistor (hereinafter simply referred to as a transistor).
Q1 to Q10 and bias resistors R1 to R4, r1 and r2.

【0047】トランジスタQ1,Q2,Q4,Q5と、
トランジスタQ3,Q6,Q7,Q8とは、それぞれエ
ミッタ結合されている。トランジスタQ1,Q5の増幅
率はバイアス抵抗R1を流れる電流により設定され、ト
ランジスタQ2,Q4の増幅率はバイアス抵抗R2を流
れる電流により設定される。同様に、トランジスタQ
3,Q7の増幅率はバイアス抵抗R3を流れる電流によ
り設定され、トランジスタQ6,Q8の増幅率はバイア
ス抵抗R4を流れる電流により設定される。
Transistors Q1, Q2, Q4, Q5;
The transistors Q3, Q6, Q7, and Q8 are respectively emitter-coupled. The amplification factors of the transistors Q1 and Q5 are set by the current flowing through the bias resistor R1, and the amplification factors of the transistors Q2 and Q4 are set by the current flowing through the bias resistor R2. Similarly, transistor Q
The amplification factors of the transistors Q6 and Q8 are set by the current flowing through the bias resistor R4, and the amplification factors of the transistors Q6 and Q8 are set by the current flowing through the bias resistor R4.

【0048】また、トランジスタQ1,Q8のベース端
子電圧はトランジスタQ3,Q7のコレクタ端子電圧に
より制御され、トランジスタQ2,Q6のベース端子電
圧はトランジスタQ1,Q5のコレクタ端子電圧により
制御される。同様に、トランジスタQ4,Q7のベース
端子電圧はトランジスタQ6,Q8のコレクタ端子電圧
により制御され、トランジスタQ3,Q5のベース端子
電圧はトランジスタQ2,Q4のコレクタ端子電圧によ
り制御される。
The base terminal voltages of the transistors Q1 and Q8 are controlled by the collector terminal voltages of the transistors Q3 and Q7, and the base terminal voltages of the transistors Q2 and Q6 are controlled by the collector terminal voltages of the transistors Q1 and Q5. Similarly, the base terminal voltages of the transistors Q4 and Q7 are controlled by the collector terminal voltages of the transistors Q6 and Q8, and the base terminal voltages of the transistors Q3 and Q5 are controlled by the collector terminal voltages of the transistors Q2 and Q4.

【0049】トランジスタQ9,Q10はそれぞれ、トラ
ンジスタQ3,Q6のコレクタ端子電圧を増幅するため
に設けられ、その増幅率はバイアス抵抗r1,r2の抵
抗値により定まる。最終的な発振出力Out,OutBは、ト
ランジスタQ9,Q10の各エミッタ端子から出力され
る。
The transistors Q9 and Q10 are provided to amplify the collector terminal voltages of the transistors Q3 and Q6, respectively, and the gain is determined by the resistance values of the bias resistors r1 and r2. The final oscillation outputs Out and OutB are output from the respective emitter terminals of the transistors Q9 and Q10.

【0050】バイアス抵抗R1〜R4の各一端は電源端
子VCSに接続され、バイアス抵抗r1,r2の各一端は
電源端子VEEに接続され、トランジスタQ9,Q10のコ
レクタ端子は電源端子VCCに接続されている。
One end of each of the bias resistors R1 to R4 is connected to the power supply terminal VCS, one end of each of the bias resistors r1 and r2 is connected to the power supply terminal VEE, and the collector terminals of the transistors Q9 and Q10 are connected to the power supply terminal VCC. I have.

【0051】図2は図1を簡略化した回路図であり、図
1のトランジスタQ1〜Q4と、バイアス抵抗R1〜R
3,r1とで発振回路を構成した例を示している。これ
らトランジスタとバイアス抵抗間の接続関係は図1と同
じである。
FIG. 2 is a simplified circuit diagram of FIG. 1. The transistors Q1 to Q4 and the bias resistors R1 to R4 of FIG.
3 and r1 show an example in which an oscillation circuit is configured. The connection relationship between these transistors and the bias resistors is the same as in FIG.

【0052】図1の動作を説明する前に、まず図2の動
作を説明する。電源端子VCC,VCS,VEEに電圧を印加
した際に発生するノイズ等による電圧がトランジスタQ
1のベース端子に入力されると、その電圧は増幅されて
トランジスタQ1のコレクタ端子から出力される。
Before describing the operation of FIG. 1, the operation of FIG. 2 will be described first. The voltage due to noise or the like generated when a voltage is applied to the power supply terminals VCC, VCS, VEE
When the voltage is input to the base terminal of the transistor Q1, the voltage is amplified and output from the collector terminal of the transistor Q1.

【0053】トランジスタQ1のコレクタ端子から出力
された電圧は、トランジスタQ2のベース端子に入力さ
れて増幅され、その増幅された電圧がコレクタ端子から
出力される。トランジスタQ2のコレクタ端子から出力
された電圧は、トランジスタQ3のベース端子に入力さ
れてさらに増幅され、その増幅された電圧がコレクタ端
子から出力される。
The voltage output from the collector terminal of transistor Q1 is input to the base terminal of transistor Q2 and amplified, and the amplified voltage is output from the collector terminal. The voltage output from the collector terminal of the transistor Q2 is input to the base terminal of the transistor Q3 and further amplified, and the amplified voltage is output from the collector terminal.

【0054】トランジスタQ3のコレクタ端子から出力
された電圧は、トランジスタQ9のベース端子に入力さ
れるとともに、帰還路P1を介してトランジスタQ1の
ベース端子にも入力される。トランジスタQ1のベース
端子電圧の変化する方向と、トランジスタQ3のコレク
タ端子電圧の変化する方向とは逆であり、トランジスタ
Q1のベース端子電圧が高くなると、その電圧が低くな
るようにフィードバック制御され、逆に、トランジスタ
Q1のベース端子電圧が低くなると、その電圧が高くな
るようにフィードバック制御される。
The voltage output from the collector terminal of transistor Q3 is input to the base terminal of transistor Q9 and also to the base terminal of transistor Q1 via feedback path P1. The direction in which the base terminal voltage of the transistor Q1 changes is opposite to the direction in which the collector terminal voltage of the transistor Q3 changes. When the base terminal voltage of the transistor Q1 increases, feedback control is performed so that the voltage decreases. Then, when the base terminal voltage of the transistor Q1 decreases, the feedback control is performed so that the voltage increases.

【0055】このような制御により、トランジスタQ3
のコレクタ端子からは所定の周波数の発振信号が出力さ
れる。この発振信号はトランジスタQ9によって増幅さ
れ、そのエミッタ端子から最終的な発振出力OutBが得ら
れる。
By such control, the transistor Q3
An oscillation signal of a predetermined frequency is output from the collector terminal of the oscilloscope. This oscillation signal is amplified by the transistor Q9, and a final oscillation output OutB is obtained from its emitter terminal.

【0056】図2の発振回路では、バイアス抵抗R1〜
R3を流れる電流を調整することにより、発振周波数を
可変とすることができる。バイアス抵抗R1〜R3を流
れる電流を調整するには、例えば、図2のようなバイア
ス制御回路10を設けて電圧VCSを可変制御すればよ
い。
In the oscillation circuit shown in FIG.
The oscillation frequency can be made variable by adjusting the current flowing through R3. In order to adjust the current flowing through the bias resistors R1 to R3, for example, a bias control circuit 10 as shown in FIG. 2 may be provided to variably control the voltage VCS.

【0057】一方、図1の発振回路は、より安定した発
振動作を行うべく、トランジスタの個数を増やしたこと
を特徴とする。図1中のトランジスタQ1〜Q3,Q9
とバイアス抵抗R1〜R3,r1の動作は図2と同じで
あるため、以下ではそれ以外のトランジスタQ4〜Q
8,Q10とバイアス抵抗R4,r2の動作を中心に、図
1の発振回路の動作を説明する。
On the other hand, the oscillation circuit of FIG. 1 is characterized in that the number of transistors is increased in order to perform a more stable oscillation operation. Transistors Q1-Q3, Q9 in FIG.
The operation of the bias resistors R1 to R3 and r1 is the same as that of FIG.
The operation of the oscillation circuit of FIG. 1 will be described focusing on the operation of 8, Q10 and bias resistors R4 and r2.

【0058】図1のトランジスタQ1のベース端子電圧
がノイズ等により上昇すると、トランジスタQ8のベー
ス端子電圧も上昇する。これにより、トランジスタQ8
のコレクタ端子電圧とトランジスタQ4,Q7のベース
端子電圧が低下する。それに応じて、トランジスタQ4
のコレクタ端子電圧とトランジスタQ3のベース端子電
圧が上昇し、続いて、トランジスタQ3のコレクタ端子
電圧とトランジスタQ1のベース端子電圧が低下する。
When the base terminal voltage of the transistor Q1 in FIG. 1 rises due to noise or the like, the base terminal voltage of the transistor Q8 also rises. Thereby, the transistor Q8
And the base terminal voltages of the transistors Q4 and Q7 decrease. Accordingly, transistor Q4
And the base terminal voltage of the transistor Q3 increases, and subsequently, the collector terminal voltage of the transistor Q3 and the base terminal voltage of the transistor Q1 decrease.

【0059】このように、トランジスタQ1のベース端
子電圧が上昇すると、その電圧が低くなるようにフィー
ドバック制御される。
As described above, when the base terminal voltage of the transistor Q1 increases, the feedback control is performed so that the voltage decreases.

