JPH066187A - Oscillating circuit - Google Patents

Oscillating circuit

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JPH066187A
JPH066187A JP16513592A JP16513592A JPH066187A JP H066187 A JPH066187 A JP H066187A JP 16513592 A JP16513592 A JP 16513592A JP 16513592 A JP16513592 A JP 16513592A JP H066187 A JPH066187 A JP H066187A
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JP
Japan
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circuit
voltage
transistor
emitter
twenty
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Application number
JP16513592A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Fujimoto
英俊 藤本
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH066187A publication Critical patent/JPH066187A/en
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a large output voltage by providing with an amplifier circuit of one stage or more stage number comprising an AC coupling capacitor connecting to an output side and a self-bias CMOS inverter connecting to the capacitor. CONSTITUTION:An output voltage E1 of an emitter coupled multivibrator comprising a constant current circuit 2 and an oscillating circuit 1, that is, a voltage of a TR T12 of the circuit 1 is obtained. The voltage E1 is biased toward a power supply voltage Vc and only its AC component is inputted to short- circuited gates of a self-bias CMOS inverter M31 with an AC coupling capacitor C31. Thus, each MOSFET-P31 and each NMOSFET-N31 of the inverter M31 repeat on/off alternately, and a changing amplified output voltage E2 between a power supply voltage Vc and a zero ground voltage from a connecting point of the P31, N31 is outputted from an output terminal S. Thus, the circuit scale and power consumption are small and the circuit is integrated into a semiconductor integrated circuit easily.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子装置などの高周波電
源として用いられるエミッタ結合マルチバイブレータ形
高周波発振回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emitter-coupled multivibrator type high frequency oscillator circuit used as a high frequency power source for electronic devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】エミッタ結合マルチバイブレータ形高周
波発振回路は、例えば10MHz 程度までの高周波を安定
して発振させることができ、かつ半導体集積回路として
形成されるので、電子装置などの高周波電源としてよく
用いられている。図3はエミッタ結合マルチバイブレー
タ形高周波発振回路の一例を示す回路図である。図3に
おいて、1は発振回路であり、2はこの発振回路1に定
電流を供給する定電流回路である。定電流回路2は電源
端子Vと接地端子間にそれぞれ直列に接続された抵抗R
21およびそのコレクタ・ベース間が短絡されたトランジ
スタT21と、電源端子Vと接地端子間にそれぞれ直列に
接続された抵抗R22、そのコレクタ・ベース間が短絡さ
れたトランジスタT23、そのベースが抵抗R21とトラン
ジスタT21の接続点に接続された多エミッタトランジス
タT22のコレクタ・エミッタおよび抵抗R23と、電源端
子Vと接地端子間にそれぞれ直列に接続された抵抗
24、そのベースがトランジスタT23のベースに接続さ
れたトランジスタT24のエミッタ・コレクタおよび抵抗
25と、そのコレクタおよびエミッタがそれぞれトラン
ジスタT22のコレクタおよびエミッタに、そのベースが
トランジスタT24と抵抗R 25の接続点に接続されたトラ
ンジスタT25と、トランジスタT24と抵抗R25の接続点
にそれぞれそのベースが接続されたトランジスタT26
27,T28,T29と、これらトランジスタT26,T27
28,T29のエミッタにそれぞれ抵抗R26,R27
28,R29が接続され、これら抵抗R26,R27,R28
29は抵抗R20を介し接地端子に接続されている。
2. Description of the Prior Art Emitter-coupled multivibrator type high frequency
The wave oscillator circuit stabilizes high frequencies up to about 10MHz, for example.
As a semiconductor integrated circuit
Since it is formed, it can be used as a high frequency power source for electronic devices.
It is used. Figure 3 shows an emitter-coupled multivibration
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a high frequency oscillator circuit. In Figure 3
1 is an oscillation circuit, and 2 is an oscillation circuit 1.
It is a constant current circuit that supplies a current. Constant current circuit 2 is a power supply
A resistor R connected in series between the terminal V and the ground terminal
twenty oneAnd a short circuit between its collector and base
Star Ttwenty one, And between the power supply terminal V and the ground terminal in series
Connected resistor Rtwenty two, Its collector-base is short-circuited
Transistor Ttwenty three, Its base is resistance Rtwenty oneAnd Trang
Dista Ttwenty oneMulti-emitter transistor connected to the connection point of
Ttwenty twoCollector-emitter and resistor Rtwenty threeAnd the power end
A resistor connected in series between the child V and the ground terminal
Rtwenty four, Its base is a transistor Ttwenty threeConnected to the base of
Transistor Ttwenty fourEmitter-collector and resistance
Rtwenty fiveAnd its collector and emitter are
Dista Ttwenty twoThe collector and emitter of
Transistor Ttwenty fourAnd resistance R twenty fiveConnected to the connection point of
Register Ttwenty fiveAnd transistor Ttwenty fourAnd resistance Rtwenty fiveConnection point
A transistor T whose base is connected to26
T27, T28, T29And these transistors T26, T27
T28, T29Resistor R to each emitter26, R27
R28, R29Are connected to these resistors R26, R27, R28
R29Is resistance R20Is connected to the ground terminal via.

