JP2018042117A - Oscillation circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】安定した発振周波数の矩形波を出力することのできる発振回路を提供する。【解決手段】2個の電圧出力型のインバータ回路を直列に接続した直列回路と、この直列回路とリング状に接続された1個の電流出力型のインバータ回路と、この直列回路の入出力端子間に設けられた第1のコンデンサと、前記電流出力型のインバータ回路の出力端子と接地端子との間に設けられた第2のコンデンサとを備える。更に前記電流出力型のインバータ回路の電流を調整して発振周波数を変化させる電流調整回路を備える。【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation circuit capable of outputting a rectangular wave having a stable oscillation frequency. SOLUTION: A series circuit in which two voltage output type inverter circuits are connected in series, one current output type inverter circuit connected in a ring shape to the series circuit, and an input / output terminal of the series circuit. A first capacitor provided between them and a second capacitor provided between the output terminal and the ground terminal of the current output type inverter circuit are provided. Further, a current adjusting circuit for adjusting the current of the current output type inverter circuit to change the oscillation frequency is provided. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、安定した発振周波数の矩形波を出力することのできる発振回路に関する。 The present invention relates to an oscillation circuit that can output a rectangular wave having a stable oscillation frequency.
各種の半導体集積回路においては、その内部の時間設定に用いる為の一定周波数の矩形波を生成する発振回路が設けられることが多い。図5は[2n+1]個(nは自然数)、一般的には3個のインバータ回路INV1,INV2,INV3をリング状に接続した、いわゆるリング型の発振回路OSCの構成例を示している。 Various semiconductor integrated circuits are often provided with an oscillation circuit that generates a rectangular wave having a constant frequency for use in setting the time within the semiconductor integrated circuit. FIG. 5 shows a configuration example of a so-called ring type oscillation circuit OSC in which [2n + 1] (n is a natural number), generally three inverter circuits INV1, INV2, and INV3 are connected in a ring shape.
この発振回路OSCは、奇数個(3個)のインバータ回路INV1,INV2,INV3からなる直列回路の出力信号を入力側に帰還させる。そして発振回路OSCは、各インバータ回路INV1,INV2,INV3の動作遅延時間(ゲート遅延時間)を利用して矩形波からなる発振出力信号OUTを生成する。これ故、発振回路OSCの発振周波数は、専ら、インバータ回路INV1,INV2,INV3の動作遅延時間によって決定される。 The oscillation circuit OSC feeds back an output signal of a series circuit including an odd number (three) of inverter circuits INV1, INV2, and INV3 to the input side. The oscillation circuit OSC generates an oscillation output signal OUT composed of a rectangular wave by using the operation delay time (gate delay time) of each inverter circuit INV1, INV2, INV3. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC is determined solely by the operation delay times of the inverter circuits INV1, INV2, and INV3.
従来、この種の発振回路OSCにおける発振周波数の安定化を図る為に、例えば特許文献1に開示されるようにインバータ回路INV1,INV2,INV3を定電流で駆動することが提唱されている。また特許文献1には、インバータ回路INV1,INV2,INV3を駆動する定電流に制御電流を重畳する共に、この制御電流の大きさを変えることによって発振周波数を変化させることも開示されている。 Conventionally, in order to stabilize the oscillation frequency in this type of oscillation circuit OSC, it has been proposed to drive the inverter circuits INV1, INV2, and INV3 with a constant current as disclosed in Patent Document 1, for example. Patent Document 1 also discloses that a control current is superimposed on a constant current that drives inverter circuits INV1, INV2, and INV3, and the oscillation frequency is changed by changing the magnitude of the control current.
一方、特許文献2には、リング状に接続された奇数個の定電流インバータ(電流駆動型のインバータ回路)と、所定の定電流インバータの出力端子と接地端子との間に接続されたコンデンサとを備え、コンデンサの充放電に伴う遅延時間を利用して発振周波数を決定するリング型の発振回路が示される。また特許文献2には、テスト時に所定の定電流インバータに流す電流を増やすことでコンデンサによる遅延時間を短くし、その発振周波数を高くすることが開示される。 On the other hand, in Patent Document 2, an odd number of constant current inverters (current-driven inverter circuits) connected in a ring shape, a capacitor connected between an output terminal and a ground terminal of a predetermined constant current inverter, And a ring-type oscillation circuit that determines an oscillation frequency by using a delay time associated with charging and discharging of a capacitor. Patent Document 2 discloses that the delay time due to the capacitor is shortened and the oscillation frequency is increased by increasing the current passed through a predetermined constant current inverter during the test.
ところで上述したリング型の発振回路における発振周波数は、前述したように、専ら、インバータ回路INV1,INV2,INV3の動作遅延時間(ゲート遅延時間)によって決定される。また特許文献2に開示される発振回路においては、インバータ回路INV1,INV2,INV3の動作遅延時間と遅延素子としてのコンデンサとにより、その発振周波数が決定される。 By the way, the oscillation frequency in the ring type oscillation circuit described above is determined exclusively by the operation delay time (gate delay time) of the inverter circuits INV1, INV2, and INV3, as described above. In the oscillation circuit disclosed in Patent Document 2, the oscillation frequency is determined by the operation delay time of the inverter circuits INV1, INV2, and INV3 and a capacitor as a delay element.
この為、従来のリング型の発振回路においては、インバータ回路INV1,INV2,INV3を構成する回路素子の特性に依存する動作遅延時間のずれに起因して発振周波数にバラツキが生じ易い。しかも特許文献1,2にそれぞれ示されるような定電流インバータは、例えばカスケード接続されて相反してオン・オフする一対のMOS-FET等からなる反転回路を定電流駆動してその出力電圧のレベルを反転させるものである。この為、定電流インバータを用いてリング型の発振回路を構成しても、一般的には発振周波数の可変設定幅を大きくすることが困難である等の問題がある。 For this reason, in the conventional ring-type oscillation circuit, the oscillation frequency is likely to vary due to a shift in the operation delay time depending on the characteristics of the circuit elements constituting the inverter circuits INV1, INV2, and INV3. In addition, the constant current inverters as shown in Patent Documents 1 and 2, respectively, are driven by constant current driving an inverting circuit composed of, for example, a pair of MOS-FETs that are cascade-connected and turned on and off, and the level of the output voltage. Is reversed. For this reason, even if a ring-type oscillation circuit is configured using a constant current inverter, there is a problem that it is generally difficult to increase the variable setting width of the oscillation frequency.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数のインバータ回路の動作遅延時間に依存することなく、安定した発振周波数の矩形波を出力することのできる発振回路を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to provide an oscillation circuit capable of outputting a rectangular wave having a stable oscillation frequency without depending on the operation delay time of a plurality of inverter circuits. It is to provide.