【0060】一方、トランジスタQ1のベース端子電圧
が低下した場合には、トランジスタQ8のベース端子電
圧も低下し、それに応じて、トランジスタQ8のコレク
タ端子電圧とトランジスタQ4,Q7のベース端子電圧
が上昇する。続いて、トランジスタQ4のコレクタ端子
電圧とトランジスタQ3のベース端子電圧が低下し、続
いて、トランジスタQ3のコレクタ端子電圧とトランジ
スタQ1のベース端子電圧が上昇する。
On the other hand, when the base terminal voltage of transistor Q1 decreases, the base terminal voltage of transistor Q8 also decreases, and accordingly, the collector terminal voltage of transistor Q8 and the base terminal voltages of transistors Q4 and Q7 increase. . Subsequently, the collector terminal voltage of the transistor Q4 and the base terminal voltage of the transistor Q3 decrease, and subsequently, the collector terminal voltage of the transistor Q3 and the base terminal voltage of the transistor Q1 increase.

【0061】このように、トランジスタQ1のベース端
子電圧が低下すると、その電圧が高くなるようにフィー
ドバック制御され、結果として、トランジスタQ3,Q
6のコレクタ端子からは所定周波数の発振出力が得られ
る。
As described above, when the base terminal voltage of the transistor Q1 decreases, feedback control is performed so that the voltage increases, and as a result, the transistors Q3 and Q3
An oscillation output of a predetermined frequency is obtained from the collector terminal 6.

【0062】また、図1の発振回路では、バイアス抵抗
R1〜R4の一端に印加される電圧VCSを変化させるこ
とにより、発振周波数を可変とすることができる。例え
ば、図3は、電圧VCSを1V,1.2V,1.4V,1.6V,
1.8V,2Vと変化させて実験を行った結果を示す発振
出力波形図である。同図に示すように、図1の発振回路
は、電圧VCSを1〜2Vの間で変化させると、それぞれ
異なる周波数で安定に発振動作を行う。
In the oscillation circuit of FIG. 1, the oscillation frequency can be varied by changing the voltage VCS applied to one ends of the bias resistors R1 to R4. For example, FIG. 3 shows that the voltage VCS is 1 V, 1.2 V, 1.4 V, 1.6 V,
FIG. 9 is an oscillation output waveform diagram showing a result of an experiment performed while changing the voltage to 1.8 V and 2 V. As shown in the figure, the oscillation circuit of FIG. 1 stably oscillates at different frequencies when the voltage VCS is changed between 1 and 2V.

【0063】一方、図4は実験により得られた図1の発
振回路の周波数スペクトラムを示す図であり、図3と同
様に、電圧VCSを1〜2Vの間で変化させた場合の各周
波数スペクトラムを図示したものである。図4に示す周
波数成分のピーク点の時間変化を図示したものが図3で
ある。また、図5は周波数成分のピーク点が電圧VCSに
より変化する様子を示す図である。これら図3〜5は、
電源電圧VCCを2.0V、接地電圧VEEを0V、バイアス
抵抗R1〜R4を300Ω、バイアス抵抗r1,r2を3k
Ωとし、トランジスタのエミッタ面積を0.2μm2として
実験したものである。
FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum of the oscillation circuit of FIG. 1 obtained by an experiment. As in FIG. 3, each frequency spectrum when the voltage VCS is changed between 1 and 2 V is shown. Is illustrated. FIG. 3 illustrates a temporal change of the peak point of the frequency component illustrated in FIG. FIG. 5 is a diagram showing how the peak point of the frequency component changes according to the voltage VCS. These FIGS.
Power supply voltage VCC is 2.0V, ground voltage VEE is 0V, bias resistors R1 to R4 are 300Ω, and bias resistors r1 and r2 are 3k.
Ω and the transistor emitter area was 0.2 μm 2 .

【0064】図3〜5の実験では、電圧VCSを変える
と、それに応じて発振周波数も変化し、例えば電圧VCS
を1〜2Vまで変化させる間に、発振周波数のピークは
1.53GHz〜4.37GHzまで変化した。また、電圧VCSを高く
するほど、発振周波数が高くなる傾向にあった。
In the experiments shown in FIGS. 3 to 5, when the voltage VCS is changed, the oscillation frequency changes accordingly.
Is changed from 1 to 2 V, the peak of the oscillation frequency is
It changed from 1.53GHz to 4.37GHz. Also, as the voltage VCS increases, the oscillation frequency tends to increase.

【0065】このように、第1の実施形態の発振回路
は、複数のトランジスタQ1〜Q10を縦続接続し、各ト
ランジスタの増幅率を調整して帰還制御することにより
発振動作を行わせており、従来のようにインダクタやキ
ャパシタなどの受動素子を使わずに発振回路を構成でき
るため、発振回路全体を容易に集積化することができ
る。また、バイアス抵抗R1〜R4に印加する電圧を変
えることで発振周波数を広範囲にわたって可変とするこ
とができ、簡易な回路構成の電圧制御型発振回路が得ら
れる。
As described above, in the oscillation circuit of the first embodiment, the plurality of transistors Q1 to Q10 are cascaded, and the oscillation operation is performed by adjusting the amplification factor of each transistor and performing feedback control. Since the oscillation circuit can be configured without using passive elements such as inductors and capacitors as in the related art, the entire oscillation circuit can be easily integrated. Further, the oscillation frequency can be varied over a wide range by changing the voltage applied to the bias resistors R1 to R4, and a voltage-controlled oscillation circuit having a simple circuit configuration can be obtained.

【0066】また、本実施形態の発振回路は、電源電圧
VCCと接地電圧VEEの間にトランジスタを1段だけ接続
しているため、電源電圧VCC,VCSの電圧レベルを低く
設定でき、消費電力の低減が図れる。
Further, in the oscillation circuit of the present embodiment, since only one transistor is connected between the power supply voltage VCC and the ground voltage VEE, the voltage levels of the power supply voltages VCC and VCS can be set low, and the power consumption can be reduced. Reduction can be achieved.

【0067】図6は図1の発振回路を電圧制御型発振回
路として利用したPLL回路の概略ブロック図である。
図6のPLL回路は、位相比較器11と、ローパスフィ
ルタ12と、図1と同じ回路構成の電圧制御型発振回路
13と、分周器14とを備える。電圧制御型発振回路1
3から出力された発振出力は、分周器14で所定の分周
比で分周された後、位相比較器11に入力される。位相
比較器11は、分周器14の出力と、外部から入力され
た基準発振信号とを位相比較して、位相のずれ量に相当
する信号を出力する。この信号はローパスフィルタ12
を介して電圧制御型発振回路13に入力される。電圧制
御型発振回路13は、位相比較器11で位相のずれが検
出されない場合は現在の周波数で発振し、位相のずれが
検出されると、位相のずれがなくなるような周波数およ
び位相で発振する。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a PLL circuit using the oscillation circuit of FIG. 1 as a voltage-controlled oscillation circuit.
The PLL circuit in FIG. 6 includes a phase comparator 11, a low-pass filter 12, a voltage-controlled oscillator 13 having the same circuit configuration as in FIG. 1, and a frequency divider 14. Voltage controlled oscillator 1
The oscillation output output from 3 is input to the phase comparator 11 after being frequency-divided by the frequency divider 14 at a predetermined frequency division ratio. The phase comparator 11 compares the phase of the output of the frequency divider 14 with the reference oscillation signal input from the outside, and outputs a signal corresponding to the amount of phase shift. This signal is supplied to the low-pass filter 12
Is input to the voltage-controlled oscillation circuit 13 via the. The voltage-controlled oscillation circuit 13 oscillates at the current frequency when the phase shift is not detected by the phase comparator 11, and oscillates at a frequency and phase that eliminates the phase shift when the phase shift is detected. .

【0068】このように、第1の実施形態の発振回路
は、PLL回路用の電圧制御型発振回路としても利用で
き、本実施形態の発振回路を用いることで、PLL回路
全体の回路構成を簡略化でき、集積化も容易に行うこと
ができる。
As described above, the oscillation circuit of the first embodiment can also be used as a voltage-controlled oscillation circuit for a PLL circuit, and by using the oscillation circuit of this embodiment, the circuit configuration of the entire PLL circuit is simplified. And integration can be easily performed.

【0069】〔第2の実施形態〕第2の実施形態は、バ
イポーラトランジスタの代わりに、MOSトランジスタ
を用いて発振回路を構成したものである。
[Second Embodiment] In the second embodiment, an oscillation circuit is constituted by using MOS transistors instead of bipolar transistors.

【0070】図7は本発明に係る発振回路の第2の実施
形態の回路図である。図7の発振回路は、図1に示した
バイポーラトランジスタQ1〜Q10をMOSトランジス
タ(MOSFET)M1〜M10に変更した以外は図1と同じ回
路構成を有する。
FIG. 7 is a circuit diagram of a second embodiment of the oscillation circuit according to the present invention. The oscillator circuit of FIG. 7 has the same circuit configuration as that of FIG. 1 except that the bipolar transistors Q1 to Q10 shown in FIG. 1 are changed to MOS transistors (MOSFETs) M1 to M10.

【0071】図7の発振回路の動作原理は基本的には図
1と同じであり、各MOSトランジスタM1〜M8のゲ
ート端子電圧を帰還制御することにより、発振動作を行
わせている。また、バイアス抵抗R1〜R4の一端の電
圧VCSを変えることにより、発振周波数を可変制御でき
る点でも、図1と共通する。
The operation principle of the oscillation circuit of FIG. 7 is basically the same as that of FIG. 1, and the oscillation operation is performed by controlling the gate terminal voltages of the MOS transistors M1 to M8 in a feedback manner. 1 in that the oscillation frequency can be variably controlled by changing the voltage VCS at one end of the bias resistors R1 to R4.

