JPS62195911A - 発振回路 - Google Patents
発振回路Info
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- JPS62195911A JPS62195911A JP61037391A JP3739186A JPS62195911A JP S62195911 A JPS62195911 A JP S62195911A JP 61037391 A JP61037391 A JP 61037391A JP 3739186 A JP3739186 A JP 3739186A JP S62195911 A JPS62195911 A JP S62195911A
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Links
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は発振回路に関するもので、たとえば、制御電
圧に応じてその発振周波数が変化する電圧制御型発振回
路に利用して有効な技術に関するものである。
圧に応じてその発振周波数が変化する電圧制御型発振回
路に利用して有効な技術に関するものである。
電圧制御型発振回路については、たとえば特開昭52−
123851公報に記載されている。
123851公報に記載されている。
第・1図には、上記公報に記載された電圧制御型発振回
路の回路図が示されている。図において、発(膜回路は
PチャンネルMO3FETQ15およびN++ ンネル
MOS F E’l”Q l 6 ニより成る0MO3
(相補型MO3)インバータ回路と、インバータ回路I
V5を構成するC M (’l Sのゲート容量等から
なる負荷容量co’およびインバータ回路IV5、IV
6とにより構成されるリングオシレータ回路を基本とし
ている。すなわち、初段のCMOSインバータ回路を構
成するPチャンネルMO5FETQI 5およびNチャ
ンネルMo5FETQ16のゲートに最終段のインバー
タ回路■■6の出力がフィードハックされることで、こ
れらの3個のインバータ回路はリング状に接続される。
路の回路図が示されている。図において、発(膜回路は
PチャンネルMO3FETQ15およびN++ ンネル
MOS F E’l”Q l 6 ニより成る0MO3
(相補型MO3)インバータ回路と、インバータ回路I
V5を構成するC M (’l Sのゲート容量等から
なる負荷容量co’およびインバータ回路IV5、IV
6とにより構成されるリングオシレータ回路を基本とし
ている。すなわち、初段のCMOSインバータ回路を構
成するPチャンネルMO5FETQI 5およびNチャ
ンネルMo5FETQ16のゲートに最終段のインバー
タ回路■■6の出力がフィードハックされることで、こ
れらの3個のインバータ回路はリング状に接続される。
初段のCM OSインバータ回路の出力、すなわちノー
ドN1″の4位はP7−ヤンネルMO3FETQ15の
オン状態において、M OS F E T Q14およ
びQ15を介して負荷容量Co’ が電源電圧■rlo
によって充電されることで徐々にハイレベルとなる。こ
のハイVベルの信号はインバータ回路IV5およびI
V 6 ニよ/)遅延されMO3FETQ15およびQ
16のゲートに帰還されろ。
ドN1″の4位はP7−ヤンネルMO3FETQ15の
オン状態において、M OS F E T Q14およ
びQ15を介して負荷容量Co’ が電源電圧■rlo
によって充電されることで徐々にハイレベルとなる。こ
のハイVベルの信号はインバータ回路IV5およびI
V 6 ニよ/)遅延されMO3FETQ15およびQ
16のゲートに帰還されろ。
これにより、PA O、’:+ F E ′;”Qi5
はオフ状態となり、MO3FYシ゛T’Qi6がオン状
態となって、充電動作が停止するとともにM OS F
E T Q i (iおよびQ17を介して負荷容量
(、o ’ の放電が開始される。ノードN1゛の電位
がロジックスレッショルド電圧より低いローレベルとな
ると、このローレベルの信号はインバータ回路IV5お
よび工■6により遅延され、MOSFETQI 5およ
びQ16のゲートに帰還される。これにより、MOSF
ETQ16がオフ状態に、またMO3FETQ15がオ
ン状態となって再び負荷容flco’ の充電を開始す
る。このような充放電動作を繰り返すことにより、発振
動作が行われる。この発(辰周波数は、負荷容量Co’
の容量値と充電用電流源として働くPナヤンネルMO
3FETQI 4の電流値と放電用電流源として働くN
チャンネルMO3FETQITの電流(直およびインパ
ーク回路I■5およびIV6の遅延時間とにより決まる
周波数となる。上記電流源の電流値は、入力制御電圧V
inがNチャンネルMOSFETQI 3およびQ17
のゲートに入力され、またMOS F ETQ13のド
レイン電流が、電流ミラーを形成するPチャンネルMO
S F E”I’Q l 2を介してPチャンネルMO
SFETQ14に投↓されることで、入力電圧Vinに
応じた変化を呈する。これにより、上記回路は、入力制
御電圧Vtnによりその発振周波数が制御される電圧制
御型発(膜回路としての機能を持つ。
はオフ状態となり、MO3FYシ゛T’Qi6がオン状
態となって、充電動作が停止するとともにM OS F
E T Q i (iおよびQ17を介して負荷容量
(、o ’ の放電が開始される。ノードN1゛の電位