本発明に係る発振回路は、
2n個(nは自然数)の電圧出力型のインバータ回路からなる直列回路と、
この直列回路とリング状に接続された1個の電流出力型のインバータ回路と、
この直列回路の入出力端子間に設けられた第1のコンデンサと、
前記電流出力型のインバータ回路の出力端子と接地端子との間に設けられた第2のコンデンサと、
を備えたことを特徴としている。
An oscillation circuit according to the present invention includes:
A series circuit composed of 2n (n is a natural number) voltage output type inverter circuits;
A current output type inverter circuit connected in a ring with this series circuit;
A first capacitor provided between the input and output terminals of the series circuit;
A second capacitor provided between an output terminal and a ground terminal of the current output type inverter circuit;
It is characterized by having.
ちなみに前記第1のコンデンサは、前記直列回路の出力端子の電圧値が電源電圧値に達したときに前記第2のコンデンサを充電し、前記出力端子の電圧値が接地電位に達したときに前記第2のコンデンサを放電するものである。好ましくは前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、同じ静電容量値であることを特徴とする。 Incidentally, the first capacitor charges the second capacitor when the voltage value of the output terminal of the series circuit reaches the power supply voltage value, and the voltage when the voltage value of the output terminal reaches the ground potential. The second capacitor is discharged. Preferably, the first capacitor and the second capacitor have the same capacitance value.
前記電圧出力型のインバータ回路は、例えば電源電圧端子と接地端子との間にカスケードに接続されて相反してオン・オフするPチャネル型のMOS-FETとNチャネル型のMOS-FETとを備えて構成される。また前記発振回路は、前記電流出力型のインバータ回路に電流を流す定電流源の電流値を、外部からの制御信号に応じて変更する電流調整回路を有することが好ましい。 The voltage output type inverter circuit includes, for example, a P-channel type MOS-FET and an N-channel type MOS-FET which are connected in cascade between a power supply voltage terminal and a ground terminal and which are turned on and off in opposition to each other. Configured. The oscillation circuit preferably includes a current adjustment circuit that changes a current value of a constant current source for supplying a current to the current output type inverter circuit according to a control signal from the outside.
具体的には前記電流出力型のインバータ回路は、例えばカスケードに接続されたPチャネル型のMOS-FETおよびNチャネル型のMOS-FETと、前記Pチャネル型のMOS−FETに電流を流す第1の定電流源と、前記Nチャネル型のMOS-FETに電流を流す第2の定電流源とを備えて構成される。好ましくは前記第1および第2の定電流源は、前記Pチャネル型のMOS-FETに流れる電流値と前記Nチャネル型のMOS-FETに流れる電流値とを互いに等しく設定したものである。 Specifically, the current output type inverter circuit includes, for example, a first P-channel MOS-FET and an N-channel MOS-FET connected in cascade, and a first current that flows through the P-channel MOS-FET. And a second constant current source for supplying a current to the N-channel MOS-FET. Preferably, the first and second constant current sources are configured such that a current value flowing through the P-channel MOS-FET and a current value flowing through the N-channel MOS-FET are set equal to each other.
具体的には前記第1の定電流源は、例えば前記Pチャネル型のMOS-FETと電源電圧端子との間に接続された電流設定用の第1のMOS-FETからなる。また前記第2の定電流源は、例えば前記Nチャネル型のMOS-FETと接地端子との間に接続された電流設定用の第2のMOS-FETからなる。 Specifically, the first constant current source includes, for example, a first MOS-FET for current setting connected between the P-channel type MOS-FET and a power supply voltage terminal. The second constant current source is composed of, for example, a second MOS-FET for current setting connected between the N-channel type MOS-FET and a ground terminal.
尚、前記電流調整回路は、前記電流出力型のインバータ回路が入出力する電流値を調整して発振周波数を変化させる役割を担う。 The current adjustment circuit plays a role of adjusting the current value input and output by the current output type inverter circuit to change the oscillation frequency.
ここで、例えば前記電流出力型のインバータ回路が入出力する電流の電流値を互いに等しく設定しておけば、電源電圧の(1/2)の電圧値を閾値として前記直列回路の入力電圧を対称性良く速やかに反転させることができる。従って発振回路の出力としてデューティが50%の矩形波を安定して生成することができる。 Here, for example, if the current values of the currents input and output by the current output type inverter circuit are set equal to each other, the input voltage of the series circuit is symmetrical with the voltage value of (1/2) of the power supply voltage as a threshold value It can be reversed quickly with good quality. Therefore, a rectangular wave with a duty of 50% can be stably generated as the output of the oscillation circuit.
また本発明に係る発振回路においては、例えば前記電流出力型のインバータ回路が入出力する電流の電流値を可変設定すれば、発振回路の発振出力周波数を容易に変えることができる。 In the oscillation circuit according to the present invention, the oscillation output frequency of the oscillation circuit can be easily changed, for example, by variably setting the current value of the current input / output by the current output type inverter circuit.
上記構成の本発明に係る発振回路によれば、その発振周波数を前記第1および第2のコンデンサの静電容量値と前記電流出力型のインバータ回路が入出力する電流の電流値とにより定まる時定数として決定することができる。従って発振回路の発振周波数の安定化を図ることができる。 According to the oscillation circuit of the present invention having the above configuration, when the oscillation frequency is determined by the capacitance values of the first and second capacitors and the current value of the current input and output by the current output type inverter circuit It can be determined as a constant. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit can be stabilized.
また本発明に係る発振回路によれば、上述した前記第1および第2のコンデンサの充放電を利用して、前記直列回路の出力電圧値の変化に応じて該直列回路の入力電圧を電源電圧の電圧値または接地電位に切換えることができる。従って前記直列回路の出力電圧値として、電源電圧の電圧値と接地電位との間でフルスイングする矩形波を安定に生成することができる。 According to the oscillation circuit of the present invention, the input voltage of the series circuit is changed to the power supply voltage in accordance with the change in the output voltage value of the series circuit by using the charge and discharge of the first and second capacitors. Can be switched to the voltage value or the ground potential. Therefore, a rectangular wave that fully swings between the voltage value of the power supply voltage and the ground potential can be stably generated as the output voltage value of the series circuit.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る発振回路について説明する。この発振回路は、基本的には入力電圧のレベルを反転して出力する[2n+1]個(nは自然数)のインバータ回路をリング状に接続して構成される。 Hereinafter, an oscillation circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This oscillation circuit is basically configured by connecting [2n + 1] (n is a natural number) inverter circuits that invert and output the level of the input voltage in a ring shape.