【0072】図8は実験により得られた図7の発振回路
の周波数スペクトラム波形図であり、電圧VCSを1V,
1.2V,1.4V,1.6V,1.8V,2Vに変化させた場合の
各周波数スペクトラムを示している。なお、図8は、図
7に示すMOSトランジスタM1〜M10のゲート長Lg
を0.36μm、ゲート幅Wgを100μmとして実験を行った結
果を示している。
FIG. 8 is a frequency spectrum waveform diagram of the oscillation circuit of FIG. 7 obtained by an experiment.
Each frequency spectrum when the voltage is changed to 1.2 V, 1.4 V, 1.6 V, 1.8 V, and 2 V is shown. FIG. 8 shows the gate length Lg of each of the MOS transistors M1 to M10 shown in FIG.
Is 0.36 μm and the gate width Wg is 100 μm.

【0073】同図に示すように、図7の発振回路は電圧
VCSに応じた周波数で安定に発振動作を行う。なお、同
じレベルの電圧VCSに対して、それぞれ複数のピーク点
が存在するが、これは発振出力に高調波成分が含まれて
いるためである。
As shown in the figure, the oscillation circuit shown in FIG. 7 oscillates stably at a frequency corresponding to the voltage VCS. Note that there are a plurality of peak points for each of the voltages VCS at the same level, because the oscillation output contains harmonic components.

【0074】このように、MOSトランジスタを用いて
発振回路を構成すると、バイポーラトランジスタを用い
て発振回路を構成した場合に比べて、発振出力に含まれ
る高調波成分の量が若干増えるという問題はあるもの
の、発振動作は正常に行われる。
As described above, when the oscillation circuit is configured using the MOS transistors, there is a problem that the amount of the harmonic component included in the oscillation output slightly increases as compared with the case where the oscillation circuit is configured using the bipolar transistors. However, the oscillation operation is performed normally.

【0075】また、バイポーラトランジスタでは、ベー
ス−エミッタ間の電圧を約0.7Vよりも低くできない
が、MOSトランジスタの場合にはそのような制限がな
いため、MOSトランジスタを用いて発振回路を構成し
た場合の方が、図7の電圧VCC,VCSを低電圧に設定で
き、消費電力をより低減できる。
In the case of a bipolar transistor, the voltage between the base and the emitter cannot be made lower than about 0.7 V. However, in the case of a MOS transistor, there is no such limitation. 7 can set the voltages VCC and VCS of FIG. 7 to a lower voltage, and can further reduce the power consumption.

【0076】〔第3の実施形態〕第3の実施形態は、発
振回路の回路構成を、バイポーラトランジスタとMOS
トランジスタとを組み合わせたBiCMOS構成にしたもので
ある。
[Third Embodiment] In a third embodiment, the circuit configuration of the oscillation circuit is a bipolar transistor and a MOS transistor.
This is a BiCMOS configuration combining transistors.

【0077】図9は本発明に係る発振回路の第3の実施
形態の回路図である。図9の発振回路は、図1に示した
バイアス抵抗R1〜R4を、ダイオード接続されたトラ
ンジスタ定電流源で構成しており、具体的には、P型の
MOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと呼ぶ)
R1′〜R4′でバイアス抵抗の代用をしている。その
他の構成は図1の発振回路と同じである。
FIG. 9 is a circuit diagram of a third embodiment of the oscillation circuit according to the present invention. In the oscillation circuit of FIG. 9, the bias resistors R1 to R4 shown in FIG. 1 are configured by diode-connected transistor constant current sources. Specifically, a P-type MOS transistor (hereinafter, referred to as a PMOS transistor) )
R1 'to R4' substitute for a bias resistor. Other configurations are the same as those of the oscillation circuit of FIG.

【0078】図10は実験により得られた図9の発振回
路の周波数スペクトラム波形図であり、電圧VCSを1
V,1.2V,1.4V,1.6V,1.8V,2Vに変化させた場
合の各周波数スペクトラムを示している。なお、図10
は、PMOSトランジスタR1′〜R4′のゲート長Lgを
0.36μm、ゲート幅Wgを100μmとして実験を行った結果
を示している。
FIG. 10 is a frequency spectrum waveform diagram of the oscillation circuit of FIG. 9 obtained by an experiment.
V, 1.2 V, 1.4 V, 1.6 V, 1.8 V, and 2 V show respective frequency spectra when changed. Note that FIG.
Is the gate length Lg of the PMOS transistors R1 'to R4'.
The results of an experiment performed with 0.36 μm and a gate width Wg of 100 μm are shown.

【0079】同図に示すように、図9の発振回路も電圧
VCSに応じた周波数で安定に発振動作を行う。ただし、
第2の実施形態と同様に、発振出力に含まれる高調波成
分の量が第1の実施形態よりも多くなる。また、図9の
発振回路は、バイポーラトランジスタを用いている分、
第2の実施形態よりも、電流駆動力が本質的にMOSト
ランジスタよりも高いため、所望の論理振幅を得るため
に必要な時間が短くなる。よって、発振周波数を高くす
ることができる。
As shown in the figure, the oscillation circuit of FIG. 9 also oscillates stably at a frequency corresponding to the voltage VCS. However,
As in the second embodiment, the amount of the harmonic component included in the oscillation output is larger than in the first embodiment. The oscillation circuit of FIG. 9 uses a bipolar transistor.
Since the current driving force is essentially higher than that of the MOS transistor, the time required to obtain a desired logic amplitude is shorter than in the second embodiment. Therefore, the oscillation frequency can be increased.

【0080】〔第4の実施形態〕第4の実施形態は、発
振回路を構成する各トランジスタのエミッタ側にバイア
ス抵抗を設けたものである。
[Fourth Embodiment] In the fourth embodiment, a bias resistor is provided on the emitter side of each transistor constituting an oscillation circuit.

【0081】図11は本発明に係る発振回路の第4の実
施形態の回路図である。図11の発振回路は、図1に示
したトランジスタQ1,Q2,Q4,Q5の各エミッタ
端子にバイアス抵抗R5を接続し、トランジスタQ3,
Q6〜Q8の各エミッタ端子にバイアス抵抗R6を接続
し、バイアス抵抗R5,R6,r1,r2の各一端を接
地電圧VEEに設定している。
FIG. 11 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the oscillation circuit according to the present invention. In the oscillation circuit of FIG. 11, a bias resistor R5 is connected to each of the emitter terminals of the transistors Q1, Q2, Q4, and Q5 shown in FIG.
A bias resistor R6 is connected to each of the emitter terminals of Q6 to Q8, and one end of each of the bias resistors R5, R6, r1, and r2 is set to the ground voltage VEE.

【0082】バイアス抵抗R5は、トランジスタQ1,
Q2,Q4,Q5の各エミッタ端子に流れる電流を制御
し、バイアス抵抗R6は、トランジスタQ3,Q6〜Q
8の各エミッタ端子に流れる電流を制御する。
The bias resistor R5 is connected to the transistors Q1,
The current flowing through each of the emitter terminals of Q2, Q4 and Q5 is controlled, and the bias resistor R6 is connected to the transistors Q3, Q6 to Q5.
8 controls the current flowing through each emitter terminal.

【0083】図11の発振回路は、図1と同じ原理で発
振動作を行い、新しく追加したバイアス抵抗R5,R6
を流れるバイアス電流を制御することにより、発振周波
数が可変制御される。例えば、図11のようなバイアス
制御回路10′を設けて接地電圧VEEの電圧レベルを変
えることにより、バイアス抵抗R5,R6,r1,r2
を流れる電流が変化して発振周波数が変化する。
The oscillating circuit of FIG. 11 performs an oscillating operation according to the same principle as that of FIG. 1, and newly added bias resistors R5 and R6.
Oscillating frequency is variably controlled by controlling the bias current flowing through. For example, by providing a bias control circuit 10 'as shown in FIG. 11 and changing the voltage level of the ground voltage VEE, the bias resistors R5, R6, r1, r2
The current flowing through the oscillator changes, and the oscillation frequency changes.

【0084】また、図11の発振回路の発振周波数を可
変制御する場合には、接地電圧VEEを変えるだけでな
く、電源電圧VCSを同時に変えてもよい。
When the oscillation frequency of the oscillation circuit shown in FIG. 11 is variably controlled, not only the ground voltage VEE but also the power supply voltage VCS may be changed at the same time.

【0085】上述した第1〜第3の実施形態では、電源
電圧CSの電圧レベルを制御することで発振周波数を可変
制御しており、電源電圧VCSの上限レベルが電源電圧V
CCにより制限されて電圧の可変範囲が狭いという問題が
あるが、本実施形態では、接地電圧VEEの電圧レベルを
可変とするため、電圧の可変範囲が広く、したがって、
発振周波数を広い範囲で変更できる。
In the above-described first to third embodiments, the oscillation frequency is variably controlled by controlling the voltage level of the power supply voltage CS.
Although there is a problem that the variable range of the voltage is limited by the CC, the voltage level of the ground voltage VEE is variable in the present embodiment, so that the variable range of the voltage is wide,
The oscillation frequency can be changed in a wide range.

【0086】なお、図11と同様に、図7の各MOSト
ランジスタM1〜M8のソース端子にバイアス抵抗を接
続してもよく、あるいは、図9の各トランジスタQ1〜
Q8のエミッタ端子にバイアス抵抗を接続してもよい。
As in the case of FIG. 11, a bias resistor may be connected to the source terminal of each of the MOS transistors M1 to M8 of FIG.
A bias resistor may be connected to the emitter terminal of Q8.

【0087】また、上述した図11等に示すバイアス抵
抗R1〜R8は、ディスクリートの抵抗素子で構成して
もよいが、MOSFETなどの能動素子を用いて構成してもよ
い。
The bias resistors R1 to R8 shown in FIG. 11 and the like may be constituted by discrete resistance elements, but may be constituted by using active elements such as MOSFETs.

