KR20070109425A - Oscillator circuit - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 오실레이터를 상세히 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a conventional oscillator in detail.
도 2는 본 발명의 오실레이터를 상세히 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram showing in detail the oscillator of the present invention.
도 3(a)는 도 1 및 도 2의 오실레이터 회로의 전원전압 변화에 따른 주기변화를 비교한 그래프이다.FIG. 3A is a graph comparing periodic changes according to changes in power supply voltages of the oscillator circuits of FIGS. 1 and 2.
도 3(b)는 도 1 및 도 2의 오실레이터 회로의 온도 변화에 따른 주기변화를 비교한 그래프이다.FIG. 3B is a graph comparing period change according to temperature change of the oscillator circuit of FIGS. 1 and 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
210 : 제 1 인버터 220 : 제 2 인버터210: first inverter 220: second inverter
230 : 레퍼런스 회로 240 : SR 래치230: reference circuit 240: SR latch
본 발명은 오실레이터에 관한 것으로서, 특히 SR-래치를 구비한 오실레이터 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an oscillator, and more particularly to an oscillator circuit with an SR-latch.
일반적으로 메모리, IC 칩 등에서는 내부 장치들을 동작시키기 위하여 내부 클럭이 사용된다. 플래시 메모리(flash memory)에서는 마이크로 컨트롤러(micro controller)나 펌프(pump) 회로등에서 내부 클럭이 사용되는데 이러한 내부 클럭을 발생시키는 회로가 오실레이터 회로이다. 오실레이터 회로 중 가장 기본적인 회로는 홀수개의 인버터를 링 구조로 연결하여 클럭을 발생시키는 링 오실레이터이다. 이러한 구조는 간단하지만 공정, 전원전압, 온도 등의 변화(PVT variation)가 생기면 주기가 크게 변할 수 있다. 내부 클럭의 주기는 시스템의 동작에 큰 영향을 끼친다. 이를 개선하기 위하여 정전류원을 인버터에 연결하거나 저항, 캐패시터 및 슈미트 트리거(schmitt triger) 또는 비교기를 포함시켜 RC 지연효과가 주기를 결정하게 하는 회로가 많이 사용된다. 그러나 이러한 경우에도 공정, 전원전압, 온도 등의 변화에 의하여 저항값의 변화가 생기는데 이러한 저항값의 변화에 의하여 주기가 변하게 된다. In general, an internal clock is used to operate internal devices in a memory or an IC chip. In flash memory, an internal clock is used in a microcontroller or a pump circuit, and the circuit for generating the internal clock is an oscillator circuit. The most basic circuit among oscillator circuits is a ring oscillator that connects an odd number of inverters in a ring structure to generate a clock. Although this structure is simple, the period may change significantly when PVT variations occur in the process, power supply voltage, and temperature. The period of the internal clock greatly affects the operation of the system. To improve this, many circuits are used that connect a constant current source to the inverter or include resistors, capacitors and a schmitt trigger or comparator to allow the RC delay effect to determine the period. However, even in this case, a change in the resistance value occurs due to a change in process, power supply voltage, temperature, and the like, and the period changes due to the change in the resistance value.
도 1은 종래의 오실레이터를 상세히 도시한 회로도이다. 오실레이터(10)는 제 1 및 제 2 인버터(11 및 12), 제 1 및 제 2 캐패시터(CP1 및 CP2), 레퍼런스 회로(13), 제 1 및 제 2 비교기(CR1 및 CR2), 트랜지스터들(P3 및 N3) 및 SR 래치(14)를 포함한다. 제 1 인버터(11)와 제 2 인버터(12)는 각각 상반된 신호(INP 및 /INP)를 입력받고 노드(K1 및 K2)를 통해 제 1 및 제 2 비교기(CR1 및 CR2)에 신호를 인가한다. 레퍼런스 회로(13)는 기준전압(Vref)을 발생하여 제 1 및 제 2 비교기(CR1 및 CR2)에 인가한다. 제 1 및 제 2 비교기(CR1 및 CR2)의 출력이 바뀌면 SR 래치(14)에 입력되는 신호가 바뀌게 되고, 이로 인해, 클럭신호(clk)가 바뀌게 된다. 그러므로, 주기가 빨라지려면 인버터들(IN1 및 IN2)의 디스차지 시간이 빠를 때, 즉, 기준전압(Vref)이 높을 때이다. 레퍼런스 회로(13)에서, 전원전 압(Vdd)이 높아지게 되면 노드(K1 및 K2)에 인가되는 전압도 높아지게 된다. 그러면, 인버터(IN1 및 IN2)를 통한 디스차지 시간은 늘어나게 된다. 또한, 오실레이터(10)의 클럭신호(clk) 주기는 기준전압(Vref)이 높아짐에 따라 줄어든다. 이로 인해, 전원전압(Vdd)의 변화에 따른 전체적인 오실레이터(10)의 클럭신호(clk) 주기는 서로 보상된다고 볼 수 있다. 1 is a circuit diagram illustrating a conventional oscillator in detail. The