がロジックスレッショルド電圧より低いローレベルとな
ると、このローレベルの信号はインバータ回路IV5お
よび工■6により遅延され、MOSFETQI 5およ
びQ16のゲートに帰還される。これにより、MOSF
ETQ16がオフ状態に、またMO3FETQ15がオ
ン状態となって再び負荷容flco’ の充電を開始す
る。このような充放電動作を繰り返すことにより、発振
動作が行われる。この発(辰周波数は、負荷容量Co’
の容量値と充電用電流源として働くPナヤンネルMO
3FETQI 4の電流値と放電用電流源として働くN
チャンネルMO3FETQITの電流(直およびインパ
ーク回路I■5およびIV6の遅延時間とにより決まる
周波数となる。上記電流源の電流値は、入力制御電圧V
inがNチャンネルMOSFETQI 3およびQ17
のゲートに入力され、またMOS F ETQ13のド
レイン電流が、電流ミラーを形成するPチャンネルMO
S F E”I’Q l 2を介してPチャンネルMO
SFETQ14に投↓されることで、入力電圧Vinに
応じた変化を呈する。これにより、上記回路は、入力制
御電圧Vtnによりその発振周波数が制御される電圧制
御型発(膜回路としての機能を持つ。
上記従来の電圧制御型発振回路には次に示す問題点があ
ることが本発明者等によって明らかになっ゛た。すなわ
ち、発振回路の発振周波数が比較的高くなると、負荷容
量Coの容量値が小さくなり、相対的にリングオシレー
タの初段のCMOSインバータ回路を構成するPチャン
ネルMO3FETQ15およびNチャンネルMOSFE
TQI Gの共通接続されたゲート・ドレイン間に存在
する寄生容量Csの影響が無視できないものとなる。す
なわち、ノードN1° と最終段のインバータ回路の出
力端子とがこの寄生容1Jcsを介して交流的に結合さ
れることにより、電圧制御型発振回路としての発振周波
数の変動幅が抑えられるものである。このことは、発振
周波数の安定度から見ると好ましいことではあるが、半
導体集積回路化に伴い、回路素子のプロセスバラツキ等
が大きくなることにより、所望の周波数が得られないこ
とが生じる。
ることが本発明者等によって明らかになっ゛た。すなわ
ち、発振回路の発振周波数が比較的高くなると、負荷容
量Coの容量値が小さくなり、相対的にリングオシレー
タの初段のCMOSインバータ回路を構成するPチャン
ネルMO3FETQ15およびNチャンネルMOSFE
TQI Gの共通接続されたゲート・ドレイン間に存在
する寄生容量Csの影響が無視できないものとなる。す
なわち、ノードN1° と最終段のインバータ回路の出
力端子とがこの寄生容1Jcsを介して交流的に結合さ
れることにより、電圧制御型発振回路としての発振周波
数の変動幅が抑えられるものである。このことは、発振
周波数の安定度から見ると好ましいことではあるが、半
導体集積回路化に伴い、回路素子のプロセスバラツキ等
が大きくなることにより、所望の周波数が得られないこ
とが生じる。
この発明の目的は、簡単な回路構成でしかも比較的高い
周波数帯で比較的大きな発振周波数の制′御範囲を有す
る電圧制御型発振回路を提供することにある。
周波数帯で比較的大きな発振周波数の制′御範囲を有す
る電圧制御型発振回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
c問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、
負荷容量に対し断続的に充電あるいは放電を行う電流源
を、出力電圧に応じて充電経路あるいは放電経路を断続
的に形成するスイッチ手段と負荷容量との間に設け、あ
るいは、負荷容量に充電を行う充電用の電流源と負荷容
量の間の充電経路を形成するためのスイッチ手段を設け
ず、充電用の電流源よりも大きな値の電流を流し、充電
用の電流源との電流差によって負荷容量を断続的に放電
するための放電用の電流源を、放電経路を形成するため
のスイッチ手段と負荷容量との間に設けるものである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、
負荷容量に対し断続的に充電あるいは放電を行う電流源
を、出力電圧に応じて充電経路あるいは放電経路を断続
的に形成するスイッチ手段と負荷容量との間に設け、あ
るいは、負荷容量に充電を行う充電用の電流源と負荷容
量の間の充電経路を形成するためのスイッチ手段を設け
ず、充電用の電流源よりも大きな値の電流を流し、充電
用の電流源との電流差によって負荷容量を断続的に放電
するための放電用の電流源を、放電経路を形成するため
のスイッチ手段と負荷容量との間に設けるものである。
上記した手段によれば、スイッチ手段と負荷容量との間
に、等価的に無限大のインピーダンスを有する電流源が
設けられることで、スイッチ手段としてのMOS F
ETのゲート・ドレイン間容量等の寄生容量による負荷
容量と最終段のインバータ回路の出力との交流的結合が
なくなるため、比較的高い周波数帯で比較的大きな発振
周波数の制御範囲を有する電圧制御型発振回路が実現で
きるものである。
に、等価的に無限大のインピーダンスを有する電流源が
設けられることで、スイッチ手段としてのMOS F
ETのゲート・ドレイン間容量等の寄生容量による負荷
容量と最終段のインバータ回路の出力との交流的結合が
なくなるため、比較的高い周波数帯で比較的大きな発振
周波数の制御範囲を有する電圧制御型発振回路が実現で
きるものである。