【0088】図1,2,9,11では、NPNトランジ
スタを用いて発振回路を構成する例を説明したが、図1
2に示すように、PNPトランジスタを用いて発振回路
を構成してもよい。あるいは、P型のMOSトランジス
タを用いて発振回路を構成したり、CMOSトランジス
タを用いて発振回路を構成してもよい。さらに、図9に
示したPMOSトランジスタR1′〜R4′の代わり
に、NMOSトランジスタでバイアス抵抗を構成しても
よい。
In FIGS. 1, 2, 9, and 11, an example in which an oscillation circuit is formed using NPN transistors has been described.
As shown in FIG. 2, an oscillation circuit may be configured using PNP transistors. Alternatively, an oscillation circuit may be formed using P-type MOS transistors, or an oscillation circuit may be formed using CMOS transistors. Further, instead of the PMOS transistors R1 'to R4' shown in FIG. 9, a bias resistor may be constituted by an NMOS transistor.

【0089】〔第5の実施形態〕以下に説明する第5〜
第7の実施形態は、半導体基板上に形成される分周回路
に関するものである。
[Fifth Embodiment] The fifth to fifth embodiments described below.
The seventh embodiment relates to a frequency dividing circuit formed on a semiconductor substrate.

【0090】図13は本発明に係る半導体集積回路の第
5の実施形態の回路図であり、クロック信号を2分周す
る分周回路の構成を示している。
FIG. 13 is a circuit diagram of a fifth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and shows a configuration of a frequency dividing circuit for dividing a clock signal by two.

【0091】図13の回路は、外部から入力されたクロ
ック信号INに応じた相補信号を出力するトランスコン
ダクタンス部21と、トランスコンダクタンス部21の
出力を2分周する分周部22とを備える。
The circuit of FIG. 13 includes a transconductance unit 21 for outputting a complementary signal corresponding to a clock signal IN input from the outside, and a frequency dividing unit 22 for dividing the output of the transconductance unit 21 by two.

【0092】トランスコンダクタンス部21は、クロッ
ク信号INとその反転信号INBとの電圧差に応じた相
補信号I1,I2を出力する差動増幅器23と、差動増
幅器23の出力インピーダンスの変換を行うインピーダ
ンス変換部24と、差動増幅器23に接続された定電流
源25と、差動増幅器23のベース電圧を制御する入力
制御部26とを有する。
The transconductance unit 21 outputs a differential amplifier 23 that outputs complementary signals I1 and I2 according to the voltage difference between the clock signal IN and its inverted signal INB, and an impedance that converts the output impedance of the differential amplifier 23. It has a converter 24, a constant current source 25 connected to the differential amplifier 23, and an input controller 26 for controlling a base voltage of the differential amplifier 23.

【0093】差動増幅器23は、ベース端子にクロック
信号INが入力されるトランジスタQ21と、ベース端子
にクロック信号INの反転信号INBが入力されるトラ
ンジスタQ22と、トランジスタQ21と電源電圧端子Vcc
との間に接続された抵抗R21と、トランジスタQ22と電
源電圧端子Vccとの間に接続された抵抗R22とを有す
る。
The differential amplifier 23 includes a transistor Q21 whose base terminal receives a clock signal IN, a transistor Q22 whose base terminal receives an inverted signal INB of the clock signal IN, a transistor Q21 and a power supply voltage terminal Vcc.
And a resistor R22 connected between the transistor Q22 and the power supply voltage terminal Vcc.

【0094】インピーダンス変換部24は、エミッタフ
ォロア接続されたトランジスタQ23,Q24と、トランジ
スタQ23のコレクタ−エミッタ間を流れる電流を制御す
るトランジスタQ26および抵抗R24と、トランジスタQ24
のコレクタ−エミッタ間を流れる電流を制御するトラン
ジスタQ27および抵抗R25とを有する。トランジスタQ2
3のベース端子はトランジスタQ22のコレクタ端子に接
続され、トランジスタQ23のコレクタ端子には電源電圧
Vccが印加される。トランジスタQ24のベース端子はト
ランジスタQ21のコレクタ端子に接続され、トランジス
タQ24のコレクタ端子には電源電圧Vccが印加される。
The impedance converter 24 includes transistors Q23 and Q24 connected in emitter follower, a transistor Q26 and a resistor R24 for controlling a current flowing between the collector and the emitter of the transistor Q23, and a transistor Q24.
A transistor Q27 and a resistor R25 for controlling the current flowing between the collector and the emitter of the transistor Q27. Transistor Q2
The base terminal of the transistor 3 is connected to the collector terminal of the transistor Q22, and the power supply voltage Vcc is applied to the collector terminal of the transistor Q23. The base terminal of the transistor Q24 is connected to the collector terminal of the transistor Q21, and the power supply voltage Vcc is applied to the collector terminal of the transistor Q24.

【0095】トランジスタQ26のコレクタ端子はトラン
ジスタQ23のエミッタ端子に、トランジスタQ26のエミ
ッタ端子は抵抗R24の一端にそれぞれ接続され、抵抗R
24の他端は接地されている。また、トランジスタQ27の
コレクタ端子はトランジスタQ24のエミッタ端子に、ト
ランジスタQ27のエミッタ端子は抵抗R25の一端にそれ
ぞれ接続され、抵抗R25の他端は接地されている。
The collector terminal of the transistor Q26 is connected to the emitter terminal of the transistor Q23, and the emitter terminal of the transistor Q26 is connected to one end of the resistor R24.
The other end of 24 is grounded. The collector terminal of the transistor Q27 is connected to the emitter terminal of the transistor Q24, the emitter terminal of the transistor Q27 is connected to one end of the resistor R25, and the other end of the resistor R25 is grounded.

【0096】定電流源25は、トランジスタQ25と抵抗
R23とからなり、トランジスタQ25のコレクタ端子はト
ランジスタQ21,Q22のエミッタ端子に、トランジスタ
Q25のエミッタ端子は抵抗R23の一端にそれぞれ接続さ
れ、抵抗R23の他端は接地されている。
The constant current source 25 comprises a transistor Q25 and a resistor R23. The collector terminal of the transistor Q25 is connected to the emitter terminals of the transistors Q21 and Q22.
The emitter terminal of Q25 is connected to one end of a resistor R23, and the other end of the resistor R23 is grounded.

【0097】入力制御部26は、トランジスタQ28,Q
29と抵抗R26とを有する。トランジスタQ28は、そのベ
ース−エミッタ間のp−n接合順方向電圧を安定に供給
する定電圧源として作用する。トランジスタQ28を流れ
る電流はトランジスタQ29と抵抗R26とで制御される。
トランジスタQ28のエミッタ端子とトランジスタQ21の
ベース端子との間には抵抗R27が接続され、トランジス
タQ28のエミッタ端子とトランジスタQ22のベース端子
との間には抵抗R28が接続されている。
The input control section 26 includes transistors Q28 and Q28.
29 and a resistor R26. Transistor Q28 functions as a constant voltage source that stably supplies a forward voltage of a pn junction between its base and emitter. The current flowing through transistor Q28 is controlled by transistor Q29 and resistor R26.
A resistor R27 is connected between the emitter terminal of the transistor Q28 and the base terminal of the transistor Q21, and a resistor R28 is connected between the emitter terminal of the transistor Q28 and the base terminal of the transistor Q22.

【0098】一方、分周部22は、T型フリップフロッ
プで構成される点では図20と同じであるが、図20の
T型フリップフロップと異なり、電源電圧Vccと接地端
子間に直列に接続されるトランジスタの数を2個以下に
制限している。
On the other hand, frequency dividing section 22 is the same as FIG. 20 in that it is constituted by a T-type flip-flop, but is different from the T-type flip-flop of FIG. 20 in that it is connected in series between power supply voltage Vcc and the ground terminal. The number of transistors to be used is limited to two or less.

【0099】図13のトランジスタQ30〜Q39と抵抗R29
〜R34がT型フリップフロップの主要部分であり、トラ
ンジスタQ34と抵抗R31はトランジスタQ30,Q31,Q37,
Q38を流れる電流を制御し、トランジスタQ39と抵抗R34
はトランジスタQ32,Q33,Q35,Q36を流れる電流を制御
する。また、トランジスタQ40〜Q43と抵抗R35,R36
は、分周部22の出力インピーダンスを下げるために設
けられている。
The transistors Q30 to Q39 and the resistor R29 shown in FIG.
R34 are the main part of the T-type flip-flop, and the transistor Q34 and the resistor R31 are composed of transistors Q30, Q31, Q37,
The current flowing through Q38 is controlled, and transistor Q39 and resistor R34
Controls the current flowing through the transistors Q32, Q33, Q35, Q36. Also, transistors Q40 to Q43 and resistors R35 and R36
Is provided to lower the output impedance of the frequency divider 22.

【0100】以下、分周部22の構成を詳細に説明す
る。トランジスタQ30のコレクタ端子、トランジスタQ3
3,Q35のベース端子および抵抗R29の一端は互いに接続
され、抵抗R29の他端には電源電圧Vccが印加される。
また、トランジスタQ31のコレクタ端子、トランジスタQ
32,Q36のベース端子および抵抗R30の一端は互いに接
続され、抵抗R30の他端には電源電圧Vccが印加され
る。
Hereinafter, the configuration of the frequency dividing section 22 will be described in detail. Collector terminal of transistor Q30, transistor Q3
3, the base terminal of Q35 and one end of resistor R29 are connected to each other, and power supply voltage Vcc is applied to the other end of resistor R29.
In addition, the collector terminal of the transistor Q31 and the transistor Q
The base terminals of the resistors 32 and Q36 and one end of the resistor R30 are connected to each other, and the other end of the resistor R30 is applied with the power supply voltage Vcc.