図1は本発明の一実施形態に係る発振回路OSCの概略構成図である。この発振回路OSCは、3個のインバータ回路INV1,INV2,INV3をリング状に接続して構成される。ちなみに第1のインバータ回路INV1は電流出力型のものであり、また第2および第3のインバータ回路INV2,INV3は電圧出力型のものからなる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an oscillation circuit OSC according to an embodiment of the present invention. The oscillation circuit OSC is configured by connecting three inverter circuits INV1, INV2, and INV3 in a ring shape. Incidentally, the first inverter circuit INV1 is of a current output type, and the second and third inverter circuits INV2 and INV3 are of voltage output type.
具体的には本発明に係る発振回路OSCは、電圧出力型の第2および第3のインバータ回路INV2,INV3を直列に接続した直列回路を備える。また発振回路OSCは、直列回路における第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3を第2のインバータ回路INV2の入力端子に帰還する第1のコンデンサC1を備える。更に発振回路OSCは、直列回路の入力端子である第2のインバータ回路INV2の入力端子と接地端子との間に設けられた第2のコンデンサC2を備える。 Specifically, the oscillation circuit OSC according to the present invention includes a series circuit in which voltage output type second and third inverter circuits INV2 and INV3 are connected in series. The oscillation circuit OSC includes a first capacitor C1 that feeds back the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3 in the series circuit to the input terminal of the second inverter circuit INV2. Furthermore, the oscillation circuit OSC includes a second capacitor C2 provided between the input terminal of the second inverter circuit INV2, which is the input terminal of the series circuit, and the ground terminal.
そして電流出力型の第1のインバータ回路INV1は、第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3の電圧値に応じて一定の電流を入出力して第2のコンデンサC2を充放電する。この第2のコンデンサC2の充放電に伴う該第2のコンデンサC2の充電電圧が、第2のインバータ回路INV2の入力電圧として生成される。この第2のインバータ回路INV2の入力電圧は、等価的には第1のインバータ回路INV1の出力電圧V1として看做すことができる。 The current output type first inverter circuit INV1 inputs and outputs a constant current according to the voltage value of the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3 to charge and discharge the second capacitor C2. The charging voltage of the second capacitor C2 accompanying the charging / discharging of the second capacitor C2 is generated as the input voltage of the second inverter circuit INV2. The input voltage of the second inverter circuit INV2 can be equivalently regarded as the output voltage V1 of the first inverter circuit INV1.
ここで電流出力型の第1のインバータ回路INV1は、特に出力電圧V3の電圧値に応じて該第1のインバータ回路INV1が入出力する電流を生成する為の第1および第2の定電流源I1,I2を備える。第1の定電流源I1は、第1のインバータ回路INV1がその出力端子から吐き出す電流を一定の電流値として規制するものである。また第2の定電流源I2は、第1のインバータ回路INV1が、その出力端子から吸い込む電流を一定の電流値として規制するものである。この電流出力型の第1のインバータ回路INV1は、上述した如く第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3の電圧値に応じて一定の電流を入出力する点で、特許文献1,2等に紹介される電流駆動型の定電流インバータとは異なっている。 Here, the first inverter circuit INV1 of the current output type particularly includes the first and second constant current sources for generating the current input / output by the first inverter circuit INV1 according to the voltage value of the output voltage V3. I1 and I2 are provided. The first constant current source I1 regulates the current discharged from the output terminal of the first inverter circuit INV1 as a constant current value. The second constant current source I2 regulates the current that the first inverter circuit INV1 draws from its output terminal as a constant current value. This current output type first inverter circuit INV1 is introduced in Patent Documents 1 and 2 in that a constant current is inputted and outputted according to the voltage value of the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3 as described above. This is different from the current driven constant current inverter.
具体的には本発明に係る発振回路OSCは、例えば図2に示すように構成される。即ち、電圧出力型の第2のインバータ回路INV2は、ゲート間およびドレイン間をそれぞれ接続してカスケードに設けられたP型MOS-FET(P2)とN型のMOS-FET(N2)とを備えて構成される。P型MOS-FET(P2)のソースは、電源電圧VDDが加えられる電源電圧端子に接続され、またN型のMOS-FET(N2)のソースは、接地電位GND(0V)に設定された接地端子に接続される。そしてP型MOS-FET(P2)およびN型のMOS-FET(N2)の各ゲートは第2のインバータ回路INV2の入力端子を構成する。また互いに接続されたP型MOS-FET(P2)およびN型のMOS-FET(N2)の各ドレインは第2のインバータ回路INV2の出力端子を構成する。 Specifically, the oscillation circuit OSC according to the present invention is configured, for example, as shown in FIG. That is, the voltage output type second inverter circuit INV2 includes a P-type MOS-FET (P2) and an N-type MOS-FET (N2) provided in cascade by connecting gates and drains, respectively. Configured. The source of the P-type MOS-FET (P2) is connected to the power supply voltage terminal to which the power supply voltage VDD is applied, and the source of the N-type MOS-FET (N2) is grounded at the ground potential GND (0 V). Connected to the terminal. Each gate of the P-type MOS-FET (P2) and the N-type MOS-FET (N2) constitutes an input terminal of the second inverter circuit INV2. The drains of the P-type MOS-FET (P2) and the N-type MOS-FET (N2) connected to each other constitute an output terminal of the second inverter circuit INV2.
P型MOS-FET(P2)およびN型のMOS-FET(N2)は、電源電圧端子に加えられる電源電圧VDDの(1/2)の電圧値を反転閾値(VDD/2)として、その入力端子から各ゲートに与えられる入力電圧の電圧値に応じて互いに相反してオン・オフする。 The P-type MOS-FET (P2) and the N-type MOS-FET (N2) are input with the voltage value of (1/2) of the power supply voltage VDD applied to the power supply voltage terminal as the inversion threshold (VDD / 2). Depending on the voltage value of the input voltage applied from the terminal to each gate, they are turned on and off in opposition to each other.
具体的には第2のインバータ回路INV2は、その入力電圧(第1のインバータ回路のINV1の出力電圧V1)の電圧値が反転閾値(VDD/2)を超えて高くなったとき、P型MOS-FET(P2)をオフすると共にN型のMOS-FET(N2)をオンさせ、これによってその出力電圧V2を接地電位GNDに落とす。また第2のインバータ回路INV2は、その入力電圧(出力電圧V1)の電圧値が反転閾値(VDD/2)に満たない場合には、P型MOS-FET(P2)をオンすると共にN型のMOS-FET(N2)をオフさせ、これによって出力電圧V2の電圧値を電源電圧VDDに引き上げる。即ち、第2のインバータ回路INV2は、入力電圧(出力電圧V1)の電圧値に応じた値の出力電圧V2を得る。 Specifically, when the voltage value of the input voltage (the output voltage V1 of INV1 of the first inverter circuit) becomes higher than the inversion threshold value (VDD / 2), the second inverter circuit INV2 -The FET (P2) is turned off and the N-type MOS-FET (N2) is turned on, whereby the output voltage V2 is dropped to the ground potential GND. Further, when the voltage value of the input voltage (output voltage V1) is less than the inversion threshold value (VDD / 2), the second inverter circuit INV2 turns on the P-type MOS-FET (P2) and turns on the N-type The MOS-FET (N2) is turned off, thereby raising the voltage value of the output voltage V2 to the power supply voltage VDD. That is, the second inverter circuit INV2 obtains the output voltage V2 having a value corresponding to the voltage value of the input voltage (output voltage V1).
