JPS59178014A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPS59178014A
JPS59178014A JP58051461A JP5146183A JPS59178014A JP S59178014 A JPS59178014 A JP S59178014A JP 58051461 A JP58051461 A JP 58051461A JP 5146183 A JP5146183 A JP 5146183A JP S59178014 A JPS59178014 A JP S59178014A
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JP
Japan
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circuit
current
voltage
resistor
channel transistor
Prior art date
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JP58051461A
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JPH0523085B2 (ja
Inventor
Kazuyoshi Okada
和義 岡田
Hideo Muro
室 英夫
Yukio Hiramoto
平本 行雄
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/354Astable circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03Astable circuits

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】 く技術分野〉 本発明は抵抗とコンデンサを有する発振回路に関する。
〈従来技術〉 従来の抵抗とコンデンサを有する発振回路としては例え
は第1図に示すようなものがある。
図において、1,2.3はCMOSインパーク、4及び
5,5′は発振周波数を決める抵抗及びコンデンサで、
これらにより発振回路を構成している。
6は出力端である。また、コンデンサ5,5′は等しい
容量値を有する。この発振回路の第1図に示すA、B、
C各点の電圧波形は第2図(a) 、 (b) 、 (
c)のようになる。ここでVDDは電源電圧である。即
ち、CMOSインバータのスレショルド電IEバ一般的
にVDD/2であるので、コンデンサ5,5′がVDD
/2  ’c中心として0からVDDまでで充放電を繰
シ返し、これにより発振する。従って、その発振周波数
fは f=4RCAn2 で表わせる。ただし、R−抵抗4の値、C:コンデンサ
5,5′の容量である。
しかしながら、このような発振回路にあっては、抵抗、
コンデンサを含めて集積化した場合に次のような問題点
全有している。コンデンサはMOSゲート容量(3,5
4X10  pF/μ?7’)によるが面積上の制約か
ら10 pF程度(−辺約170μmに相当)が無理の
ない値である。この場合、例えば400KHz程度の発
振周波数を得るためには、前述の式から抵抗値は約11
0にΩになる。ゲート容量の温度係数は容量値によらず
0.01qb以下と小さいが、抵抗の温度係数は実験結
果によると第3図に示すようにポリシリコン抵抗、拡散
抵抗ともにシート抵抗が大きくなる程温度係数の絶対値
が大きくなる。このため、前述の例のように抵抗値が1
10にΩと大きくなるような場合には、集積化する際の
面積を考えるとシート抵抗を小さくできず温度係数の大
きなものになる。そのため、発振回路の温度特性が悪く
なるという問題があった。
〈発明の目的〉 本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、抵抗とコ
ンデンサを有する発振回路において、小さい値の抵抗を
用いてシート抵抗を小さくすることによシ、集積化した
場合でも温度特性の優れた発振回路を提供すること全目
的とする。
〈発明の構成〉 比較的小さな抵抗値によって基準電流源の電流を得て、
この電流をカレントミラー回路によシ減らしてコンデン
サの充放電電流とすると共に、正帰還回路の出力状態に
応じてコンデンサの充放電を切シ換える構成とした。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。尚、従来と同一部分には同一符号を何して説明を省略
する。
本発明の1実施例を示す第4図において、10は基準電
流源としての差動増巾回路で、2つのPチャンネルトラ
ンジスタ11.12と、2つのNチャンネルトランジス
タ13.14と、前記Pチャンネルトランジスタ11.
