TW201230689A - Oscillator circuit and semcionductor device using the oscillator circuit - Google Patents

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201230689 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種可使用軟體程式以改變工作週期之振 盪器電路及一使用該振盪器電路之半導體裝置。 【先前技術】 由於一可改變工作週期之振盪器電路，因而出現一使 用三或更多比較器電路（亦稱爲比較器、放大器電路、放 大器、或運算放大器）之電路（例如，專利文件1)。在 專利文件1中’圖5繪示一 PWM產生電路，其可改變工 作週期及包括一三角形波振盪器及比較器電路（比較器） ，且圖1繪示一三角形波振盪器即包括二比較器電路（放 大器）。也就是說’專利文件1揭示一包括三比較器電路 (比較器或放大器）之PWM產生電路。惟，電路包括三 或更多比較器電路；因此，在整合的情況中，高功耗及大 配置面積會是個問題。 此外，由於一可改變工作週期之振盪器電路，因而出 現一包括一可變電阻器之電路（例如，專利文件2)。在 專利文件2中，圖5繪示使用一可變電阻器，用以控制一 將容器充電及放電之電流値。惟，一積體電路之電阻器有 大配置面積、大變異、偏壓依存性、溫度依存性、及類似 者等問題。再者，難以將可變電阻器製備於積體電路中。 [參考文件] -5- 201230689 [專利文件1]日本未審查實用新型申請案公告 S61-035438 [專利文件2]日本公告專利申請案H4- 1 68803 【發明內容】 本發明之一目的在提供一種可改變工作週期之新穎振 盪器電路及一包括該新穎振盪器電路之半導體裝置。本發 明之一目的在減少一振盪器電路之功耗。本發明之一目的 在減少一振盪器電路之配置面積。本發明之一目的在使用 一軟體程式以改變一振盪器電路之工作週期》 本發明之一實施例在一振盪器電路及一包括該振盪器 電路之半導體裝置。該振盪器電路包括一比較器電路，其 組態用以比較一供應至其中一輸入端之電位與一供應至另 一輸入端之電位及輸出一高電源電位或一低電源電位；一 電容器，其電氣連接於比較器電路之其中一輸入端；一充 電放電電路，其將電容器充電與放電。充電放電電路包括 一第一電流供應電路及一第二電流供應電路。第一電流供 應電路之一電流値及第二電流供應電路之一電流値可使用 一數位控制信號控制。 在該振盪器電路中，一工作週期係根據一第一電流供 應電路之一電流値對一第二電流供應電路之一電流値之比 而決定。據此，電流値係使用一數位控制信號控制，藉此 使一振盪器電路之一工作週期可以準確控制。再者，一振 盪器電路方便與另一數位電路結合，及進一步地，工作週

-6- S 201230689 期可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路可作數位控制 〇 該振盪器電路可包括一佈線，其供應一參考電位及電 氣連接於該比較器電路之另一輸入端。 該振盪器電路可具有一組態，其中一供應至該比較器 電路之另一輸入端之電位可以根據該比較器電路之一輸出 電位而設定於二不同電位之任一者。 該振盪器電路可包括一第一電阻器，其設置於該比較 器電路之一輸出端與該比較器電路之該另一輸入端之間， 及一第二電阻器，其設置於該比較器電路之該另一輸入端 與一供應參考電位之佈線之間，該佈線作爲產生一電位以 供應至該比較器電路之另一輸入端的構件。 該充電放電電路可包括一切換電路，其連接狀態係根 據該比較器電路之輸出電位而控制。該切換電路設置於該 第一電流供應電路與該電容器之間及該第二電流供應電路 與該電容器之間。該切換電路具有一根據該比較器電路之 輸出電位而將該電容器電氣連接於該第一電流供應電路及 該第二電流供應電路之任一者的功能。 當該比較器電路之輸出電位變成高電源電位時，該第 一電流供應電路與該電容器即藉由該切換電路而電氣連接 。當該比較器電路之輸出電位變成低電源電位時，該第二 電流供應電路與該電容器即藉由該切換電路而電氣連接。 該切換電路包括一設置於該第一電流供應電路與該電 容器之間之第一開關及一設置於該第一電流供應電路與該 201230689 電容器之間之第二開關。第一開關及第二開關之連接狀態 可根據該比較器電路之輸出電位而控制。 在該切換電路包括第一開關及第二開關之情況中，當 該比較器電路之輸出電位變成高電源電位時，第一開關導 通，藉此使該第一電流供應電路與該電容器係電氣連接且 第二開關關閉，藉此使該第二電流供應電路與該電容器係 電氣斷接。當該比較器電路之輸出電位變成低電源電位時 ，第二開關關閉，藉此使該第二電流供應電路與該電容器 係電氣斷接且第一開關關閉，藉此使該第一電流供應電路 與該電容器係電氣斷接。 該切換電路可包括一信號產生電路，其根據該比較器 電路之輸出電位而產生一信號，以控制第一開關及第二開 關之連接狀態。 包括在該振盪器電路內之該第一電流供應電路具有一 將該電容器充電之功能及包括在該振盪器電路內之該第二 電流供應電路具有一將該電容器放電之功能。 包括在該振盪器電路內之該電容器之其中一電極係電 氣連接於該比較器電路之其中一輸入端，及該電容器之另 一電極係電氣連接於一供應任意固定電位之佈線。 一用於藉由該第一電流供應電路將該電容器充電之週 期可以根據該第一電流供應電路之電流値、該電容器之電 容値、及該比較器電路之另一輸入端之一電位決定；及— 用於藉由該第二電流供應電路將該電容器放電之週期可以 根據該第二電流供應電路之電流値、該電容器之電容値、