同様に電圧出力型の第3のインバータ回路INV3は、ゲート間およびドレイン間をそれぞれ接続してカスケードに設けられたP型MOS-FET(P3)とN型のMOS-FET(N3)とにより構成される。これらのP型MOS-FET(P3)とN型のMOS-FET(N3)は、第2のインバータ回路INV2と同様に電源電圧端子と接地端子との間に接続される。そしてカスケードに接続されたP型MOS-FET(P3)およびN型のMOS-FET(N3)の各ゲートは第3のインバータ回路INV3の入力端子を構成する。また互いに接続されたP型MOS-FET(P3)およびN型のMOS-FET(N3)の各ドレインは第3のインバータ回路INV3の出力端子を構成する。 Similarly, the voltage output type third inverter circuit INV3 includes a P-type MOS-FET (P3) and an N-type MOS-FET (N3) provided in cascade by connecting the gates and the drains respectively. Is done. The P-type MOS-FET (P3) and the N-type MOS-FET (N3) are connected between the power supply voltage terminal and the ground terminal in the same manner as the second inverter circuit INV2. Each gate of the P-type MOS-FET (P3) and the N-type MOS-FET (N3) connected in cascade constitutes an input terminal of the third inverter circuit INV3. The drains of the P-type MOS-FET (P3) and the N-type MOS-FET (N3) connected to each other constitute an output terminal of the third inverter circuit INV3.
そしてこの第3のインバータ回路INV3は、その入力電圧(第2のインバータ回路INV2の出力電圧V2)の電圧値が反転閾値(VDD/2)を超えて高くなったとき、P型MOS-FET(P3)をオフすると共にN型のMOS-FET(N3)をオンさせる。これによって第3のインバータ回路INV3は、その出力電圧V3を接地電位GNDに落とす。また第3のインバータ回路INV3は、その入力電圧(出力電圧V2)の電圧値が反転閾値(VDD/2)に満たない場合には、P型MOS-FET(P3)をオンすると共にN型のMOS-FET(N3)をオフさせる。これによって第3のインバータ回路INV3は、その出力電圧V3の電圧値を電源電圧VDDに引き上げる。即ち、第3のインバータ回路INV3は、入力電圧(出力電圧V2)の電圧値に応じて、出力電圧V2のレベルを反転した出力電圧V3を得るように構成される。 When the voltage value of the input voltage (the output voltage V2 of the second inverter circuit INV2) becomes higher than the inversion threshold value (VDD / 2), the third inverter circuit INV3 has a P-type MOS-FET ( P3) is turned off and the N-type MOS-FET (N3) is turned on. As a result, the third inverter circuit INV3 drops the output voltage V3 to the ground potential GND. When the voltage value of the input voltage (output voltage V2) is less than the inversion threshold value (VDD / 2), the third inverter circuit INV3 turns on the P-type MOS-FET (P3) and turns on the N-type The MOS-FET (N3) is turned off. As a result, the third inverter circuit INV3 raises the voltage value of the output voltage V3 to the power supply voltage VDD. That is, the third inverter circuit INV3 is configured to obtain an output voltage V3 obtained by inverting the level of the output voltage V2 in accordance with the voltage value of the input voltage (output voltage V2).
これに対して電流出力型の第1のインバータ回路INV1は、ゲート間およびドレイン間をそれぞれ接続してカスケードに設けられP型MOS-FET(P1)とN型のMOS-FET(N1)とを主体として構成される。更にP型MOS-FET(P1)のソースと電源電圧端子との間には、P型MOS-FET(P1)に流れる電流値を一定化する第1の定電流源I1が直列に接続される。この第1の定電流源I1は、P型MOS-FET(P1)のソースに、そのドレインを接続すると共に、ソースを電源電圧VDDが供給される電源電圧端子に接続したP型MOS-FET(P4)からなる。この第1の定電流源I1は、P型MOS-FET(P4)のゲートに外部から加えられるバイアス電圧に応じて設定される値の電流をP型MOS-FET(P1)のソース・ドレイン間に流す役割を担う。 On the other hand, the first inverter circuit INV1 of the current output type is provided in a cascade by connecting the gates and the drains respectively, and includes a P-type MOS-FET (P1) and an N-type MOS-FET (N1). Configured as the subject. Further, a first constant current source I1 that stabilizes the value of the current flowing through the P-type MOS-FET (P1) is connected in series between the source of the P-type MOS-FET (P1) and the power supply voltage terminal. . The first constant current source I1 is connected to the source of a P-type MOS-FET (P1), the drain thereof, and the P-type MOS-FET (with the source connected to a power supply voltage terminal to which a power supply voltage VDD is supplied) P4). The first constant current source I1 applies a current having a value set according to a bias voltage applied from the outside to the gate of the P-type MOS-FET (P4) between the source and drain of the P-type MOS-FET (P1). Play the role of flowing.
またN型MOS-FET(N1)のソースと接地端子との間には、N型MOS-FET(N1)に流れる電流値を一定化する第2の定電流源I2が直列に接続される。この第2の定電流源I2は、N型MOS-FET(N1)のソースに、そのドレインを接続すると共に、ソースを接地端子に接続したN型MOS-FET(N4)からなる。この第2の定電流源I2は、N型MOS-FET(N4)のゲートに外部から加えられるバイアス電圧に応じて設定される値の電流をN型MOS-FET(N1)のソース・ドレイン間に流す役割を担う。 A second constant current source I2 that stabilizes the value of the current flowing through the N-type MOS-FET (N1) is connected in series between the source of the N-type MOS-FET (N1) and the ground terminal. The second constant current source I2 includes an N-type MOS-FET (N4) having a drain connected to the source of the N-type MOS-FET (N1) and a source connected to the ground terminal. The second constant current source I2 supplies a current having a value set according to a bias voltage applied from the outside to the gate of the N-type MOS-FET (N4) between the source and drain of the N-type MOS-FET (N1). Play the role of flowing.