【0101】また、トランジスタQ35のコレクタ端子、
トランジスタQ31,Q38,Q40のベース端子および抵抗R32
の一端は互いに接続され、抵抗R32の他端には電源電圧
Vccが印加される。また、トランジスタQ36のコレクタ
端子、トランジスタQ30,Q37,Q41のベース端子および抵
抗R33の一端は互いに接続され、抵抗R33の他端には電
源電圧Vccが印加される。
The collector terminal of the transistor Q35,
Base terminals of transistors Q31, Q38, Q40 and resistor R32
Are connected to each other, and the power supply voltage Vcc is applied to the other end of the resistor R32. The collector terminal of the transistor Q36, the base terminals of the transistors Q30, Q37 and Q41, and one end of the resistor R33 are connected to each other, and the other end of the resistor R33 is applied with the power supply voltage Vcc.

【0102】また、トランジスタQ23,Q30,Q31,Q3
7,Q38の各エミッタ端子とトランジスタQ34のコレクタ
端子は互いに接続され、トランジスタQ24,Q32,Q33,Q
35,Q36の各エミッタ端子とトランジスタQ39のコレク
タ端子は互いに接続されている。トランジスタQ34のエ
ミッタ端子は抵抗R31を介して接地され、トランジスタ
Q39のエミッタ端子は抵抗R34を介して接地されてい
る。
The transistors Q23, Q30, Q31, Q3
The emitter terminals of Q7 and Q38 and the collector terminal of transistor Q34 are connected to each other, and transistors Q24, Q32, Q33,
The emitter terminals of 35 and Q36 and the collector terminal of transistor Q39 are connected to each other. The emitter terminal of the transistor Q34 is grounded via the resistor R31,
The emitter terminal of Q39 is grounded via a resistor R34.

【0103】また、トランジスタQ40,Q41はエミッタフ
ォロア接続されており、出力インピーダンスの変換を行
う。トランジスタQ40のコレクタ−エミッタ間を流れる
バイアス電流はトランジスタQ42と抵抗R35とにより制
御され、トランジスタQ41のコレクタ−エミッタ間を流
れる電流はトランジスタQ43と抵抗R36とにより制御さ
れる。また、トランジスタQ25〜Q27,Q29,Q34,Q
39,Q42,Q43のベース端子は互いに接続されて所定の
電圧値(例えば1.0V)に設定される。
The transistors Q40 and Q41 are connected in an emitter-follower configuration to convert the output impedance. The bias current flowing between the collector and the emitter of the transistor Q40 is controlled by the transistor Q42 and the resistor R35, and the current flowing between the collector and the emitter of the transistor Q41 is controlled by the transistor Q43 and the resistor R36. Further, transistors Q25 to Q27, Q29, Q34, Q
The base terminals of 39, Q42, and Q43 are connected to each other and set to a predetermined voltage value (for example, 1.0 V).

【0104】図14は図13の分周回路の動作タイミン
グ図であり、この図を用いて図13の分周回路の動作を
説明する。差動増幅器23は、クロック信号INと、そ
の反転信号INBとの電圧差に応じた相補信号I1,I
2を出力する。この相補信号I1,I2はトランジスタ
Q24,Q23のベース端子にそれぞれ入力されてインピー
ダンス変換され、トランジスタQ23,Q24のエミッタ端
子からそれぞれ信号EF1,EF2が出力される。これ
ら信号EF1,EF2は、図13の信号CLK,CLK
Bに対応する信号である。
FIG. 14 is an operation timing chart of the frequency dividing circuit of FIG. 13. The operation of the frequency dividing circuit of FIG. 13 will be described with reference to FIG. The differential amplifier 23 supplies complementary signals I1, I2 corresponding to the voltage difference between the clock signal IN and its inverted signal INB.
2 is output. The complementary signals I1 and I2 are input to the base terminals of the transistors Q24 and Q23, respectively, are subjected to impedance conversion, and the signals EF1 and EF2 are output from the emitter terminals of the transistors Q23 and Q24, respectively. These signals EF1 and EF2 are signals CLK and CLK of FIG.
B is a signal corresponding to B.

【0105】分周部22は、信号EF1がハイレベルに
なるたびに、出力論理を反転させる。例えば、図14
は、時刻T1〜T2の期間内に、トランジスタQ40がオ
ンして、分周部22の出力OUTがハイレベルになる例を
示している。このとき、トランジスタQ40のベース電圧
はハイレベルとなり、また、信号EF1はローレベルで
あるため、トランジスタQ38がオンして、トランジスタ
Q38のコレクタ電圧とトランジスタQ41のベース電圧は
ローレベルになり、トランジスタQ41がオフして、出力O
UTBはローレベルになる。
The frequency divider 22 inverts the output logic each time the signal EF1 goes high. For example, FIG.
Shows an example in which the transistor Q40 is turned on during the period from time T1 to T2, and the output OUT of the frequency divider 22 becomes high level. At this time, since the base voltage of the transistor Q40 becomes high level and the signal EF1 is at low level, the transistor Q38 turns on, the collector voltage of the transistor Q38 and the base voltage of the transistor Q41 become low level, and the transistor Q41 Turns off and output O
UTB goes low.

【0106】また、時刻T1〜T2では、トランジスタ
Q31のベース電圧はハイレベルになり、トランジスタQ31
がオンしてトランジスタQ32,Q36のベース電圧はローレ
ベルになる。また、トランジスタQ30はオフし、トラン
ジスタQ33,Q35のベース電圧はハイレベルになる。
At times T1 and T2, the transistors
The base voltage of Q31 becomes high level, and the transistor Q31
Turns on, and the base voltages of the transistors Q32 and Q36 become low level. Further, the transistor Q30 is turned off, and the base voltages of the transistors Q33 and Q35 go to a high level.

【0107】次に、図14の時刻T2〜T3の期間内
は、信号EF1がハイレベルに、信号EF2がローレベ
ルになる。このため、トランジスタQ30,Q31はいずれも
オフする。時刻T2の直前に、トランジスタQ32,Q36の
ベース電圧はローレベルで、トランジスタQ33,Q35のベ
ース電圧はハイレベルであったため、これらトランジス
タのベース電圧はその状態を保持する。したがって、ト
ランジスタQ33,Q35はともにオンし、トランジスタQ3
8,Q40のベース電圧が低下し、トランジスタQ40がオフ
して出力OUTはローレベルになる。また、トランジスタQ
32,Q36はともにオフするため、トランジスタQ37,Q41
のベース電圧が上昇し、トランジスタQ41がオンして出
力OUTBはハイレベルになる。
Next, during a period from time T2 to time T3 in FIG. 14, the signal EF1 is at a high level and the signal EF2 is at a low level. Therefore, the transistors Q30 and Q31 are both turned off. Immediately before the time T2, the base voltages of the transistors Q32 and Q36 are at the low level and the base voltages of the transistors Q33 and Q35 are at the high level, so that the base voltages of these transistors maintain their states. Therefore, transistors Q33 and Q35 are both turned on and transistor Q3
8. The base voltage of Q40 drops, transistor Q40 turns off and output OUT goes low. Also, the transistor Q
Since both 32 and Q36 are off, transistors Q37 and Q41
Rises, the transistor Q41 turns on, and the output OUTB goes high.

【0108】次に、図14の時刻T3〜T4の期間内
は、信号EF1がローレベルに、信号EF2がハイレベ
ルになる。この期間内は、トランジスタQ35,Q36はオフ
状態のため、トランジスタQ40,Q41の状態は変化せず、
出力Out,OutBの論理は変化しない。同様に、時刻T4
以降では、クロック信号INBの立ち上がりエッジで出
力Out,OutBの論理が変化する。
Next, during a period between times T3 and T4 in FIG. 14, the signal EF1 is at a low level and the signal EF2 is at a high level. During this period, since the transistors Q35 and Q36 are off, the states of the transistors Q40 and Q41 do not change.
The logic of the outputs Out and OutB does not change. Similarly, at time T4
Thereafter, the logic of the outputs Out and OutB changes at the rising edge of the clock signal INB.

【0109】次に、図13の分周回路の電源電圧レベル
について検討する。上述したように、分周回路を高速動
作させるには、図13の回路内で能動素子として作用す
るトランジスタを活性状態で動作させるのが望ましい。
そのためには、各トランジスタのコレクタ−エミッタ間
電圧VCEを約0.6V以上にする必要がある。また、図1
3の回路では、電源電圧Vccと接地端子間に2つのトラ
ンジスタを直列に接続しているため、0.6×2=1.2Vの
電圧が最低必要となる。また、抵抗R29等の負荷抵抗や
バイアス回路26内での電圧降下を考慮に入れると、電
源電圧Vccを約1.9Vに設定すれば、安定動作が保証さ
れる。
Next, the power supply voltage level of the frequency dividing circuit of FIG. 13 will be examined. As described above, in order to operate the frequency dividing circuit at high speed, it is desirable to operate the transistor acting as an active element in the circuit of FIG. 13 in an active state.
For this purpose, the collector-emitter voltage VCE of each transistor needs to be about 0.6 V or more. FIG.
In the circuit of No. 3, since two transistors are connected in series between the power supply voltage Vcc and the ground terminal, a voltage of 0.6 × 2 = 1.2 V is required at a minimum. Taking into account the load resistance such as the resistor R29 and the voltage drop in the bias circuit 26, a stable operation is guaranteed by setting the power supply voltage Vcc to about 1.9V.

