JPH04910A - 遅延回路 - Google Patents

遅延回路

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JPH04910A
JPH04910A JP2100341A JP10034190A JPH04910A JP H04910 A JPH04910 A JP H04910A JP 2100341 A JP2100341 A JP 2100341A JP 10034190 A JP10034190 A JP 10034190A JP H04910 A JPH04910 A JP H04910A
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JP
Japan
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circuit
delay
inverter
phase
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2100341A
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English (en)
Inventor
Masabumi Kanayama
正文 金山
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、遅延回路に関し、例えばMOSFET(絶
縁ゲート型電界効果トランジスタ)により構成される半
導体集積回路装置に搭載されるものに利用して有効な技
術に関するものである。
〔従来の技術〕
MO3型インバータ回路を用いた遅延パルス発生回路と
しては、CQ出版■昭和51年6月1日発行「実用電子
ハンドブック(1)1頁360がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のようなMO3型インバータ回路では、MOSFE
Tやキャパシタの素子特性のプロセスバラツキが比較的
大きいことより高精度に遅延時間を設定することができ
ないという問題がある。
この発明の目的は、プロセスバラツキの影響を受けない
で高精度の遅延時間の設定が可能な遅延回路を提供する
ことにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、縦列形態に接続された複数のインバータ回路
を用い、初段のインバータ回路の入力に供給される周期
的なパルスと最終段のインバータ回路の出力信号と位相
比較して、電圧信号を形成して上記インバータ回路の動
作電流を制御し、これら複数のインバータ回路のうちの
任意のインバータ回路の出力から遅延信号を得る。
〔作 用〕 上記した手段によれば、上記周期的なパルス信号の1周
期を基準にしてプロセスバラツキに影響されなで縦列形
態のインバータ回路により等分された高精度の遅延時間
を得ることができる。
〔実施例〕
第1図には、この発明に係る遅延回路の一実施例の回路
図が示されている。同図の各回路は、公知の半導体集積
回路の製造技術によって、特に制限されないが、単結晶
シリコンのような1個の半導体基板上において形成され
る。
インバータ回路IVIなしいIVNが縦列形態に接続さ
れ遅延回路として用いる。しかし、このままでは、従来
と同様にインバータ回路を構成する素子特性がプロセス
バラツキの影響を受けて比較的大きく変動し、それに伴
いその遅延時間も変動してしまう。
この実施例では、遅延回路を構成する初段インバータ回
1rV1の入力には、クロックパルスCLKが供給され
る。このクロックパルスCLKと最終段のインバータ回
路IVNの遅延出力信号DLNとは、位相比較回路に入
力される。この位相比較回路は、上記両信号CLKとD
LNとの位相差に対応して形成されるアップ信号upと
ダウン信号dwnとを形成する。これらの位相比較出力
信号upとdwnとは電圧制御回路に入力される。
電圧制御回路は、公知のPLL (フェーズ・ロックド
・ループ)におけるループフィルタに対応したものであ
り、上記位相比較出力upとdwnに積分した制御電圧
VCを発生させる。
この制御電圧VCは、上記のように遅延回路を構成する
インバータ回路IVIないしIVNの電流側m端子に帰
還され、これら縦列接続されたインバータ回路IVIな
いしIVNの動作t″&を制御する。
第2図には、上記インバータ回路の一実施例の具体的回
路図が示されている。
同図には、1つのインバータ回路が代表として例示的に
示されている。特に制限されないが、PチャンネルMO
3FETQ2とNチャンネルMO3F ETQ 3とは
CMOSインバータ回路を構成する。すなわち、両MO
SFETQ2とQ3のゲートは共通接続されて入力端子
INを構成し、共通化されたドレインは出力端子OUT
を構成する。
この出力端子は、第1図のようの次段のCMOSインバ
ータ回路の入力に接続されるとともに必要に応じて遅延
信号端子とされる。
特に制限されないが、上記PチャンネルMO3FETQ
2には、同一導電型のPチャンネルMO3F ETQ 
1が直列に接続され、動作電圧Vccが供給される。こ
のMO3FETQIは電圧/′f!L流変換素子として
作用し、そのゲートに上記制at圧■Cが供給される。
すなわち、MO3FETQ1は、そのゲートに供給され
る制at圧VCが小さくなるに伴い動作電流が大きくさ
