JPS60128709A - 電圧制御発振回路 - Google Patents
電圧制御発振回路Info
- Publication number
- JPS60128709A JPS60128709A JP23722883A JP23722883A JPS60128709A JP S60128709 A JPS60128709 A JP S60128709A JP 23722883 A JP23722883 A JP 23722883A JP 23722883 A JP23722883 A JP 23722883A JP S60128709 A JPS60128709 A JP S60128709A
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- Japan
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- mos
- voltage
- point
- potential
- switching
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/354—Astable circuits
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
この発明は電圧制御発゛根回路に係り、特にMO8型集
積回路を構成し得る電圧制御発振回路に関する。
積回路を構成し得る電圧制御発振回路に関する。
第1図は従来のこの種の発振回路を示すものである。
同図によれば、ドレインとゲートを相互に交差接続した
NチャネルMOSトランジスタQl。
NチャネルMOSトランジスタQl。
Q2によってマルチバイブレータを構成している。
各トランジスタQ1.Q2のドレイン側には電源VDD
から電流を供給する抵抗R1,R2及びフラング用のダ
イオードDI、D2が接続されている。
から電流を供給する抵抗R1,R2及びフラング用のダ
イオードDI、D2が接続されている。
また、ソース側はコンデンサCGによって相互に接続さ
れておシ、また電圧制御電流源であるNチャネルMO8
)ランジスタQ3.Q4を介して電源Vssに接続され
ている。
れておシ、また電圧制御電流源であるNチャネルMO8
)ランジスタQ3.Q4を介して電源Vssに接続され
ている。
従って、MOS)ランジスタQ3.Q4は入力電圧V+
に対応して、定電流Icを流す。また、MOS)ランジ
スタQl、Q2は一方がオン状態のとき、他方はオフ状
態である。
に対応して、定電流Icを流す。また、MOS)ランジ
スタQl、Q2は一方がオン状態のとき、他方はオフ状
態である。
この回路は次の様に動作する。
先ず、MOS)ランジスタQ1がオン状態に、MOS)
ランジスタQ2がオフ状態にある場合を考える。
ランジスタQ2がオフ状態にある場合を考える。
このとき、抵抗几1、MOS)ランジスタQ1には2I
cなる電流が流れ、コンデンサCoにはC点からd点に
向ってIcなる電流が流れる。従つで、a点の電位Va
lは、抵抗R1の抵抗値を几として、 v@I= VDD−2Ic−R となる。また、C点もわずかに低いほぼ同電位V、lに
固定される。
cなる電流が流れ、コンデンサCoにはC点からd点に
向ってIcなる電流が流れる。従つで、a点の電位Va
lは、抵抗R1の抵抗値を几として、 v@I= VDD−2Ic−R となる。また、C点もわずかに低いほぼ同電位V、lに
固定される。
抵抗R2には電流が流れないため、b点の電位vbr&
″i:電源電圧VDDに等しくなる。また、コンデンサ
Coの端子間電圧■、oは、 d v eQ / d t −I c / C。
″i:電源電圧VDDに等しくなる。また、コンデンサ
Coの端子間電圧■、oは、 d v eQ / d t −I c / C。
なる変化率で変化し、その結果d点の電位V−は、vd
=v、−V−o (Ic /Co)・tとなる。ただ
し、vや。は時間1=00ときのコンデンサCoの端子
間電圧である。
=v、−V−o (Ic /Co)・tとなる。ただ
し、vや。は時間1=00ときのコンデンサCoの端子
間電圧である。
ここで、電流Icが小さく発振周波数が低い場合には、
a点並びにC点における波形及び電流i1の波形はそれ
ぞれ第2図(イ)、(ロ)、C/)の区間Iの様である
。また、b点並びにd点における波形及び電流i20波
形はそれぞれ第2図((イ)、(ロ)、e9の区間■の
様である。
a点並びにC点における波形及び電流i1の波形はそれ
ぞれ第2図(イ)、(ロ)、C/)の区間Iの様である
。また、b点並びにd点における波形及び電流i20波
形はそれぞれ第2図((イ)、(ロ)、e9の区間■の
様である。
この状態で、d点の電位は次第に低下し、これに伴いM
OSトランジスタQ2のゲート・ソース間電圧Vgs2
(−v、−yd)が次第に大きくなり、閾電圧VTと同
程度になるとMosトランジスタQ2及び抵抗R2に電
流が流れ始める。
OSトランジスタQ2のゲート・ソース間電圧Vgs2
(−v、−yd)が次第に大きくなり、閾電圧VTと同