【0003】発振回路1はそのコレクタが電源端子V
に、そのベースが抵抗R11を介して電源端子Vに、その
エミッタが定電流回路2のトランジスタT26のコレクタ
にそれぞれ接続されたトランジスタT11と、そのコレク
タが電源端子Vに、そのベースが抵抗R12を介して電源
端子Vに、そのエミッタが定電流回路2のトランジスタ
29のコレクタにそれぞれ接続されたトランジスタT12
と、そのコレクタがトランジスタT11のベースに、その
ベースがトランジスタT12のエミッタに、そのエミッタ
が定電流回路2のトランジスタT27のコレクタにそれぞ
れ接続されたトランジスタT13と、そのコレクタがトラ
ンジスタT12のベースに、そのベースがトランジスタT
11のエミッタに、そのエミッタが定電流回路2のトラン
ジスタT28のコレクタにそれぞれ接続されたトランジス
タT14と、トランジスタT13およびT14のエミッタの間
に接続された結合用コンデンサC11と、抵抗R11の両端
子間にそのコレクタおよびエミッタが、そのベースが電
源端子にそれぞれ接続されたトランジスタT15と、抵抗
12の両端子間にそのコレクタおよびエミッタが、その
ベースが電源端子にそれぞれ接続されたトランジスタT
16とからなっている。そして、トランジスタT12のエミ
ッタは出力端子Sに接続されている。
The collector of the oscillator circuit 1 has a power supply terminal V.
To its base via a resistor R 11 to the power supply terminal V, a transistor T 11 whose emitter is connected to the collectors of the transistors T 26 of the constant current circuit 2, to the collector power supply terminal V, its base A transistor T 12 whose emitter is connected to the power supply terminal V through a resistor R 12 and whose collector is connected to the collector of the transistor T 29 of the constant current circuit 2, respectively.
, Its collector is connected to the base of the transistor T 11 , its base is connected to the emitter of the transistor T 12 , and its emitter is connected to the collector of the transistor T 27 of the constant current circuit 2, and its collector is connected to the transistor T 13. The base of 12 is the transistor T
11 of the emitter, the transistor T 14 whose emitter is connected to the collectors of the constant current circuit 2 of the transistor T 28, and the coupling capacitor C 11 connected between the emitters of the transistors T 13 and T 14, the resistance its collector and emitter between both terminals of the R 11 is a transistor T 15 whose base is connected to the power supply terminal, its collector and emitter between the terminals of the resistor R 12 are each connected its base to the power supply terminal Transistor T
It consists of 16 . The emitter of the transistor T 12 is connected to the output terminal S.