그러나, 온도가 높아져도 레퍼런스 회로(13)의 기준전압(Vref)은 일정한 전압으로 출력되어서 클럭신호(clk)의 주기는 증가하게 된다. However, even when the temperature increases, the reference voltage Vref of the
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 SR 래치를 구비한 오실레이터에서 주기를 결정하는 부분을 비교기의 두 입력으로 나누고, 두 입력으로 들어오는 신호가 외부 환경에 의해 주기의 변화를 서로 보상할 수 있는 방향으로 변화시켜 전체적인 주기가 일정하도록 하는 레퍼런스 회로를 구비한 오실레이터 회로를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to divide the period determining portion of the oscillator with the SR latch into two inputs of the comparator, the direction that the signals coming from the two inputs can compensate for the change in the period by the external environment The present invention provides an oscillator circuit having a reference circuit which is changed so that the overall period is constant.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 오실레이터 회로는, 제 1 입력신호를 반전시키기 위한 제 1 인버터, 제 2 입력신호를 반전시키기 위한 제 2 인버터, 전원전압과 온도변화에 따라 가변되는 기준전압을 생성하는 레퍼런스 회로, 상기 제 1 인버터의 출력과 상기 레퍼런스 회로의 출력을 비교하기 위한 제 1 비교기, 상기 제 2 인버터의 출력과 상기 레퍼런스 회로의 출력을 비교하기 위한 제 2 비교기, 및 상기 제 1 및 제 2 비교기의 출력에 따라 클럭신호를 생성하는 SR 래치를 포함하는 오실레이터를 포함한다. The oscillator circuit according to the present invention for achieving the above technical problem, the first inverter for inverting the first input signal, the second inverter for inverting the second input signal, a reference variable that varies with power supply voltage and temperature change A reference circuit for generating a voltage, a first comparator for comparing an output of the first inverter and an output of the reference circuit, a second comparator for comparing an output of the second inverter and an output of the reference circuit, and the first comparator And an oscillator including an SR latch for generating a clock signal in accordance with the outputs of the first and second comparators.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 2는 본 발명의 오실레이터를 상세히 도시한 회로도이다. 오실레이터(200)는 제 1 및 제 2 인버터(210 및 220), 제 1 및 제 2 캐패시터(C1 및 C2), 레퍼런스 회로(230), 제 1 및 제 2 비교기(CM1 및 CM2), 트랜지스터들(PT3 및 NT5) 및 SR 래치(240)를 포함한다. 제 1 인버터(210)는 PMOS 트랜지스터(PT1), NMOS 트랜지스터(NT1) 및 저항(R1)을 포함한다. PMOS 트랜지스터(PT1)는 전원전압(Vdd)과 제 1 노드(D1)간에 접속되어 입력신호(INP)에 응답하여 동작한다. NMOS 트랜지스터(NT1)는 제 1 노드(D1)와 접지전압(Vss) 사이에 접속되어 입력신호(INP)에 응답하여 동작한다. 저항(R1)은 제 1 노드(D1)와 NMOS 트랜지스터(NT1) 사이에 접속하여 지연된 신호(L1)를 발생한다. 제 2 인버터(220)는 PMOS 트랜지스터(PT2), NMOS 트랜지스터(NT2) 및 저항(R2)을 포함한다. PMOS 트랜지스터(PT2)는 전원전압(Vdd)과 제 2 노드(D2)간에 접속되어 반입력신호(/INP)에 응답하여 동작한다. NMOS 트랜지스터(NT2)는 제 2 노드(D2)와 접지전압(Vss) 사이에 접속되어 반입력신호(/INP)에 응답하여 동작한다. 저항(R2)은 제 2 노드(D2)와 NMOS 트랜지스터(NT2) 사이를 접속하여 지연된 신호(L2)를 발생한다. 제 1 및 제 2 캐패시터(C1 및 C2)는 신호(L1 및 L2)를 지연시킨다. 레퍼런스 회로(230)는 NMOS 트랜지스터들(NT3 및 NT4) 및 저항들(R3~R5)을 포함한다. 