SU1345165A1 - Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit - Google Patents

Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit Download PDF

Info

Publication number
SU1345165A1
SU1345165A1 SU853983399A SU3983399A SU1345165A1 SU 1345165 A1 SU1345165 A1 SU 1345165A1 SU 853983399 A SU853983399 A SU 853983399A SU 3983399 A SU3983399 A SU 3983399A SU 1345165 A1 SU1345165 A1 SU 1345165A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistor
output
bus
channel transistor
source
Prior art date
Application number
SU853983399A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович Андреев
Евгений Вигдорович Красник
Софья Владимировна Маеркович
Original Assignee
Ленинградское Производственное Объединение "Электронприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградское Производственное Объединение "Электронприбор" filed Critical Ленинградское Производственное Объединение "Электронприбор"
Priority to SU853983399A priority Critical patent/SU1345165A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1345165A1 publication Critical patent/SU1345165A1/en

Links

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к элект- ронньм приборам времени. Цель изобретени  -. снижение потребл емой мощности . Устройство содержит отрицательную 1 и общую 2 шины первичного источника питани , опорный р-каналь- ный транзистор 3, р-канальный транзистор 4, резисторы 5, 10 и 14, кварцевый генератор 6, делитель 7 частоты , шину п-канальныи транзистор 9, транзистор-регул тор 11 тока нагрузки , генератор 12 емкостного тока, опорньш п-канапьный транзистор 13 и . шину 15 питани . Введение новых эле- . ментов и образование новых св зей между элементами устройства позвол ет уменьшить уровень потерь энергии, т.к. уменьшение напр жений питани  кварцевого генератора 6 до величины меньшей, чем сумма пороговых напр жений р-канального и 4 и п-каналь- ного 9 транзисторов, исключа ет сквоз- . ной ток инвертирующего усилител  за счет перезар да входной и выходной мощностей генератора 12 емкостного тотса. 4 ил. i (Л 1 01 О5 СПThe invention relates to electronic time devices. The purpose of the invention is. reduced power consumption. The device contains negative 1 and common 2 busses of the primary power supply, reference p-channel transistor 3, p-channel transistor 4, resistors 5, 10 and 14, crystal oscillator 6, frequency divider 7, bus p-channel transistor 9, transistor -controller 11 load current, generator 12 of capacitive current, suppressor p-tap transistor 13 and. bus 15 power. The introduction of new ele. new connections between the elements of the device allows to reduce the level of energy loss, since reducing the supply voltage of the crystal oscillator 6 to a value less than the sum of the threshold voltages of the p-channel and 4 and p-channel 9 transistors, eliminates through-. Inverting amplifier current due to overcharging of input and output powers of capacitor total generator 12. 4 il. i (L 1 01 O5 SP

Description

Изобретение относитс  к электронным приборам времени и может быть использовано дл  создани  автономных наручных часов в виде интегральной схемы на комплиментарных (взаимно- дополн ющих) металл-окисел-полупроводниковых логических элементах (на КМОП логических элементах).The invention relates to electronic time devices and can be used to create autonomous watches in the form of an integrated circuit on complementary (mutually complementary) metal oxide semiconductor logic elements (on CMOS logic elements).

Целью изобретени   вл етс  снижение потребл емой мощности в часовой КМОП интегральной схеме.The aim of the invention is to reduce power consumption per hour CMOS integrated circuit.

На фиг. 1 приведена электрическа  структурна  схема стабилизатора; наFIG. 1 shows the electrical structure of the stabilizer; on

фиг. 2 - электрическа  функциональна  g зистора-регул тора 11 тока нагрузки.FIG. 2 - electric functional g of the resistor-controller 11 load current.

схема генератора емкостного тока; на фиг. 3 - электрическа  функциональна  схема кварцевого генератора; на фиг. 4 - электрическа  функциональна  схема делител  частоты.capacitive current generator circuit; in fig. 3 - electric functional circuit of the quartz oscillator; in fig. 4 - electrical functional frequency divider circuit.