【0004】このエミッタ結合マルチバイブレータ形発
振回路の動作を図4を参照して説明する。まず定電流回
路2の動作は次の通りである。電源端子Vに電源電圧V
c が印加されるとトランジスタT21がオンし起動が開始
する。トランジスタT21のオンにより抵抗R21に電流I
1 が流れるが、この電流はよりベース・エミッタ間電圧
の低い多エミッタトランジスタT22にうつり、多エミッ
タトランジスタT22がオンする。多エミッタトランジス
タT22がオンするとトランジスタT22,T24がオンして
それぞれ電流I2 ,I3 が流れて多エミッタトランジス
タT22がオフ、トランジスタT25がオンして起動が完了
する。ここで、抵抗R22,トランジスタT23,抵抗R23
と抵抗R24,トランジスタT24,抵抗R25とは電流ミラ
ー回路を形成しており、トランジスタT23に流れる電流
2 を基準電流とし、トランジスタT24にはこの電流I
2 の所定倍率の(この所定倍率は抵抗R20,R21
22,R23の抵抗値で定まる)定電流I3 が流れる。そ
してトランジスタT24と抵抗R 25の接続点の電圧を一定
に維持する。これによってこの接続点にそのベースが接
続された各トランジスタT26,T27,T28,T29のコレ
クタ・エミッタに流れる各電流はそれぞれ定電流I4
維持される。
This emitter-coupled multivibrator type generator
The operation of the vibration circuit will be described with reference to FIG. First constant current times
The operation of path 2 is as follows. Power supply voltage V to power supply terminal V
cIs applied, the transistor Ttwenty oneTurns on and starts to boot
To do. Transistor Ttwenty oneTurning on the resistor Rtwenty oneCurrent I
1Flows, but this current is more than the base-emitter voltage.
Low multi-emitter transistor Ttwenty twoTo change, many Emi
Transistor Ttwenty twoTurns on. Multi-emitter transistor
Ttwenty twoWhen the transistor turns on, the transistor Ttwenty two, Ttwenty fourTurned on
Current I2, I3Flow through multi-emitter transistors
Ttwenty twoOff, transistor Ttwenty fiveIs turned on and the startup is completed
To do. Where resistance Rtwenty two, Transistor Ttwenty three, Resistance Rtwenty three
And resistance Rtwenty four, Transistor Ttwenty four, Resistance Rtwenty fiveIs current Mira
Circuit forming a transistor Ttwenty threeCurrent flowing through
I2Is a reference current, and transistor Ttwenty fourThis current I
2Of the predetermined magnification (this predetermined magnification is the resistance R20, Rtwenty one
Rtwenty two, Rtwenty threeConstant current I)3Flows. So
Then transistor Ttwenty fourAnd resistance R twenty fiveConstant voltage at the connection point
To maintain. This connects the base to this connection point.
Each transistor T connected26, T27, T28, T29This
Each current flowing in the emitter and the emitter is a constant current I.FourTo
Maintained.

【0005】次に、発振回路1の動作は次の通りであ
る。電源端子Vに電源電圧Vc が印加されると、それぞ
れそのコレクタとベースが電源端子Vに接続されたトラ
ンジスタT15,T16およびそのコレクタがそれぞれ電源
端子Vに、そのベースがそれぞれ抵抗R11,R12を介し
電源端子Vに接続されたトランジスタT11,T12がそれ
ぞれオンし、定電流回路2のトランジスタT26,T29
はそれぞれ定電流I4 が流れる。ここでまずトランジス
タT13がオン、トランジスタT14がオフした状態を考え
ると、定電流回路2のトランジスタT27はトランジスタ
13を通して定電流I4 が流れ、定電流回路2のトラン
ジスタT28にはトランジスタT13,結合用コンデンサC
11を通して定電流I4 が流れる。このときトランジスタ
13のコレクタ電圧は、電源電圧Vc からトランジスタ
15のベース・エミッタ間電圧Vbeを差し引いたVc
beになり、トランジスタT11のエミッタ電圧はトラン
ジスタT13のコレクタ電圧から更にこのトランジスタT
11のベース・エミッタ間電圧Vbeを差し引いたVc −2
beとなる。一方トランジスタT14はオフしているの
で、そのコレクタ電圧は抵抗R12を介しほぼVc であ
り、出力端子Sに接続されたトランジスタT12のエミッ
タ電圧はこのトランジスタT12のベース・エミッタ間電
圧Vbeを差し引いたVc −Vbeとなる。また、トランジ
スタT13のエミッタはトランジスタT12のエミッタか
ら、このトランジスタT13のベース・エミッタ電圧を差
し引いたVc −2Vbeとなる。
Next, the operation of the oscillation circuit 1 is as follows. When the power supply voltage V c is applied to the power supply terminal V, the transistors T 15 and T 16 whose collectors and bases are connected to the power supply terminal V and the collectors thereof are respectively connected to the power supply terminal V and the base thereof is connected to the resistor R 11 respectively. , and the transistors T 11, T 12 respectively on which are connected to a power supply terminal V through R 12, respectively constant current I 4 flows in the transistor T 26, T 29 of the constant current circuit 2. Here, first transistor T 13 is turned on, the transistor T 14 is considered a state of OFF, the transistor T 27 of the constant current circuit 2 is constant current I 4 flows through the transistor T 13, the constant current circuit 2 of the transistor T 28 is Transistor T 13 , coupling capacitor C
A constant current I 4 flows through 11 . At this time, the collector voltage of the transistor T 13 is V c − obtained by subtracting the base-emitter voltage V be of the transistor T 15 from the power supply voltage V c.
V be , and the emitter voltage of the transistor T 11 changes from the collector voltage of the transistor T 13 to that of the transistor T 11.
V c -2 obtained by subtracting 11 base-emitter voltage V be
V be . On the other hand, since the transistor T 14 is off, its collector voltage is almost V c via the resistor R 12 , and the emitter voltage of the transistor T 12 connected to the output terminal S is the base-emitter voltage of this transistor T 12. V c −V be is obtained by subtracting V be . The emitter of the transistor T 13 is the emitter of the transistor T 12, the V c -2 V BE minus the base-emitter voltage of the transistor T 13.