これらの第1の定電流源I1および第2の定電流源I2により、相反してオン・オフするP型MOS-FET(P1)およびN型MOS-FET(N1)にそれぞれ流れる電流値が一定化される。そして第1のインバータ回路INV1は、その入力電圧(出力電圧V3)の電圧値が反転閾値(VDD/2)を超えて高くなったときにはP型MOS-FET(P1)をオフすると共にN型のMOS-FET(N1)をオンさせる。このN型のMOS-FET(N1)のオンに伴って第1のインバータ回路INV1の出力端子が接地され、第1のインバータ回路INV1の出力端子から一定の電流が吸い込まれる。 By these first constant current source I1 and second constant current source I2, the values of the currents flowing in the P-type MOS-FET (P1) and the N-type MOS-FET (N1) which are turned on and off are constant. It becomes. The first inverter circuit INV1 turns off the P-type MOS-FET (P1) and turns off the N-type when the voltage value of the input voltage (output voltage V3) exceeds the inversion threshold value (VDD / 2). The MOS-FET (N1) is turned on. As the N-type MOS-FET (N1) is turned on, the output terminal of the first inverter circuit INV1 is grounded, and a constant current is sucked from the output terminal of the first inverter circuit INV1.
また第1のインバータ回路INV1は、その入力電圧(出力電圧V3)の電圧値が反転閾値(VDD/2)に満たない場合には、P型MOS-FET(P1)をオンすると共にN型のMOS-FET(N1)をオフさせる。これによって第1のインバータ回路INV1の出力端子からP型のMOS-FET(P1)を経て一定の電流が吐き出される。即ち、電流出力型の第1のインバータ回路INV1は、入力電圧(出力電圧V3)の電圧値に応じてその出力端子から一定の出力電流を入力し(吸い込み)、或いは一定の出力電流を出力する(吐き出す)ように構成される。 The first inverter circuit INV1 turns on the P-type MOS-FET (P1) and turns on the N-type when the voltage value of the input voltage (output voltage V3) is less than the inversion threshold (VDD / 2). The MOS-FET (N1) is turned off. As a result, a constant current is discharged from the output terminal of the first inverter circuit INV1 through the P-type MOS-FET (P1). That is, the current output type first inverter circuit INV1 inputs (sucks) a constant output current from its output terminal or outputs a constant output current according to the voltage value of the input voltage (output voltage V3). It is comprised so that (it exhales).
ところで第1のコンデンサC1は、基本的には第2のインバータ回路INV2の入力端子に加わる電圧(出力電圧V1)の電圧値と第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3の電圧値との差に応じて充放電される。この第1のコンデンサC1の充放電により第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3が第2のインバータ回路INV2の入力端子に帰還される。一方、第2のコンデンサC2は、基本的には第1のインバータ回路INV1が入出力する電流にて充放電される。またこの第2のコンデンサC2は、その充電電圧値と第1のコンデンサC1により帰還される第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3との電圧差に応じて該第1のコンデンサC1の充放電を補助する。ちなみに第1のコンデンサC1の静電容量値と第2のコンデンサC2の静電容量値は互いに等しく設定される。 Incidentally, the first capacitor C1 basically has a difference between the voltage value of the voltage (output voltage V1) applied to the input terminal of the second inverter circuit INV2 and the voltage value of the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3. Charge and discharge accordingly. By charging / discharging of the first capacitor C1, the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3 is fed back to the input terminal of the second inverter circuit INV2. On the other hand, the second capacitor C2 is basically charged and discharged with a current input and output by the first inverter circuit INV1. The second capacitor C2 charges and discharges the first capacitor C1 according to the voltage difference between the charge voltage value and the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3 fed back by the first capacitor C1. Assist. Incidentally, the capacitance value of the first capacitor C1 and the capacitance value of the second capacitor C2 are set to be equal to each other.
図3はこれらの第1および第2のコンデンサC1,C2を備えて構成された発振回路OSCの動作を、第2のインバータ回路INV2の入力端子に加わる電圧(第1のインバータ回路INV1から得られる出力電圧V1)、並びに第2および第3のインバータ回路INV2,INV3の各出力電圧V2,V3の変化として示している。 FIG. 3 shows the voltage applied to the input terminal of the second inverter circuit INV2 (obtained from the first inverter circuit INV1) in the operation of the oscillation circuit OSC configured with the first and second capacitors C1 and C2. The output voltage V1) is shown as changes in the output voltages V2 and V3 of the second and third inverter circuits INV2 and INV3.
図3において出力電圧V3の電圧値がローレベル(接地電位GND)である区間t1においては、第1のインバータ回路INV1におけるP型MOS-FET(P1)がオンし、N型MOS-FET(N1)がオフする。そして第1のインバータ回路INV1から吐き出される出力電流によって第1および第2のコンデンサC1,C2がそれぞれ充電される。この結果、第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値と出力電流値とによって定まる時定数で出力電圧V1の電圧値が直線的に上昇する。そして出力電圧V1の電圧値が反転閾値(VDD/2)を超えると第2のインバータ回路INV2の出力電圧V2のレベルが反転してローレベル(接地電位GND)となり、これに伴って第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3のレベルが反転してハイレベル(電源電圧VDD)となる。 In FIG. 3, in the section t1 where the voltage value of the output voltage V3 is at a low level (ground potential GND), the P-type MOS-FET (P1) in the first inverter circuit INV1 is turned on, and the N-type MOS-FET (N1) ) Turns off. Then, the first and second capacitors C1 and C2 are charged by the output current discharged from the first inverter circuit INV1, respectively. As a result, the voltage value of the output voltage V1 increases linearly with a time constant determined by the capacitance values of the first and second capacitors C1 and C2 and the output current value. When the voltage value of the output voltage V1 exceeds the inversion threshold value (VDD / 2), the level of the output voltage V2 of the second inverter circuit INV2 is inverted to become a low level (ground potential GND). The level of the output voltage V3 of the inverter circuit INV3 is inverted and becomes high level (power supply voltage VDD).
すると出力電圧V3のレベルの反転に伴って第1のインバータ回路INV1から吐き出される出力電流による第1および第2のコンデンサC1,C2の充電が終了する。またこのとき、インバータ回路INV3の出力電圧V3が第2のインバータ回路INV2の入力端子に帰還される。この結果、出力電圧V3のレベルの反転に伴って第1のコンデンサC1の両端電位が高くなる。すると第1のコンデンサC1と第2のコンデンサC2との電位差によって第1のコンデンサC1の充電電荷が放電され、その放電電荷により第2のコンデンサC2が急速に充電される。この結果、図3に示すように出力電圧V1の電圧値が反転閾値(VDD/2)から電源電圧VDDへと変化する。 Then, charging of the first and second capacitors C1 and C2 by the output current discharged from the first inverter circuit INV1 with the inversion of the level of the output voltage V3 is completed. At this time, the output voltage V3 of the inverter circuit INV3 is fed back to the input terminal of the second inverter circuit INV2. As a result, the potential at both ends of the first capacitor C1 increases with the inversion of the level of the output voltage V3. Then, the charge of the first capacitor C1 is discharged by the potential difference between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, and the second capacitor C2 is rapidly charged by the discharge charge. As a result, as shown in FIG. 3, the voltage value of the output voltage V1 changes from the inversion threshold value (VDD / 2) to the power supply voltage VDD.