，8 - 201230689 及該比較器電路之另一輸入端之一電位決定。 在一根據本發明實施例之振盪器電路及一使用該振盪 器電路之半導體裝置中，工作週期可作數位式準確控制。 一振盪器電路方便與另一數位電路結合，及進一步地，工 作週期可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路可作數位 控制。所使用之比較器電路之數量可以僅一個，及因此， 振盪器電路之功耗可以減少。所使用之比較器電路之數量 可以僅一個且不使用可變電阻，及因此，電路可以整合及 配置面積可減少。 « 【實施方式】 文後，諸實施例將參考附圖說明於後。惟，由於文後 所述之實施例可用許多不同模式實施，習於此技者很容易 瞭解到本發明之模式及細節可用多種方式變更，而未脫離 本發明之精神及範疇。據此，本發明之實施例不應被解釋 爲拘限於以下實施例之說明。在用於闡釋諸實施例之圖式 中，相同部分或具有相似功能之部分係由相用參考編號表 示，且其說明即不予以贅述。 在以下實施例使用一電晶體之情況中，例如可以使用 一電晶體’其中設於源極與汲極之間之通道形成區係一寬 隙半導體，例如氧化物半導體，或一電晶體，其中通道形 成區係一半導體’例如非晶性、微晶性、多晶性、或單晶 性之矽或鍺。 -9 - 201230689 (實施例1 ) 在本實施例中，一振盪器電路之組態及操作之範例將 說明於後。 圖1繪示一振盪器電路之電路圖範例。振盪器電路包 括一比較器電路101、一電容器106、及一充電放電電路 109。比較器電路1〇1比較一供應至其中一輸入端（亦稱 爲一負輸入端或一反相輸入端）之電位Γα與一供應至另 —輸入端（亦稱爲一正輸入端或一非反相輸入端）之電位 Μ，及輸出一高電源電位（FDD )或一低電源電位（ )。當其中一輸入端之電位較大時，輸出電位即爲高 電源電位（)。當其中一輸入端之電位^^較大時， 輸出電位即爲低電源電位（)。 充電放電電路109將電容器106充電與放電。電容器 106電氣連接於比較器電路101之其中一輸入端。據此， 比較器電路101之其中一輸入端之電位以係根據電容器 106中積聚之電荷而定。 充電放電電路109包括一電流供應電路102、一電流 供應電路103、及一切換電路112。電流供應電路102之 —電流値/1及電流供應電路1 03之一電流値/2可以使用 一數位控制信號控制。振盪器電路的工作週期D能依電 流供應電路1 〇 2的電流値/1和電流供應電路1 03的電流 値/2的比來決定。 電流供應電路102具有一將電容器106充電之功能且 電流供應電路103具有一將電容器106放電之功能。 -10- 201230689 電容器106之其中一電極係電氣連接於比較器電路 101之其中一輸入端，及電容器106之另一電極係電氣連 接於一用於供應任意固定電位之佈線。據此，電容器106 之其中一電極之電位係等於比較器電路101之其中一輸入 端之電位Pa。 切換電路U2設置於電流供應電路102與電容器106 之間以及電流供應電路1 03與電容器1 06之間。切換電路 112係根據比較器電路101之輸出電位，以將電流供應電 路102及電流供應電路103之任一者電氣連接於電容器 106 〇 例如，當比較器電路101之輸出電位變成高電源電位 (時，電流供應電路102及電容器106係藉由切換 電路112而電氣連接於彼此。當比較器電路101之輸出電 位變成低電源電位（)時，電流供應電路103及電容 器106係藉由切換電路112而電氣連接於彼此。 例如，切換電路112可包括一設置於電流供應電路 102與電容器106之間之開關104及一設置於電流供應電 路103與電容器106之間之開關105。開關104之連接狀 態及開關1 05之連接狀態係根據比較器電路1 0 1之一輸出 電位Fowi控制。 開關104及開關105的其中之一係根據比較器電路 101之輸出電位以《ί而導通，使得電流供應電路102及 電流供應電路103的其中之一係電氣連接於電容器106。 當開關1 04導通時，且電流供應電路1 02與電容器1 06係 -11 - 201230689 電氣連接，則電容器106即充電。當開關105導通時’且 電流供應電路103與電容器106係電氣連接’則電容器 1 0 6即放電。 再者，切換電路H2可包括一信號產生電路111’其 係組態用於產生一信號，以根據比較器電路1 〇 1之輸出電 位而控制開關1 04及開關1 05的連接狀態。 比較器電路101之另一輸入端係電氣連接於一用於供 應參考電位卜e/之佈線。參考電位Kre/可具有一在高電 源電位（)與低電源電位（)之間之固定値。請 注意在本文中係繪示一使用一參考電位之組態，但是使用 二參考電位之組態也可以。 就一用於產生一電位以供應至比較器電路1〇1之另一 輸入端的構件而言，一電阻器107設置於比較器電路101 之一輸出端與比較器電路101之另一輸入端之間。此外， —電阻器108設置於比較器電路101之另一輸入端與一用 於供應參考電位之佈線之間。供應至比較器電路1 〇 1 之另一輸入端的電位係由參考電位he/、電阻器107 之電阻値Λ1、電阻器108之電阻値Λ2、及輸出電位以W 決定。 在比較器電路101之輸出電位以《ί爲高電源電位（ )之情況中，當供應至另一輸入端之電位^爲Μ1 時，電位1即以公式1表示。 [公式1]