【0006】結合用コンデンサC11には定電流I4 が通
電しているので、その両端子A,B間の電圧は時間tに
対し(定電流I4 の電流値)/(結合用コンデンサC11
の容量)の傾斜で上昇する。このためトランジスタT14
のエミッタ電圧はトランジスタT13のエミッタ電圧より
結合用コンデンサC11の両端子A,B間電圧分低くな
る。トランジスタT14は、そのベースにトランジスタT
11のエミッタ電圧Vc −2Vbeが与えられているので、
そのエミッタ電圧がこのベース電圧Vc −2Vbeよりベ
ース・エミッタ間電圧Vbe分低い電圧Vc −3Vbeにな
った時刻t0 の時点でトランジスタT14がオン、そのエ
ミッタ電圧はVc −2Vbeになる{図4(2)}。この
ときトランジスタT13のエミッタ電圧はVc −Vbeとな
るのでトランジスタT13はオフする{図4(1)}。ト
ランジスタT14のオンによってトランジスタT12のエミ
ッタ電圧はVc −2Vbeとなる。すなわち出力電圧E1
はV c −VbeからVc −2Vbeに変化する電圧となり、
この動作は繰り返されて発振が継続される{図4
(3)}。なお、発振周波数は、結合用コンデンサC11
の両端子A,B間電圧が定電流I4 の通電によって前記
電圧Vc −VbeからVc −3Vbeまで変化する時間(半
周期になる)の逆数の1/2で定まる。従って、この発
振回路は例えば定電流I4 の値を変えることで広い周波
数範囲に調整できる。
Coupling capacitor C11Constant current IFourThrough
The voltage between the two terminals A and B at time t
On the other hand (constant current IFourCurrent value) / (coupling capacitor C11
Capacity) rises with a slope. Therefore, the transistor T14
The emitter voltage of the transistor T13Than the emitter voltage of
Coupling capacitor C11Do not lower the voltage between both terminals A and B of
It Transistor T14Has a transistor T at its base
11Emitter voltage Vc-2VbeIs given,
Its emitter voltage is this base voltage Vc-2VbeMore
Source-emitter voltage VbeLower voltage Vc-3VbeIn
Time t0Transistor T at14Is on,
Mitter voltage is Vc-2VbeBecomes {FIG. 4 (2)}. this
When transistor T13Emitter voltage is Vc-VbeTona
Transistor T13Is turned off (FIG. 4 (1)). To
Langista T14Turning on the transistor T12Emi
Voltage is Vc-2VbeBecomes That is, the output voltage E1
Is V c-VbeTo Vc-2VbeThe voltage changes to
This operation is repeated and oscillation continues (Fig. 4
(3)}. The oscillation frequency is the coupling capacitor C11
The voltage between both terminals A and B is constant current IFourBy energizing the
Voltage Vc-VbeTo Vc-3VbeTime to change (half
It becomes 1/2 of the reciprocal of the period. Therefore, this departure
The oscillation circuit is, for example, a constant current IFourWide frequency by changing the value of
It can be adjusted to several ranges.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述のエミッタ結合マ
ルチバイブレータ形発振回路の出力電圧は、正側の半波
の波高値が電源電圧Vc からトランジスタのベース・エ
ミッタ間電圧Vbeを差し引いたVc −Vbeであり、負側
の半波の波高値が電源電圧Vc からトランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧Vbeの2倍を差し引いたVc −2V
beであって、図4(3)に示すようにその振幅はベース
・エミッタ間電圧Vbeの1/2の低い値である。このた
めに外部振幅回路で増幅が必要とされるが、この出力電
圧は同様図4(3)に示すように振幅中心がVc −3/
2Vbeで電源電圧側に片寄っているため、例えばレベル
シフトをかねたコンパレータからなる増幅回路が用いら
れている。しかしながらコンパレータを半導体集積回路
内に形成するには回路規模が大きく、かつ消費電力が大
きいのでチップサイズが増大しコストアップの要因とな
る。
The output voltage of the 0006] The foregoing emitter-coupled multivibrator type oscillation circuit, V the peak value of the positive half-wave minus the base-emitter voltage V be of the transistor from the supply voltage V c c −V be , and the peak value of the negative half-wave is V c −2V obtained by subtracting twice the base-emitter voltage V be of the transistor from the power supply voltage V c.
As shown in FIG. 4C, its amplitude is a low value of 1/2 of the base-emitter voltage Vbe . Although amplified by external amplitude circuit is needed for this, the amplitude center as the output voltage is shown in the same manner 4 (3) is V c -3 /
Since the offset to the power supply voltage side 2V BE, amplification circuit is used for example consisting of a comparator which serves as a level shift. However, in order to form the comparator in the semiconductor integrated circuit, the circuit scale is large and the power consumption is large, so that the chip size is increased and the cost is increased.

