JP2020526987A - 低電力水晶発振器 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
第1のトランジスタと、
バイアス電流で前記第1のトランジスタのドレインを駆動するための電流源と、
前記第1のトランジスタのための直流(DC)ドレイン電圧を、前記第1のトランジスタのためのDCゲート電圧から分離するための第1の減結合キャパシタと、ここにおいて、前記第1のトランジスタのためのゲートは、前記第1の減結合キャパシタを通して水晶振動子からのAC入力電圧によってバイアスされるように構成され、
前記DCドレイン電圧を基準電圧に等しくなるように調整するために、前記DCドレイン電圧と前記基準電圧との比較に応じて、前記第1のトランジスタのための前記ゲートをさらにバイアスするように構成された演算増幅器と、
を備える、回路。
[C2]
前記第1のトランジスタの前記ドレインに接続された第1の端子を有し、第2のレジスタの第1の端子に接続された第2の端子を有する、第1のレジスタを有する分圧器をさらに備え、前記演算増幅器は、第1の入力が前記第1のレジスタの前記第2の端子に接続され、第2の入力が前記基準電圧を運ぶための基準電圧ノードに接続されている、C1に記載の回路。
[C3]
前記第1の入力は、前記演算増幅器のための正の入力であり、前記第2の入力は、前記演算増幅器のための負の入力である、C2に記載の回路。
[C4]
前記演算増幅器の出力と前記第1のトランジスタの前記ゲートとの間に結合されたバイアスレジスタをさらに備える、C2に記載の回路。
[C5]
前記演算増幅器の前記出力とグラウンドとの間に結合されたフィードバックキャパシタをさらに備える、C4に記載の回路。
[C6]
前記分圧器の第2の端子は、前記第1の減結合キャパシタの端子に結合される、C2に記載の回路。
[C7]
前記第1のトランジスタは、グラウンドに接続されたソースを有するNMOSトランジスタであり、前記電流源は、電源電圧を供給するための電源ノードに接続されたソースと、前記NMOSトランジスタの前記ドレインに接続されたドレインとを有するPMOS電流源トランジスタを備える、C6に記載の回路。
[C8]
前記第1の減結合キャパシタの前記端子と前記PMOS電流源トランジスタのゲートとの間に結合された第2の減結合キャパシタをさらに備える、C7に記載の回路。
[C9]
前記PMOS電流源トランジスタの前記ゲートに結合されたゲートを有するダイオード接続されたPMOSトランジスタと、
前記ダイオード接続されたPMOSトランジスタのドレインとグラウンドとの間に結合された電流源と、
をさらに備える、C7に記載の回路。
[C10]
前記ダイオード接続されたPMOSトランジスタの前記ゲートを、前記PMOS電流源トランジスタの前記ゲートに結合するように構成されたバイアスレジスタをさらに備える、C9に記載の回路。
[C11]
前記第1の減結合キャパシタの前記端子のための電圧を反転させるように構成された第1のインバータと、
前記回路のための出力電圧を供給するために、前記第1のインバータからの出力信号を反転させるように構成された第2のインバータと、
をさらに備える、C6に記載の回路。
[C12]
電源電圧を供給するための電源ノードに接続されたソースを有する基準PMOSトランジスタと、
グラウンドに接続されたソースを有し、前記基準PMOSトランジスタのためのドレインに接続されたドレインを有する基準NMOSトランジスタと、
前記基準NMOSトランジスタのための前記ドレインと前記基準電圧を供給するための基準ノードとの間に接続された基準レジスタと、
をさらに備え、前記基準ノードは、前記基準PMOSトランジスタのためのゲートおよび前記基準NMOSトランジスタのためのゲートに接続される、C11に記載の回路。
[C13]
前記回路は、回路パッケージにおける集積回路内に一体化され、前記回路パッケージは、前記第1のトランジスタの前記ドレインに接続された第1の端子を有し、および前記第1の減結合キャパシタの前記端子に接続された第2の端子を有する水晶振動子をさらに備える、C12に記載の回路。
[C14]
出力信号を発振する方法であって、
電流源からの電流でピアス発振器内の第1のトランジスタのドレインを駆動することによって、前記第1のトランジスタのゲートのための直流(DC)ゲート電圧をバイアスすることと、
第1の減結合キャパシタを通して前記ゲートを前記ドレインから分離することと、
前記ドレインのためのDCドレイン電圧を基準電圧に等しくさせるように前記ゲートのための交流(AC)ゲート電圧をバイアスするために、前記基準電圧と前記DCドレイン電圧との間の差を増幅することと、