Vbl = Vref+(VDD - Vref) x —R— Λ1+Λ2

S 201230689 在比較器電路101之輸出電位Fo Mi爲低 MS)之情況中，當供應至另一輸入端之電位 時，電位即以公式2表示。 [公式2]

Vb2 = Vref + (VSS - Vref) x Λ1 + Λ2 請注意在上述說明中，供應至比較器電路 輸入端的電位係使用電阻器107及電阻器 於電位αι及電位m之任一者；惟，根據 一振盪器電路並不限於此組態。只要根據比較 之輸出電位而供應至比較器電路101之 的電位之値可以設定於二不同電位（例如> 電位F62 )之任一者即可。例如，不使用電阻 阻器108，電位F6可以使用一開關及二不同 設定於任一電位。 接著，振盪器電路之操作將參考圖2A及 後。首先，比較器電路101之輸出電位以 位（MS )變成高電源電位（ΓΖ)Ζ))之情況將参 明之。 當比較器電路101之輸出電位變成 ()時，開關104導通，且電流供應電路 器106係電氣連接於彼此；因此，電容器106 ，開關105在關閉狀態。 在電容器106充電開始時，電容器106之 之電位Fa略低於電位2。在電容器106充 電源電位（ Vb Vbl 101之另一 108以設定 本實施例之 器電路101 另一輸入端 i位r 61及 器1 07及電 參考電位而 2B說明於 從低電源電 =考圖2A說 高電源電位 102與電容 充電。此時 其中一電極 電開始時， -13- 201230689 比較器電路101之另一輸入端的電位爲電位F61。 電容器106使用具電流値/1之電流供應電路102充 電，直到電容器106之其中一電極之電位Γα略高於比較 器電路101之另一輸入端的電位請注意比較器電路 101之另一輸入端的電位「61係在電容器106充電期間一 直保持於電位1。 當電容器106之其中一電極之電位略高於比較器 電路101之另一輸入端的電位F61時，比較器電路101之 輸出電位即從高電源電位（)變成低電源電位 (VSS)。 請注意電容器106之一充電週期Γ1係根據電流供應 電路102之電流値J1、電容器106之電容値C、及比較器 電路101之另一輸入端的電位而定。更明確地說，充 電週期Γ1係以公式3表示。 [公式3] n Cx(Vbl-Vb2) ~ Τι 接著，比較器電路101之輸出電位從高電源電 位（變成低電源電位（之情況將參考圖2B說 明之。 當比較器電路101之輸出電位Fow變成低電源電位 (MS)時，開關105導通，且電流供應電路103與電容 器106係電氣連接於彼此；因此，電容器106放電。此時 ，開關104在關閉狀態。 在電容器106放電開始時，電容器106之其中一電極 -14-

S 201230689 之電位略高於電位F61。在電容器106放電開始時， 比較器電路101之另一輸入端的電位爲電位「62。 電容器106使用具電流値/2之電流供應電路103放 電’直到電容器106之其中一電極之電位κα'略低於比較 器電路101之另一輸入端的電位F62。請注意比較器電路 101之另一輸入端的電位係在電容器106放電期間一 直保持於電位。 當電容器106之其中一電極之電位略高於比較器 電路101之另一輸入端的電位時，比較器電路101之 輸出電位心《ί即從低電源電位（變成高電源電位（ VDD )。 請注意電容器106之一放電週期Γ2係根據電流供應 電路103之電流値/2、電容器106之電容値C、及比較器 電路101之另一輸入端的電位而定。更明確地說，充 電週期Γ2係以公式4表示。 [公刹 T: Cx(m-vb2) _ /2 隨後，藉由重複上述操作以維持振盪》 圖3A及3B係振盪器電路之一時序圖之範例。圖3A 及3B係比較器電路101之其中一輸入端的電位Fa、比較 器電路101之另一輸入端的電位及比較器電路101 之輸出電位Foui之時序圖。請注意振盪器電路之輸出電 位等於比較器電路101之輸出電位以W。 首先，充電週期Γ1將說明於後。如上所述，在充電 -15- 201230689 週期Γ1中，電容器106充電開始時之電位略低於電位 以2。在充電週期Γ1中之電位Μ爲電位Μ1。電容器 106使用具電流値之電流供應電路102充電，直到電 位Fa略高於電位1。 當電位Fa略高於電位時，比較器電路1〇1之輸 出電位 Γ〇Μί即從高電源電位（)變成低電源電位（ MS);因此，充電週期Γ1完成。 如公式3所示，充電週期Γ1係根據電流供應電路 102之電流値/1、電容器106之電容値C、及比較器電路 101之另一輸入端的電位而定。操作時，充電週期Γ1 可以藉由電流供應電路1 02之電流値/1之控制而決定。 當電流供應電路1 02之電流値/1大時，充電週期Γ1即短 。當電流供應電路1 02之電流値/1小時，充電週期Γ1即 長。 首先，放電週期Γ2將說明於後。如上所述，在放電 週期Γ2中，電容器106放電開始時之電位k略高於電位 以1。在放電週期Γ2中之電位 爲電位 。電容器 106使用具電流値/2之電流供應電路103充電，直到電 位Γα略低於電位M2 » 當電位略低於電位^^>2時，比較器電路101之輸 出電位 即從低電源電位（FM )變成高電源電位（ VDD ):因此，放電週期Γ2結束。 如公式4所示，放電週期Γ2係根據電流供應電路 103之電流値/2、電容器106之電容値C、及比較器電路 -16- 201230689 101之另一輸入端的電位而定。操作時，放電週期η 可以藉由電流供應電路1 03之電流値/2之控制而決定。 當電流供應電路103之電流値/2大時，放電週期Γ2即短 。當電流供應電路1 〇3之電流値小時，放電週期Γ2即 長。