【0008】本発明の目的は、エミッタ結合マルチバイ
ブレータ形発振回路において、その出力電圧値が低く、
かつ電源電圧側に片寄った出力電圧を増幅する、例えば
コンパレータからなる回路規模が大きく、かつ消費電力
の大きな外部増幅回路を不要とすることにある。
An object of the present invention is to provide an emitter-coupled multivibrator type oscillator circuit having a low output voltage value,
In addition, there is no need for an external amplifier circuit that amplifies an output voltage that is biased to the power supply voltage side and that has a large circuit scale and that consumes a large amount of power, such as a comparator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明はエミッタ結合マルチバイブレータ形発振
回路において、その出力側に接続された交流結合コンデ
ンサと、この交流結合コンデンサに接続された自己バイ
アス形CMOSインバータとからなる一段もしくはそれ
以上の段数の増幅回路を設けるようにする。そして前記
自己バイアス形CMOSインバータは、例えば電源と接
地間にそれぞれ直列に接続され、それらのゲートが互い
に接続された一方の導電形のMOSFETおよび他方の
導電形のMOSFETと、これらMOSFETの接続点
と前記短絡されたゲートとの間に接続されたバイアス抵
抗とからなるようにする。更にこれら自己バイアス形C
MOSインバータはその一方の導電形のMOSFETと
他方の導電形のMOSFETの切り換わり時に生じる貫
通電流を所定値に限流するようにそれらのゲート面積の
大きさを定めるようにする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an emitter-coupled multivibrator type oscillating circuit, in which an AC coupling capacitor connected to the output side and an AC coupling capacitor are connected. An amplifier circuit having one or more stages including a self-biased CMOS inverter is provided. The self-biased CMOS inverter is connected in series, for example, between a power supply and ground, and the MOSFETs of one conductivity type and the MOSFETs of the other conductivity type, whose gates are connected to each other, and a connection point of these MOSFETs. And a bias resistor connected between the shorted gate and the gate. Furthermore, these self-bias type C
In the MOS inverter, the size of the gate area of the MOSFET of one conductivity type and the size of the gate area of the MOSFET of the other conductivity type are determined so as to limit the through current generated when the MOSFET is switched to a predetermined value.

【0010】[0010]