程度になるとMosトランジスタQ2及び抵抗R2に電
流が流れ始める。
この結果、b点の電位V)が下がシMO8)ランジスタ
Q1のゲート・ソース間電圧Vt # l (”” V
b−vs)が小さくなシ、電流は急速にMOS)ラン
ジスタQlからMOS)ランジスタQ2へ移行する。す
なわち、MOSトランジスタQ2が完全なオン状態とな
シ、MOS)ランジスタQ1は完全なオフ状態になる。
Q1のゲート・ソース間電圧Vt # l (”” V
b−vs)が小さくなシ、電流は急速にMOS)ラン
ジスタQlからMOS)ランジスタQ2へ移行する。す
なわち、MOSトランジスタQ2が完全なオン状態とな
シ、MOS)ランジスタQ1は完全なオフ状態になる。
このときの各部の波形は、第2図の区間Iと区間■とを
逆にしたものである。
逆にしたものである。
こうした発振動作において、発振周波数は電流Icの増
加に従って増加する。
加に従って増加する。
尚、ダイオードDI、D2は、電流Icが増加したとき
、抵抗R1,R2の過大な電圧降下を防止するだめの電
圧クランプ用であり、複数のバイポーラダイオード又は
MOSダイオードを用いてもよい。
、抵抗R1,R2の過大な電圧降下を防止するだめの電
圧クランプ用であり、複数のバイポーラダイオード又は
MOSダイオードを用いてもよい。
しかし、この様な発振回路で発振周波数が高くなると、
第2図00斜線で示す過渡的部分が大きな影響を受ける
様になり、第2図(−f)、(口L Hに対応する波形
は同図に)、(ホ)、(へ)に示す様になる。
第2図00斜線で示す過渡的部分が大きな影響を受ける
様になり、第2図(−f)、(口L Hに対応する波形
は同図に)、(ホ)、(へ)に示す様になる。
すなわち、この様な発振回路では、MOS)ランジスタ
Ql、Q2のスイッチング動作の遅れ、寄生容1段への
充放電、過渡時間の相対的増加などによって、MOSト
ランジスタQl、Q2のオフ時に負荷素子1)1.D2
には残留電流が流れる。
Ql、Q2のスイッチング動作の遅れ、寄生容1段への
充放電、過渡時間の相対的増加などによって、MOSト
ランジスタQl、Q2のオフ時に負荷素子1)1.D2
には残留電流が流れる。
ここで、出力電圧■。を形成するa点の電位は、低周波
では4源電圧VooとダイオードD1の順方向電圧降下
Vra分降下降下Van VtaO間、すなわち振幅V
iaで動作するが、高周波では上記残留′電流のため、
出力電圧V、は電源電圧V o nに達しなくなる。ま
た、出力電圧波形の乱れも激しくなる。
では4源電圧VooとダイオードD1の順方向電圧降下
Vra分降下降下Van VtaO間、すなわち振幅V
iaで動作するが、高周波では上記残留′電流のため、
出力電圧V、は電源電圧V o nに達しなくなる。ま
た、出力電圧波形の乱れも激しくなる。
この傾向は、電流Icが増大するほど著しくなシ、第3
図はこの様子を示している。同図で、V a &はトラ
ンジスタがオフ状態にあるときの出力電圧であり、v6
tはオン状態にあるときの出力電圧であυ、V、h V
@tが発振々幅である。
図はこの様子を示している。同図で、V a &はトラ
ンジスタがオフ状態にあるときの出力電圧であり、v6
tはオン状態にあるときの出力電圧であυ、V、h V
@tが発振々幅である。
この様に、発振周波数の増加に伴う出力振幅の減少及び
波形の乱れは、出力回路の構成を複雑にすると共に最高
発振周波数を制限する結果となっていた。
波形の乱れは、出力回路の構成を複雑にすると共に最高
発振周波数を制限する結果となっていた。
この発明は、周波数に対して出力振幅が一定でsb、且
つよシ高周波まで発振可能な電圧制御発振回路を提供す
ることを目的とする。
つよシ高周波まで発振可能な電圧制御発振回路を提供す
ることを目的とする。
この目的を達成するため、この発明によれば、2つのス
イッチング素子を交互にオン状態及びオフ状態とし、こ
のスイッチング素子に流れる電流を電圧制御することに
よシ発振周波数を制御する電圧制御発振回路において、
前記スイッチング素子のオフ時にこのスイッチング素子
の負荷インピーダンスを小さくする様にする。
イッチング素子を交互にオン状態及びオフ状態とし、こ
のスイッチング素子に流れる電流を電圧制御することに
よシ発振周波数を制御する電圧制御発振回路において、
前記スイッチング素子のオフ時にこのスイッチング素子
の負荷インピーダンスを小さくする様にする。
以丁、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。尚
、各図において同一の符号は同様の対象を示す。″ 第4図はこの発明の実施例を示すものでToI)、第1
図の構成における負荷抵抗R1,R2の代υにPチャネ
ルMO8)ランジスタQ5.Q6を具えている。
、各図において同一の符号は同様の対象を示す。″ 第4図はこの発明の実施例を示すものでToI)、第1
図の構成における負荷抵抗R1,R2の代υにPチャネ
ルMO8)ランジスタQ5.Q6を具えている。
各MOSトランジスタQ5.Q6はスイッチング回路を
構成するNチャネルMOS)ランジスタQl、Q2にそ
れぞれ直列に接続されており、各トランジスタQl、Q
