JPS58209206A - 電子回路 - Google Patents

電子回路

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JPS58209206A
JPS58209206A JP9259482A JP9259482A JPS58209206A JP S58209206 A JPS58209206 A JP S58209206A JP 9259482 A JP9259482 A JP 9259482A JP 9259482 A JP9259482 A JP 9259482A JP S58209206 A JPS58209206 A JP S58209206A
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JP
Japan
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voltage
circuit
current
oscillation
transistor
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JP9259482A
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Yoshiaki Matsuura
松浦 義昭
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L3/00Starting of generators

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発振の起動性を損うことなく消費電力を著し
く低減きせることができる発振装置用電子回路に関する
例えば、電子時計用の発振回路の如く、1.5ボルト程
度の低電圧で、かつ、低消費電力で作動させることが要
京される電子回路の揚台には、C−MOS等の工うl低
消費電力素子を使用することが有力な解決策ときれてい
るが、未だ充分な低消費電力化は達成きれていない。
また、曲刃、0−MOSを流れる貫通電流をその流路に
抵抗器を介在させて制限しょうとする試みもなされては
いるが、この方法は回路の時定数を増加させる欠点があ
シ、出力波形に悪影響を与える虞れがある上に、型温投
入時に発掘開始が迅速に行なわれるのを阻害するという
大きな欠点を有している。
本発明の目的は、従って、電源投入時に確実且つ迅速に
発振が開始され、発振が開始された後は必要最小限の消
費電力で安定に発振を持続させることができるようにし
7’(電子回路を提供することにある。
以下、図示の実施例に、Cシ本発明の詳細な説明する。
第1図には、本発明による電子回路1の一実施例が示さ
れている。電子回路1は発条回路として働くものであり
、エンハンスメント型のPチャンネルMOSトランジス
タ2、エンハンスメント型のNチャンネルMo8 トラ
ンジスタ6及び水晶発珈子4を含んで成る水晶発奎回4
sと、核水晶発振回路5に直流電力を供給するための電
池6とを備え、電池6の一極とアースとの間にはスイッ
チ7が接続されている。この水晶発振回路5は、2つの
Mo8 トランジスタ2,6を相補型に接続して成る公
知の回路であり、水晶撮動子4の各端子は、コンデンサ
8,9を介して電池6の十極に接続されると共に、Pチ
ャンネルMOSトランジスタ2のソースもまた電池6の
十極に接続をれている。
この水晶発振回路5に′@電池から流入する亀流工a及
び水晶発振回路5にかかる電圧Va 全制御する目的で
、NチャンネルMo8 トランジスタ3のソースは、電
流・電圧制御回路10を介してアースされている。ここ
で、NチャンネルMOSトランジスタ3のソースとアー
スとの間に接続されであるコンデンサ11は、平渭用の
コンデンサである。
電流・電圧制御回路10は、Mo8 )ランジスタ3の
ソースとアースとの間に介挿接続されたエンハンスメン
ト型NチャンネルMO8トランジスタ11を有し、核M
OSトランジスタ11のゲートには、固定バイアス電源
回路12からの固定バイアス電圧VBが印加されている
。固定バイアス電流回路12の構成は、ブロック13又
はブロック14がソースとケートとを短絡したテイフー
レツションタイプのMOSトランジスタから成り、ブロ
ック15又はブロック14の曲刃はゲートとドレインと
を短絡した同一導電型のMOSトランジスタから成り、
両ブロック15.14の接続点に成る一定の電圧を発生
する工うになっている。
ゲートとドレインを接続したものは、複数個直列に接続
する事が可能で、その場合には、接続点にその倍数の電
圧を発生する。
第2図に一つの実施例を示す。
ブロック15を構成するものはNチャンネルM OS 
トランジスタ15であり、ゲートとソースを接発してP
基板をソースと同電位にしたディプレッションクイズで
ある。一方、ブロック14を構成するのは、エンハンス
メント型NチャンネルMO8トランジスタ16であり、
ゲートとドレインとを接続すると共に、P基板とソース
をも接続する。NチャンネルMOSトランジスタ15の
ゲートとNチャンネルMQS )ランジスタ16のゲー
トの接続d、 17 iは、NチャンネルMo8 )ラ
ンジヌタ15のソースとNチャンネルMOSトランジス
タ16のドレインの接続点18に接続する。
この回路を互いに電位の異なる電池6の十1fii端子
と一極端子との間に接続し、その中間の電位に所定の電
圧を発生させる拳を目的としている。その電圧は、電池
6の端子電圧の変動に対しても、また温度の変化に対し
ても変動の少ない事が要求され、この回路は、その要求
を満たす一定電圧を発生する回路である。
第6図は、第2図の電流と電圧の関係を示す図である。
MOSトランジスタは、飽和状態においては第(1)式
の関係が成立する。
■= K (va −VT )2111111 、、、
 、、、 (1)■=ソースドレイン間にfLnる電流 に:導電係数  VG:ソースゲート電圧vT:スレッ
ショールド電圧 デイルッション型のNチャンネルMOSトランジスタ1
5のスレッショールド電圧’eVT+s  とすると、
NチャンネルMQS )ランジスタ15とNチャンネル
Mo6 トランジスタ16のそれぞれの電流■SS と
工16は第(2)式と第(3)式の工うになる。
Ils =に+s (VGls −Vj+s)2・・・
−−(21ここで、VGI5とKI5はトランジスタb
のソースケート間電圧と導電係数である。
■+a = KI6(VG+s   VTlm )・・