第1図には、この発明を通用した電圧制御型発振回路の
一実施例となる回路図が示されている。
一実施例となる回路図が示されている。
同図の各回路素子は、公知のCMO3(相補型MO3)
集積回路の製造技術によって、1個の単結晶シリコンの
ような半導体基板上において形成される。同図において
PチャンネルMO3FETは、そのソースに矢印が付加
されてることにより、NチャンネルMOSFETと区別
される。
集積回路の製造技術によって、1個の単結晶シリコンの
ような半導体基板上において形成される。同図において
PチャンネルMO3FETは、そのソースに矢印が付加
されてることにより、NチャンネルMOSFETと区別
される。
特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコン
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOS
FETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース領
域、ドレイン領域およびソース領域とドレイン領域との
間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して
形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極から
構成される。PチャンネルMO3FETは、上記半導体
基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。こ
れによって、半導体基板は、その上に形成された複数の
NチャンネルMOS F ETの共通の基板ゲートを構
成する。N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャ
ンネルM OS F E T (D 基Fiゲグーを構
成する。PチャンネルMOS F ETの基板ゲートす
なわちN型ウェル領域は、第1図の電源端子VODに結
合される。
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOS
FETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース領
域、ドレイン領域およびソース領域とドレイン領域との
間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して
形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極から
構成される。PチャンネルMO3FETは、上記半導体
基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。こ
れによって、半導体基板は、その上に形成された複数の
NチャンネルMOS F ETの共通の基板ゲートを構
成する。N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャ
ンネルM OS F E T (D 基Fiゲグーを構
成する。PチャンネルMOS F ETの基板ゲートす
なわちN型ウェル領域は、第1図の電源端子VODに結
合される。
第1図の実施例では、充電用の電流源による充電経路を
形成するためのスイッチMOS F ETは設けられず
、発振回路の動作状態において、常時充電用電流源によ
る電流が供給される。一方、放電用の電流源は充電用電
流源の約2倍の大きさの電流を流すように設計され、出
力端子の電圧に応じて断続的に放電経路を形成するスイ
ッチMO3FE′rと負荷容量との間に設けられる。
形成するためのスイッチMOS F ETは設けられず
、発振回路の動作状態において、常時充電用電流源によ
る電流が供給される。一方、放電用の電流源は充電用電
流源の約2倍の大きさの電流を流すように設計され、出
力端子の電圧に応じて断続的に放電経路を形成するスイ
ッチMO3FE′rと負荷容量との間に設けられる。
同図において、ノードN1に結合された、たとえばイン
バータ回路IVIを構成するCMO3のゲート間容量と
して得られる負荷容量coの他の一方は接地電位Vss
に結合される。そのソースが電dIA電圧VDDに結合
されたPチャンネルMO3FE i’ Q 5は、その
ドレインがノードN1に結合され、負荷容量Coに充電
を行う電流源として働く。
バータ回路IVIを構成するCMO3のゲート間容量と
して得られる負荷容量coの他の一方は接地電位Vss
に結合される。そのソースが電dIA電圧VDDに結合
されたPチャンネルMO3FE i’ Q 5は、その
ドレインがノードN1に結合され、負荷容量Coに充電
を行う電流源として働く。
MO3FETQ5のゲートはPチャンネルMO3FET
QIのゲートと共通接続されることで電流ミラー形態と
され、そのソース・ドレイン電流はMOSFETQIの
ソース・ドレイン電流により制御される。Pチャンネル
MO3FETQIのソースは電源電圧VOOに結合され
、そのドレインはPチャンネルMO3FETQ2のソー
スに結合される。MOS F ETQ 2はそのゲート
とドレインが共通に接続されダイオード形態とされるこ
とにより、レベルシフト用として働く。MOS F E
TQ2のゲートおよびドレインはNチャンネルMO3F
ETQ3およびQ4の共通接続されたドレインに結合さ
れ、MO3FETQ3およびQ4のソースは接地電位V