一方、出力電圧V3の電圧値がハイレベル(電源電圧VDD)である区間t2においては、第1のインバータ回路INV1におけるP型MOS-FET(P1)がオフし、N型MOS-FET(N1)がオンする。そして第1のインバータ回路INV1が吸い込む出力電流によって第1および第2のコンデンサC1,C2の充電電荷がそれぞれ放電される。この結果、第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値と出力電流値とによって定まる時定数で出力電圧V1の電圧値が直線的に下降する。そして出力電圧V1の電圧値が反転閾値(VDD/2)を下回ると第2のインバータ回路INV2の出力電圧V2のレベルが反転してハイレベル(電源電圧VDD)となる。この結果、第3のインバータ回路INV3の出力電圧V3のレベルが反転してローレベル(接地電位GND)となる。 On the other hand, in a section t2 where the voltage value of the output voltage V3 is at a high level (power supply voltage VDD), the P-type MOS-FET (P1) in the first inverter circuit INV1 is turned off, and the N-type MOS-FET (N1). Turns on. Then, the charge charges of the first and second capacitors C1 and C2 are respectively discharged by the output current drawn by the first inverter circuit INV1. As a result, the voltage value of the output voltage V1 linearly decreases with a time constant determined by the capacitance values of the first and second capacitors C1 and C2 and the output current value. When the voltage value of the output voltage V1 falls below the inversion threshold (VDD / 2), the level of the output voltage V2 of the second inverter circuit INV2 is inverted and becomes a high level (power supply voltage VDD). As a result, the level of the output voltage V3 of the third inverter circuit INV3 is inverted to become a low level (ground potential GND).
すると出力電圧V3のレベルの反転に伴って第1のインバータ回路INV1が吸い込む出力電流による第1および第2のコンデンサC1,C2の放電が終了する。またこのとき、インバータ回路INV3の出力電圧V3が第2のインバータ回路INV2の入力端子に帰還される。この結果、出力電圧V3のレベルの反転に伴って第1のコンデンサC1の両端電位が低くなる。すると第1のコンデンサC1と第2のコンデンサC2との電位差によって第1のコンデンサC1に電荷が充電され、その充電電荷により第2のコンデンサC2が急速に放電される。この結果、図3に示すように出力電圧V1の電圧値が反転閾値(VDD/2)から接地電位GNDへと変化する。 Then, the discharge of the first and second capacitors C1 and C2 due to the output current sucked by the first inverter circuit INV1 with the inversion of the level of the output voltage V3 is completed. At this time, the output voltage V3 of the inverter circuit INV3 is fed back to the input terminal of the second inverter circuit INV2. As a result, the potential across the first capacitor C1 becomes lower as the level of the output voltage V3 is inverted. Then, the first capacitor C1 is charged by the potential difference between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, and the second capacitor C2 is rapidly discharged by the charged charge. As a result, as shown in FIG. 3, the voltage value of the output voltage V1 changes from the inversion threshold (VDD / 2) to the ground potential GND.
従ってこの実施形態に係る発振回路OSCにおいては第1のインバータ回路INV1が入出力する電流の値と第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値とによって定まる時定数で直線的に変化する出力電圧V1の電圧値が反転閾値(VDD/2)を横切って変化するタイミングで出力電圧V3のレベルが反転することになる。ここで、出力電圧V1の電圧値が反転閾値(VDD/2)を横切って変化することで反転した出力電圧V3が第1のコンデンサC1を介して第2のインバータ回路INV2の入力端子に帰還される。この結果、第1のコンデンサC1と第2のコンデンサC2間の充放電が十分行われる。故に、第1のコンデンサC1の静電容量値c1は第2のコンデンサC2の静電容量値c2と同じであれば必要十分である。 Therefore, in the oscillation circuit OSC according to the present embodiment, it changes linearly with a time constant determined by the value of the current input and output by the first inverter circuit INV1 and the capacitance values of the first and second capacitors C1 and C2. The level of the output voltage V3 is inverted at the timing when the voltage value of the output voltage V1 to be changed changes across the inversion threshold (VDD / 2). Here, the output voltage V3 inverted by the voltage value of the output voltage V1 changing across the inversion threshold (VDD / 2) is fed back to the input terminal of the second inverter circuit INV2 via the first capacitor C1. The As a result, sufficient charging / discharging between the first capacitor C1 and the second capacitor C2 is performed. Therefore, it is necessary and sufficient if the capacitance value c1 of the first capacitor C1 is the same as the capacitance value c2 of the second capacitor C2.
ちなみに出力電圧V3の電圧値がローレベル(接地電位GND)となる区間t1は、第1のインバータ回路INV1が入出力する電流をI、第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値をc1,c2としたとき、
I=(c1+c2)×(VDD/2−GND)/t1
から
t1=(c1+c2)×(VDD/2)/I
として求められる。
Incidentally, in a section t1 where the voltage value of the output voltage V3 is at a low level (ground potential GND), the current input and output by the first inverter circuit INV1 is I, and the capacitance values of the first and second capacitors C1 and C2 C1 and c2,
I = (c1 + c2) × (VDD / 2−GND) / t1
To t1 = (c1 + c2) × (VDD / 2) / I
As required.
また出力電圧V3の電圧値がハイレベル(電源電圧VDD)となる区間t2は、
I=(c1+c2)×(VDD−VDD/2)/t2
から
t2=(c1+c2)×(VDD/2)/I
として求められる。
The section t2 in which the voltage value of the output voltage V3 is at a high level (power supply voltage VDD)
I = (c1 + c2) × (VDD−VDD / 2) / t2
To t2 = (c1 + c2) × (VDD / 2) / I
As required.
従って出力電圧V3の電圧値が変化する周期、即ち、発振周波数の周期tは、
t=t1+t2
=(c1+c2)×(VDD/2)/I
+(c1+c2)×(VDD/2)/I
=2×(c1+c2)×(VDD/2)/I
となる。
Therefore, the period in which the voltage value of the output voltage V3 changes, that is, the oscillation frequency period t is
t = t1 + t2
= (C1 + c2) × (VDD / 2) / I
+ (C1 + c2) × (VDD / 2) / I
= 2 × (c1 + c2) × (VDD / 2) / I
It becomes.