2020

Первый выход кварцевого генератора 6 соединен со вторым входом генератора 12 емкостного питани , первьй выход которого подключен к затвору нагрузочного р-канального транзистора 4, затвору опорного р-канального транзистора 3 и через первый резистор 5 - к стоку опорного р-канального транзистора 3 и к затвору опорного п-канального тразистора 13, соединенного своим истоком со вторым выходом генератора 12 емкостного тока и через третий резистор 14 со своей подложкой и с шиной 15 стабилизированного питани . Шина 15 стабилизированного питани  подключена к входу стабилизированного питани  делител  7 частоты, второй выход которого соединен с затвором п-канального транзистора 9 форсажа, сток которого соединен с истоком п-канального транзистора 13, подключенного своим стоком к стоку нагрузочного р-канального транзистора 4, у которого подложка и сток соединены с общей шиной первичного источника питани . Отрицательна  шина первичного источника питани  соединена через второй резистор 10 с истоком транзистора-регул тора 11 тока нагрузки, с истоком и подложкой п-канального транзистора 9 форсажа и со входом питани  генератора 12 емкостного тока, первый вход которого подключен к второму выходу кварцевого генератора 6,The first output of the crystal oscillator 6 is connected to the second input of the capacitor power generator 12, the first output of which is connected to the gate of the load p-channel transistor 4, the gate of the reference p-channel transistor 3 and through the first resistor 5 to the drain of the reference p-channel transistor 3 and to the gate of the reference p-channel transistor 13, connected by its source to the second output of the capacitive current generator 12 and through the third resistor 14 to its substrate and to the bus 15 of stabilized power. The stabilized power supply bus 15 is connected to the stabilized power input of the frequency divider 7, the second output of which is connected to the gate of the n-channel transistor 9, the drain of which is connected to the source of the n-channel transistor 13 connected to the drain of the load p-channel transistor 4, y the substrate and drain are connected to the common bus of the primary power source. The negative bus of the primary power supply is connected through the second resistor 10 to the source of the transistor-regulator 11 of the load current, to the source and substrate of the n-channel after-load transistor 9 and to the power input of the capacitive current generator 12, the first input of which is connected to the second output of the crystal oscillator 6,

Стабилизатор содержит (см. фиг.1) общую и отрицательную шины первичного источника питани  1 и 2, опорный р-канальный транзистор 3, нагрузочный р-канальный транзистор 4, первый резистор 5, кварцевый генератор 6, делитель 7 частоты,выходную шину 8,п- канальньй транзистор форсажа 9, второй резистор 10, транзистор-регул тор 11 тока нагрузки, генератор 12 емкостного тока, опорньй п-канальньй транзистор 13, третий резистор 14 и шину 15 стабилизированного питани .The stabilizer contains (see Fig. 1) common and negative busses of the primary power source 1 and 2, the reference p-channel transistor 3, the load p-channel transistor 4, the first resistor 5, the crystal oscillator 6, the frequency divider 7, the output bus 8, p-channel after-load transistor 9, the second resistor 10, the transistor-regulator 11 of the load current, the capacitor current generator 12, the p-channel transistor 13, the third resistor 14 and the stabilized power supply bus 15.

Генератор 12 емкостного тока (фиг. 2) содержит сглаживающий конденсатор 16, первый и второй коммутационные транзисторы 17 и 18, первый и второй коммутируемые конденсаторы 19 и 20 и третий и четвертый коммутационные транзисторы 21 и 22,Capacitive current generator 12 (FIG. 2) comprises a smoothing capacitor 16, first and second switching transistors 17 and 18, first and second switched capacitors 19 and 20, and third and fourth switching transistors 21 and 22,

Кварцевьш генератор 6 (фиг. 3) содержит р-канальный транзистор 23, п- канальный транзистор 24, резистор 25 обратной св зи, кварцевый резонатор 26, входной конденсатор 27 и выходной конденсатор 28.The quartz generator 6 (FIG. 3) contains a p-channel transistor 23, a p-channel transistor 24, a feedback resistor 25, a crystal oscillator 26, an input capacitor 27 and an output capacitor 28.

Делитель 7 частоты (фиг. 4) содержит инвертор 29, последовательную цепь нагруженных друг на друга триггеров 30-46, конденсатор 47, резистор 48, триггер 49, транзистор 50, нагрузочный резистор 51, транзистор 52 и резистор 53, выход 54.Frequency divider 7 (FIG. 4) contains an inverter 29, a series circuit of loaded triggers 30-46, a capacitor 47, a resistor 48, a trigger 49, a transistor 50, a load resistor 51, a transistor 52 and a resistor 53, output 54.

Обща  шина первичного источника 1 питани  соединена с истоком и подложкой опорного р-канального транзистора 3, с общими входами питани  кварцевого генератора 6 и делител  |7 частоты, вход которого подключен кThe common bus of the primary power source 1 is connected to the source and the substrate of the reference p-channel transistor 3, to the common power inputs of a crystal oscillator 6 and a frequency divider | 7, the input of which is connected to

первому выходу кварцевого генератора 6, соединенного своим входом питани  к шине.15 стабилизированного питани .a first output of a quartz oscillator 6 connected by its power input to the bus 15 of stabilized power.

Выходна  шина 8 подключена к первому выходу делител  7 частоты, вход первичного питани  которого соединен с отрицательной шиной 2 первичного питани  и подложкой транзистора-регул тора 11 тока нагрузки, подключенного своим затвором к стоку опорного п-канального транзистора 13, у которого исток соединен со стоком транg зистора-регул тора 11 тока нагрузки.The output bus 8 is connected to the first output of the frequency divider 7, the primary power input of which is connected to the negative bus 2 of the primary power and the substrate of the transistor-regulator 11 of the load current connected to the drain of the reference p-channel transistor 13, whose source is connected to the drain transistor transistor controller 11 load current.