ssに結合される。MO5FETQ3のゲートには、た
とえばPLL (フェーズ・口・7クド・ループ)回路
等における位相差検出回路の検出出力をLPF (ロー
・パス・フィルタ)に通して得られるような入力制御電
圧Vinが供給される。また、MO3FETQ4のゲー
トには、入力制御電圧Vinが入力されない時にも、自
走発振動作を行うようにするため、バイアス電圧■bが
供給される。MO3FETQ3およびQ4のドレイン電
流値が入力制御電圧Vinおよびバイアス電圧vbによ
り決まることにより、それらの合成電流を流すMO3F
ETQIのソース・ドレイン電流が決まり、これにより
、MOS F ETQlと電流ミラー形態とされたMO
3FETQ5、すなわち充電用電流源の電流値が決まる
。
QIのゲートと共通接続されることで電流ミラー形態と
され、そのソース・ドレイン電流はMOSFETQIの
ソース・ドレイン電流により制御される。Pチャンネル
MO3FETQIのソースは電源電圧VOOに結合され
、そのドレインはPチャンネルMO3FETQ2のソー
スに結合される。MOS F ETQ 2はそのゲート
とドレインが共通に接続されダイオード形態とされるこ
とにより、レベルシフト用として働く。MOS F E
TQ2のゲートおよびドレインはNチャンネルMO3F
ETQ3およびQ4の共通接続されたドレインに結合さ
れ、MO3FETQ3およびQ4のソースは接地電位V
ssに結合される。MO5FETQ3のゲートには、た
とえばPLL (フェーズ・口・7クド・ループ)回路
等における位相差検出回路の検出出力をLPF (ロー
・パス・フィルタ)に通して得られるような入力制御電
圧Vinが供給される。また、MO3FETQ4のゲー
トには、入力制御電圧Vinが入力されない時にも、自
走発振動作を行うようにするため、バイアス電圧■bが
供給される。MO3FETQ3およびQ4のドレイン電
流値が入力制御電圧Vinおよびバイアス電圧vbによ
り決まることにより、それらの合成電流を流すMO3F
ETQIのソース・ドレイン電流が決まり、これにより
、MOS F ETQlと電流ミラー形態とされたMO
3FETQ5、すなわち充電用電流源の電流値が決まる
。
一方、負荷容量COが結合されるノードN1には、もう
一つの放電用の電流源を構成するNチャンネルMO3F
ETQ6とQ7のドレインが共通に結合される。これら
のMO3FETQ6およびQ7のゲートには、充電用の
電流源を制御するMOS F E T Q 3およびQ
4の場合と同様に、人力制御電圧Vinおよびバイアス
電圧vbがそれぞれ供給される。これにより、負荷容量
COの放電時の電流値を決めるMO3FETQ6および
Q7のドレイン電流が制御される。MO3FETQ6お
よびQ7のソースはそのゲートに最終段のインバータ回
路の出力を受けるスイッチ用NチャンネルMO3FET
Q8のドレインに結合され、このMO3FETQ8のソ
ースは接地電位Vssに結合される。MO3FETQ8
は最終段のインバータ回路の出力電圧、すなわち出力端
子Voutの電圧がハイレベルの時オン状態となり、M
O3FETQ6およびQ7を介した負荷容量Coの放電
経路を形成する。
一つの放電用の電流源を構成するNチャンネルMO3F
ETQ6とQ7のドレインが共通に結合される。これら
のMO3FETQ6およびQ7のゲートには、充電用の
電流源を制御するMOS F E T Q 3およびQ
4の場合と同様に、人力制御電圧Vinおよびバイアス
電圧vbがそれぞれ供給される。これにより、負荷容量
COの放電時の電流値を決めるMO3FETQ6および
Q7のドレイン電流が制御される。MO3FETQ6お
よびQ7のソースはそのゲートに最終段のインバータ回
路の出力を受けるスイッチ用NチャンネルMO3FET
Q8のドレインに結合され、このMO3FETQ8のソ
ースは接地電位Vssに結合される。MO3FETQ8
は最終段のインバータ回路の出力電圧、すなわち出力端
子Voutの電圧がハイレベルの時オン状態となり、M
O3FETQ6およびQ7を介した負荷容量Coの放電
経路を形成する。
負荷容量coが結合されるノードN1には、その電位を
ロジックスレッショルド電圧により判定して後段に適当
な遅延時間をもって伝えるインバータ回路IVIおよび
IV2が直列に接続され、インバータ回路IV2の出力
はスイッチMO3FETQ8のゲートに供給されるとと
もに、この発振回路の出力信号として出力端子Vout
から外部に出力される。
ロジックスレッショルド電圧により判定して後段に適当
な遅延時間をもって伝えるインバータ回路IVIおよび
IV2が直列に接続され、インバータ回路IV2の出力
はスイッチMO3FETQ8のゲートに供給されるとと
もに、この発振回路の出力信号として出力端子Vout
から外部に出力される。
第2図には、上記電圧制御型発振回路の動作タイミング
図が示されている。図に示すように、負荷容QCoが結
合されるノードN1の電位は、PチャンネルMO3FE
TQ5により構成される電流源によって充電される。す
なわち、ノードN1の電位がインバータ回路IVIのロ
ジックスレッショルド電圧Vlthよりも低いローレベ
ルであると、インバータ回路IVIの出力はハイレベル
、インバータ回路IV2の出力は接地電位のようなロー
レベルとなり、放電用の回路を形成するMO3F E
’T” Q 8はオフ状態となり、MOS F ETQ
6およびQ7による放電回路は形成されない。したがっ