如上所述，藉由電流供應電路102之電流値/1及電 流供應電路103之電流値/2之控制，充電週期Γ1及放電 週期Γ2之長度可獲控制且振盪器電路之工作週期Ζ)可以 改變。也就是說，振盪器電路之工作週期D可以根據電 流供應電路102之電流値/1對電流供應電路103之電流 値/2之比率而決定。請注意振盪器電路之工作週期係 表示如下，其使用輸出電位爲高電源電位（FDD ) 時之一週期及輸出電位爲低電源電位（時之一 週期，亦即，充電週期Γ1及放電週期F2: Ζ) = Γ1/ ( Γ1 + Γ2 )。當公式3及公式4分別代入Γ1及Γ2時，工作週期D 係以公式5表示》 [公式5] D Tl _ 1//1 _ 1 TI + T2 (1//1 + 1//2) 1 + /1//2 圖3A繪示電容器106之充電週期Γ1較短於電容器 106之放電週期Γ2的情形。在圖3Α中，振盪器電路之工 作週期小於50% (例如大約20% )。 在圖3Α中，電流供應電路102之電流値J1設定大於 電流供應電路1 03之電流値/2 »請注意電流供應電路1 02 -17- 201230689 之電流値/1及電流供應電路1 〇3之電流値/2各使用一數 位控制信號決定。據此，一電流値係使用一數位控制信號 控制，藉此使一振盪器電路之工作週期得以準確控制。振 盪器電路方便與另一數位電路結合，及進一步地，工作週 期可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路可作數位控制 〇 圖3B繪示電容器106之放電週期Γ2較短於電容器 106之充電週期Γ1的情形。在圖3B中，振盪器電路之工 作週期β大於50% (例如大約80% )。 在圖3Β中，電流供應電路103之電流値/2設定大於 電流供應電路1 02之電流値/1。請注意電流供應電路1 02 之電流値/1及電流供應電路1 03之電流値/2各使用一數 位控制信號決定。據此，一電流値係使用一數位控制信號 控制，藉此使一振盪器電路之工作週期得以準確控制。振 盪器電路方便與另一數位電路結合，及進一步地，工作週 期可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路可作數位控制 〇 本實施例中所述之振盪器電路可用於許多半導體裝置 。例如，在一使用包括顯示部分在內之半導體裝置的電子 裝置中’本實施例中所述之振盪器電路可使用作爲一用於 驅動顯示部分之驅動器電路部的一部分。在一使用半導體 裝置之可攜式電子裝置之情形中，使用本實施例中所述之 振盪器電路非常有利，在此情況中，可攜式電子裝置之使 用性可因重量、尺寸、及功耗減少而獲顯著改善。

-18 - 201230689 在根據本實施例之振盪器電路及一使 之半導體裝置中，工作週期可作數位式準 器電路方便與另一數位電路結合，及進一 可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路 要被使用的比較器電路101的數量可爲一 振盪器電路的功耗。所使用之比較器電路 僅一個且不使用可變電阻，因此，電路可 積可減少。 本實施例可與其他實施例與範例之任 (實施例2) 在本實施例中，使用在圖1之振盪器 應電路1 02及電流供應電路1 03之組態及 考圖4A及4B說明於後。 圖4A繪示電流供應電路1 02之一電 電路102具有一將電容器充電之功能。電 使用一電流鏡電路，且其包括電晶體201 應器208。電晶體201至207爲p通道 201至204之源極係電氣連接於高電源電 晶體201之汲極係電氣連接於用於供應一 流供應器208。 當電晶體201之尺寸等於電晶體202 ，電晶體201之汲極之電流値/re/即等ί 用該振盪器電路 確地控制。振盪 步地，工作週期 可作數位控制。 ，因此，可減少 101之數量可以 以整合及配置面 一者適當地組合 電路中之電流供 操作之範例將參 路圖。電流供應 流供應電路1 〇 2 至207及電流供 電晶體。電晶體 位（。電 電流値/re/之電 至204之尺寸時 令電晶體202至 -19- 201230689 2 04之汲極之電流値/α。據此，電晶體202至204其中二 者之汲極係電氣彼此連接，藉此使電流供應電路102之一 電流値可爲（2x/fl )。再者，電晶體202至204之汲極係 電氣彼此連接，藉此使電流供應電路102之一電流値可爲 (3xla)。 電晶體205至207可以使用作爲開關且連接狀態係使 用一數位控制信號控制。據此，電晶體205至207即使用 —數位控制信號控制，使得電晶體202至204之任一、二 、或三者可以導通。 請注意在圖4A中，等於彼此之三電流値（/α )係利 用電晶體202至204達成。惟，電流値之數量不限於三個 ，只要該組態具有複數個與電晶體202至204相似功能之 電晶體及產生複數個相同之電流値即可。 此外，電晶體202至204之尺寸（例如，通道長度及 通道寬度）係製成不同於電晶體201之尺寸，藉此使電晶 體2 02至2 04之汲極之電流値不同。例如，在電晶體201 至2 04之通道長度以及電晶體201之通道寬度W1、電晶 體2 02之通道寬度W2、電晶體203之通道寬度W3、及電 晶體204之通道寬度W4間之比率爲1 :2:3:4的情況中， 電晶體202至204之汲極之電流値可以分別爲2x/re/、3x "e/、及 4x/re/。 在此情況中，就電流供應電路102之電流値/1而言 ，複數個電流値（在圖4A中之電流供應電路102之情況 中最多有八個電流値）可根據一數位控制信號使用。