00

5five

00

5five

00

5five

00

5555

Первый выход кварцевого генератора 6 соединен со вторым входом генератора 12 емкостного питани , первьй выход которого подключен к затвору нагрузочного р-канального транзистора 4, затвору опорного р-канального транзистора 3 и через первый резистор 5 - к стоку опорного р-канального транзистора 3 и к затвору опорного п-канального тразистора 13, соединенного своим истоком со вторым выходом генератора 12 емкостного тока и через третий резистор 14 со своей подложкой и с шиной 15 стабилизированного питани . Шина 15 стабилизированного питани  подключена к входу стабилизированного питани  делител  7 частоты, второй выход которого соединен с затвором п-канального транзистора 9 форсажа, сток которого соединен с истоком п-канального транзистора 13, подключенного своим стоком к стоку нагрузочного р-канального транзистора 4, у которого подложка и сток соединены с общей шиной первичного источника питани . Отрицательна  шина первичного источника питани  соединена через второй резистор 10 с истоком транзистора-регул тора 11 тока нагрузки, с истоком и подложкой п-канального транзистора 9 форсажа и со входом питани  генератора 12 емкостного тока, первый вход которого подключен к второму выходу кварцевого генератора 6,The first output of the crystal oscillator 6 is connected to the second input of the capacitor power generator 12, the first output of which is connected to the gate of the load p-channel transistor 4, the gate of the reference p-channel transistor 3 and through the first resistor 5 to the drain of the reference p-channel transistor 3 and to the gate of the reference p-channel transistor 13, connected by its source to the second output of the capacitive current generator 12 and through the third resistor 14 to its substrate and to the bus 15 of stabilized power. The stabilized power supply bus 15 is connected to the stabilized power input of the frequency divider 7, the second output of which is connected to the gate of the n-channel transistor 9, the drain of which is connected to the source of the n-channel transistor 13 connected to the drain of the load p-channel transistor 4, y the substrate and drain are connected to the common bus of the primary power source. The negative bus of the primary power supply is connected through the second resistor 10 to the source of the transistor-regulator 11 of the load current, to the source and substrate of the n-channel after-load transistor 9 and to the power input of the capacitive current generator 12, the first input of which is connected to the second output of the crystal oscillator 6,

Вход питани  генератора 12 емкостного тока соединен с первыми обкладками обоих коммутируемых конденсаторов 19 и 20. Второй вход генератора 12 емкостного тока подключен к затворам второго и третьего коммутационных транзисторов 18 и 21, а объединенные подложка и исток третьего и четвертого коммутационных транзисторов 21 и 22 соединены друг с другом и подключены к второму выходу генератора 1 2 емкостного тока.The power input of the capacitive current generator 12 is connected to the first plates of both switched capacitors 19 and 20. The second input of the capacitive current generator 12 is connected to the gates of the second and third switching transistors 18 and 21, and the combined substrate and source of the third and fourth switching transistors 21 and 22 are connected to each other with a friend and connected to the second generator output 1 2 capacitive current.

Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.

Подключение к стабилизатору первичного источника питани  Е, вызывает единичный (отрицательный) перепад напр жени , которьй через разр женный конденсатор 47 (см. фиг.4) поступает на входы R обнулени  триг- .геров 30, 31-45, 46 и на вход S триггера 49. На втором выходе делител  7 частоты (см. фиг. 1) по вл етс  при этом нулевой уровень напр жени  общей шины 1, формируемый инвертором на транзисторе 50 и резисторе 51. Транзистор 9 при этом отпираетс , на его стоке устанавливаетс  напр жение Е . Возникли услови  дл  ускоренного и надежного запуска генератора 6. Поле запуска генератора 6 на вход делител  7 частоты поступают импульсы напр жени . Однако, триггеры 30, 31- 45,46 остаютс  заблокированными до тех пор пока напр жение на их вхо- дах R превышает по абсолютной величине порог обнулени  этих триггеров. После того как конденсатор 47 зар дитс  через резистор 48 до порога обнулени  триггеров, блокировка ТТт триггеров снимаетс  и начинаетс  счет импульсов, поступающих с первого выхода кварцевого генератора 6. Нулевой сигнал форсажа на втором выходе делител  7 продолжаетс  вплоть до перебрасывани  последнего триггера 46 и по влени  импульса на первом выходе делител  7 частоты, который управл ет шаговым двигателем. После этого триггер 49 возвращаетс  в исходное нулевое состо ние, на втором выходе делител  частоты по вл етс  единичный уровень напр жени , равный напр жению первичного источника питани  Е|, а на шине 15 устанавливаетс  сниженное напр жение Е , от которого запитываютс  все триггеры делител  7 частоты. Работа делит.ел  7 частоты при сниженном напр жении питани  Е до величины, меньшей суммы двух пороговых напр жений р- и п- канальных транзисторов, предотвращает возникновение сквозных токов в вентил х ТТ-триггеров и уменьшает мощность, затрачиваемую на перезар д паразитных емкостей этих триггеров .The connection to the stabilizer of the primary power source E causes a single (negative) voltage drop, which through the discharged capacitor 47 (see Fig. 4) is fed to the inputs R of the zeroing trigger 30, 31-45, 46 and to the input S the trigger 49. At the second output of the frequency divider 7 (see Fig. 1), the zero voltage level of the common bus 1 formed by the inverter on the transistor 50 and the resistor 51 appears. The transistor 9 is unlocked and the voltage is set on its drain E. Conditions arose for an accelerated and reliable start of generator 6. A generator 6 start field. Voltage pulses are received at the input of the frequency divider 7. However, the triggers 30, 31-45.46 remain blocked until the voltage at their inputs R exceeds in absolute value the zero threshold of these triggers. After the capacitor 47 is charged through the resistor 48 to the zeroing threshold of the flip-flops, the blocking of the TTT of the flip-flops is removed and the counting of pulses from the first output of the quartz oscillator 6 begins. The zero afterburner signal at the second output of the divider 7 continues until the last trigger 46 hits the trigger pulse at the first output of the frequency divider 7, which controls the stepper motor. After that, the trigger 49 returns to the initial zero state, at the second output of the frequency divider, a single voltage level appears equal to the voltage of the primary power source E |, and on bus 15 a reduced voltage E is established, from which all the triggers of the divider 7 are energized frequencies. Work divides the frequency 7 at a reduced supply voltage E to a value smaller than the sum of two threshold voltages of p and p channel transistors, prevents the occurrence of through-currents in the TT-flip-flops and reduces the power required for reloading these parasitic capacitances triggers.

