JPS59117817A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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Publication number
JPS59117817A
JPS59117817A JP57232942A JP23294282A JPS59117817A JP S59117817 A JPS59117817 A JP S59117817A JP 57232942 A JP57232942 A JP 57232942A JP 23294282 A JP23294282 A JP 23294282A JP S59117817 A JPS59117817 A JP S59117817A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
differential
capacitor
voltage
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP57232942A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Makino
牧野 敬
Masato Tanabe
正人 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59117817A publication Critical patent/JPS59117817A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/023Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
    • H03K3/0231Astable circuits

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は発振回路に係り、特に集積回路化されたPL
Lループの電圧制御発振回路等に用いられb発振回路に
関する。
) 〔発明の技術的背景とその問題点〕 PLLPLLループられる電圧制御発振回路に適した発
振回路としては、第1図に示すような回路がある。図示
の発振回路は、定電流源22゜24を共通エミッタ電流
源とするトランジスタio、11及びトラジスタ12.
13で形成される2組の差動スイッチを有する。トラン
ジスタ10と12がオフのときのトランジスタ11と1
3のペースノfイアス電圧は次式(1)で示されるよう
な第1の基準電圧v1となる0 Vl=V  −R4* ・Iss  Rts ・hs 
    ・・・(1)C 但し、V  :電源(十B)の電圧 C R+s ’r’ R1g :抵抗18.19の抵抗値1
15:定電流源25の電流値 一方、トランジスター0と12がオンのときのトランジ
スタ11と13のベースバイアス電圧は次式(2)で示
されるような第2の基準電圧V2となる。
Vz =VecRss °(Iz4+Izs )−R1
*″Ita 山(2)但し、I24:定電流源24の電
流値 トランジスター0のオン、オフはコンデンサ16の充電
電圧と第1の基準電圧vl 、または第2の基準電圧v
lにより定まる。したがって、コンデンサー6の充電時
間T及び放電時間TDは、 vec vi  Rj7’122 TD=R,、°C14°” Vee V2 R17・I
22・・・(4) 但し、R17:抵抗1rの抵抗値 C10:コンデンサ16の容量値 12!:定電流源22の電流値 ここで、電流値I!3t I口、■!6は(vee−n
v」)に比例するものとする。VJはトランジスタのペ
ース・エミッタ間順方向降下電圧、nは自然数である。
発振周波数は前記充電1時間T。並びに放電時間TDK
よシ定まり、この充電時間T。放電時間TDは前式3及
び4によれば、電源電圧v 、1トランC ジスタのペース・エミッタ間順方向降下電圧VJの影響
を受けない、この為、第1図に示す発振回路の動作は安
定している。
ところで、第1図に示す発振回路はトランジスタ10の
オフからオンへの遷移過程で、コンデンサ16が引続き
充電されているときは、トランジスタ12はオフ、トラ
ンジスタ11.13のペースバイアス電圧は第1の基準
電圧v1となっている。コンデンサ16は抵抗17を介
して電源十Bにより充電され、このコンデンサ16の充