れる。入力端子INに供給されるクロックパルス受ける
PチャンネルMO3FETQ2とNチャンネルMO3F
ETQ3は相補的にスイッチング動作を行う。上記Pチ
ャンネルMO3FETQ2がオン状態のときには、その
出力端子の寄生容量や次段のCMOSインバータ回路の
入力容量を負荷として、上記MO3FETQIの動作電
流に従ってチャージアップ動作を行う。このような、チ
ャージアンプ時間が上記MO3FETQIの動作電流に
より制御されることから、制御電圧VCによりインバー
タ回路の遅延時間を調整することが可能とされる。
なお、PチャンネルMOSFETQ2がオフ状態でNチ
ャンネルMO3FETQ3がオン状態になったときには
、NチャンネルMOSFETQ3のコンダクタンス特性
と上記負荷容量によりディスチャージ時間が決められる
ものである。
したがって、上記PチャンネルMO5FETQ1に代え
、NチャンネルMOS F ETをMO3FETQ3と
直列に設けてそのゲートに上記のような制it圧VCを
供給するものであってもよい。
ただし、制#tEEVCが低くなるとそれに伴い負荷容
量のディスチャージ電流が小さくされるから遅延時間と
しては長くなるように変化することに注意する必要があ
る。
上記制?ilt圧VCを受けるMOS F ETQ 1
は、CMOSインバータ可Pを構成するPチャンネルM
O5FETQ2と直列形態に接続されるものであればよ
い。それ故、Pチ+ンネルMO5FETQ2のソースに
電源電圧Vccを供給し、そのドレインとNチャンネル
MO3FETQ3のドレインとの間、言い換えるならば
、PチャンネルMO3FETQ2のドレインと出力端子
OUTとの間に上記制御電圧VCを受けるPチャンネル
MOSFETQ1を設ける構成としてもよい。このこと
は、NチャンネルMO3FETを用いて遅延時間を制御
する場合においても同様である。
第3図には、上記位相比較回路と電圧制御回路の一実施
例の具体的回路図が示されている。
位相比較回路は、次の回路より構成される。クロックパ
ルスCLKと遅延信号DLNとは排他的論理和回路EX
に入力される。この排他的論理和回路EXの出力信号は
、マスク信号MSKを制御信号とするアンド(AND)
ゲート回路G1を通して2つのアンドゲート回路G2と
G3の一方の入力に供給される。アンドゲート回路G2
の他方の入力には上記遅延信号DLNが供給される。ア
ンドゲート回路G3の他方の入力にはインバータ回路I
VOにより反転された遅延信号DLNが供給される。上
記ゲート回路G2の出力からはアンプ信号が出力され、
ゲート回1IiG3の出力からはダウン信号が出力され
る。
電圧制御回路は、次の回路より構成される。上記の位相
比較回路のアンドゲート回路G2により形成されたアン
プ信号はNチャンネル型のスイッチMO3FETQ4の
ゲートに供給される。このMO5FETQ4のドレイン
側にはチャージアップ用の定を流源C3Iが設けられる
。上記の位相比較回路のアンドゲート回路G3により形
成されたダウン信号はNチャンネル型のスイッチMO3
FETQ5のゲートに供給される。このMO5FETQ
5のソース側にはディスチャージ用の定電流源C32が
設けられる。上記定電流源C3IとC32は、特に制限
されないが、その電流値が等しくなるように設定される
。上記スイッチMO3FETQ4とG5の接続点にはキ
ャパシタCが設けられ、このキャパシタCへの充放電動
作により制御電圧VCを形成するものである。
第1図において、位相比較回路はクロックパルスCLK
に対して遅延信号DLNの位相が進んでいるときには、
遅延信号DLNが先にハイレベル(論理“1°)になつ
いるから、アンドゲート回路G2がゲートを開いており
、排他的論理和回路EXにより形成された位相差に対応
したパルス幅をもつペルスがアンプ信号として出力され
る。これにより、上記パルス幅に対応した時間でけキャ
パシタCにチャージアップが行われて制御!を圧を高く
する。上記制it圧V Cが高くなるとPチャンネルM
OS F ETQ i等に流れる電流が小さくなりその
遅延時間を大きくする。これにより、第4図のタイミン
グ図に示すように上記2つのCLKとDLNは正しく位
相が一致させられる。
また、位相比較回路はクロックパルスCLKに対して遅
延信号DLNの位相が遅れているときには、遅延信号D
LNが遅れてハイレベル(論理@01)になるため、イ
ンバータ回路IVOの出力がハイレベルになついる。こ
れにより、アンドゲート回路G3がゲートを開いており
、排他的論理和回路EXにより形成された位相差に対応
したパルス幅をもつパルスがダウン信号として出力され
る。これにより、上記パルス幅に対応した時間でけキャ
パシタCのディスチャージが行われて制御電圧を低くす
る。上記制御it圧VCが低くなるとPチャンネルMO
3FETQ1等に流れる電流が大きくなりその遅延時間
を小さくする。これにより、第4図のタイミング図に示
すように上記2つのCLKとDLNとの位相が一致させ
られる。
このようにして、第4図に示したタイミング図のように
、クロックパルスCLKと遅延信号DLNとは、クロッ
クパルスCLKの1周期遅れて位相が一致される。ただ
し、上記インバータ回路列の数は偶数の場合であり、遅
延信号DLNとクロックパルスに対して同相とされる。
このときには、各インバータ回路IVIないしIVNに
より、クロックパルスCLKの1周期をN等分した遅延
時間を得ることができる。
例えば、上記クロックパルスCLKに同期して入力され