5five

Уменьшение напр жени  питани  ; (здесь и ниже речь идет об абсолютной величине напр жений) кварцевого генератора 6, наход щегос  в режиме стационарных колебаний, до величины меньшей, Чем сумма пороговых напр жений р- и п-канальных транзисторов исключает сквозной ток К МОП-инверти- рующего усилител  и уменьшает уровень потерь энергии за счет перезар - да входной и выходной емкостей генератора . Уменьшение напр жени  пита- ,ни  делител  7 частоты исключает сквозные токи в момент переключени  К МОП-вентилей и уменьшает ток перезар да емкостей в узлах делител  7 частоты. При этом ток, потребл емый делителем 7Reduced supply voltage; (here and below we are talking about the absolute value of voltages) of a quartz oscillator 6, which is in a stationary oscillation mode, up to a magnitude less than the sum of the threshold voltages of the p- and n-channel transistors eliminates the through-current of the MOSF inverter and reduces the level of energy losses due to overcharging and input and output capacities of the generator. A decrease in the supply voltage or frequency divider 7 eliminates through currents at the moment of switching to the MOS valves and reduces the recharge current and capacitances at the nodes of the frequency divider 7. In this case, the current consumed by the divider 7

2020

.f, .f,

5five

00

5five

00

где Cj, - приведенна  ко входу делител  нагрузочна  емкость} f - частота колебаний кварцевого генератора.where Cj, is the load capacitance given to the input of the divider;} f is the oscillation frequency of the quartz oscillator.

Наличие отрицательной обратной св зи с первого и второго выходов генератора 6 позвол ет использовать дл  повьш1ени  устойчивости системы взаимозависимость между амплитудой напр жени  на выходах генератора 6 и .величиной стабилизируемого напр жени  Е. .The presence of negative feedback from the first and second outputs of the generator 6 makes it possible to use the interdependence between the amplitude of the voltage on the outputs of the generator 6 and the magnitude of the voltage to be stabilized E. to increase the system stability.

В качестве параметрических опорных элементов стабилизации напр жени  в К МОП часах используютс  входные цепи разноканальных транзисторов 3 и 13, св занные между собой резистором 5.As parametric voltage stabilizing elements in a MOS clock, input circuits of multi-channel transistors 3 and 13 are used, which are interconnected by a resistor 5.

Уровень стабилизируемого напр жени  на шине 15 определ етс  зависимостьюThe level of voltage to be stabilized on bus 15 is determined by the dependence

4545

Ei U,p+U,-I,-Rj-I-RjH2). (ОEi U, p + U, -I, -Rj-I-RjH2). (ABOUT

00

5five

где и и Ugi, - пороговые напр жени  р- и п-канального транзисторов 3 и 13; Ig - ток генератора 12 емкостного тока; I - общий ток потреблени where and ugi are the threshold voltages of the p- and p-channel transistors 3 and 13; Ig is the capacitor current generator current 12; I - total current consumption

в шине 15;in the bus 15;

- коэффициент вли ни  подложки транзистора 13. - the influence factor of the substrate of the transistor 13.