電電圧が次式(5)で示すようなオフセット電圧v8と
なると、トランジスタ10+12はオンを始め、抵抗1
8の電流が増加する。
■sキVH−4V、−・・(5) qF!、電子の電荷、Tは絶対温度である。
抵抗18の電流の増加に応じてトランジスタ11.13
のペースバイアス電圧は減少する。
すると、トランジスタ10mJzはますますオyとB、
この正帰還によりトランジスタ10+12は瞬時にオン
に反転する。トランジスタ10.12のオンによシ、ト
ランジスタ11゜13のペースバイアス電圧の第2の基
準電圧v2となる。この時点からコンデンサ16は放電
を開始する。
上述したシーケンス動作では、コンデンサ16の充電電
圧が第1の基準電圧V!に到達する以前にトランジスタ
10がオンする。この為、放電開始タイミングが早tシ
、発振周波数が高くなる。また、前式(5)に示すオフ
セット電圧v8の第2項は温度により変化する為、温度
ドリフトが大きい。
第2図に示す発振回路は第1図に示す発振回路にトラン
ジスタ14.15で構成される差動増幅回路を付加し、
回路のループ利得を上げることにより、オフセット電圧
v8′を縮少させた発振回路である。この発振回路に於
けるトランジスタ11.13のベースバイアスに於ける
第1の基準電圧y 、/は ■1′=voe  ”1?”2g         ’
・・(6)となる。この為、トランジスタ12.1!j
に係る差動スイッチの利得は増加したが、トランジスタ
10多11に係る差動スイッチの利得は増加しない。し
たがって、トランジスタ12がオンとならない状態で平
衡状態を得ることがあシ、この場合は発振しない欠点を
もち、また仮に発振してもトランジスタ11.13のペ
ースでの発振振幅、トランジスタ160ペースでの発振
振幅、トランジスタ15のコレクタでの発振振幅が必要
となシ、低電圧化に向いていない。
〔発明の目的〕
この発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、電
源電圧やトランジスタのペース・エミッタ間順方向降下
電圧の変動の影響を受は難いことは勿論、発振周波数の
変動幅が小さくかつ温度ドリフトの影響を受は難く、さ
らに低電圧化に適した発振回路を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
この発明は、コンデンサの充放電を制御する第1の差動
スイッチ手段と、レベルの異なる2つの直流電圧を発生
する第2の差動スイッチ手段と差動対を成すPNP )
ランジスタによりて構成され前記コンデンサの充電電圧
を比較入力とし前記第2の差動スイッチ手段で発生され
る直流電圧を基準電圧として差動増幅動作する差動増幅
回路とを設け、前記コンデンサの充電過程では前記第1
の差動スイッチ手段が前記コンデンサを放電しないよう
にするとともに前記第2の差動スイッチ手段からレベル
の高い直流電圧が発生するように、逆に放電過程では前
記第1の差動スイッチ手段によって前記コンデンサの放
電が行なわれるとともに前記第2の差動スイッチ手段か
らレベルの低い直流電圧が発生するように前記差動増幅
回路の出力によって前記第1、第2の差動スイッチ手段
のスイッチング動作を制御するように構成したものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下、第3図を参照してこの発明の一実施例を詳細に説
明する。図に於いて、トランジスタ31.32によりて
第1の差動スイッチが形成される。このトランジスタ8
1.32のエミッタの共通接続点は定電流源33を介し
て接地されている。トランジスタ31のコレクタは電源
子Bに接続され、トランジスタ32のコレクタは抵抗3
4を介して電源子Bに接続されるとともに、コンデンサ
35を介して接地されている。
トランジスタ36.3’lによって第2の差動スイッチ
が形成される。このトランジスタ36゜37のエミッタ
の共通接続点は定電流源38を介して接地されている。
トランジスタ36のコレクタは直列接続された抵抗39
.40を介して電源子Bに接続されている。トランジス
タ37のコレクタは抵抗39と40の接続中点に接続さ
れている。
PNPトランジスタ41*42によって差動増幅回路が
形成される。このトランジスタ41゜42のエミッタの
共通接続点は定電流源43を介して電源子Bに接続され
ている。トランジスタ41.42のコレクタにはそれぞ
れ抵抗44゜45の一端に接続されている。抵抗44.