て、負荷容量CoはMO3FETQ5から供給される電
流により充電され、ノードN1の電位は徐々に上昇する
。ここで、前述のように、MO3FETQ5による充電
電流の値はMO3FETQ3およびMO3FETQ4の
ゲートに供給される入力制御電圧Vinおよびバイアス
電圧vbにより制御される。
図が示されている。図に示すように、負荷容QCoが結
合されるノードN1の電位は、PチャンネルMO3FE
TQ5により構成される電流源によって充電される。す
なわち、ノードN1の電位がインバータ回路IVIのロ
ジックスレッショルド電圧Vlthよりも低いローレベ
ルであると、インバータ回路IVIの出力はハイレベル
、インバータ回路IV2の出力は接地電位のようなロー
レベルとなり、放電用の回路を形成するMO3F E
’T” Q 8はオフ状態となり、MOS F ETQ
6およびQ7による放電回路は形成されない。したがっ
て、負荷容量CoはMO3FETQ5から供給される電
流により充電され、ノードN1の電位は徐々に上昇する
。ここで、前述のように、MO3FETQ5による充電
電流の値はMO3FETQ3およびMO3FETQ4の
ゲートに供給される入力制御電圧Vinおよびバイアス
電圧vbにより制御される。
ノードN1の電位が、インバータ回路IVIのロジック
スレッショルド電圧Vlthに達するとインバータ回路
IVIの出力は反転し、ハイレベルからローレベルとな
る。これを受けてインバータ回路IV2の出力、すなわ
ち出方端子Voutの電圧がローレベルからハイレベル
に反転する。これにより、スイッチM OS F E
T Q 8がオン状態となり、MO3FETQ6および
Q7による放電経路が形成される。前述のように、MO
3FETQ6およびQ7による放電電流の値は入力制御
電圧V i nおよびバイアス電圧vbにより制御され
、その電流値はたとえばMOS F ETQ 5による
充電電流の約2倍に設定されているため、ノードN1の
電位はその絶対値が充電時と同しような傾斜で徐々に低
下する。
スレッショルド電圧Vlthに達するとインバータ回路
IVIの出力は反転し、ハイレベルからローレベルとな
る。これを受けてインバータ回路IV2の出力、すなわ
ち出方端子Voutの電圧がローレベルからハイレベル
に反転する。これにより、スイッチM OS F E
T Q 8がオン状態となり、MO3FETQ6および
Q7による放電経路が形成される。前述のように、MO
3FETQ6およびQ7による放電電流の値は入力制御
電圧V i nおよびバイアス電圧vbにより制御され
、その電流値はたとえばMOS F ETQ 5による
充電電流の約2倍に設定されているため、ノードN1の
電位はその絶対値が充電時と同しような傾斜で徐々に低
下する。
ノードN1の電位が、インパーク回路fV1のロジンク
スレソショルド電圧Vlth以下に下がると、インバー
タ回路IVIの出力はローレベルからハイレベルに戻り
、続いてインバータ回路IV2の出力がハイレベルから
ローレベルとなる。これにより、スイッチMOS F
ETQ Bはオフ状態となり、M OS F E T
Q 6およびQ7による放電経路が断たれる。負荷容量
Coは再びMOSFETQ5により充電を開始され、以
上の動作を繰り返すことで発振が行われる。
スレソショルド電圧Vlth以下に下がると、インバー
タ回路IVIの出力はローレベルからハイレベルに戻り
、続いてインバータ回路IV2の出力がハイレベルから
ローレベルとなる。これにより、スイッチMOS F
ETQ Bはオフ状態となり、M OS F E T
Q 6およびQ7による放電経路が断たれる。負荷容量
Coは再びMOSFETQ5により充電を開始され、以
上の動作を繰り返すことで発振が行われる。
この発振回路の発振周波数は負荷容量Coの充放電時間
、すなわち充電用電流源を構成するMOS FE T
Q 5の充1!電流の値と放電用電流源を構成するMO
SFETQ6およびQ7の放ie電流の値およびインバ
ータ回路■■1、IV2による遅延時間によって決まる
。前述のように、これらの電流値は入力制御電圧Vin
およびバイアス電圧vbにより制御されるため、上記回
路は電圧制御型発振回路としての機能を有するものであ
る。また、上記回路は高集積化されているにもかかわら
ず、充電経路を形成するためのスイッチMO3FETが
設けられず、また等価的に無限大のインピーダンスを有
する放電用の電流源が放電経路を形成するためのスイッ
チMOS F ETとノードN1の間に設けられている
ため、ノードN1と最終段のインバータ回路IV2の出
力とがスイッチMO5FETのゲート・ドレイン間容量
等の寄生容量により交流結合される経路が断たれている
。したがって、比較的高い周波数帯で比較的大きな発振
周波数の制御範囲を持つ発振回路を実現することができ
る。
、すなわち充電用電流源を構成するMOS FE T
Q 5の充1!電流の値と放電用電流源を構成するMO
SFETQ6およびQ7の放ie電流の値およびインバ
ータ回路■■1、IV2による遅延時間によって決まる
。前述のように、これらの電流値は入力制御電圧Vin
およびバイアス電圧vbにより制御されるため、上記回
路は電圧制御型発振回路としての機能を有するものであ
る。また、上記回路は高集積化されているにもかかわら
ず、充電経路を形成するためのスイッチMO3FETが
設けられず、また等価的に無限大のインピーダンスを有
する放電用の電流源が放電経路を形成するためのスイッ
チMOS F ETとノードN1の間に設けられている