【0110】図15,16は、図13の抵抗R21,R22
の抵抗値を800Ω、抵抗R27,R28の抵抗値を1kΩ、
抵抗R23〜R26,R31,R34,R35,R36の抵抗値を10
0Ω、抵抗R29,R30,R32,R33の抵抗値を300Ω、電
源電圧Vccを1.9Vとし、図1の回路の入力端子IN,
INBに10MHzの正弦波信号を入力して、出力端子OUT,
OUTBにスペクトラムアナライザを接続して実験を行った
結果を示す波形図である。
FIGS. 15 and 16 show the resistances R21 and R22 of FIG.
Is 800Ω, the resistance of resistors R27 and R28 is 1 kΩ,
The resistance values of the resistors R23 to R26, R31, R34, R35 and R36 are set to 10
0Ω, the resistance values of the resistors R29, R30, R32 and R33 are 300Ω, the power supply voltage Vcc is 1.9V, and the input terminals IN and IN of the circuit of FIG.
A 10 MHz sine wave signal is input to INB and output terminals OUT,
FIG. 9 is a waveform chart showing a result of an experiment performed by connecting a spectrum analyzer to OUTB.

【0111】図15は図13の分周回路の入出力電圧波
形を示しており、横軸は時間、縦軸は電圧振幅である。
図15の曲線Aは入力電圧波形、曲線Bは出力OUTの電
圧波形、曲線Cは出力OUTBの電圧波形を表している。一
方、図16は図13の分周回路の周波数スペクトラムを
示しており、横軸は周波数、縦軸は電圧振幅である。
FIG. 15 shows input / output voltage waveforms of the frequency dividing circuit of FIG. 13, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage amplitude.
In FIG. 15, a curve A represents an input voltage waveform, a curve B represents a voltage waveform of the output OUT, and a curve C represents a voltage waveform of the output OUTB. On the other hand, FIG. 16 shows the frequency spectrum of the frequency dividing circuit of FIG. 13, where the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the voltage amplitude.

【0112】図15より、図13の分周回路は、入力信
号INの2倍の周期を有する方形波に近い信号OUT,OUT
Bを出力する。また、図16より、出力信号OUT,OUTBの
周波数は正確に5MHzになる。なお、図16では、15MHz
にピーク点が見られるが、これは高調波成分である。
As can be seen from FIG. 15, the frequency divider circuit shown in FIG. 13 outputs signals OUT and OUT which are almost square waves having a period twice as long as the input signal IN.
Output B. From FIG. 16, the frequency of the output signals OUT and OUTB is exactly 5 MHz. In addition, in FIG.
, A peak point is found, which is a harmonic component.

【0113】このように、本実施形態の分周回路は、ク
ロック信号をドライブするトランスコンダクタンス部2
1を新たに設け、分周回路内の電源電圧Vccと接地端子
間に直列に接続されるトランジスタの数を2個に制限し
たため、図20に示す従来の分周回路に比べて、電源電
圧Vccの電圧レベルを低く設定しても、図15に示すよ
うに、安定した分周出力が得られる。
As described above, the frequency dividing circuit according to the present embodiment includes a transconductance unit 2 for driving a clock signal.
1 is newly provided, and the number of transistors connected in series between the power supply voltage Vcc in the frequency dividing circuit and the ground terminal is limited to two. Therefore, the power supply voltage Vcc is lower than that of the conventional frequency dividing circuit shown in FIG. , A stable divided output can be obtained, as shown in FIG.

【0114】〔第6の実施形態〕第6の実施形態は、MO
SFETを用いて分周回路を構成したものである。図17は
本発明に係る半導体集積回路の第6の実施形態の回路図
であり、分周回路の構成を示している。図17の分周回
路は、バイポーラトランジスタの代わりにMOSFETを用い
た点を除いて、図13と同様の回路構成を有する。
[Sixth Embodiment] In the sixth embodiment, the MO
A frequency dividing circuit is configured using SFETs. FIG. 17 is a circuit diagram of a sixth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and shows a configuration of a frequency dividing circuit. The frequency divider of FIG. 17 has the same circuit configuration as that of FIG. 13 except that a MOSFET is used instead of a bipolar transistor.

【0115】図17の分周回路は、能動素子として機能
するトランジスタをN型のMOSFETで、負荷抵抗をP型の
MOSFETで構成している。図17の分周回路も、電源電圧
Vccと接地端子間に直列に接続されるMOSFETの数を2個
以下に制限しているため、電源電圧Vccの電圧レベルを
低くすることができる。また、各MOSFETのしきい値電圧
を制御することにより、電源電圧Vccをより低い電圧レ
ベルに設定することも可能となる。
In the frequency dividing circuit shown in FIG. 17, the transistor functioning as an active element is an N-type MOSFET and the load resistance is a P-type MOSFET.
It is composed of MOSFET. The frequency dividing circuit of FIG. 17 also limits the number of MOSFETs connected in series between the power supply voltage Vcc and the ground terminal to two or less, so that the voltage level of the power supply voltage Vcc can be lowered. Further, by controlling the threshold voltage of each MOSFET, the power supply voltage Vcc can be set to a lower voltage level.

【0116】〔第7の実施形態〕第7の実施形態は、MO
SFETとバイポーラトランジスタの双方を用いて分周回路
を構成したものである。図18は本発明に係る半導体集
積回路の第7の実施形態の回路図であり、分周回路の構
成を示している。図18の分周回路は、能動素子として
機能するトランジスタをNPN型のバイポーラトランジス
タで、負荷抵抗をP型のMOSFETで構成している。
[Seventh Embodiment] In the seventh embodiment, the MO
A frequency dividing circuit is configured using both SFETs and bipolar transistors. FIG. 18 is a circuit diagram of a seventh embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and shows a configuration of a frequency dividing circuit. In the frequency dividing circuit of FIG. 18, the transistor functioning as an active element is constituted by an NPN-type bipolar transistor, and the load resistance is constituted by a P-type MOSFET.

【0117】バイポーラトランジスタは一般に、MOSFET
よりも動作速度が速くて電流駆動能力が高く、消費電力
も多いという特徴がある。このため、図18に示すよう
に、分周回路中で、高速動作が要求される部分のみバイ
ポーラトランジスタを用い、その他の部分にMOSFETを用
いれば、消費電力を低減できるとともに、動作速度も向
上できる。
Bipolar transistors are generally MOSFETs
It has the characteristics of higher operating speed, higher current driving capability, and higher power consumption. For this reason, as shown in FIG. 18, when a bipolar transistor is used only in a portion of the frequency divider circuit requiring high-speed operation and MOSFETs are used in other portions, power consumption can be reduced and operation speed can be improved. .

【0118】なお、分周回路の具体的な回路構成は、図
13,17,18に示したものに限定されない。例え
ば、CMOSプロセスで回路を構成してもよい。また、MOSF
ETとバイポーラトランジスタを混在させてBiCMOS構成に
する場合も、MOSFETとバイポーラトランジスタの割り振
りは図18に示したものに限定されない。また、T型フ
リップフロップ以外のフリップフロップ、例えばD型フ
リップフロップ等を用いて分周回路を構成してもよい。
The specific circuit configuration of the frequency dividing circuit is not limited to those shown in FIGS. For example, the circuit may be configured by a CMOS process. Also, MOSF
Even when the ET and the bipolar transistor are mixed to form a BiCMOS configuration, the allocation of the MOSFETs and the bipolar transistors is not limited to that shown in FIG. Further, the frequency dividing circuit may be configured using a flip-flop other than the T-type flip-flop, for example, a D-type flip-flop.

【0119】また、第1〜第4の実施形態で説明した発
振回路と、第5〜第7の実施形態で説明した分周回路と
を、同一の半導体基板上に形成してもよい。あるいは、
第1〜第4の実施形態で説明した発振回路と、第5〜第
7の実施形態で説明した分周回路とを用いて、図6に示
したPLL回路を半導体基板上に形成してもよい。
The oscillation circuits described in the first to fourth embodiments and the frequency divider circuits described in the fifth to seventh embodiments may be formed on the same semiconductor substrate. Or,
The PLL circuit shown in FIG. 6 may be formed on a semiconductor substrate using the oscillation circuit described in the first to fourth embodiments and the frequency divider circuit described in the fifth to seventh embodiments. Good.

【0120】ところで、第5〜第7の実施形態では、抵
抗R23等の一端を接地する例を示したが、抵抗R23等の
一端に所定の電圧を印加してもよい。
In the fifth to seventh embodiments, one end of the resistor R23 and the like is grounded. However, a predetermined voltage may be applied to one end of the resistor R23 and the like.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、キャパシタやコイル等の集積化の難しい受動素子
を用いずに、複数のトランジスタとバイアス回路を組み
合わせて発振回路を構成するため、発振回路全体を半導
体基板上に容易に集積化することができる。したがっ
て、製造プロセスを簡略化でき、製造コストを低減でき
る。また、チップサイズも小型化できる。
As described above in detail, according to the present invention, an oscillation circuit is formed by combining a plurality of transistors and a bias circuit without using passive elements such as capacitors and coils which are difficult to integrate. In addition, the entire oscillation circuit can be easily integrated on a semiconductor substrate. Therefore, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Also, the chip size can be reduced.

【0122】また、バイアス回路を流れる電流を制御す
ることで、発振周波数を変更でき、PLL回路などで広
く用いられる電圧制御型発振回路として利用できる。
Further, by controlling the current flowing through the bias circuit, the oscillation frequency can be changed, and it can be used as a voltage-controlled oscillation circuit widely used in PLL circuits and the like.