45の他端は定電圧源46の正側端子に接続され、この
定電圧源46の負側端子は接地されている。
トランジスタ41のペースは前記抵抗34とコンデンサ
35の接続中点(ト)に接続され、トランジ)、p42
のペースはトランジスタ36と抵抗40の接続中点(B
)に接続されている。また、前記トランジスタal 、
BYのペースはトランジスタ41のコレクタに接続され
、トランジスタa2,36のペースはトランジスタ42
のコレクタに接続されている。
上記構成に於いて動作を説明する。トランジスタ31が
オンのときは、コンデンサ35の充電過程であり、図示
体)点電位vAはLレベルからHレベルへ移行する。ト
ランジスタ31がオフに遷移すると、コンデンサ35の
放電過程に入り、電位vAはHレベルからLレベルへ移
行する。
トランジスタ36がオフのときは、図示の)点の電位V
Bは第1の基準電圧vHとなっている。トランジスタ3
6がオフに遷移すると、電位VBは第2の基準電圧vL
となる。但し、vH>vX、である。
トランジスタ41は図示(J3)点の電位VBが第1の
基準電圧vH1すなわち充電過程(vA:L−+H)の
初期点に戻った時点でオフと々る。逆に、電位■8が第
2の基準電圧vLになるとオンに遷移する。
ここで、定電流源33.38の電流値IS  。
I2が定数Kに比例するものとして電源子Bを投入する
。なお、K=■。。−nvjである。voeは電源子B
の電圧、v」はトランジスタのペース・エミッタ間順方
向降下電圧である。電源子Bを投入したとき、図示体)
点の電位vAはOであるから、電源veoよυ抵抗34
を介してコンデンサ35に充電電流が流れる。このとき
、トランジスタ4ノがオンし、トランジスタ31.37
がオンしているからトランジスタ32.36がオフと彦
る。したがって、図示0)点の電位VBは次式(7)で
示されるような第1の基準電圧v1、となる。
VH=Voe−I2・R,、・(7) 但し、R3,:抵抗39の抵抗値 コンデンサ35の充電過程(VA:L−+H)が終止点
に接近し、図示に)点の電位が上昇すると、トランジス
タ41がオフし始め、逆にトランジスタ42がオンし始
める。トランジスタ41がオフし始めると、抵抗44に
流れる電流値が定N流源4so電流!3よル減少し始め
、トランジスタ41のコレクタ電位が下がシ、トランジ
スタsr 、srがオフし始める。トランジスタ42が
オンし始めると、抵抗45に電流が流れ始め、トランジ
スタ45のコレクタ電位が上昇してトランジスタ、!I
:1.3Bがオンし始める。
このような動作にょシトランジスタ41がオ乙トランジ
スタ42がオンに遷移する。したがって、トランジスタ
’2e36は瞬間にオンに遷移し、トランジスタ31.
3’iは瞬間にオフに遷移する。トランジスタ36のオ
ン、トランジスタ31のオフによりて図示(B)点の電
位VBは次式(8)で示されるような第2の基準電圧■
1となる。
vL=’、  lx ” (Rsw+R4o )   
    ・・・(8)但し、R4o:抵抗//′、40
の抵抗値トランジスタ320オンにょシコンデンサ36
の充電電荷は定電流源33を介して放電されてから、コ
ンデンサs5は放電過程(vA;H−+L)となる。放
電過程(VA:H→L)がその終止点近傍まで進行する
と、図示(A)点の電位vAは第2の基準電圧vLに接
近する。これによシ、トランジスタ42がオフし始め、
トランジスタ41がオンし始める。したがって、トラン
ジスタ32゜36は瞬間にオフに復帰し、逆にトランジ
スタ31 、37は瞬間にオンに復帰する。仁の場合、
コンデンサ35の充電時間T、/と放電時間TD′は次
式(9) 、 C1Oに示される通ルである。
但し、R34:抵抗34の抵抗値 C35:コンデンサ3jの容量値 式(9)、C1によれば、充電時間T、/及び放電1時
間TD′は電源電圧vae及びトランジスタのベース・
エミッタ間順方向降下電圧vjの影響を受はカい。また
、充放電用の第1の差動スイッチ並びに基準電位切換用
の第20差動スイツチのオフセット電圧は差動増幅回路
の利得を増加させることによυ無視できる程度に減少さ
せることができる。したがって、安定した周波数が得ら
れ、かつ温度ドリフト等の影響も受けない。また、PN
P径の差動増幅回路を用いている為、ダイナミックレン
ジが広く、低電圧化に向いた回路となりている。
以上詳述したようにこの実施例は、図示(B)点の電位
VBを基準電位とし、コンデンサ35の充電室1位■□
を比較入力として差動増幅動作する差動増幅回路を有す
る。そして、この差動増幅回路の出力によってコンデン
サ35の充放電を制御するトランジスタ81.32のス
イッチング動作及び図示(B)点の電位vIIを切換え
るトランジスタset、srのスイッチング動作を制御
している。すなわち、充電過程ではトランジスタ32を
オフしてコンデンサ35を充電するとともに、トランジ
スタ3eをオフして電位VBを高レベルな第1の基準電
圧vHにしている。一方、放電過程では、トランジスタ
32をオンしてコンデンサ35を放電するとともに、ト