В стационарном режиме работы К МОП часов, когда напр жение на шине 15 близко к уровню стабилизации Е,In the stationary mode of operation, the MOS clock, when the voltage on the bus 15 is close to the stabilization level E,

транзисторы 3 и 13 работают в области слабой инверсии проводимости ка нальной части поверхности полупроводника . При этом поте|нциал поверхности полупроводника находитс  в пределах одного-двух потенциалов Ферми, а ток стока этих транзисторов пор дка 10 нА, Именно это обсто тельство позвол ет использовать входные цепи транзисторов 3 и 13 в качестве датчиков пороговых напр жений.Transistors 3 and 13 operate in the region of weak inversion of conductivity of the channel part of the semiconductor surface. In this case, the semiconductor surface potential is within one or two Fermi potentials, and the drain current of these transistors is of the order of 10 nA. This circumstance allows using the input circuits of transistors 3 and 13 as threshold voltage sensors.

Транзистор 3 включен в диодном режиме , ток стока этого транзистора целиком определ етс  током генератора 12 емкостного тока. Размеры канала транзистора 3 выбираютс  такими, чтобы при изменении тока генератора 12 ёмкостного тока в пределах от О до 20 нА затворное напр жение транзистора 3 измен лось незначительно и находилось вблизи порогового напр же- ни  р-канального транзистора. В этом случае транзистор 3 работает в пологой области, и его ток стока не зависит от напр жени  на его стоке. Размер канала транзистора 4 следует выбирать таким же, как и транзистора 3. В этом случае режимы работы этих ,транзисторов будут одинаковыми, так кик их входные цепи включены параллельно . Таким образом, независимо от разных напр жений на стоках транзисторов 3 и 4 токи стока этих транзисторов одинаковы. Выходные цепи транзисторов 4 и 13 включены последовательно , поэтому в стационарном режиме работы токи стока этих транзисторов одинаковы и равны току генератора емкостного тока 12. Размеры канала транзистора 13 выбираютс  по тем же критери м, что и транзистора 3, поэтому входна  цепь транзистора 13 тоже может выступать датчиком порогового напр жени , но уже п-каналь ного транзистора.Transistor 3 is turned on in the diode mode, the drain current of this transistor is entirely determined by the current of the capacitor current generator 12. The dimensions of the channel of transistor 3 are chosen so that when the current of the generator of 12 capacitive currents varies from 0 to 20 nA, the gate voltage of transistor 3 changes slightly and lies near the threshold voltage of the p-channel transistor. In this case, the transistor 3 operates in a flat area, and its drain current does not depend on the voltage across its drain. The channel size of transistor 4 should be chosen the same as that of transistor 3. In this case, the modes of operation of these transistors will be the same, as their input circuits are connected in parallel. Thus, regardless of the different voltages on the drains of transistors 3 and 4, the drain currents of these transistors are the same. The output circuits of transistors 4 and 13 are connected in series, therefore, in stationary mode of operation, the drain currents of these transistors are the same and equal to the current of the capacitor current generator 12. The channel dimensions of the transistor 13 are chosen according to the same criteria as transistor 3, therefore the input circuit of transistor 13 can also act as a threshold voltage sensor, but already an n-channel transistor.

Ток If генератора 12 емкостного тока создает на, резисторе 5 падение напр жени  ij. Ry, которое уменьшает величину напр жени  стабилизации на шине 15,The current If of the capacitor current generator 12 creates a voltage drop ij on the resistor 5. Ry, which reduces the voltage stabilization on bus 15,

Напр жение Е определ етс  также и током I потреблени  нагрузки, в качестве которой выступают кварцевый генератор 6 и делитель 7 частоты. Падение напр жени  IR, смещает подложку п-канального транзистора 13 в плюсовую область относительно истока и тем самым уменьшает пороговоеThe voltage E is also determined by the current I of the load, which is a crystal oscillator 6 and a frequency divider 7. The voltage drop IR, shifts the substrate of the n-channel transistor 13 in the positive region relative to the source and thereby reduces the threshold

5five

00

5five

00

5five

00

напр жение п-канального транзистора 13, на в{гличину I R, 17 , где - коэффициент вли ни  подложки. При возрастании тока I напр жение Ej уменьшаетс , что должнЪ вызвать замедление возрастани  тока нагрузки I. Таким образом, резистор R,4 стабилизирует ток I нагрузки шины 15. Кроме функций формировани  опорного напр жени  и стабилизации тока I нагрузки на шине 15 транзистор 13 выполн ет еще функцию активного элемента усилител . Функцию нагрузочного генератора тока в этом усилителе выполн ет транзистор 4. Усилитель на транзисторах 13 и 4  вл етс  неинвертирующим , так как активный транзистор 13 управл етс  по истоку напр жением на втором выходе генератора 12 емкостного тока. Выходное напр жение усилител  подаетс  на затвор транзистора 11, который управл ет током нагрузки шины 15, величина напр жени  может измен тьс  в пределах от О до Е. Величина сопротивлени  резистора 10 должна быть выбрана такой, чтобы выполн лось условие Е - Е I R,g (1+ g) УОП при любых пороговых напр жени х транзисторов 3 и 13.the voltage of the n-channel transistor 13, at {I, R, 17, where is the influence factor of the substrate. As the current I increases, the voltage Ej decreases, which should cause a slowdown in the load current I. Thus, the resistor R, 4 stabilizes the load current I of the bus 15. In addition to the functions of forming the reference voltage and stabilizing the load current I on the bus 15, transistor 13 performs still function of an active element of the amplifier. The function of the load current generator in this amplifier is performed by transistor 4. The transistor 13 and 4 amplifier is non-inverting, since the active transistor 13 is controlled by a voltage source at the second output of the capacitive current generator 12. The output voltage of the amplifier is applied to the gate of the transistor 11, which controls the load current of the bus 15, the voltage can vary from O to E. The resistance of the resistor 10 must be chosen such that the condition E - E IR, g (1+ g) OPS at any threshold voltages of transistors 3 and 13.