【作用】本発明の発振回路は、その電源電圧側に片寄っ
た出力電圧を増幅するためにその出力側に接続された交
流結合コンデンサと、この交流結合コンデンサに接続さ
れた自己バイアス形CMOSインバータとからなる一段
もしくはそれ以上の段数の増幅回路を設け、この自己バ
イアス形CMOSインバータは、例えば電源と接地間に
それぞれ直列に接続され、それらのゲートが互いに接続
された一方の導電形のMOSFETおよび他方の導電形
のMOSFETと、これらMOSFETの接続点と前記
短絡されたゲートとの間に接続されたバイアス抵抗とか
らなっているので、このバイアス抵抗を通して各ゲート
にはそれぞれバイアス電圧がかけられ、電源と接地間と
の中位のゲート電圧を中心に動作する。そしてこれらゲ
ートには前記の交流結合コンデンサを通して、電源電圧
側に片寄った出力電圧のうち交流電圧のみが自己バイア
ス形CMOSインバータの一方および他方の形のMOS
FETのゲートに印加されるので、これらMOSFET
が相反してオン・オフし、これらMOSFETの接続点
から電源電圧から接地電圧の零電圧まで変化する増幅さ
れた出力電圧が出力される。更に、これらMOSFET
のオン・オフ切り換わり時に生じる貫通電流を所定値に
限流するようにこれらMOSFETのゲート面積の大き
さを定めたので、この貫通電流によって生じる消費電力
は低い値に抑えることができる。また、この増幅回路は
直列に複数段設けることにより増幅度を高めることがで
きる。そしてこの増幅回路は2個のMOSFETとそれ
ぞれ1個のコンデンサおよび抵抗とからなる単純なもの
で回路規模が小さく半導体集積回路に容易に形成でき
る。
The oscillating circuit of the present invention includes an AC coupling capacitor connected to the output side for amplifying an output voltage biased to the power supply voltage side, and a self-biased CMOS inverter connected to the AC coupling capacitor. This self-biased CMOS inverter is connected in series between, for example, a power supply and ground, and their gates are connected to each other in one conductivity type MOSFET and the other. , And a bias resistor connected between the connection point of these MOSFETs and the short-circuited gate, a bias voltage is applied to each gate through this bias resistor, and a power supply is provided. It operates centering on a middle gate voltage between the ground and the ground. Then, through these AC coupling capacitors to these gates, only the AC voltage of the output voltage which is biased to the power supply voltage side is the MOS of one type and the other type of the self-biased CMOS inverter.
These MOSFETs are applied to the gate of the FET.
Are turned on and off in reverse, and an amplified output voltage that changes from the power supply voltage to the zero voltage of the ground voltage is output from the connection point of these MOSFETs. Furthermore, these MOSFETs
Since the size of the gate area of these MOSFETs is determined so as to limit the through current generated when the ON / OFF switching is performed to a predetermined value, the power consumption generated by this through current can be suppressed to a low value. Further, the amplification degree can be increased by providing a plurality of stages of this amplifier circuit in series. The amplifier circuit is a simple one composed of two MOSFETs and one capacitor and one resistor, and the circuit scale is small and can be easily formed in a semiconductor integrated circuit.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の発振回路の一実施例を示す回
路図である。図1に示す本発明の発振回路は図2に示す
従来のエミッタ結合マルチバイブレータ形発振回路の出
力側に交流結合コンデンサC31と、この交流結合コンデ
ンサC31に接続された自己バイアス形CMOSインバー
タM31とからなる増幅回路31を設けたものである。自
己バイアス形CMOSインバータM31は、例えば電源端
子Vと接地端子間にそれぞれ直列に接続されたPMOS
FET P31およびNMOSFET N31からなり、こ
れらのゲートは互いに接続され、この互いに接続された
ゲートとこれらMOSFET P31,N31の接続点の間
にバイアス抵抗R31が接続されたものである。このバイ
アス抵抗R31によって、このCMOSインバータは自己
バイアスされてゲートに入力される交流信号の正側の半
波および負側の半波でPMOSFET P31およびNM
OSFET N31がそれぞれ動作するようになる。交流
結合コンデンサC31は定電流回路2および発振回路1か
らなるエミッタ結合マルチバイブレータ形発振回路の出
力側、すなわち発振回路1のトランジスタT12のエミッ
タと自己バイアス形CMOSインバータM31の短絡され
たゲートとの間に接続される。この増幅回路は図1に示
すように増幅回路31を第1段として必要に応じて複数
段が直列に接続される。図2では増幅回路31および3
2の2段の増幅回路が接続されている。
1 is a circuit diagram showing an embodiment of an oscillator circuit of the present invention. The oscillation circuit of the present invention shown in FIG. 1 has an AC coupling capacitor C 31 on the output side of the conventional emitter coupled multivibrator type oscillation circuit shown in FIG. 2 and a self-biased CMOS inverter M connected to this AC coupling capacitor C 31. An amplifier circuit 31 composed of 31 is provided. The self-biased CMOS inverter M 31 is, for example, a PMOS connected in series between a power supply terminal V and a ground terminal.
It is composed of an FET P 31 and an NMOSFET N 31 , their gates are connected to each other, and a bias resistor R 31 is connected between the gates connected to each other and the connection point of these MOSFETs P 31 and N 31 . By this bias resistor R 31 , this CMOS inverter is self-biased and the PMOSFETs P 31 and NM are generated by the positive half-wave and the negative half-wave of the AC signal input to the gate.
The OSFET N 31 is activated. The AC coupling capacitor C 31 is the output side of the emitter-coupled multivibrator type oscillation circuit including the constant current circuit 2 and the oscillation circuit 1, that is, the emitter of the transistor T 12 of the oscillation circuit 1 and the short-circuited gate of the self-biased CMOS inverter M 31. Connected between and. As shown in FIG. 1, this amplifier circuit has the amplifier circuit 31 as the first stage, and a plurality of stages are connected in series as necessary. In FIG. 2, the amplifier circuits 31 and 3
The two-stage amplifier circuit 2 is connected.