ランジスタ36をオンして電位VBを低レベルな第2の
基準電圧vLにしている。
この・ような構成によれば、従来の発振回路と同様にコ
ンデンサ35の電位が第1の基準電圧vHと第2の基準
電圧■1で比較され、放電開始時点及び充電開始時点が
第1.第2の基準電圧■□、■、で定まる特徴を有する
。この為、充電時間T′や族N1時間TD tが電源電
圧v、e等の影響を受けず安定している。また、差動増
幅回路の利得を適宜設定することによシ、オフセット電
圧を無視できるような値にすることができるので、発振
周波数が安定で温度ドリフトの無い回路を実現すること
ができる。また、差動増幅回路がPNP )ランジスタ
41.42によって構成される為、ダイナミックレンジ
が広く低電圧化に適した回路を実現することができる。
また、従来の発振回路に比べ部品点数が大幅に増えると
いうこともないので、集積回路化も何ら問題はない。
〔発明の効果〕
このようにこの発明によれば、電源電圧やトψ ランジス!のペース・エミッタ間順方向降下電圧の変動
の影響を受は難いことは勿論、発振周波数の変動幅が小
さくかつ温度ドリフトの影響を受は難く、さらに低電圧
下に適した発振回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の発振回路の一例を示す回路図、第2図は
従来の発振回路の他の例を示す回路図、第3図はこの発
明の一実施例を示す回路図である。 31.32,36.31.41.42・・・トランジス
タ、34+39+40.44+45・・・抵抗、33.
3B、413・・・定電流源、35・・・コンデンサ、
46・・・定電圧源。 哨1図 第 28i5 8,8〜〜9、 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 充放電用のコンデンサと、コレクタ・エミッタ電流路を
    介して前記コンデンサの充電電荷を放電する第1のトラ
    ンジスタ及びこの第1のトランジスタと差動対を成す第
    2のトランジスタを有する第1の差動スイッチ手段と、
    差動対を成す第3.第4のトランジスタを有しそのスイ
    ッチング動作によυレベルの異なる2つの直流電圧を発
    生可能な第2の差動スイッチ手段と、差動対を成すPN
    P型の第5#第6のトランジスタを有し前記第2の差動
    スイッチ手段から発生される直流電圧を基準電圧とし前
    記コンデンサの充電電圧を比較電圧として差動増幅動作
    する差動増幅回路とを具備し、前記コンデンサの充電過
    程では前記第1のトランジスタがオフするとともに前記
    第2の差動スイッチ手段からレベルの高い直流電圧が発
    生するように、放電過程では前記第1のトランジスタが
    オンするとともに前記第2の差動スイッチ手段からレベ
    ルの低い直流電圧が発生するように前記差動増幅回路の
    出力によって前記第1.第2の差動スイッチ手段それぞ
    れのスイッチング動作を制御するように構成したことを
    特徴とする発振回路。
JP57232942A 1982-12-24 1982-12-24 発振回路 Pending JPS59117817A (ja)

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JP57232942A JPS59117817A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 発振回路

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JP (1) JPS59117817A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4626801A (en) * 1985-10-25 1986-12-02 Sprague Electric Company Relaxation integrated circuit oscillator
US5870000A (en) * 1996-05-21 1999-02-09 Fujitsu Limited Oscillation circuit and PLL circuit using same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4626801A (en) * 1985-10-25 1986-12-02 Sprague Electric Company Relaxation integrated circuit oscillator
US5870000A (en) * 1996-05-21 1999-02-09 Fujitsu Limited Oscillation circuit and PLL circuit using same

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