В этом случае транзистор 11 всегда может быть заперт напр жением на стоке транзистора 13, а следовательно , снимаетс  ограничение на использование схемы К МОП часов при низких пороговых напр жени х транзисторов .In this case, the transistor 11 can always be locked by the voltage across the drain of the transistor 13, and therefore, the restriction on the use of the K MOS clock circuit at low threshold voltages of the transistors is removed.

В режиме форсажа последовательна  цепочка из транзистора 11 и резистора 10, закорачиваетс  выходной цепью открытого транзистора 9. В стационарном режиме работы устройства транзистор 9 заперт напр жением Е, на его затворе.In the afterburner mode, the chain from the transistor 11 and the resistor 10 is sequential, shorted by the output circuit of the open transistor 9. In the stationary mode of operation of the device, the transistor 9 is locked with a voltage E at its gate.

45 Основна  функци  генератора 12 емкостью тока состоит в формировании тока (. , который  вл етс  функцией параметра кварцевого генератора 6, характеризующего запас устойчивости45 The main function of generator 12 in current capacity is to form a current (., Which is a function of the parameter of a crystal oscillator 6, which characterizes the stability margin

gQ колебаний в стационарном режиме, и функцией запаса устойчивости делител  7 частоты. В качестве такого параметра выступает здесь эффективное отпирающее напр жение п-канальногоgQ oscillations in the stationary mode, and the stability margin function of the frequency divider 7. The effective unlocking voltage of the n-channel

gg транзистора и,„, . Под э.ффективным отпирающим напр жением понимаем здесь разность между двойной амплитудой колебаний: и пороговьм напр жением п- канального транзистора. Зар д и разр д конденсаторов 19 и 20 производитс  относительно уровн  Е , поэтому этот уровень принимаем за нулевую точку отсчета напр жений в генераторе 12 емкостного тока. В этом случае можно сказать, что конденсатор 20 в первом такте зар жаетс  через выходную цепь открытого транзистора 18 до разности напр женийgg transistor and, „,. The term “effec- tive unlocking voltage” is understood here as the difference between the double amplitude of oscillations: and the threshold voltage of the n-channel transistor. The charge and discharge of capacitors 19 and 20 are relative to the level E, therefore this level is taken as the zero point of reference for the voltages in the generator 12 of capacitive current. In this case, it can be said that the capacitor 20 in the first cycle is charged through the output circuit of the open transistor 18 to the difference of the voltages

иand

гg

- и.„ и- and. „and

f (f (

где и, - двойна  амплитуда напр жени  на первом выходе кварцевого гене ратора 6, а во втором такте разр жаетс  до нул  через выходную цепь транзистора 22.where and, is the double voltage amplitude at the first output of the quartz oscillator 6, and in the second cycle it is discharged to zero through the output circuit of the transistor 22.

Во втором такте работы генератора 12 емкостного тока зар жаетс  уже конденсатор 19 через выходную цепь открытого транзистора 17 до разности напр жений U - Vgn U,cp , где U,;2 - максимальное напр жение на втором выходе кварцевого генератора 6. Конденсатор 19 разр жаетс  до нул  в первом такте через выходную цепь открытого транзистора 21. Конденсатор 16 сглаживает броски тока на выходе генератора 12 емкостью тока. In the second cycle of operation of the capacitor current generator 12, the capacitor 19 is already charged through the output circuit of the open transistor 17 to the voltage difference U - Vgn U, cp, where U, and 2 is the maximum voltage at the second output of the crystal oscillator 6. The capacitor 19 is discharged to zero in the first cycle through the output circuit of the open transistor 21. The capacitor 16 smoothes the inrush current at the output of the generator 12 with a current capacity.

Таким образом, среднее значение тока формируемого генератором 12 емкостного тока определ етс  выражениемThus, the average value of the current generated by the generator 12 of the capacitive current is determined by the expression

1с (С,о- э, +С,,. иэ).1c (C, o-e, + C ,,. Ee).