-20- 201230689 圖4B繪不電流供應電路103之一電路圖。電流供應 電路103具有一將電容器放電之功能》電流供應電路103 使用一電流鏡電路，且其包括電晶體211至217及電流供 應器218。電晶體211至217爲η通道電晶體。電晶體 2 1 1至2 1 4之源極係電氣連接於低電源電位（)。電 晶體211之汲極係電氣連接於用於供應一電流値/re/之電 流供應器2 1 8。 當電晶體211之尺寸等於電晶體212至214之尺寸時 ，電晶體2 1 1之汲極之電流値/re/即等於電晶體2 1 2至 2 1 4之汲極之電流値/6。據此，電晶體2 1 2至2 1 4其中二 者之汲極係電氣彼此連接，藉此使電流供應電路1〇3之一 電流値可爲（2 x/〇 。再者，電晶體212至214之汲極係 電氣彼此連接，藉此使電流供應電路103之一電流値可爲 (3x/6) ° 電晶體2 1 5至2 1 7可以使用作爲開關且連接狀態係使 用一數位控制信號控制。據此，電晶體2 1 5至2 1 7即使用 一數位控制信號控制，使得電晶體2 1 2至2 1 4之任一、二 、或三者可以導通。 請注意在圖4B中，等於彼此之三電流値（/Z〇係利 用電晶體212至214達成。惟，電流値之數量不限於三個 ，只要該組態具有複數個與電晶體2 1 2至2 1 4相似功能之 電晶體及產生複數個相同之電流値即可。 此外，電晶體212至214之尺寸（例如，通道長度及 通道寬度）係製成不同於電晶體211之尺寸，藉此使電晶 -21 - 201230689 體212至214之汲極之電流値不同。例如，在電晶體211 至214之通道長度以及電晶體211之通道寬度W1、電晶 體212之通道寬度W2、電晶體213之通道寬度W3、及電 晶體214之通道寬度W4間之比率爲1 :2:3:4的情況中， 電晶體2 1 2至2 1 4之汲極之電流値可以分別爲2 x/r e/、3 X ke/、及 4x/re/。 在此情況中，就電流供應電路1 〇 3之電流値/2而言 ，複數個電流値（在圖4B中之電流供應電路1〇3之情況 中最多有八個電流値）可根據—數位控制信號使用。 在本實施例之電流供應電路1〇2及電流供應電路103 中，複數個電流値可根據一數位控制信號設定。據此，本 實施例中之電流供應電路102及電流供應電路103係用於 圖1中之振盪器電路，藉此使振盪器電路之工作週期可以 準確控制。振盪器電路方便與另一數位電路結合，及進一 步地，工作週期可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路 可作數位控制。所使用之比較器電路之數量可以僅一個及 因此，振盪器電路之功耗可以減少。所使用之比較器電路 之數量可以僅一個且不使用可變電阻，及因此，電路可以 整合及配置面積可減少。 (實施例3) 在本實施例中，使用在圖1之振盪器電路中之比較器 電路1 0 1之組態及操作之範例將參考圖5說明於後。 圖5繪示比較器電路101之一電路圖。比較器電路