【0012】図2はその動作波形で、分り易くするため
増幅回路一段の場合を示す。図2(1)は定電流回路2
および発振回路1からなるエミッタ結合マルチバイブレ
ータの出力電圧E1 、すなわち発振回路1のトランジス
タT12のエミッタ電圧を示し、この出力電圧E1 は図4
(3)の発振回路1の出力電圧E1 と同様である。この
出力電圧E1 は前述したように電源電圧Vc 側に片寄っ
ているが、交流結合コンデンサC31によってその交流分
のみが自己バイアス形CMOSインバータM31の短絡さ
れたゲートに入力されるので、この自己バイアス形CM
OSインバータM31の各PMOSFET P31およびN
MOSFET N31は交互にオン・オフを繰り返してこ
れらMOSFET P31およびN31の接続点から電源電
圧Vc と接地電圧零との間を変化する増幅された出力電
圧E2 が出力端子Sから出力される。
FIG. 2 shows the operation waveform, and shows a case of a single stage of the amplifier circuit for easy understanding. FIG. 2 (1) shows a constant current circuit 2
And the output voltage E 1 of the emitter-coupled multivibrator composed of the oscillator circuit 1, that is, the emitter voltage of the transistor T 12 of the oscillator circuit 1. This output voltage E 1 is shown in FIG.
This is the same as the output voltage E 1 of the oscillation circuit 1 in (3). The output voltage E 1 is biased to the power supply voltage V c side as described above, but since only the AC component is input to the short-circuited gate of the self-biased CMOS inverter M 31 by the AC coupling capacitor C 31 , This self-biased CM
Each PMOSFET P 31 and N of the OS inverter M 31
The MOSFET N 31 is alternately turned on and off repeatedly, and an amplified output voltage E 2 varying between the power supply voltage V c and the ground voltage zero is output from the output terminal S from the connection point of the MOSFETs P 31 and N 31. To be done.

【0013】自己バイアス形CMOSインバータM31
各PMOSFET P31およびNMOSFET N31
交互に動作するので、その切り換わりの時に両方が動作
して貫通電流が流れ損失が増加する恐れがあるが、これ
はこれらMOSFETのゲート面積を小さく設定して貫
通電流の大きさを損失に影響のない小さい値に限流する
ことができる。またこの限流によって発振増幅が低下す
るときは複数段の増幅回路、例えば2段の増幅回路3
1,32を設けるようにする。
Since the PMOSFET P 31 and the NMOSFET N 31 of the self-biased CMOS inverter M 31 operate alternately, there is a possibility that both of them may operate at the time of switching and a through current may flow and the loss may increase. The gate area of these MOSFETs can be set small to limit the magnitude of the through current to a small value that does not affect the loss. Further, when the oscillation amplification decreases due to this current limiting, a plurality of stages of amplifier circuits, for example, two stages of amplifier circuits 3
1, 32 are provided.

【0014】この増幅回路は単にPMOSFET,NM
OSFET,交流結合コンデンサ,バイアス用抵抗から
構成されるので回路規模が小さく、半導体集積回路に容
易に形成できる。なお、T11,T12,T13,T14
15,T16をそれぞれ第1〜第6のトランジスタ、
11,R12をそれぞれ第1,第2の抵抗と称する。
This amplifier circuit is simply a PMOSFET, NM
Since it is composed of an OSFET, an AC coupling capacitor and a bias resistor, the circuit scale is small and it can be easily formed in a semiconductor integrated circuit. In addition, T 11 , T 12 , T 13 , T 14 ,
T 15 and T 16 are respectively first to sixth transistors,
R 11 and R 12 are referred to as first and second resistors, respectively.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明の発振回路は、電源電圧から接地
電圧に変化する大きな出力電圧が得られ、かつ回路規模
および消費電力が小さく半導体集積回路に形成が容易で
あり、電子装置などの例えば10MHz 程度までの高周波
電源として広く用いることができる。
The oscillator circuit of the present invention can obtain a large output voltage changing from the power supply voltage to the ground voltage, has a small circuit size and power consumption, and can be easily formed into a semiconductor integrated circuit. It can be widely used as a high frequency power source up to about 10MHz.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の発振回路の一実施例を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an oscillator circuit of the present invention.

【図2】本発明の発振回路の動作波形図FIG. 2 is an operation waveform diagram of the oscillator circuit of the present invention.