即ち、発振回路OSCが出力する矩形波の発振周波数の周期t(=t1+t2)は第1のインバータ回路INV1が入出力する電流Iの電流値に反比例し、第1および第2のコンデンサC1,C2の合成静電容量値(c1+c2)に比例する。換言すれば発振回路OSC発振周波数は、第1のインバータ回路INV1が入出力する電流Iの電流値に比例し、第1および第2のコンデンサC1,C2の合成静電容量値(c1+c2)に反比例する。 That is, the period t (= t1 + t2) of the oscillation frequency of the rectangular wave output by the oscillation circuit OSC is inversely proportional to the current value of the current I input / output by the first inverter circuit INV1, and the first and second capacitors C1, C2 Is proportional to the combined capacitance value (c1 + c2). In other words, the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC is proportional to the current value of the current I input / output by the first inverter circuit INV1, and inversely proportional to the combined capacitance value (c1 + c2) of the first and second capacitors C1, C2. To do.
ここで、第1のインバータ回路INV1が入出力する電流に比例関係があれば発振回路OSCの発振周波数は、第1のインバータ回路INV1が入出力する電流値に比例することは上述と同様である。しかし回路定数など設定を簡単にする上では、第1のインバータ回路INV1が入出力する電流値を等しく設定することが望ましい。 Here, if the current input / output by the first inverter circuit INV1 has a proportional relationship, the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC is proportional to the current value input / output by the first inverter circuit INV1 as described above. . However, in order to simplify the setting of circuit constants and the like, it is desirable to set the current values input and output by the first inverter circuit INV1 to be equal.
従って本発明に係る発振回路OSCによれば、第1〜第3のインバータ回路INV1,INV2,INV3の動作遅延時間(ゲート遅延時間)に拘わることなく発振周波数を決定することができる。即ち、電流出力型の第1のインバータ回路INV1が入出力する電流Iの電流値と、第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値c1,c2(合成静電容量値;c1+c2)とにより発振回路OSCの発振周波数を精度良く、且つ安定に決定することができる。 Therefore, according to the oscillation circuit OSC according to the present invention, the oscillation frequency can be determined regardless of the operation delay time (gate delay time) of the first to third inverter circuits INV1, INV2, and INV3. That is, the current value of the current I input and output by the current output type first inverter circuit INV1 and the capacitance values c1 and c2 of the first and second capacitors C1 and C2 (combined capacitance value; c1 + c2) Thus, the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC can be determined accurately and stably.
ところで第1および第2のコンデンサC1,C2は、通常、発振回路OSCを形成する回路基板上に固定されるので、一般的にはその静電容量値c1,c2を変更することは困難である。しかし第1および第2の定電流源I1,I2がそれぞれ出力する電流値を設定するバイアス電流を調整することで第1のインバータ回路INV1が入出力する電流Iの大きさを変更することは比較的容易である。 Incidentally, since the first and second capacitors C1 and C2 are usually fixed on the circuit board forming the oscillation circuit OSC, it is generally difficult to change the capacitance values c1 and c2. . However, changing the magnitude of the current I input / output by the first inverter circuit INV1 by adjusting the bias current that sets the current value output from each of the first and second constant current sources I1 and I2 is a comparison. Easy.
図2における電流設定回路CONTは、外部から与えられる制御電圧Vinの電圧値に応じて第1および第2の定電流源I1,I2がそれぞれ出力する電流Iの値を可変設定するものである。この電流設定回路CONTは、例えば電圧電流変換回路によって実現される。この電流設定回路CONTは、例えば接地端子とエミッタとの間に抵抗R1を設けてエミッタを接地し、オペアンプOPの出力に応じて出力電流値を決定するNPN型のバイポーラトランジスタTRを備える。オペアンプOPは、非反転入力端子に与えられる制御電圧Vinの電圧値と、バイポーラトランジスタTRに流れる電流の値に応じて抵抗R1に生起される電圧を反転入力端子に入力する。そしてオペアンプOPは、これらの端子間に与えられる電圧の差が零(0)となるようにバイポーラトランジスタTRに流れる電流の値を制御する。 The current setting circuit CONT in FIG. 2 variably sets the value of the current I output from each of the first and second constant current sources I1 and I2 according to the voltage value of the control voltage Vin given from outside. The current setting circuit CONT is realized by, for example, a voltage / current conversion circuit. The current setting circuit CONT includes, for example, an NPN bipolar transistor TR that provides a resistor R1 between a ground terminal and an emitter, grounds the emitter, and determines an output current value according to the output of the operational amplifier OP. The operational amplifier OP inputs a voltage generated in the resistor R1 to the inverting input terminal according to the voltage value of the control voltage Vin given to the non-inverting input terminal and the value of the current flowing through the bipolar transistor TR. The operational amplifier OP controls the value of the current flowing in the bipolar transistor TR so that the voltage difference applied between these terminals becomes zero (0).
このようにしてオペアンプOPにより制御されてバイポーラトランジスタTRに流れる電流の値が、電源電圧端子側に設けられたP型のMOS-FET(P6,P7)からなる第1のカレントミラー回路により検出される。そして第1のカレントミラー回路は、第1のインバータ回路INV1における第2の定電流源I2に流れる電流値を決定するバイアス電流を出力する。また第1のカレントミラー回路により検出された電流値は、更に接地電位GND側に設けられたN型のMOS-FET(N5,N6)からなる第2のカレントミラー回路により折り返し検出される。そして第2のカレントミラー回路により検出された電流値は電源電圧端子側に設けられたP型のMOS-FET(P5)からなる出力回路に与えられる。この出力回路は、第1のインバータ回路INV1における第1の定電流源I1に流れる電流の値を決定するバイアス電流を出力する。 In this way, the value of the current flowing through the bipolar transistor TR controlled by the operational amplifier OP is detected by the first current mirror circuit composed of P-type MOS-FETs (P6, P7) provided on the power supply voltage terminal side. The The first current mirror circuit then outputs a bias current that determines the value of the current flowing through the second constant current source I2 in the first inverter circuit INV1. Further, the current value detected by the first current mirror circuit is further detected by the second current mirror circuit composed of an N-type MOS-FET (N5, N6) provided on the ground potential GND side. The current value detected by the second current mirror circuit is applied to an output circuit composed of a P-type MOS-FET (P5) provided on the power supply voltage terminal side. This output circuit outputs a bias current that determines the value of the current flowing through the first constant current source I1 in the first inverter circuit INV1.