【0123】また、本発明によれば、分周部と相補クロ
ック出力部を用いて分周回路を構成し、分周部と相補ク
ロック出力部内では、第1および第2の電圧端子間に、
能動素子として機能するトランジスタを3個以上直列接
続しないようにしたため、第1および第2の電圧端子間
の電圧を低くすることができ、分周回路の消費電力を低
減できる。
Further, according to the present invention, a frequency dividing circuit is constituted by using the frequency dividing section and the complementary clock output section. In the frequency dividing section and the complementary clock output section, between the first and second voltage terminals,
Since three or more transistors functioning as active elements are not connected in series, the voltage between the first and second voltage terminals can be reduced, and the power consumption of the frequency divider can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る発振回路の第1の実施形態の回路
図。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of an oscillation circuit according to the present invention.

【図2】図1を簡略化した回路図。FIG. 2 is a circuit diagram obtained by simplifying FIG. 1;

【図3】電圧VCSを変化させた状態での発振出力波形
図。
FIG. 3 is an oscillation output waveform diagram in a state where a voltage VCS is changed.

【図4】実験により得られた図1の発振回路の周波数ス
ペクトラムを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum of the oscillation circuit of FIG. 1 obtained by an experiment.

【図5】周波数成分のピーク点が電圧VCSにより変化す
る様子を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing how a peak point of a frequency component changes according to a voltage VCS.

【図6】図1の発振回路を電圧制御型発振回路して利用
したPLL回路の概略ブロック図。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a PLL circuit using the oscillation circuit of FIG. 1 as a voltage-controlled oscillation circuit.

【図7】本発明に係る発振回路の第2の実施形態の回路
図。
FIG. 7 is a circuit diagram of an oscillator circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図8】実験により得られた図7の発振回路の周波数ス
ペクトラムを示す図。
8 is a diagram showing a frequency spectrum of the oscillation circuit of FIG. 7 obtained by an experiment.

【図9】本発明に係る発振回路の第3の実施形態の回路
図。
FIG. 9 is a circuit diagram of an oscillation circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図10】実験により得られた図9の発振回路の周波数
スペクトラムを示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a frequency spectrum of the oscillation circuit of FIG. 9 obtained by an experiment.

【図11】本発明に係る発振回路の第4の実施形態の回
路図。
FIG. 11 is a circuit diagram of an oscillation circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】PNPトランジスタを用いて構成した発振回
路の回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram of an oscillator circuit including PNP transistors.

【図13】半導体集積回路の第5の実施形態である分周
回路の回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram of a frequency dividing circuit according to a fifth embodiment of the semiconductor integrated circuit.

【図14】図13の分周回路の動作タイミング図。FIG. 14 is an operation timing chart of the frequency dividing circuit of FIG. 13;

【図15】図13の分周回路の入出力電圧波形を示す
図。
FIG. 15 is a diagram showing input / output voltage waveforms of the frequency dividing circuit of FIG. 13;

【図16】図13の分周回路の周波数スペクトラムを示
す図。
FIG. 16 is a diagram showing a frequency spectrum of the frequency dividing circuit of FIG. 13;

【図17】半導体集積回路の第6の実施形態である分周
回路の回路図。
FIG. 17 is a circuit diagram of a frequency dividing circuit according to a sixth embodiment of the semiconductor integrated circuit.

【図18】半導体集積回路の第7の実施形態である分周
回路の回路図。
FIG. 18 is a circuit diagram of a frequency dividing circuit according to a seventh embodiment of the semiconductor integrated circuit.

【図19】従来のコルピッツ型発振回路の回路図。FIG. 19 is a circuit diagram of a conventional Colpitts oscillation circuit.

【図20】従来のT型フリップフロップの回路図。FIG. 20 is a circuit diagram of a conventional T-type flip-flop.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10′ バイアス制御回路 21,21′,21″ トランスコンダクタンス部 22,22′,22″ 分周部 Q1〜Q10,Q21〜Q43 バイポーラトランジスタ M1〜M10,M21〜M47 MOSトランジスタ 10, 10 'bias control circuit 21, 21', 21 "transconductance section 22, 22 ', 22" frequency dividing section Q1 to Q10, Q21 to Q43 bipolar transistor M1 to M10, M21 to M47 MOS transistor