где С,о и емкости соответствующих конденсаторов, генератора 12 емкостного тока.where C, o and the capacity of the respective capacitors, capacitor current generator 12.

Из вьфажений (1) и (2) следует, что резистор Ry совместно с генератором 12 емкостного тока стабилизирует эффективные отпирающие напр жени  на выходах кварцевого генератора 6, Например, при возрастании эф- фективных отпирающих напр жений на выходах генератора 12 емкостного тока напр жение Е на шине 15 уменьшаетс , что должно привести к уменьшению эффективных отпирающих напр же- The impurities (1) and (2) imply that the resistor Ry, together with the capacitor current generator 12, stabilizes the effective unlocking voltages at the outputs of the quartz oscillator 6, for example, as the effective unlocking voltages at the outputs of the capacitive current generator 12 voltage E on bus 15 is reduced, which should lead to a decrease in the effective unlocking voltage

НИИ.SRI.

Крутизна инвертирующего усилител  кварцевого генератора 6 (см. фиг. 3) выбираетс  такой, чтобы при всех внешних дестабилизирующих факторах напр жение питани , при котором наступает срыв колебаний генератора 6, бьшо меньшим, чем напр жение Е на шине 15 питани . Работа генератора 6The steepness of the inverting amplifier of the quartz oscillator 6 (see Fig. 3) is chosen such that, for all external destabilizing factors, the supply voltage at which the oscillations of the oscillator 6 fails to be less than the voltage E on the supply bus 15. Generator 6 operation

в области напр жений питани , меньших суммы двух пороговых напр жений раэ- ноканальных транзисторов, исключает возможность по влени  сквозных токов в транзисторах 23 и 24 инвертора и сводит к минимуму перепады напр жений , на которые перезар жаютс  входной 27 и выходной 28 конденсаторы ге- нератора 6. Все это ведет к уменьшению энергии, потребл емой схемой от источника питани .in the field of supply voltages smaller than the sum of the two threshold voltages of raster-channel transistors, eliminates the possibility of the appearance of through currents in the transistors 23 and 24 of the inverter and minimizes the voltage drops across which the input 27 and output 28 capacitors of the generator are recharged 6. All this leads to a decrease in the energy consumed by the circuit from the power source.

- д jn 25 п- d jn 25 n

мm

3535

40 45 gQ40 45 gQ

gg gg

Claims (2)