저항(R3)은 전원전압(Vdd)과 노드(D6)간에 접속된다. 저항(R4)은 노드(D6)와 노드(D5)간에 접속된다. 가변저항(R5)은 노드(D5)와 접지전압(Vss)간에 접속된다. 다이오드 접속구조의 NMOS 트랜지스터(NT3)는 전원전압(Vdd)과 노드(D4)간에 접속되는데, 전원전압(Vdd)에 응답하여 전원전압(Vdd)을 노드(D4)를 통해 전달한다. 다이오드 접속구조의 NMOS 트랜지스터(NT4)는 노드(D4)의 전위에 응답하여 노드(D4)의 전위를 노드(D5)를 통해 전달한다. 제 1 비교기(CM1)는 기준전압(Vref)보다 높은 레벨의 신호(L1)가 인가되면, 인가된 신호(L1)를 반전하여 출력한다. 제 2 비교기(CM2)는 기준전압(Vref)보다 높은 레벨의 신호(L2)가 인가되면, 인가된 신호(L2)를 반전하여 출력한다. PMOS 트랜지스터(PT3) 및 NMOS 트랜지스터(NT5)는 인에이블 스위치이다. PMOS 트랜지스터(PT3)는 전원전압과 노드(D7)간에 접속되어 인에이블 신호(EN)에 응답하여 동작한다. NMOS 트랜지스터(NT5)는 접지전압(Vss)과 노드(D8)간에 접속되어 인에이블바 신호(ENb)에 응답하여 동작한다. PMOS 및 NMOS 트랜지스터(PT3 및 NT5)는 래치를 초기화할 때 턴 온 된다. 인버터(IV1 및 IV2)는 제 1 및 제 2 비교기(CM1 및 CM2)의 출력신호(BL1 및 BL2)를 반전하여 출력한다. SR 래치(240)는 낸드게이트들(NG1 및 NG2)로 이루어진다. SR 래치(240)는 인버터(IV1 및 IV2)의 출력신호에 응답하여 클럭신호(clk)를 출력한다.2 is a circuit diagram showing in detail the oscillator of the present invention. The
오실레이터(200)는 다음과 같이 동작한다. 제 1 및 제 2 인터버(210 및 220)는 입력신호(INP 및 /INP)에 응답하여 제 1 및 제 2 신호(L1 및 L2)를 발생한다. 제 1 및 제 2 캐패시터(C1 및 C2)는 제 1 및 제 2 신호(L1 및 L2)를 지연시킨다. 기준전압(Vref)은 전원전압(Vdd)이 증가할 경우, 전원전압(Vdd)에서 저항(R5)의 전압을 뺀 만큼의 전압이 인가된다. 따라서, 전원전압(Vdd)의 증가폭이 저항(R5)을 흐르는 전류의 증가폭보다 크므로 기준전압(Vref)은 증가하게 된다. 또한, 기준전압(Vref)은 온도가 증가함에 따라, 증가하게 된다. 이는, NMOS 트랜지스터들(NT3 및 NT4)의 문턱전압이 온도가 증가함에 따라 감소하므로, 노드(D5)의 전위는 높아지게 되고, 저항들(R3 및 R4)간의 흐르는 전류는 감소하게 된다. 따라서, 저항(R5)에 흐르는 전류는 감소하고 기준전압(Vref)은 증가하게 된다. 기준전압(Vref)이 증가하면 그만큼 클럭의 주기도 감소하게 되므로 전체회로의 클럭신호는 일정하게 보상된다. 인버터들(IV1 및 IV2)은 제 1 및 제 2 비교기(CM1 및 CM2)의 출력신호들(BL1 및 BL2)을 반전시킨다. SR 래치부(240)는 인버터들(IV1 및 IV2)의 출력신호들에 응답하여 클럭신호(clk)를 출력한다.The
도 3(a) 및 도 3(b)는 종래와 본 발명의 오실레이터(200) 주기 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3(a)는 전원전압에 따른 주기 변화를 나타낸 그래프이고, 도 3(b)는 온도에 따른 주기 변화를 나타낸 그래프이다. 도 1 및 도 2의 오실레이터 회로의 전원전압(Vdd)의 변화에 따른 주기변화를 비교한 그래프이다. 도 2에서 설명한 바와 같이 전원전압과 온도가 증가하여도 클럭신호의 주기변화폭이 크지 않을을 그래프로 알 수 있다.3 (a) and 3 (b) are graphs showing cycle changes of the
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님 을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 SR 래치를 구비한 오실레이터 회로는, 외부 환경에 의해 주기의 변화를 서로 보상할 수 있는 방향으로 변화시켜 일정한 주기를 출력하는 레퍼런스 회로에 의해 안정적인 동작을 가능하게 할 수 있다.As described above, the oscillator circuit having the SR latch according to the present invention can be stably operated by a reference circuit which outputs a constant period by changing the period change in a direction that can compensate for each other by an external environment. can do.
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Cited By (1)
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CN111756355A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Quadrature clock generating circuit and method thereof |
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2006
- 2006-05-11 KR KR1020060042359A patent/KR20070109425A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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CN111756355A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Quadrature clock generating circuit and method thereof |
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