・・・・・・・(3)ここで、’Hh+6+ K16 
トv16  はトランジスタ16のソースゲート間電圧
、導電係数とスレッショールド電圧である。
玩=工118+  VGIS = Oがら求める一定7
z7−スケート間亀圧VG、、は第(4i式になる。
VG、6=侍 xts vy15 + VTts −−−f41第1図
の直線aidトランジスタ15のJニーVの関係を表わ
し、直線aはトランジスタ16のJ■−Vの関係を表わ
す。
硝3図の長さC−Qは工15を表わすので、工16を表
わす長さg−fid工15に等しくなる。従って(4)
式ノV Gts  u 、長さc−gに等しい長さO−
fの電圧を表わす事になる。第(4)式でKts=xt
sの場合は  VGls = VTI6  VTts=
・−・= (51第i5)式は、第3図の長さd−oと
長さ。−eで表わされる大きさの重圧をカBえたものに
なる。第5囚の屯eは正の部分にある必要はなく、従っ
て第2図のトランジスタ16は、エンハンスメント型で
もディプレッション型でも可能で6る。K15 =に1
6の場合については、トランジスタ15とトランジスタ
16のスレッショールド電圧のみをコントロールする拳
により所定の電圧が得られるが、K15〆KI6の場合
は、第(4)式による出力電圧になる為に導電係数のコ
ントロールも必要になる。電池6の端子電圧Eの変動に
対する出力電圧である7  xケ)間電圧V G16の
関係は、トランジスタ15がMo8の飽和特性を持つソ
ースドレイン間電圧以上の電圧を維持出来る電圧でろn
は、第(4)式の関係になる。
E≧VT16 2VTI5 −−=161第(6)式が
所定の電圧を出力する為の電源重圧の範囲を表わす。
このようにして接続点18に生じた一定電圧が、バイア
ス電圧VB としてMoSトランジスタ11のゲートに
印加避nる。
この結果、Mo8)ランジスタ11は電池6の端子電圧
凡の変動に拘らず一定の固定バイアス重圧にニジバイア
スが掛けられるので、Mo8)ランジスタ11のドレイ
ン型理よりRドレイン−ソース間電圧VDEIは第4図
に示される所定の特性に足められることになる。即ち、
水晶発振回路5に流nる電流工aか小ざい場合には、電
圧VDS  は小さく、従って、電圧Vaの値は大きく
なっている。電流Iaが増大するに従ってva(=E−
VDB)の1rh−は小ごくなり、電圧V Da  の
値が所定値に達すると電流IDはh相状態となる。従っ
て、これ以艦は、電流Ta の太きをが変化せず、電圧
V’aのみが変化することになる。
このLうな構成によると、電源のスイッチ7を 。
閉じた直後は、水晶発振回路5には極めて小さな(至)
の電流しか流rtていないので、電圧VD8  は小さ
く、水晶発振(ロ)路5に印加される電圧Vaは大きく
なる。このため、水晶発振回路5は発振しゃすい状態と
なり、迅速に発振を開始する。発振が開始されると、水
晶発振回路5に流れる電流Iaの太き芒が増大するので
、そ7″l−に伴ないVaO値≠・小さくなり、水晶発
振回路5が完全に安定発振状態に移る。この結果、電流
工a の値は、安定発振状態に相応した一定電流値工l
 となるため、その発掘振幅は、発振回路5が必要とす
る電力に従った振幅電圧v1となる。このvlの値に、
第4図に示す特性曲線上において電圧VD8の値の変化
が電流よりに依存しない範囲、即ち、第4図に示した特
性曲線の平坦な部分にg、置する工うに設定される。ま
た、MOSトランジスタ11に流れる飽和電流電工、I
at v′i、flf’、lえはバイアス璽、圧VB 
の値を調節することに工す任意の値に設定することかで
@るので、組合わされる水晶発振回路に応じて所望の設
計値に合わせることができる。この工うにして、水晶発
振回路5の定常発掘状態においては。
その安定発条状態を持続するに足る必要小限のパワーを
電池6から供給することができる。若し、外乱等にエリ
、発振を持続するのに必要な電力が変化すると、自動的
に発振振幅が変化し、町作点が第4図の特性曲線の平坦
部上を移動することにより安定な発振に戻す動作を行う
ことになる。
上記説明から判るように、定常状態において、水晶発揚
回路5に供給される電力は、電池6の端子電圧とは関係
なく、電流・電圧制御回路10によって定められるので
、電池としてマンガン電池の如く、放電電圧特性が平坦
でなく、垂下傾向をホすものであっても電池の端子電圧
の低下の影響なしに使用することができ、極めて安定な
動作を保紅することができる。
筒、第2図では、Nチャンネルトランジスタを使い竿、
池6 /l・ら定電圧出力を得る例全示したが、接紅を
変更する事により第5図と第6図に示すLうに、Nチャ
ンネルを使って電池6の中側から定電圧出力を得る事も
、!61様に可能である。電池6に接続可能ナトランジ
スタの#は、各々のトランジスタのスレッショールド(
圧の絶対値の和が電ll1ill電圧E以下であれば、
任意の数を選択出来る。
本発明にx t+−け、上述の如く、電源投入時には発
揚回路部分に大きな電圧を印加し、発振を円滑且つ迅速
に開始させ、一旦発賑か開始した後は、%少の重圧とは
関係なく、発振回路部が安定に発振を持続するのに必侵
な最小限のパワーを供給する工うに電圧、塾R,調節を
行なうことができるので、低電圧で、低消費電力の高安
定発条回路を提供することができる。従って、MR正電
源しては、放電電圧特性か平坦である必較はなく、悴え
d、マンガン電池の如き安価な電、1tl]、を用いる
ことができる号の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一寅施例全示す回路図、第2図は第1
図に示した固定バイアス電源回路の具体例を示す回路図
、納5図は凛2図に示した回路の電流−電圧特性図、第
4区:は第18/1の電圧・塾、流制御回路の電圧−電
流特性1図、第5ド1.第6図は第1図に示した固定バ
イアス電源回路の沖の具体例を示す回路図である。 1・・・電子回路、 2・・・PチャンネルM Q S )ランジスタ、5・
・・NチャンネルIvl Q S )ンンジスタ、4・
・・水晶発蚕子、   5・・・水晶発徹回路。 VB  ・・・固定バイアス電圧、 6・・・電池、        工a ・・・電流。 7・・・スイッチ     Va ・・・電圧、891
1・・・コンデンサ。 10・・・電流・電圧制御回路、 12・・・固定したバイアス電源回路、1516・・・
NチャンネルMO8トランジスタ。 以   上 出願人 株式会社 第二精工今 代理人 升理士 最 上   務