5及びトランジスタQ2゜Q6でゲートは共通に接続さ
れている。
構成するNチャネルMOS)ランジスタQl、Q2にそ
れぞれ直列に接続されており、各トランジスタQl、Q
5及びトランジスタQ2゜Q6でゲートは共通に接続さ
れている。
その他の構成で第1図と変わる処はなく、MOSト2ン
ジスタQ3.Q4がスイッチング回路のオンオフ周波数
をスイッチング素子Ql、Q2に流れる電流を電圧制御
する電源素子である点についても同様である。
ジスタQ3.Q4がスイッチング回路のオンオフ周波数
をスイッチング素子Ql、Q2に流れる電流を電圧制御
する電源素子である点についても同様である。
次に、この実施例の動作を説明する。
先ず、スイッチング素子であるMOSトランジスタQl
がオン状態であり、M0SトランジスタQ2がオフ状態
にある場合を考える。
がオン状態であり、M0SトランジスタQ2がオフ状態
にある場合を考える。
このとき、電源素子であるM0SトランジスタQ3.Q
4の印加電圧Viが低く従って発振周波数の低い場合は
、第2図(イ)、←)、(→について説明したと同様に
動作する。
4の印加電圧Viが低く従って発振周波数の低い場合は
、第2図(イ)、←)、(→について説明したと同様に
動作する。
また、a点の電位V、はダイオードD1の順方向電圧降
下■f纏でクランプされ、va =Voo−Vraとな
シ、b点、C点、d点の電位も第1図の説明と同様であ
る。
下■f纏でクランプされ、va =Voo−Vraとな
シ、b点、C点、d点の電位も第1図の説明と同様であ
る。
しかし、MOS)う/ジスタQ2.Q6のゲートにはa
点の電位V、が印加されておシ、NチャネルMOS)ラ
ンジスタQ2はオフ状態に、PチャネルMO8)ランジ
スタQ6はオン状態である。
点の電位V、が印加されておシ、NチャネルMOS)ラ
ンジスタQ2はオフ状態に、PチャネルMO8)ランジ
スタQ6はオン状態である。
従って、このときのb点の電位の電源電圧へのクランプ
は完全である。すなわち、例えばd点の電位変化dva
/d t=Ic/Coによシ、d点及びその付近の寄生
容量に対する充電々流等が、前述した高周波発振時の残
留電流としてMOS)う/ジスタQ6を流れても、d点
の電位はほとんど変化しない。これは、M0Sトランジ
スタQ6がオン状態にアシ、充分小さいインピーダンス
に保たれているためである。
は完全である。すなわち、例えばd点の電位変化dva
/d t=Ic/Coによシ、d点及びその付近の寄生
容量に対する充電々流等が、前述した高周波発振時の残
留電流としてMOS)う/ジスタQ6を流れても、d点
の電位はほとんど変化しない。これは、M0Sトランジ
スタQ6がオン状態にアシ、充分小さいインピーダンス
に保たれているためである。
ついで、コンデンサCoの充電に伴ってd点の電位が下
が11MO8)ランジスタQ2のゲート・ソース間電圧
v3.2が大きくなると、電流はMOSトランジスタQ
lからMOS)ランジスタQ2へ移行し、a点の電位は
電源電圧■DDにまたb点の電位はv b = Voo
−Vt aにクランプされる。このとき、MOSトラ
ンジスタQ5がオン状態となシ小インピーダンスを形成
する。
が11MO8)ランジスタQ2のゲート・ソース間電圧
v3.2が大きくなると、電流はMOSトランジスタQ
lからMOS)ランジスタQ2へ移行し、a点の電位は
電源電圧■DDにまたb点の電位はv b = Voo
−Vt aにクランプされる。このとき、MOSトラ
ンジスタQ5がオン状態となシ小インピーダンスを形成
する。
以上の如くして発振し、出力端子V、にa点の波形と同
様の出力電圧v、(第2図(イ))が出力される。この
ときの出力電圧の最大値v、h及び最小値v、tを示す
のが第5図である。すなわち、バイアス電流1cが大き
くなり発振周波数が高くなっても、出力振幅はほぼ一定
に保たれる。
様の出力電圧v、(第2図(イ))が出力される。この
ときの出力電圧の最大値v、h及び最小値v、tを示す
のが第5図である。すなわち、バイアス電流1cが大き
くなり発振周波数が高くなっても、出力振幅はほぼ一定
に保たれる。
第6図はこの発明の第2の実施例を示す系統図である。
同図によれば、第4図の実施例におけるクランプ用ダイ
オードDI、D2を、ダイオード接続したPチャネルM
O8)ランジスタD3.D4で代用している。
オードDI、D2を、ダイオード接続したPチャネルM
O8)ランジスタD3.D4で代用している。
この様なMOSダイオードD3.D4は、負荷インピー
ダンスとしてみると、バイポーラダイオードに比してイ
ンピーダンスが大きいため、スイッチング素子であるM
OS)う/ジスタQl。
ダンスとしてみると、バイポーラダイオードに比してイ
ンピーダンスが大きいため、スイッチング素子であるM
OS)う/ジスタQl。
Q2のトランスコンダクタンスは、第4図の実施例に比
べ、よシ小さくすることが出来、素子サイズの点で有利
である。
べ、よシ小さくすることが出来、素子サイズの点で有利
である。
第7図はこの発明の第3の実施例を示す系統図である。
同図によれば、第4図の実施例におけるスイッチングト