ため、ノードN1と最終段のインバータ回路IV2の出
力とがスイッチMO5FETのゲート・ドレイン間容量
等の寄生容量により交流結合される経路が断たれている
。したがって、比較的高い周波数帯で比較的大きな発振
周波数の制御範囲を持つ発振回路を実現することができ
る。
以上の本実施例に示されるように、この発明を電圧制御
型発振回路に適用した場合、次のような効果が得られる
。すなわち、 (11負荷容量に対し断続的に充電あるいは放電を行う
電流源と、それぞれの電流源に対応する電源電圧との間
に、出力電圧に応じて充電経路あるいは放電経路を形成
するスイッチ手段を設け、言い換えるならば、断続的に
充電経路あるいは放電経路を形成するためのスイッチ手
段と負荷容量の間に等価的に無限大のインピーダンスを
有する充電用あるいは放電用の電流源を設けることで、
スイッチ手段としてのMOSFETのゲート・ドレイン
間容量等の寄生容量による負荷容量と最終段のインバー
タ回路の出力との交流的結合がなくなるため、比較的高
い周波数帯で比較的大きな発振周波数の制御範囲を有す
る電圧制御型発振回路が実現できるという効果が得られ
る。
型発振回路に適用した場合、次のような効果が得られる
。すなわち、 (11負荷容量に対し断続的に充電あるいは放電を行う
電流源と、それぞれの電流源に対応する電源電圧との間
に、出力電圧に応じて充電経路あるいは放電経路を形成
するスイッチ手段を設け、言い換えるならば、断続的に
充電経路あるいは放電経路を形成するためのスイッチ手
段と負荷容量の間に等価的に無限大のインピーダンスを
有する充電用あるいは放電用の電流源を設けることで、
スイッチ手段としてのMOSFETのゲート・ドレイン
間容量等の寄生容量による負荷容量と最終段のインバー
タ回路の出力との交流的結合がなくなるため、比較的高
い周波数帯で比較的大きな発振周波数の制御範囲を有す
る電圧制御型発振回路が実現できるという効果が得られ
る。
(2)負荷容量に充電を行う充電用の電流源と負荷容量
の間の充電経路を形成するためのスイッチMO3FET
を設けず、充電用の電流源よりも大きな値の電流を流し
、充電用の電流源との電流差によって負荷容量を断続的
に放電するための放電用の電流源を、放電経路を形成す
るためのスイッチ手段と負荷容量との間に設けることで
、スイッチ手段としてのMOSFETのグー1−・ドレ
イン間容量等の寄生容量による負荷容量とM終段のイン
バータ回路の出力との交流結合がなくなるため、比較的
高い周波数帯で比較的大きな発振周波数の制御範囲を有
する電圧制御型発振回路が実現できるという効果が得ら
れる。
の間の充電経路を形成するためのスイッチMO3FET
を設けず、充電用の電流源よりも大きな値の電流を流し
、充電用の電流源との電流差によって負荷容量を断続的
に放電するための放電用の電流源を、放電経路を形成す
るためのスイッチ手段と負荷容量との間に設けることで
、スイッチ手段としてのMOSFETのグー1−・ドレ
イン間容量等の寄生容量による負荷容量とM終段のイン
バータ回路の出力との交流結合がなくなるため、比較的
高い周波数帯で比較的大きな発振周波数の制御範囲を有
する電圧制御型発振回路が実現できるという効果が得ら
れる。
(3)上記(1)項および(2)項により、半導体集積
回路化により、回路素子のプロセスバラツキ等によって
回路定数が変化しても、発振周波数の制御範囲が広いた
め、必要とする周波数を確実に得ることができるという
効果が得られる。
回路化により、回路素子のプロセスバラツキ等によって
回路定数が変化しても、発振周波数の制御範囲が広いた
め、必要とする周波数を確実に得ることができるという
効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、発儂回路を
第3図に示すような構成としてもよい。すなわち、入力
制御電圧Vinによりその電流値が制御さhる充電用電
流源ISlおよび放電用電流源152を負荷容Fil
e oが結合されるノードN1に結合し、上記各電流源
と電源電圧VDDあるいは回路の接地電位との間に、そ
れぞれ充電経路あるいは放電経路を断続的に形成するた
めのPチャンネルMo S F E′r”Q 10 。
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、発儂回路を
第3図に示すような構成としてもよい。すなわち、入力
制御電圧Vinによりその電流値が制御さhる充電用電
流源ISlおよび放電用電流源152を負荷容Fil
e oが結合されるノードN1に結合し、上記各電流源
と電源電圧VDDあるいは回路の接地電位との間に、そ
れぞれ充電経路あるいは放電経路を断続的に形成するた
めのPチャンネルMo S F E′r”Q 10 。
NチャンネルMOSFETQIIを設ける構成としても
よい。
よい。
また、第1図においては、充電用の電流源を常時ノード
Nlに接続し、放電用の電流源は最終段のインバータ回
路IV2の出力がハイレベルの時スイッチM OS F
E Tをオン状態とすることで放電経路を形成したが
、これと逆に、放電用の電流源を常時ノードN1に接続
し、最終段のインバータ回路の出力に応じてWI3N的
に充電経路を形成するスイッチMOSFETと負荷容量
(ノードN1)との間に充電用の電流源を設けるもので
あってもよい。この場合、充電用の電流源の電流値は放
電用の電流源の電流値の約2倍とすればよい。また、第
1図のNチャンネルMO3FETQ6およびC7により