るデータが存在する場合、そのデータを取り込む内部ク
ロックパルスとして、クロックパルスの周期TをN等分
した時間を単位としてその整数倍にされた適当なタイミ
ングパルスを得ることができる。なお、上記インバータ
回路の数を奇数個にして位相比較回路に入力される遅延
信号DLNを形成するとにきには、クロックパルスCL
Kの半周期をN等分した単位の遅延時間を各インバータ
回路から得ることができる。
特に制限されないが、位相比較回路にはマスク機能が付
加される。この実施例では、クロックパルスから、その
立ち上がりを中点にして前と後に一定時間を持つマスク
信号MSKを形成し、この7 スフtt、 号M S 
Kがハイレベルのときに位相比較回路の動作を有効にす
る。すなわち、マスク信号MSKがロウレベルのときに
は、第3図に示したようなゲート回路G1を閉じて排他
的論理和回路により形成された不一致出力の伝達を禁止
するものである。これにより、ノイズ等の影響を受けな
くすることができる。
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (1)縦列形態に接続された複数のインバータ回路を用
い、初段のインバータ回路の入力に供給される周期的な
パルスと最終段のインバータ回路の出力信号と位相比較
して、電圧信号を形成して上記インバータ回路の動作電
流を制御することにより、上記周期的なパルス信号の1
周期又は半周期を基準にしてプロセスバラツキに影響さ
れなで縦列形態のインバータ回路の数により等分された
高精度の遅延時間を得ることができるという効果が得ら
れる。
(2)MOSFET用いて構成できるから、半導体集積
回路装置に適した遅延回路を得ることができるという効
果が得られる。
以上本発明者によりなされた発明を実施例に基づき具体
的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない0例えば、遅延回路は、そ
の遅延時間を大きくするためにキャパシタを設けるもの
、あるいは上記電流制御用のMOSFETを省略したC
MOSインバータ回路等のように固定的な遅延時間を形
成する回路を挿入するものであってもよい。また、制御
電圧によりインバータ回路の遅延時間を変化させる手段
は、可変容量素子をその負荷として用いるものであって
もよい。
上記クロックパルスCLKは、ノンオーバーランプを形
成するための基本パルスであり、上記遅延回路の任意の
出力端子からノンオーバーランプ時間が高精度に設定さ
れたクロックパルスを形成するものであってもよい。
この発明は、半導体集積回路装置に搭載される遅延回路
として広く利用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、縦列形態に接続された複数のインバータ回
路を用い、初段のインバータ回路の入力に供給される周
期的なパルスと最終段のインバータ回路の出力信号と位
相比較して、電圧信号を形成して上記インバータ回路の
動作電流を制御することにより、上記周期的なパルス信
号の1周期又は半周期を基準にしてプロセスバラツキに
影響されなで縦列形態のインバータ回路の数により等分
された高精度の遅延時間を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係る遅延回路の一実施例を示す回
路図、 第2図は、そのインバータ回路の一実施例を示す具体的
回路図、 第3図は、その位相比較回路と電圧制御回路の一実施例
を示す具体的回路図、 第4圀は、その動作の一例を説明するためのタイミング
図である。 ’、 ■1〜IVN・・インバータ回路、Q1〜Q5・
・MOSFET、EX・・排他的論理和回路、G1−G
3・・アンドゲート回路、C3I、C32・・定を流源
、C・・キャパシタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、縦列形態に接続された複数のインバータ回路と、初
    段のインバータ回路の入力に供給される周期的なパルス
    と最終段のインバータ回路の出力信号とを受ける位相比
    較回路と、この位相比較回路の出力信号を受けて上記イ
    ンバータ回路の遅延時間を制御する電圧信号を形成する
    電圧制御回路とを含み、上記複数のインバータ回路のう
    ちの任意のインバータ回路の出力から遅延信号を得るこ
    とを特徴とする遅延回路。 2、上記インバータ回路は、CMOSインバータ回路と
    、CMOSインバータ回路を構成する一方のMOSFE
    Tと同一導電型であって直列に設けられるMOSFET
    からなり、この直列に設けられるMOSFETのゲート
    に上記電圧信号が供給されるものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の遅延回路。 3、上記位相比較回路には、マスク機能が設けられ、入
    力される周期的なパルスの変化タイミングに同期して比
    較動作が有効にされるものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1又は第2項記載の遅延回路。
JP2100341A 1990-04-18 1990-04-18 遅延回路 Pending JPH04910A (ja)

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