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エミッタ結合またはソース結合された第1
および第2のトランジスタと、 前記第2のトランジスタのコレクタ端子電圧またはドレ
イン端子電圧に応じて、ベース端子電圧またはゲート端
子電圧が変化する第3のトランジスタと、 前記第1のトランジスタの増幅率を設定する第1のバイ
アス回路と、 前記第2のトランジスタの増幅率を設定する第2のバイ
アス回路と、 前記第3のトランジスタの増幅率を設定する第3のバイ
アス回路と、を備え、 前記第1のトランジスタのベース端子電圧またはソース
端子電圧は、前記第3のトランジスタのコレクタ端子電
圧またはドレイン端子電圧に応じて制御され、 前記第2のトランジスタのベース端子電圧またはソース
端子電圧は、前記第1のトランジスタのコレクタ端子電
圧またはドレイン端子電圧に応じて制御され、 前記第3のトランジスタのコレクタ端子またはドレイン
端子から発振信号を出力することを特徴とする半導体集
積回路。
1. An emitter-coupled or source-coupled first device.
And a second transistor; a third transistor whose base terminal voltage or gate terminal voltage changes according to a collector terminal voltage or a drain terminal voltage of the second transistor; and setting an amplification factor of the first transistor. A first bias circuit that sets an amplification factor of the second transistor; and a third bias circuit that sets an amplification factor of the third transistor. The base terminal voltage or the source terminal voltage of the third transistor is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the third transistor, and the base terminal voltage or the source terminal voltage of the second transistor is the first terminal voltage. The third transistor is controlled according to a collector terminal voltage or a drain terminal voltage of the transistor; A semiconductor integrated circuit which outputs an oscillation signal from a collector terminal or a drain terminal of a star.
【請求項2】前記第1〜第3のバイアス回路はそれぞ
れ、一端が互いに接続されたインピーダンス素子を含ん
で構成され、 互いに接続された前記インピーダンス素子の一端の電圧
を調整することにより、前記発振信号の発振周波数を可
変制御する第1のバイアス制御回路を備えることを特徴
とする請求項1に記載の半導体集積回路。
Each of the first to third bias circuits includes an impedance element having one end connected to the other; and adjusting the voltage at one end of the impedance element connected to the other, thereby controlling the oscillation. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a first bias control circuit that variably controls a signal oscillation frequency.
【請求項3】第1〜第8のトランジスタと、 前記第1および第5のトランジスタの増幅率を設定する
第1のバイアス回路と、 前記第2および第4のトランジスタの増幅率を設定する
第2のバイアス回路と、 前記第3および第7のトランジスタの増幅率を設定する
第3のバイアス回路と、 前記第6および第8のトランジスタの増幅率を設定する
第4のバイアス回路と、を備え、 前記第1、第2、第4および第5のトランジスタのエミ
ッタ端子またはソース端子は互いに接続され、 前記第3、第6、第7および第8のトランジスタのエミ
ッタ端子またはソース端子は互いに接続され、 前記第1および第8のトランジスタのベース端子電圧ま
たはソース端子電圧は、前記第3および第7のトランジ
スタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に応じ
て制御され、 前記第2および第6のトランジスタのベース端子電圧ま
たはソース端子電圧は、前記第1および第5のトランジ
スタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に応じ
て制御され、 前記第4および第7のトランジスタのベース端子電圧ま
たはソース端子電圧は、前記第6および第8のトランジ
スタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に応じ
て制御され、 前記第3および第5のトランジスタのベース端子電圧ま
たはソース端子電圧は、前記第2および第4のトランジ
スタのコレクタ端子電圧またはドレイン端子電圧に応じ
て制御され、 前記第3および第6のトランジスタのコレクタ端子また
はドレイン端子からそれぞれ発振信号を出力することを
特徴とする半導体集積回路。
A first bias circuit for setting an amplification factor of the first and fifth transistors; and a first bias circuit for setting an amplification factor of the second and fourth transistors. A second bias circuit, a third bias circuit for setting the amplification factors of the third and seventh transistors, and a fourth bias circuit for setting the amplification factors of the sixth and eighth transistors. The emitter terminals or source terminals of the first, second, fourth and fifth transistors are connected to each other, and the emitter terminals or source terminals of the third, sixth, seventh and eighth transistors are connected to each other. The base terminal voltage or the source terminal voltage of the first and eighth transistors is the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the third and seventh transistors. The base terminal voltage or the source terminal voltage of the second and sixth transistors is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the first and fifth transistors; And the base terminal voltage or the source terminal voltage of the seventh transistor is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the sixth and eighth transistors, and the base terminal voltage or the base terminal voltage of the third and fifth transistors The source terminal voltage is controlled according to the collector terminal voltage or the drain terminal voltage of the second and fourth transistors, and outputs an oscillation signal from the collector terminal or the drain terminal of the third and sixth transistors, respectively. Characteristic semiconductor integrated circuit.
【請求項4】前記第1〜第4のバイアス回路はそれぞ
れ、一端が互いに接続されたインピーダンス素子を含ん
で構成され、 互いに接続された前記インピーダンス素子の一端の電圧
を調整することにより、前記発振信号の発振周波数を可
変制御する第1のバイアス制御回路を備えることを特徴
とする請求項3に記載の半導体集積回路。
4. The oscillating circuit according to claim 1, wherein each of the first to fourth bias circuits includes an impedance element having one end connected to one another, and adjusting the voltage at one end of the impedance element connected to one another. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, further comprising a first bias control circuit that variably controls a signal oscillation frequency.
【請求項5】前記第1および第2のトランジスタのエミ
ッタ端子またはソース端子を流れる電流を制御する第5
のバイアス回路と、 前記第3のトランジスタのエミッタ端子またはソース端
子を流れる電流を制御する第6のバイアス回路と、を備
えたことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体
集積回路。
5. A fifth transistor for controlling a current flowing through an emitter terminal or a source terminal of said first and second transistors.
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising: a bias circuit configured to control a current flowing through an emitter terminal or a source terminal of the third transistor.
【請求項6】前記第1、第2、第4および第5のエミッ
タ端子またはソース端子を流れる電流を制御する第5の
バイアス回路と、 前記第3、第6、第7および第8のエミッタ端子または
ソース端子を流れる電流を制御する第6のバイアス回路
と、を備えたことを特徴とする請求項3または4に記載
の半導体集積回路。
6. A fifth bias circuit for controlling a current flowing through said first, second, fourth and fifth emitter terminals or source terminals, and said third, sixth, seventh and eighth emitters. 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, further comprising: a sixth bias circuit for controlling a current flowing through the terminal or the source terminal.
【請求項7】前記第5および第6のバイアス回路はそれ
ぞれ、一端が互いに接続されたインピーダンス素子を含
んで構成され、 互いに接続された前記インピーダンス素子の一端の電圧
を調整することにより、前記発振信号の発振周波数を可
変制御する第2のバイアス制御回路を備えることを特徴
とする請求項6に記載の半導体集積回路。
7. The fifth and sixth bias circuits each include an impedance element having one end connected to one another, and adjusting the voltage at one end of the impedance element connected to one another to adjust the oscillation. 7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, further comprising a second bias control circuit that variably controls a signal oscillation frequency.
【請求項8】前記第3のトランジスタのコレクタ端子電
圧またはドレイン端子電圧を増幅して出力する第9のト
ランジスタを備え、 前記第9のトランジスタの出力側から、増幅された発振
信号を出力することを特徴とする請求項1,2,5のい
ずれかに記載の半導体集積回路。
8. A ninth transistor that amplifies and outputs a collector terminal voltage or a drain terminal voltage of the third transistor, and outputs an amplified oscillation signal from an output side of the ninth transistor. 6. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein:
【請求項9】前記第3のトランジスタのコレクタ端子電
圧またはドレイン端子電圧を増幅して出力する第9のト
ランジスタと、 前記第6のトランジスタのコレクタ端子電圧またはドレ
イン端子電圧を増幅して出力する第10のトランジスタ
と、を備え、 前記第9および第10のトランジスタの出力側から、増
幅された発振信号を出力することを特徴とする請求項
3,4,6,7のいずれかに記載の半導体集積回路。
9. A ninth transistor for amplifying and outputting a collector terminal voltage or a drain terminal voltage of the third transistor, and a ninth transistor for amplifying and outputting a collector terminal voltage or a drain terminal voltage of the sixth transistor. 10. The semiconductor according to claim 3, further comprising: ten transistors; and outputting an amplified oscillation signal from an output side of the ninth and tenth transistors. Integrated circuit.
【請求項10】前記第1〜第10のトランジスタの少な
くとも一部をバイポーラトランジスタにしたことを特徴
とする請求項9に記載の半導体集積回路。
10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein at least a part of said first to tenth transistors is a bipolar transistor.
【請求項11】前記第1〜第10のトランジスタの少な
くとも一部をMOSトランジスタにしたことを特徴とす
る請求項9に記載の半導体集積回路。
11. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein at least a part of said first to tenth transistors is a MOS transistor.
【請求項12】前記第1〜第4のバイアス回路は、ダイ
オード接続されたMOSトランジスタを含んで構成され
ることを特徴とする請求項3,4,6,7,9〜11の
いずれかに記載の半導体集積回路。
12. The apparatus according to claim 3, wherein each of the first to fourth bias circuits includes a diode-connected MOS transistor. A semiconductor integrated circuit as described in the above.
【請求項13】外部から入力されたクロック信号を整数
倍に分周した分周信号を出力する分周部を備えた半導体
集積回路において、 前記クロック信号とその反転信号との電圧差に応じた相
補信号を出力する相補クロック出力部を備え、 前記分周部は、前記相補信号に基づいて前記分周信号を
出力し、 前記分周部および前記相補クロック出力部には、電源電
圧として、第1および第2の電圧が供給され、 前記分周部および前記相補クロック出力部はそれぞれ、
能動素子として機能するトランジスタを複数有し、前記
第1および第2の電圧端子間に直列接続される前記トラ
ンジスタの数を2個以下にしたことを特徴とする半導体
集積回路。
13. A semiconductor integrated circuit having a frequency divider for outputting a frequency-divided signal obtained by dividing an externally input clock signal by an integral multiple, wherein a frequency difference between the clock signal and an inverted signal thereof is determined. A complementary clock output unit that outputs a complementary signal, the frequency divider outputs the frequency-divided signal based on the complementary signal, and the frequency divider and the complementary clock output unit include a power supply voltage, A first and a second voltage are supplied, and the frequency divider and the complementary clock output are respectively
A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of transistors functioning as active elements, wherein the number of said transistors connected in series between said first and second voltage terminals is two or less.
【請求項14】前記分周部および前記相補クロック出力
部はそれぞれ、前記第1および第2の電圧端子間に接続
され能動素子として機能するトランジスタと、このトラ
ンジスタおよび前記第1の電圧端子間に接続されたイン
ピーダンス素子と、前記トランジスタおよび前記第2の
電圧端子間に接続され前記トランジスタに流れる電流を
制御するバイアス回路とからなる電流経路を複数有し、
各電流経路には、能動素子として機能するトランジスタ
が2個以下直列接続されることを特徴とする請求項13
に記載の半導体集積回路。
14. The frequency dividing section and the complementary clock output section each include a transistor connected between the first and second voltage terminals and functioning as an active element, and a transistor between the transistor and the first voltage terminal. A plurality of current paths each including a connected impedance element and a bias circuit connected between the transistor and the second voltage terminal and controlling a current flowing through the transistor;
14. The current path, wherein two or less transistors functioning as active elements are connected in series.
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
【請求項15】前記分周部および前記相補クロック出力
部内の前記バイアス回路は、電流制御対象であるトラン
ジスタが活性領域で動作するように、前記トランジスタ
に流れる電流を制御することを特徴とする請求項14に
記載の半導体集積回路。
15. The device according to claim 15, wherein said bias circuit in said frequency divider and said complementary clock output unit controls a current flowing through said transistor so that the transistor to be controlled operates in an active region. Item 15. A semiconductor integrated circuit according to item 14.
【請求項16】前記相補クロック出力部は、 前記クロック信号とその反転信号との電圧差に応じた信
号を出力する差動増幅器と、 前記差動増幅器内を流れる電流を制御する定電流源と、 この差動増幅器の出力に対してインピーダンス変換を行
って前記相補信号を出力する第1のインピーダンス変換
回路と、を有し、 前記差動増幅器と前記定電流源とは、前記第1および第
2の電圧端子間に直列に接続され、 前記第1のインピーダンス変換回路は、前記第1および
第2の電圧端子間に接続されることを特徴とする請求項
13〜15のいずれかに記載の半導体集積回路。
16. A differential amplifier for outputting a signal corresponding to a voltage difference between the clock signal and its inverted signal, a constant current source for controlling a current flowing in the differential amplifier, A first impedance conversion circuit that performs impedance conversion on the output of the differential amplifier and outputs the complementary signal, and wherein the differential amplifier and the constant current source 16. The first impedance conversion circuit is connected in series between two voltage terminals, and the first impedance conversion circuit is connected between the first and second voltage terminals. Semiconductor integrated circuit.
【請求項17】前記分周部は、前記相補クロック出力部
から出力された信号の立ち上がりエッジおよび立ち下が
りエッジのいずれか一方で、出力論理を反転させるT型
フリップフロップを有し、 前記T型フリップフロップは、能動素子として機能する
トランジスタを複数有し、前記第1および第2の電圧端
子間に直列接続される前記トランジスタの数を2個以下
にしたことを特徴とする請求項13〜16のいずれかに
記載の半導体集積回路。
17. The frequency divider has a T-type flip-flop for inverting output logic at one of a rising edge and a falling edge of a signal output from the complementary clock output unit. 17. The flip-flop according to claim 13, wherein a plurality of transistors functioning as active elements are provided, and the number of said transistors connected in series between said first and second voltage terminals is two or less. A semiconductor integrated circuit according to any one of the above.
【請求項18】前記分周部は、前記T型フリップフロッ
プに対してインピーダンス変換を行って前記分周信号を
出力する第2のインピーダンス変換回路を有し、 前記第2のインピーダンス変換回路は、前記第1および
第2の電圧端子間に接続されることを特徴とする請求項
17に記載の半導体集積回路。
18. The frequency dividing unit has a second impedance conversion circuit that performs impedance conversion on the T-type flip-flop and outputs the frequency-divided signal. 18. The semiconductor integrated circuit according to claim 17, wherein the semiconductor integrated circuit is connected between the first and second voltage terminals.
【請求項19】請求項1〜12のいずれかに記載された
半導体集積回路と、請求項13〜18のいずれかに記載
された半導体集積回路とを同一の半導体基板上に形成し
たことを特徴とする半導体集積回路。
19. A semiconductor integrated circuit according to claim 1 and a semiconductor integrated circuit according to claim 13 formed on the same semiconductor substrate. Semiconductor integrated circuit.
【請求項20】請求項1〜12のいずれかに記載された
半導体集積回路から出力された発振信号を、前記クロッ
ク信号として前記相補クロック出力部に供給することを
特徴とする請求項19に記載の半導体集積回路。
20. An apparatus according to claim 19, wherein an oscillation signal output from the semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 12 is supplied to said complementary clock output section as said clock signal. Semiconductor integrated circuit.
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