構成される放電用の電流源は、同様に入力制御電圧Vi
nおよびバイアス電圧vbによりそのソース・ドレイン
電流が制御されるPチャンネルMO3FETQIと電流
ミラー形態により結合される複数段のMOS F ET
を介してそのソース・ドレイン電流が制御される一つの
MOSFETであってもよい。さらに、充電用電流源お
よび放電用電流源は、どちらか一方だけが入力制御電圧
V i nおよびバイアス電圧vbによって制御される
ものであってもよい。インバータ回路の段数や電流ミラ
ー回路の構成等、具体的な回路構成は種々の実施形態を
採りうるちのである。
Nlに接続し、放電用の電流源は最終段のインバータ回
路IV2の出力がハイレベルの時スイッチM OS F
E Tをオン状態とすることで放電経路を形成したが
、これと逆に、放電用の電流源を常時ノードN1に接続
し、最終段のインバータ回路の出力に応じてWI3N的
に充電経路を形成するスイッチMOSFETと負荷容量
(ノードN1)との間に充電用の電流源を設けるもので
あってもよい。この場合、充電用の電流源の電流値は放
電用の電流源の電流値の約2倍とすればよい。また、第
1図のNチャンネルMO3FETQ6およびC7により
構成される放電用の電流源は、同様に入力制御電圧Vi
nおよびバイアス電圧vbによりそのソース・ドレイン
電流が制御されるPチャンネルMO3FETQIと電流
ミラー形態により結合される複数段のMOS F ET
を介してそのソース・ドレイン電流が制御される一つの
MOSFETであってもよい。さらに、充電用電流源お
よび放電用電流源は、どちらか一方だけが入力制御電圧
V i nおよびバイアス電圧vbによって制御される
ものであってもよい。インバータ回路の段数や電流ミラ
ー回路の構成等、具体的な回路構成は種々の実施形態を
採りうるちのである。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるPLL回路の電圧制
御型発振回路に通用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、各種のC0DE
Cや制御回路等における電圧制御型発振回路や単一周波
数の発振回路として広く通用できる。本発明は、少なく
とも?!1liaな回路構成の発振回路を必要とする各
種の装置に通用できるものである。
をその背景となった利用分野であるPLL回路の電圧制
御型発振回路に通用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、各種のC0DE
Cや制御回路等における電圧制御型発振回路や単一周波
数の発振回路として広く通用できる。本発明は、少なく
とも?!1liaな回路構成の発振回路を必要とする各
種の装置に通用できるものである。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。すなわち、負荷容量に対し断続的に充電あるいは放
電を行う電流源を、出力電圧に応じて充電経路あるいは
放電経路を断続的に形成するスイッチ手段と負荷容量と
の間に設け、あるいは、負荷容量に充電を行う充電用の
電流源と負荷容量の間の充電経路を形成するためのスイ
ッチMOS F ETを設けず、充電用の電流源よりも
大きな直の電流を流し、充電用の電流源との電流差によ
って負荷容量を断続的に放電するための放電用の電流源
を、放電経路を形成するためのスイッチ手段と負荷容量
との間に設けることで、スイッチ手段としてのMOSF
ETのゲート・ドレイン間容量等の寄生容量による負t
i容門と最終段のインバータ回路の出力との交流結合が
なくなるため、比較的高い周波数帯で比較的大きな発振
周波数の制御範囲を有する電圧制御型発振回路が実現で
き、半導体!a積I12回路化により、回路素子のプロ
セスバラツキ等によって回路定数か変化しても、必要と
する周波数が確実に得られる発振回路を実現できるもの
である。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。すなわち、負荷容量に対し断続的に充電あるいは放
電を行う電流源を、出力電圧に応じて充電経路あるいは
放電経路を断続的に形成するスイッチ手段と負荷容量と
の間に設け、あるいは、負荷容量に充電を行う充電用の
電流源と負荷容量の間の充電経路を形成するためのスイ
ッチMOS F ETを設けず、充電用の電流源よりも
大きな直の電流を流し、充電用の電流源との電流差によ
って負荷容量を断続的に放電するための放電用の電流源
を、放電経路を形成するためのスイッチ手段と負荷容量
との間に設けることで、スイッチ手段としてのMOSF
ETのゲート・ドレイン間容量等の寄生容量による負t
i容門と最終段のインバータ回路の出力との交流結合が
なくなるため、比較的高い周波数帯で比較的大きな発振
周波数の制御範囲を有する電圧制御型発振回路が実現で
き、半導体!a積I12回路化により、回路素子のプロ
セスバラツキ等によって回路定数か変化しても、必要と
する周波数が確実に得られる発振回路を実現できるもの
である。
第1図は、この発明が適用された電圧制御型発振回路の
−・実施例を示す回路図、 第2図は、第1図の電圧制御型発振回路の動作タイミン
グ図、 第3図は、この発明が適用された電圧制御型発振回路の
もう一つの実施例を示す回路図、第4図は、従来の電圧
制御型発)辰回路の一例を示す回路図である。 Co−Co’ ・・・負荷容量、Cs・・・寄生容量