を備える、方法。
[C15]
前記第1の減結合キャパシタを通して水晶振動子からの発振電圧で前記第1のトランジスタの前記ゲートを駆動することをさらに備える、C14に記載の方法。
[C16]
第2のトランジスタにおいて前記電流源から前記電流を生成することと、
第2の減結合キャパシタを通して前記水晶振動子からの前記発振電圧を前記第2のトランジスタのゲートに結合することと、
をさらに備える、C15に記載の方法。
[C17]
インバータ出力信号を形成するために、第1のインバータにおいて前記発振電圧を反転させることと、
発振出力信号を形成するために、第2のインバータにおいて前記インバータ出力信号を反転させることと、
をさらに備える、C15に記載の方法。
[C18]
前記基準電圧が第3のインバータのためのしきい値電圧に等しくなるように、前記第3のインバータを使用して前記基準電圧を生成することをさらに備える、C17に記載の方法。
[C19]
第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのためのDCゲート電圧をバイアスするために、バイアス電流で前記第1のトランジスタのドレインを駆動するための電流源と、
前記第1のトランジスタのための直流(DC)ドレイン電圧を、前記DCゲート電圧から分離するための第1の減結合キャパシタと、ここにおいて、第1のトランジスタのためのゲートは、前記第1の減結合キャパシタを通して水晶振動子からのAC入力電圧によってバイアスされるように構成され、
前記第1のトランジスタの前記ドレインに接続された第1の端子を有し、前記第1の減結合トランジスタを通して前記第1のトランジスタの前記ゲートに結合された第2の端子を有する水晶振動子と、
基準電圧に等しくなるように前記DCドレイン電圧をバイアスするための手段と、
を備える、回路。
[C20]
前記電流源は、第2の減結合キャパシタを通して前記水晶振動子の前記第2の端子に結合されたゲートを有する第2のトランジスタを備える、C19に記載の回路。
[C21]
前記水晶振動子の前記第2の端子とグラウンドとの間に接続された第1の負荷キャパシタと、
前記第1のトランジスタの前記ドレインとグラウンドとの間に接続された第2の負荷キャパシタと、
をさらに備える、C19に記載の回路。
Claims (21)
- 第1のトランジスタと、
バイアス電流で前記第1のトランジスタのドレインを駆動するための電流源と、
前記第1のトランジスタのための直流(DC)ドレイン電圧を、前記第1のトランジスタのためのDCゲート電圧から分離するための第1の減結合キャパシタと、ここにおいて、前記第1のトランジスタのためのゲートは、前記第1の減結合キャパシタを通して水晶振動子からのAC入力電圧によってバイアスされるように構成され、
前記DCドレイン電圧を基準電圧に等しくなるように調整するために、前記DCドレイン電圧と前記基準電圧との比較に応じて、前記第1のトランジスタのための前記ゲートをさらにバイアスするように構成された演算増幅器と、
を備える、回路。 - 前記第1のトランジスタの前記ドレインに接続された第1の端子を有し、第2のレジスタの第1の端子に接続された第2の端子を有する、第1のレジスタを有する分圧器をさらに備え、前記演算増幅器は、第1の入力が前記第1のレジスタの前記第2の端子に接続され、第2の入力が前記基準電圧を運ぶための基準電圧ノードに接続されている、請求項1に記載の回路。
- 前記第1の入力は、前記演算増幅器のための正の入力であり、前記第2の入力は、前記演算増幅器のための負の入力である、請求項2に記載の回路。
- 前記演算増幅器の出力と前記第1のトランジスタの前記ゲートとの間に結合されたバイアスレジスタをさらに備える、請求項2に記載の回路。
- 前記演算増幅器の前記出力とグラウンドとの間に結合されたフィードバックキャパシタをさらに備える、請求項4に記載の回路。
- 前記分圧器の第2の端子は、前記第1の減結合キャパシタの端子に結合される、請求項2に記載の回路。
- 前記第1のトランジスタは、グラウンドに接続されたソースを有するNMOSトランジスタであり、前記電流源は、電源電圧を供給するための電源ノードに接続されたソースと、前記NMOSトランジスタの前記ドレインに接続されたドレインとを有するPMOS電流源トランジスタを備える、請求項6に記載の回路。
- 前記第1の減結合キャパシタの前記端子と前記PMOS電流源トランジスタのゲートとの間に結合された第2の減結合キャパシタをさらに備える、請求項7に記載の回路。