-22- 201230689 101包括電晶體301至308及一電流供應器309。 本實施例中之比較器電路101使用在圖1中之振盪器 電路，藉此使實施例1中所述之操作得以執行且振盪器電 路之工作週期可以利用一數位控制信號準確控制。振盪器 電路方便與另一數位電路結合，及進一步地，工作週期可 以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路可作數位控制。所 使用之比較器電路之數量可以僅一個及因此，振盪器電路 之耗電量可以減少。所使用之比較器電路之數量可以僅一 個且不使用可變電阻，及因此，電路可以整合及配置面積 可減少。 (實施例4 ) 在本實施例中，圖1中之振盪器電路之一組態之範例 將參考圖6說明於後。 圖6繪示圖1中之振盪器電路之一組態之範例：一p 型通道電晶體使用作爲開關1 04，一 η通道電晶體使用作 爲開關1 05，及一反相器使用作爲信號產生電路1 1 1。反 相器（即信號產生電路111)之一輸入端係電氣連接於比 較器電路101之一輸出端。反相器（即信號產生電路1Η )之一輸出端係電氣連接於Ρ型通道電晶體（即開關104 )之閘極及η型通道電晶體（即開關1 05 )之閘極。 圖6中之振盪器電路用於使實施例1中所述之操作得 以執行且振盪器電路之工作週期可以利用一數位控制信號 準確控制。振盪器電路方便與另一數位電路結合，及進一 -23- 201230689 步地，工作週期可以由一軟體程式控制，因爲振盪器電路 可作數位控制。所使用之比較器電路之數量可以僅一個及 因此，振盪器電路之耗電量可以減少。所使用之比較器電 路之數量可以僅一個且不使用可變電阻，及因此，電路可 以整合及配置面積可減少。 (實施例5 ) 在本實施例中，藉由計算而進行驗證，以確認圖1中 之振盪器電路之操作。 表1揭示以下在計算中所假設之値：高電源電位 、低電源電位、參考電位Fre/、電阻器1 07之電 阻値R1、電阻器108之電阻値R2、及電容器106之電容 値C。 [表1] VDD\V] 3 VSS[V] 0 Vref[V] 1.5 Λ1 _ 500 Λ2 _ 500 C[pF] 「5 圖7繪示用於計算之電流供應電路1 〇 2及電流供應電 路103之鼋路圖。 圖7中之電路圖具有一組態，其中電流供應電路1〇2 及電流供應電路103係電氣連接於彼此，且其包括電晶體 401至413、~電源414、及電晶體421至434。電晶體 401至413係p通道電晶體及電晶體421至43 4係η通道

-24- 201230689 電晶體。請注意電晶體406至410及電晶體426 疊接電晶體，用於改善一電流鏡電路之電流反射 圖7中之電路具有一利用電源414而產生電流之 電流具有電流供應電路1 02之電流値/1的電流 應電路103之電流値/2電流。 電晶體403至405之尺寸（例如，通道長度 度）係製成不同於電晶體401之尺寸，藉此使電 '至405之汲極之電流値（/al、)可設 電晶體40 1之汲極之電流値ke/不同的値。 電晶體42 2至425之尺寸（例如，通道長度 度）係製成不同於電晶體42 1之尺寸，藉此使電 至425之汲極之電流値（/61、几2、/63、M4) —與電晶體421之汲極之電流値"e/不同的値。 表2揭示以下在計算中所假設之値：電流値 流値/αΐ至/α3、電流値至/64。 [表2]

Iref[\iA] 0.5 Μ [μΑ] 0.5 Ια2 [μΑ] 0,75 lab [μΑ] 1.25 Ibl [μΑ] 0.125 /62 [μΑ] 0.1528 m [μΑ] 0.1875 HA [μΑ] 0.375 電晶體41 1至413及電晶體43 1至434可以 開關且其連接狀態係由數位控制信號S 1至S7控 ，藉由數位控制信號S 1至S7，一欲導通之電晶 至43 0係 準確度。 功能，該 及電流供 及通道寬 晶體403 定於一與 及通道寬 晶體422 可設定於 /re/、電 使用作爲 制。據此 體可以在 -25- 201230689 電晶體411至413及電晶體431至434之間決定。 工作週期£>可以根據信號（一 Η信號或一 L信號） 改變。表3揭示輸入作爲數位控制信號S丨至S7之信號範 例（1 )至（4 )。再者，（1 )至（4 )各繪示所計算之電 流供應電路1 02之電流値/1、電流供應電路1 〇3之電流 値/2、充電週期7Ί、放電週期Γ2 '及工作週期£)。請注 意在表3中的諸値之間，S丨至S 7係設定値，及71至Z) 爲設計値。 [表3] S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 /1 [μΑ] 12 [μΑ] Π[μ8] 72〇s] D[%] ⑴ L Η Η H L L H 0.5 0.5 15 15 50 (2) Η L Η L L L H 0.75 0.375 10 20 33 (3) Η Η L H L H L 1.25 0.3125 6 24 20 (4) L L L H H L L 2.5 0.278 3 27 10 藉由使用圖6中之振盪器電路及圖7中之電流供應電 路102與電流供應電路1〇3，計算信號（一 Η信號或一 L 信號）輸入作爲表3所示（1 )至（4 )中之數位控制信號 S1至S7的情形。計算結果揭示於圖8Α及8Β中。 圖8Α及8Β繪示比較器電路1〇1之輸出電位Γοκί、 比較器電路101之其中一輸入端的電位Fa、及比較器電 路101之另一輸入端的電位之輸出結果。圖8A繪示 表3中之（1)至（4)之計算結果。圖8B繪示表3中之 (3)之計算結果之放大圖。 如圖8 A中所示，在輸入作爲數位控制信號S1至S7 之信號（一Η信號或一 L信號）係表3中之（1) 、（2 )、(4)、及（3 )的情形中，可以藉由計算確定之事實