また、各MOS−FET(P4,P5,P6,P7,N4,N5,N6)の素子サイズをそれぞれ等しく設定すれば、第1の定電流源I1に流れる電流の値と第2の定電流源I2に流れる電流とを同じ電流値(I)に容易に設定することができる。 If the element sizes of the MOS-FETs (P4, P5, P6, P7, N4, N5, N6) are set to be equal, the value of the current flowing through the first constant current source I1 and the second constant current source The current flowing through I2 can be easily set to the same current value (I).
ここでオペアンプOPは、抵抗R1に生起される電圧と非反転端子に入力される制御電圧Vinのそれぞれの電圧値が等しくなるように動作する。この結果、第1および第2の定電流源I1,I2にそれぞれ与えられるバイアス電流は、制御電圧Vinの電圧値に応じて変化する。従って制御電圧Vinの電圧値を変化させることで第1および第2の定電流源I1,I2にそれぞれ与えるバイアス電流値が変更される。そしてバイアス電流値の変更に伴って、第1および第2の定電流源I1,I2がそれぞれ出力する電流Iの電流値が変更設定される。 Here, the operational amplifier OP operates so that each voltage value of the voltage generated in the resistor R1 and the control voltage Vin input to the non-inverting terminal are equal. As a result, the bias currents applied to the first and second constant current sources I1 and I2 respectively change according to the voltage value of the control voltage Vin. Therefore, by changing the voltage value of the control voltage Vin, the bias current values to be applied to the first and second constant current sources I1 and I2 are changed. As the bias current value changes, the current values of the currents I output from the first and second constant current sources I1 and I2 are changed and set.
そして第1および第2の定電流源I1,I2がそれぞれ出力する電流Iの電流値の変更に伴い、前述したように発振回路OSCの発振周波数を変更することが可能となる。図4は第1および第2の定電流源I1,I2にそれぞれ与えるバイアス電流Iの電流値を変更したときにおける発振回路OSCの発振周波数の変化を確認したシミュレーション結果を示している。尚、このシミュレーションは、第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値c1,c2を0.5pFに設定したときの例、および5pFに設定したときの例をそれぞれ示している。 As described above, the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC can be changed in accordance with the change in the current value of the current I output from each of the first and second constant current sources I1 and I2. FIG. 4 shows a simulation result for confirming the change in the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC when the current value of the bias current I applied to the first and second constant current sources I1 and I2 is changed. This simulation shows an example when the capacitance values c1 and c2 of the first and second capacitors C1 and C2 are set to 0.5 pF, and an example when the capacitance values c1 and C2 are set to 5 pF, respectively.
この図4に示されるように、第1および第2の定電流源I1,I2がそれぞれ出力する電流Iの電流値の変化に応じて、その発振周波数がリニアに変化する。また第1および第2のコンデンサC1,C2の静電容量値c1,c2を小さくすることで、第1および第2の定電流源I1,I2がそれぞれ出力する電流Iの電流値の変化に対する発振周波数の変化の割合を大きく設定し得る。特にこの発振回路OSCによれば、前述したように個々のインバータ回路INV1,INV2,INV3の動作遅延時間(ゲート遅延時間)に拘わることなしにその発振周波数を決定することができる。従って発振周波数の安定性が非常に良い等の効果が奏せられる。 As shown in FIG. 4, the oscillation frequency linearly changes in accordance with the change in the current value of the current I output from each of the first and second constant current sources I1 and I2. Further, by reducing the capacitance values c1 and c2 of the first and second capacitors C1 and C2, oscillations with respect to changes in the current value of the current I output from the first and second constant current sources I1 and I2, respectively. The rate of frequency change can be set large. In particular, according to the oscillation circuit OSC, the oscillation frequency can be determined without being concerned with the operation delay time (gate delay time) of each inverter circuit INV1, INV2, INV3 as described above. Therefore, effects such as very good stability of the oscillation frequency can be obtained.
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは3個のインバータ回路INV1,INV2,INV3をリング状に接続して構成された発振回路OSCについて説明した。しかし3個以上の奇数個のインバータ回路INV1,INV2,…INV(2n+1)をリング状に接続して発振回路OSCを構成する場合においても本発明を同様に適用することができる。また電圧出力型のインバータ回路および電流出力型のインバータ回路の具体的な構成について従来より提唱されている回路構成を適宜採用可能であり、実施形態として例示した回路構成に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the embodiment described above. Here, the oscillation circuit OSC configured by connecting the three inverter circuits INV1, INV2, and INV3 in a ring shape has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case where the oscillation circuit OSC is configured by connecting three or more odd number of inverter circuits INV1, INV2,... INV (2n + 1) in a ring shape. Further, the circuit configurations conventionally proposed for the specific configurations of the voltage output type inverter circuit and the current output type inverter circuit can be adopted as appropriate, and are not limited to the circuit configurations exemplified as the embodiments.
更には第1および第2の定電流源I1,I2に流れる電流の値を可変設定する為の電流調整回路CONTの構成についても種々変形することができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Furthermore, the configuration of the current adjustment circuit CONT for variably setting the value of the current flowing through the first and second constant current sources I1 and I2 can be variously modified. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
OSC 発振回路
INV1 電流出力型のインバータ回路
INV2,INV3 電圧出力型のインバータ回路
C1 第1のコンデンサ
C2 第2コンデンサ
I1 第1の定電流源
I2 第2の定電流源
CONT 電流調整回路
P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7 P型のMOS-FET
N1,N2,N3,N4,N5,N6 N型のMOS-FET
OP オペアンプ
OSC oscillator circuit INV1 current output type inverter circuit INV2, INV3 voltage output type inverter circuit C1 first capacitor C2 second capacitor I1 first constant current source I2 second constant current source CONT current adjustment circuit P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 P-type MOS-FET
N1, N2, N3, N4, N5, N6 N-type MOS-FET
OP operational amplifier
Claims (8)
この直列回路とリング状に接続された1個の電流出力型のインバータ回路と、
この直列回路の入出力端子間に設けられた第1のコンデンサと、
前記電流出力型のインバータ回路の出力端子と接地端子との間に設けられた第2のコンデンサと、
を具備したことを特徴とする発振回路。 A series circuit composed of 2n (n is a natural number) voltage output type inverter circuits;
A current output type inverter circuit connected in a ring with this series circuit;
A first capacitor provided between the input and output terminals of the series circuit;
A second capacitor provided between an output terminal and a ground terminal of the current output type inverter circuit;
An oscillation circuit comprising:
前記第2の定電流源は、前記Nチャネル型のMOS-FETと接地端子との間に接続された電流設定用の第2のMOS-FETからなる請求項5に記載の発振回路。 The first constant current source includes a first MOS-FET for current setting connected between the P-channel type MOS-FET and a power supply voltage terminal,
6. The oscillation circuit according to claim 5, wherein the second constant current source includes a second MOS-FET for current setting connected between the N-channel MOS-FET and a ground terminal.
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