【図3】エミッタ結合マルチバイブレータ形発振回路の
一例を示す回路図
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of an emitter-coupled multivibrator type oscillation circuit.

【図4】図4に示すエミッタ結合マルチバイブレータ形
発振回路の動作波形図
FIG. 4 is an operation waveform diagram of the emitter-coupled multivibrator type oscillation circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 増幅回路(第1段) 32 増幅回路(第2段) T11 第1のトランジスタ T12 第2のトランジスタ T13 第3のトランジスタ T14 第4のトランジスタ T15 第5のトランジスタ T16 第6のトランジスタ R11 第1の抵抗 R12 第2の抵抗 C11 結合用コンデンサ M31 自己バイアス形CMOSFET{増幅回路31
(第1段)の} P31 P(一方の形の)MOSFET{増幅回路31
(第1段)の} N31 N(他方の形の)MOSFET{増幅回路31
(第1段)の} R31 バイアス抵抗{増幅回路31(第1段)の} C31 交流結合コンデンサ{増幅回路31(第1段)
の} M32 自己バイアス形CMOSFET{増幅回路32
(第2段)の} P32 P(一方の形の)MOSFET{増幅回路32
(第2段)の} N32 N(他方の形の)MOSFET{増幅回路32
(第2段)の} R32 バイアス抵抗{増幅回路32(第2段)の} C32 交流結合コンデンサ{増幅回路32(第2段)
の}
31 amplifier circuit (first stage) 32 amplifier circuit (second stage) T 11 first transistor T 12 second transistor T 13 third transistor T 14 fourth transistor T 15 fifth transistor T 16 sixth Transistor R 11 First resistor R 12 Second resistor C 11 Coupling capacitor M 31 Self-biased CMOSFET {amplifier circuit 31
(First stage) P 31 P (one side) MOSFET {amplifier circuit 31
(First stage) N 31 N (other form) MOSFET {amplifier circuit 31
(First stage) R 31 bias resistor {amplifier circuit 31 (first stage)} C 31 AC coupling capacitor {amplifier circuit 31 (first stage)
} M 32 self-biased CMOSFET {amplifier circuit 32
(Second stage) P 32 P (one form) MOSFET {amplifier circuit 32
(Second stage) N 32 N (other form) MOSFET {amplifier circuit 32
(Second stage)} R 32 bias resistor {amplifier circuit 32 (second stage)} C 32 AC coupling capacitor {amplifier circuit 32 (second stage)
of}

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エミッタ結合マルチバイブレータ形発振回
路において、その出力側に接続された交流結合コンデン
サと、この交流結合コンデンサに接続された自己バイア
ス形CMOSインバータとからなる一段もしくはそれ以
上の段数の増幅回路が設けられたことを特徴とする発振
回路。
1. An emitter-coupled multivibrator type oscillation circuit comprising one or more stages of amplification comprising an AC coupling capacitor connected to the output side and a self-biased CMOS inverter connected to this AC coupling capacitor. An oscillator circuit characterized in that a circuit is provided.
【請求項2】請求項1記載の発振回路において、自己バ
イアス形CMOSインバータは電源と接地間にそれぞれ
直列に接続され、それらのゲートが互いに接続された一
方の導電形のMOSFETおよび他方の導電形のMOS
FETと、これらMOSFETの接続点と前記互いに接
続されたゲートとの間に接続されたバイアス抵抗とから
なることを特徴とする発振回路。
2. The oscillation circuit according to claim 1, wherein the self-biased CMOS inverters are connected in series between a power supply and ground, and their gates are connected to each other, and the MOSFETs of one conductivity type and the other conductivity type. MOS
An oscillation circuit comprising an FET and a bias resistor connected between a connection point of these MOSFETs and the gates connected to each other.
【請求項3】請求項1あるいは2記載の発振回路におい
て、自己バイアス形CMOSインバータはその一方の導
電形のMOSFETと他方の導電形のMOSFETの切
り換わり時に生じる貫通電流を所定値に限流するように
それらのゲート面積の大きさが定められていることを特
徴とする発振回路。
3. The oscillator circuit according to claim 1, wherein the self-biased CMOS inverter limits a shoot-through current generated when the MOSFET of one conductivity type and the MOSFET of the other conductivity type are switched to a predetermined value. The oscillation circuit is characterized in that the size of the gate area thereof is determined.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7443256B2 (en) 2006-07-10 2008-10-28 Freescale Semiconductor, Inc. Oscillator circuit with a voltage restriction block

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