ランジスタQl、Q2の代シに、バイポーラトランジス
タQ7.Q8を用いている。
ランジスタQl、Q2の代シに、バイポーラトランジス
タQ7.Q8を用いている。
この実施例によれば、バイポーラトランジスタQ7.Q
8のトランスコンダクタンスが大きいため、第4図の実
施例に比べ、よシ広範囲の周波数で発振させることがで
きる。
8のトランスコンダクタンスが大きいため、第4図の実
施例に比べ、よシ広範囲の周波数で発振させることがで
きる。
第8図はこの発明の第4の実施例を示す系統図である。
同図によれば、第4図の実施例におけるクランプ用ダイ
オードDi、D2に加えて、このダイオードD1.D2
とそれぞれ直列に抵抗R3,R4を接続している。
オードDi、D2に加えて、このダイオードD1.D2
とそれぞれ直列に抵抗R3,R4を接続している。
この実施例によれば、ダイオードDi、D2の負荷イン
ピーダンスを直列抵抗R3,R,4で補強しており、ス
イッチング素子Ql、Q2のトランスコンダクタンスを
よシ小さくすることができる。
ピーダンスを直列抵抗R3,R,4で補強しており、ス
イッチング素子Ql、Q2のトランスコンダクタンスを
よシ小さくすることができる。
以上の様に構成することによシ、この発明によれば、次
の様な効果を奏する電圧制御発振回路を提供することが
できる。
の様な効果を奏する電圧制御発振回路を提供することが
できる。
(1)スイッチング素子の負荷がオン状態のMOSトラ
ンジスタで充分小さいインピーダンスに保持されている
ため、出力電圧は電源電圧あるいは電源電圧からダイオ
ードの順方向電圧降下を差引いた電位に強力にクランプ
される。この結果、高周波においても出力振幅が低周波
の場合と略変わらずに一定に保たれる。
ンジスタで充分小さいインピーダンスに保持されている
ため、出力電圧は電源電圧あるいは電源電圧からダイオ
ードの順方向電圧降下を差引いた電位に強力にクランプ
される。この結果、高周波においても出力振幅が低周波
の場合と略変わらずに一定に保たれる。
(2)出力振幅が一定に保たれる結果、出力電圧を波形
整形して取出す出力回路の構成が簡単になる。
整形して取出す出力回路の構成が簡単になる。
(3)シかも、前(1)項と同様の理由で、より高周波
においても発振が可能である。
においても発振が可能である。
第1図は従来の電圧制御発振回路の系統図、第2図及び
第3図は第1図の回路の動作を示す説明図、第4図はこ
の発明の第1の実施例の系統図、第5図は第4図の回路
の出力特性図、第6図乃至第8図は各々この発明の他の
実施例を示す系統図である。 Ql 、Q2・・・スイッチング素子、Q3.Q4・・
・電源素子、Q5.Q6・・・インピーダンス素子、D
l。 D2・・・クランプ用ダイオード。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 第1図 聾。。 C $74因 隼5図 10 $q図 $8 図
第3図は第1図の回路の動作を示す説明図、第4図はこ
の発明の第1の実施例の系統図、第5図は第4図の回路
の出力特性図、第6図乃至第8図は各々この発明の他の
実施例を示す系統図である。 Ql 、Q2・・・スイッチング素子、Q3.Q4・・
・電源素子、Q5.Q6・・・インピーダンス素子、D
l。 D2・・・クランプ用ダイオード。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 第1図 聾。。 C $74因 隼5図 10 $q図 $8 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一方がオン状態にあるとき他方がオフ状態にあるス
イッチング素子を有するスイッチング回路と、このスイ
ッチング回路の各スイッチング素子に流れる電流を電圧
制御することによシ前記スイッチング回路のオンオフ周
波数を制御する電源素子とを具えた電圧制御発振回路に
おいて、前記各スイッチング素子の負荷素子として前記
各スイッチング素子のオフ時にインピーダンスを小さく
するインピーダンス素子を具えたことを特徴とする電圧
制御発振回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の回路において、前記ス
イッチング素子、前記電源素子、及び前記インピーダン
ス素子は共にMOS)ランジスタであることを特徴とす
る電圧制御発振回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23722883A JPS60128709A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 電圧制御発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23722883A JPS60128709A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 電圧制御発振回路 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29313889A Division JPH02161809A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 論理回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60128709A true JPS60128709A (ja) | 1985-07-09 |