-26- S 201230689

爲工作週期乃分別大約50%、大約33%、大 大約20%。也就是說計算結果確認工作週期 使用圖6中之振盪器電路而以數位控制信號S 圖8B繪示使用表3中之（3)爲輸入作爲 號S1至S7之信號（一 Η信號或一 L信號） 算結果。表4繪示電流供應電路1 02之電流< 供應電路103之電流値/2、充電週期Γ1、放1 及工作週期D，其係計算之結果。 [表4] /1 [μΑ] 72 [μΑ] Γ1[μ8] 72 [μβ] D[%] 1.28 0.31 5.8 25.2 18.3 藉由表4中之計算結果，可以確定之事實 接近於設定工作週期D ( 20% )之工作週期I 。請注意在計算時，一電晶體與一佈線之寄生 電阻、一用於電流供應電路之電流鏡電路之電 、及類似者已作考量。因此，表3之（3)中 値）及表4之計算結果之値略爲不同。 本申請案係基於在2010年9月3日向日 請的日本專利申請案第2010- 197907號，該案 用的方式倂入本文中。 【圖式簡單說明】 圖1繪示一振盪器電路之一組態之範例。 圖2Α及2Β各繪示振盪器電路之一操作之 -27- 灼10%、及 乃可以藉由 〖至S 7改變 數位控制信 的情形之計 直、電流 β週期Γ2、 爲可以取得 » ( 18.3% ) 電容、寄生 流鏡準確度 之値（設定 本專利局申 之全文以引 範例。 201230689 圖3A及3B各繪示振盪器電路之一時序圖之範例。 圖4A及4B各繪示一包括在一振盪器電路中之電流 供應電路之範例。 圖5繪示一包括在一振盪器電路中之比較器電路之範 例。 圖6繪示振盪器電路之一組態之範例。 圖7繪示一包括在一振盪器電路中之電流供應電路之 範例。 圖8A及8B各繪示一振盪器電路操作之一計算結果 之圖表。 【主要元件符號說明】 1 〇 1 :比較器電路 102 :電流供應電路 103 :電流供應電路 104 :開關 105 :開關 106 :電容器 107 :電阻器 108 :電阻器 1〇9 :充電放電電路 111 :信號產生電路 112 :切換電路 2〇1 :電晶體 201230689 202 ： :電晶體 203 : :電晶體 204 ： 電晶體 205 ： 電晶體 206 ： 電晶體 207 ： 電晶體 208 ： 電流供應器 2 11： 電晶體 212 ： 電晶體 213 ： 電晶體 214 ： 電晶體 2 15： 電晶體 216 ： 電晶體 217 ： 電晶體 2 18： 電流供應器 301 ： 電晶體 3 02 ： 電晶體 3 03 ： 電晶體 304 ： 電晶體 3 05 ： 電晶體 3 06 ： 電晶體 3 07 ： 電晶體 3 08 ： 電晶體 3 09 :電流供應器 201230689 401 :電晶體 4 0 2 :電晶體 4 0 3 :電晶體 4 0 4 :電晶體 405 :電晶體 4 0 6 :電晶體 4 0 7 :電晶體 408 :電晶體 4 0 9 :電晶體 4 1 0 :電晶體 4 1 1 :電晶體 4 1 2 :電晶體 4 1 3 :電晶體 4 1 4 :電流供應器 421 :電晶體 422 :電晶體 423 :電晶體 424 :電晶體 4 2 5 :電晶體 4 2 6 :電晶體 427 :電晶體 4 2 8 :電晶體 4 2 9 :電晶體 43 0 :電晶體 201230689 4 3 1 :電晶體 4 3 2 :電晶體 433 :電晶體 4 3 4 :電晶體

Claims (1)