- 前記PMOS電流源トランジスタの前記ゲートに結合されたゲートを有するダイオード接続されたPMOSトランジスタと、
前記ダイオード接続されたPMOSトランジスタのドレインとグラウンドとの間に結合された電流源と、
をさらに備える、請求項7に記載の回路。 - 前記ダイオード接続されたPMOSトランジスタの前記ゲートを、前記PMOS電流源トランジスタの前記ゲートに結合するように構成されたバイアスレジスタをさらに備える、請求項9に記載の回路。
- 前記第1の減結合キャパシタの前記端子のための電圧を反転させるように構成された第1のインバータと、
前記回路のための出力電圧を供給するために、前記第1のインバータからの出力信号を反転させるように構成された第2のインバータと、
をさらに備える、請求項6に記載の回路。 - 電源電圧を供給するための電源ノードに接続されたソースを有する基準PMOSトランジスタと、
グラウンドに接続されたソースを有し、前記基準PMOSトランジスタのためのドレインに接続されたドレインを有する基準NMOSトランジスタと、
前記基準NMOSトランジスタのための前記ドレインと前記基準電圧を供給するための基準ノードとの間に接続された基準レジスタと、
をさらに備え、前記基準ノードは、前記基準PMOSトランジスタのためのゲートおよび前記基準NMOSトランジスタのためのゲートに接続される、請求項11に記載の回路。 - 前記回路は、回路パッケージにおける集積回路内に一体化され、前記回路パッケージは、前記第1のトランジスタの前記ドレインに接続された第1の端子を有し、および前記第1の減結合キャパシタの前記端子に接続された第2の端子を有する水晶振動子をさらに備える、請求項12に記載の回路。
- 出力信号を発振する方法であって、
電流源からの電流でピアス発振器内の第1のトランジスタのドレインを駆動することによって、前記第1のトランジスタのゲートのための直流(DC)ゲート電圧をバイアスすることと、
第1の減結合キャパシタを通して前記ゲートを前記ドレインから分離することと、
前記ドレインのためのDCドレイン電圧を基準電圧に等しくさせるように前記ゲートのための交流(AC)ゲート電圧をバイアスするために、前記基準電圧と前記DCドレイン電圧との間の差を増幅することと、
を備える、方法。 - 前記第1の減結合キャパシタを通して水晶振動子からの発振電圧で前記第1のトランジスタの前記ゲートを駆動することをさらに備える、請求項14に記載の方法。
- 第2のトランジスタにおいて前記電流源から前記電流を生成することと、
第2の減結合キャパシタを通して前記水晶振動子からの前記発振電圧を前記第2のトランジスタのゲートに結合することと、
をさらに備える、請求項15に記載の方法。 - インバータ出力信号を形成するために、第1のインバータにおいて前記発振電圧を反転させることと、
発振出力信号を形成するために、第2のインバータにおいて前記インバータ出力信号を反転させることと、
をさらに備える、請求項15に記載の方法。 - 前記基準電圧が第3のインバータのためのしきい値電圧に等しくなるように、前記第3のインバータを使用して前記基準電圧を生成することをさらに備える、請求項17に記載の方法。
- 第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのためのDCゲート電圧をバイアスするために、バイアス電流で前記第1のトランジスタのドレインを駆動するための電流源と、
前記第1のトランジスタのための直流(DC)ドレイン電圧を、前記DCゲート電圧から分離するための第1の減結合キャパシタと、ここにおいて、第1のトランジスタのためのゲートは、前記第1の減結合キャパシタを通して水晶振動子からのAC入力電圧によってバイアスされるように構成され、
前記第1のトランジスタの前記ドレインに接続された第1の端子を有し、前記第1の減結合トランジスタを通して前記第1のトランジスタの前記ゲートに結合された第2の端子を有する水晶振動子と、
基準電圧に等しくなるように前記DCドレイン電圧をバイアスするための手段と、
を備える、回路。 - 前記電流源は、第2の減結合キャパシタを通して前記水晶振動子の前記第2の端子に結合されたゲートを有する第2のトランジスタを備える、請求項19に記載の回路。
- 前記水晶振動子の前記第2の端子とグラウンドとの間に接続された第1の負荷キャパシタと、
前記第1のトランジスタの前記ドレインとグラウンドとの間に接続された第2の負荷キャパシタと、
をさらに備える、請求項19に記載の回路。
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