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (])  発昏回路と、厘流電湧と、前記発振回路と前
    記直流電源との山1に介挿接続され電流の値に従って電
    圧降下レベlしが定まる電圧・電流制御回路とを備えて
    散ることを特徴とする電子回路。 (2)  前記電圧・電流制御回路が、固定バイアスさ
    れた臥I MOS −FETであることを特徴とする特
    許請求の(p囲第1旧記載の電子回路。 13’IMi+記gf、 I M Q S−W’ E 
    Tのバイアス電圧供給回路が、同−製型型で、かつ、異
    でるスレショルド重圧を有する葬2及び第5M08−P
    ETが@記肩療電nK直列に接続されると共に前記第2
    及び第51=40 S−’F E Tのゲートが共通接
    続して前記竜柳に接続ざn−て成シ、前記第2及び第5
    M OS−F E T (D接続点の電位が固定バイア
    ス電圧として呼1i[:鋼1M08−FKTのゲートに
    印加されていることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載の電子回路。
JP9259482A 1982-05-31 1982-05-31 電子回路 Granted JPS58209206A (ja)

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JPH0444443B2 JPH0444443B2 (ja) 1992-07-21

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6703905B2 (en) 2001-09-26 2004-03-09 Yamaha Corporation Crystal oscillation circuit
JP2011507427A (ja) * 2007-12-19 2011-03-03 ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド 能動的バイアスを用いた低電力消費クォーツ発振器

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