、Ql、C2、C5、QIO1Q12、Ql4、Ql5
・・・PチャンネルMosト’ET、C3、C4、Q6
〜QB、Qll、C13、Ql6、Q1?・・・Nチャ
ンネルMO3FET’、IVI 〜■V6− ・・−(
ンバータ回路、IsI・IS2・・・電流源、Nl ・
・ ・接続ノード。 代理人弁理士 小川 勝馬″7\ 、 ) 第1rIA Vss 第2図 −−−−−−−−−Vo。 第B 図 第4図
−・実施例を示す回路図、 第2図は、第1図の電圧制御型発振回路の動作タイミン
グ図、 第3図は、この発明が適用された電圧制御型発振回路の
もう一つの実施例を示す回路図、第4図は、従来の電圧
制御型発)辰回路の一例を示す回路図である。 Co−Co’ ・・・負荷容量、Cs・・・寄生容量
、Ql、C2、C5、QIO1Q12、Ql4、Ql5
・・・PチャンネルMosト’ET、C3、C4、Q6
〜QB、Qll、C13、Ql6、Q1?・・・Nチャ
ンネルMO3FET’、IVI 〜■V6− ・・−(
ンバータ回路、IsI・IS2・・・電流源、Nl ・
・ ・接続ノード。 代理人弁理士 小川 勝馬″7\ 、 ) 第1rIA Vss 第2図 −−−−−−−−−Vo。 第B 図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ノードN1と第1の電源電圧との間に結合された負
荷容量と、ノードN1と第2の電源電圧との間にあって
、上記負荷容量を断続的に充電する第1の電流源と、ノ
ードN1と第1の電源電圧との間にあって、上記負荷容
量を断続的に放電する第2の電流源と、ノードN1と出
力端子との間に設けられた直列形態の偶数個のインバー
タ回路と、上記第1の電流源と上記第2の電源電圧との
間にあって、上記出力端子の出力電圧に応じて断続的に
充電経路を形成する第1のスイッチ手段と、上記第2の
電流源と上記第1の電源電圧との間にあって、上記出力
端子の出力電圧に応じて断続的に放電経路を形成する第
2のスイッチ手段とを含むことを特徴とする発振回路。 2、ノードN1と第1の電源電圧との間に結合された負
荷容量と、ノートN1と第2の電源電圧との間にあって
、上記負荷容量を継続的に充電する第1の電流源と、ノ
ードN1と第1の電源電圧との間にあって、上記第1の
電流源より大きな値の電流を流し、上記第1の電流源と
の電流差によって、上記負荷容量を断続的に放電する第
2の電流源と、ノードN1と出力端子との間に設けられ
た直列形態の偶数個のインバータ回路と、上記第2の電
流源と上記第1の電源電圧との間にあって、上記出力端
子の出力電圧に応じて断続的に放電経路を形成するスイ
ッチ手段とを含むことを特徴とする発振回路。 3、上記第1の電流源および上記第2の電流源は、制御
電圧に応じてその電流値が変化するものであり、上記発
振回路は上記第1および第2の電流源の電流値、言い換
えると上記制御電圧の変化に応じてその発振周波数が変
化するものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項記載の発振回路。 4、上記第1および第2の電流源は、そのゲートに上記
制御電圧を受ける第1のMOSFETと、そのゲートに
バイアス電圧を受ける第2のMOSFETとをそれぞれ
含むものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
、第2項または第3項記載の発振回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61037391A JPS62195911A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61037391A JPS62195911A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 発振回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62195911A true JPS62195911A (ja) | 1987-08-29 |
Family
ID=12496227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61037391A Pending JPS62195911A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 発振回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62195911A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268232A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 遅延回路 |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP61037391A patent/JPS62195911A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268232A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 遅延回路 |
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