1. 201230689 七、申請專利範圍： 1. —種振盪器電路，包含： 一比較器電路； 一電容器，其中該電容器之一端點係電氣連接於該比 較器電路之其中一輸入端； 一充電放電電路，其電氣連接於該電容器之該端點； 及 —佈線，其電氣連接於該比較器電路之另一輸入端， 其中該佈線係供應以一參考電位， 其中，該充電放電電路包含： 一第一電流供應電路； 一第二電流供應電路；及 —切換電路，其設置於該第一電流供應電路與該電容 器之間及該第二電流供應電路與該電容器之間， 其中，該比較器電路之一輸出端係電氣連接於該切換 電路， 其中，一用於控制一電流値之數位控制信號係供應至 該第一電流供應電路及該第二電流供應電路。 2. 如申請專利範圍第1項之振盪器電路， 其中，該切換電路包含一設置於該第一電流供應電路 與該電容器之間之第一開關及一設置於該第二電流供應電 路與該電容器之間之第二開關；及 其中，該第一開關及該第二開關係根據該比較器電路 之一輸出電位而導通或關閉。 -32- 201230689 3. 如申請專利範圍第1項之振盪器電路， 其中，該電容器之另一端點係電氣連接於一供應任意 固定電位之佈線。 4. 如申請專利範圍第1項之振盪器電路’進一步包 含·· —第一電阻器，其設置於該比較器電路之一輸出端與 該比較器電路之該另一輸入端之間；及 一第二電阻器，其設置於該比較器電路之該另一輸入 端與一供應參考電位之佈線之間。 •5.—種半導體裝置，包含如申請專利範圍第1項之 振盪器電路。 6. —種顯示裝置，包含一驅動電路，其中該驅動電 路包含如申請專利範圍第1項之振盪器電路。 7. —種振盪器電路，包含： —比較器電路，其組態用以比較一供應至其中一輸入 端之電位與一供應至另一輸入端之電位及輸出一高電源電 位或一低電源電位； —電容器，其電氣連接於該比較器電路之其中一輸入 端； —充電放電電路，其組態用以將該電容器充電及放電 :及 一佈線，其係供應以一參考電位及電氣連接於該比較 器電路之另一輸入端， 其中，該充電放電電路包含： -33- 201230689 一第一電流供應電路，其組態用以產生一具有第一電 流値之電流； 一第二電流供應電路，其組態用以產生一具有第二電 流値之電流；及 —切換電路，其設置於該第一電流供應電路與該電容 器之間及該第二電流供應電路與該電容器之間， 其中，該切換電路係組態用以根據該比較器電路之一 輸出電位，將該電容器電氣連接於該第一電流供應電路及 該第二電流.供應電路之任一者， 其中，該第一電流値及該第二電流値係使用一供應至 該第一電流供應電路及該第二電流供應電路之數位控制信 號控制。 8. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路，其中該振 盪器電路之一工作週期係根據該第一電流値對該第二電流 値之比而決定。 9. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路， 其中，當該比較器電路之輸出電位變成該高電源電位 時，該切換電路將該第一電流供應電路電氣連接於該電容 器及將該第二電流供應電路電氣斷接於該電容器，及 其中，當該比較器電路之輸出電位變成該低電源電位 時，該切換電路將該第二電流供應電路電氣連接於該電容 器及將該第一電流供應電路電氣斷接於該電容器。 10. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路，其中，該 第一電流供應電路係組態用以將該電容器充電及該第二電 -34- S 201230689 流供應電路係組態用以將該電容器放電。 11. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路， 其中，一供該第一電流供應電路將該電容器充電之週 期係根據該第一電流値而決定，及 其中，一供該第二電流供應電路將該電容器放電之週 期係根據該第二電流値而決定。 12. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路， 其中，該電容器之其中一電極係電氣連接於該比較器 電路之其中一輸入端，及 其中，該電容器之另一電極係電氣連接於一供應任意 固定電位之佈線。 13. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路， 其中，一供應至該比較器電路之另一輸入端的電位係 根據該比較器電路之輸出電位而設定。 14. 如申請專利範圍第7項之振盪器電路，進一步包 含： 一第一電阻器，其設置於該比較器電路之一輸出端與 該比較器電路之該另一輸入端之間；及 一第二電阻器，其設置於該比較器電路之該另一輸入 端與一供應參考電位之佈線之間。 15. —種半導體裝置，包含如申請^利範圍第7項之 振盪器電路。 16. —種顯示裝置，包含一驅動電路，其中，該驅動 電路包含如申請專利範圍第7項之振盪器電路。 -35- 201230689 17.—種振盪器電路，包含： 一比較器電路，其組態用以比較一供應至其中一輸入 端之電位與一供應至另一輸入端之電位及輸出一高電源電 位或一低電源電位； —電容器，其電氣連接於該比較器電路之其中一輸入 端； —充電放電電路，其組態用以將該電容器充電及放電 :及 —佈線，其係供應以一參考電位及電氣連接於該比較 器電路之另一輸入端， 其中，該充電放電電路包含： 一第一電流供應電路，其組態用以產生一具有第一電 流値之電流； —第二電流供應電路，其組態用以產生一具有第二電 流値之電流； 一第一開關，其設置於該第一電流供應電路與該電容 器之間：及 一第二開關，其設置於該第二電流供應電路與該電容 器之間， 其中，該比較器電路之一輸出端係電氣連接於該第一 開關及該第二開關之各者， 其中，該第一電流値及該第二電流値使用一供應至該 第一電流供應電路及該第二電流供應電路之數位控制信號 控制。 -36- 201230689 18.如申請專利範圍第17項之振盪器電路，其中， 該振盪器電路之一工作週期係根據該第一電流値對該第二 電流値之比而決定》 1 9 .如申請專利範圍第1 7項之振盪器電路， 其中，當該比較器電路之一輸出電位變成該高電源電 位時，該第一開關導通及該第二開關關閉，及 其中，當該比較器電路之輸出電位變成該低電源電位 時，該第二開關導通及該第一開關關閉。 2 0.如申請專利範圍第1 7項之振盪器電路，其中， 該第一電流供應電路係組態用以將該電容器充電及該第二 電流供應電路係組態用以將該電容器放電。 21. 如申請專利範圍第17項之振盪器電路， 其中，一供該第一電流供應電路將該電容器充電之週 期係根據該第一電流値而決定，及 其中，一供該第二電流供應電路將該電容器放電之週 期係根據該第二電流値而決定。 22. 如申請專利範圍第17項之振盪器電路， 其中，該電容器之其中一電極係電氣連接於該比較器 電路之其中一輸入端，及 其中，該電容器之另一電極係電氣連接於一供應任意 固定電位之佈線。 23. 如申請專利範圍第17項之振盪器電路， 其中，一供應至該比較器電路之另一輸入端的電位係 根據該比較器電路之輸出電位而設定。 -37- 201230689 24. 如申請專利範圍第1 7項之振盪器電路，進一步 包含： —第一電阻器，其設置於該比較器電路之一輸出端與 該比較器電路之該另一輸入端之間；及 —第二電阻器，其設置於該比較器電路之該另一輸入 端與一供應參考電位之佈線之間。 . 25. —種半導體裝置，包含如申請專利範圍第17項 之振盪器電路。 26. —種顯不裝置’包含一驅動電路，其中該驅動電 路包含如申請專利範圍第17項之振盪器電路。 -38-