Family
ID=17012276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23722883A Pending JPS60128709A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 電圧制御発振回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60128709A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62163412A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Hitachi Ltd | 電圧制御発振器 |
JPH0294914A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Nec Corp | 電圧制御型発振器 |
WO1996042136A1 (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Voltage controlled oscillator which is insensitive to power supply voltage noise |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5147306A (ja) * | 1974-10-22 | 1976-04-22 | Tamura Electric Works Ltd | Koshudenwaki |
JPS53114335A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-05 | Hitachi Ltd | Free-running oscillator circuit of voltage control type |
JPS546443A (en) * | 1977-06-16 | 1979-01-18 | Sharp Corp | Voltage control oscillation circuit |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP23722883A patent/JPS60128709A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5147306A (ja) * | 1974-10-22 | 1976-04-22 | Tamura Electric Works Ltd | Koshudenwaki |
JPS53114335A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-05 | Hitachi Ltd | Free-running oscillator circuit of voltage control type |
JPS546443A (en) * | 1977-06-16 | 1979-01-18 | Sharp Corp | Voltage control oscillation circuit |
Cited By (5)
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JPH0428170B2 (ja) * | 1986-01-13 | 1992-05-13 | Hitachi Ltd | |
JPH0294914A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Nec Corp | 電圧制御型発振器 |
WO1996042136A1 (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Voltage controlled oscillator which is insensitive to power supply voltage noise |
US5739726A (en) * | 1995-06-13 | 1998-04-14 | Advanced Micro Devices, Inc. | High-speed voltage controlled oscillator having a level shifter for providing rail-to-rail output |
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