1. Стабилизатор напр жени  питани  часовой интегральной схемы, содержащий отрицательную и общую шины первичного источника питани , опорный р-канальный транзистор,опорный п-канальный транзистор, кварцевый генератор , шину стабилизированного питани , делитель частоты, выходную шину и транзистор-регул тор тока нагрузки , причем обща  шина первичного источника питани  соединена с истоком и подложкой опорного р-канального транзистора и общими входами питани  . кварцевого генератора и делител  частоты , вход которого подключен к первому выходу кварцевого генератора, соединенного своим выходом питани  с шиной стабилизированного питани , а выходна  шина подключена к первому выходу делител  частоты, вход первичного питани  которого соединен с отрицательной шиной первичного питани  и подложкой транзистора-регул тора тока нагрузки, подключенного своим затвором к стоку,а стоком к истоку опорного п-канального транзистора регул тора тока нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  потреблени  мощности, в него введены нагрузочный р-канальный транзистор, генератор емкостного тока , п-канальный транзистор форсажа и три резистора, причем отрицательна  шина первичного источника питани  соединена через второй резистор с источником транзистора-регул тора тока нагрузки, с истоком и подложкой п- канального транзистора форсажа и с входом питани  генератора емкостного тока, первый вход которого подключен к второму выходу кварцевого генератора , шина стабилизированного питани  подключена ко входу стабилизированного питани  делител  частоты.1. Voltage regulator power supply clock integrated circuit containing a negative and common bus primary power source, reference p-channel transistor, reference p-channel transistor, crystal, stabilized power bus, frequency divider, output bus and transistor-load current regulator , the common bus of the primary power source is connected to the source and the substrate of the reference p-channel transistor and the common power inputs. a quartz oscillator and a frequency divider whose input is connected to the first output of a quartz oscillator connected by its power output with a stabilized power bus, and the output bus connected to the first output of a frequency divider whose primary power input is connected to the negative primary power bus and the substrate of the transistor-regulator the load current connected by its gate to the drain and the drain to the source of the reference n-channel transistor of the load current controller, characterized in that, in order to reduce the cost power supply, a load p-channel transistor, a capacitor current generator, a n-channel afterburner transistor, and three resistors are introduced into it, the negative bus of the primary power supply connected through the second resistor to the source of the load current transistor, an afterburner channel transistor and with the power input of the capacitive current generator, the first input of which is connected to the second output of the crystal oscillator, the stabilized power bus is connected to the input of the stabilized power supply frequency solver. второй выход которого соединен с затвором п-канального транзистора форсажа , сток которого соединен с истоком опорного п-канального транзистора , подключенного своим Стоком к стоку нагрузочного п-канапьного транзистора у которого подложка и исток соединены с общей шиной первичного источника питани , а первый выход кварцевого генератора соединен с вторым входом генератора емкостного тока, первый выход которого подключен к затвору нагрузочного р-каналь- ного транзистора, затвору опорного .р-канального и через первый резистор к стоку опорного р-канального транзистора и к затвору опорного п-канального транзистора,св занного своим истоком с вторым выходом генератора емкостного тока и через третий резистор со своей подложкой и с шиной стабилизированного питани .the second output of which is connected to the gate of the n-channel afterburner transistor, the drain of which is connected to the source of the reference n-channel transistor connected by its drain to the drain of the load n-channel transistor whose substrate and source are connected to the common bus of the primary power source, and the first quartz output the generator is connected to the second input of the capacitor current generator, the first output of which is connected to the gate of the load p-channel transistor, the gate of the reference p-channel and through the first resistor to the drain a p-channel transistor and to the gate of the reference p-channel transistor connected with its source to the second output of a capacitive current generator and through a third resistor with its substrate and with a stabilized power bus. 2. Стабилизатор по п. 1, о т л и - чающийс  тем, что генератор емкостного тока содержит сглаживающий и два коммутируемых конденсатора2. The stabilizer according to claim 1, about tl and - due to the fact that the capacitive current generator contains a smoothing and two switched capacitors и четыре коммутационных транзистора, причем вход питани  генератора емкостного тока соединен с первыми обкладками обоих коммутируемых конденсаторов и сглаживающего конденсатора , подключенного второй обкладкой, к первому выходу генератора емкостного тока и к стокам первого и второго коммутационных транзисторов, объединенные подложки и исток каждого из которых соединены со стоками, соответственно , третьего и четвертого коммутационных транзисторов и соand four switching transistors, the power supply of a capacitive current generator connected to the first plates of both switched capacitors and a smoothing capacitor connected by a second plate to the first output of a capacitive current generator and to the drains of the first and second switching transistors, the combined substrates and the source of each of which are connected to drains, respectively, of the third and fourth switching transistors and with вторыми обкладками, соответственно, первого и второго коммутируемых конденсаторов , первый вход генератора емкостного тока соединен с затворами первого и четвертого коммутационных транзисторов, второй вход генератора емкостного тока подключен к затворам второго и третьего коммутационных транзисторов, а объединенные подложка и исток третьего и четвертог о коммутационных транзисторов соединены друг с другом и подключены к второму выходу генератора емкостного тока.the second plates, respectively, of the first and second switched capacitors, the first input of the capacitive current generator is connected to the gates of the first and fourth switching transistors, the second input of the capacitor current generator is connected to the gates of the second and third switching transistors, and the combined substrate and the source of the third and fourth quadrature switching transistors connected to each other and connected to the second output of the capacitive current generator. фие.2FI.2 gjus.4gjus.4
SU853983399A 1985-10-14 1985-10-14 Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit SU1345165A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853983399A SU1345165A1 (en) 1985-10-14 1985-10-14 Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853983399A SU1345165A1 (en) 1985-10-14 1985-10-14 Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1345165A1 true SU1345165A1 (en) 1987-10-15

Family

ID=21207659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853983399A SU1345165A1 (en) 1985-10-14 1985-10-14 Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1345165A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB 2000338, кл. G 04 С 3/00, 1979. Патент JP № 57-62033, кл. G 04 С 10/00, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107204755B (en) High-precision self-adaptive relaxation oscillator
US5072134A (en) Internal voltage converter in semiconductor integrated circuit
JP2840613B2 (en) Power-on reset circuit for integrated circuits using MOS technology
US4709200A (en) Power source circuit
KR880001722B1 (en) Watch circuit
US5245524A (en) DC-DC converter of charge pump type
US20210152124A1 (en) Oscillator circuit, chip and electronic device
JPH06343024A (en) Mos oscillation circuit with compensated-for power supply
JP2001245437A (en) Discharge-control circuit
US4584494A (en) Semiconductor timer
US4547749A (en) Voltage and temperature compensated FET ring oscillator
US4045686A (en) Voltage comparator circuit
US9461632B2 (en) Oscillator circuit
JPS62149215A (en) Time constant circuit
US4122413A (en) Accurate single pin MOS RC oscillator
US7489205B2 (en) VCO buffer circuit
US9306493B2 (en) Oscillator circuit
US6727769B2 (en) Crystal oscillator circuit using CMOSFETs
US4199693A (en) Compensated MOS timing network
SU1345165A1 (en) Voltage stabilizer for supplying clock integrated circuit
US20070188250A1 (en) Ultra low power cmos oscillator for low frequency clock generation
JPH0258806B2 (en)
US4553054A (en) Power on reset circuit for microprocessor
CN111884591A (en) High-precision low-temperature-drift oscillator
US7298185B2 (en) Circuit arrangement for production of a reset signal after a supply has fallen and risen again