12の各ソースと電源40との間に接続された抵抗15
とからなっている。そして、電源電圧の分圧電圧を抵抗
16゜17で作シ、その分圧点ai差動増巾回路10の
入力であるPチャンネルトランジスタ11のゲートに接
続する。また差動増巾回路10のもう一つの入力である
Pチャンネルトランジスタ12のゲートは抵抗18とN
チャンネルトランジスタ19のドレインとに接続する。
更に、差動増巾回路10の出力、即ちPチャンネルトラ
ンジスタ11のドレインは前記Nチャンネルトランジス
タ19のゲートに接続している。
20はカレントミラー回路で、2つのPチャンネルトラ
ンジスタ21.22と、2つのNチャンネルトランジス
タ23.24で構成されている。
前記Nチャンネルトランジスタ23.24のゲートには
、差動増巾回路10の出力端となるPチャンネルトラン
ジスタ11のドレインが接続されている。また、カレン
トミラー回路20の出力、即ちPチャンネルトランジス
タ22とNチャンネルトランジスタ24のドレインはC
MOSインバータを構成するPチャンネルトランジスタ
25とNチャンネルトランジスタ26の各ソースに接続
されている。
前記CMOSインバータの出力はCMOSインバータ1
へ入力し、CMOSインバータ1の出力icMOsイン
バータ2に入力している。CMOSインバータ1の入力
とCM OSインバータ2の出力間及びCMOSインバ
ータ1の入力と接地(GND)間に等しい容量のコンデ
ンサ5,5′が接続している。
次に作用を説明する。
抵抗16.17によって作られる分圧電圧、即ちa点の
電圧に対してPチャンネルトランジスタ12のゲート電
圧、即ちb点の電圧が低くなろうとすると、Pチャンネ
ルトランジスタ12は更にオンする方向に動作するため
、そのドレイン電圧が上昇し、同時にNチャンネルトラ
ンジスタ13のゲート電圧が上昇する。このNチャンネ
ルトランジスタ13のドレイン電流はPチャンネルトラ
ンジスタ11によってほぼ一定に保たれているので、ゲ
ート電圧の上昇によってNチャンネルトランジスタ13
のドレイン−ソース間の電圧は急激に低くなる。すると
、Nチャンネルトランジスタ19のゲート電圧が低くな
るためそのドレイン電圧を上昇させる方向に働きb点の
電圧の低下を防ぐ。
同様に、a点の電圧に対してb点の電圧が高くなろうと
する場合も前述の逆のことが成シ立つのでb点の電圧は
a点の電圧と等しい電圧で平衡する。
今、分圧電圧k VDD/2 (VDDは電源電圧)と
して、抵抗18の値’1zRsとすると、Nチャンネル
トランジスタ19のドレイン電流はVDD/ 2 Rs
 トなる。
また、Nチャンネルトランジスタ19のW/L(Wはチ
ャンネル巾、Lはチャンネル長音それぞれ示す)とカレ
ントミラー回路20のNチャンネルトランジスタ24の
W/L  との比をN:1とすると、Nチャンネルトラ
ンジスタ24の流し得るドレイン電流はVDD/2NR
8となる。
更に、Nチャンネルトランジスタ19とカレントミラー
回路20のNチャンネルトランジスタ23のW/L  
’i同程度にし、Pチャンネルトランジスタ21のW/
L  とPチャンネルトランジスタ22のW/L との
比’iN:1とすれば、Pチャンネルトランジスタ22
の流し得るドレイン電流もやはシ同様にVD D/ 2
 N Rs  となる。ただし、Pチャンネルトランジ
スタ21のW/LはVDD/2NRs t7)電流が十
分流せる値に設定する。
従って、第4図の回路は第5図のような等価回路に置き
換えることができる。図中、31.32は電流源を示す
。即ち、本実施例の発振回路は従来のものに比べて抵抗
4を取9除き、CMOSインバータ3のシンク出力電流
及びソース出力電流がVDD/2NR8としたものと言
える。
そして、この回路の発振周波数は第6図の波形から f=− NRsC で表わされる。ただし、Cはコンデンサ5,5′の容量
である。このため、従来の回路では例えば400 KH
zの発振周波数を得るためには約110にΩの抵抗を必
要としたが、本実施例回路ではNの設定によって抵抗値
を小さくできる。例えばN=100 、C=10pF 
、f =400KHzとするとRs=6250となる。
従って、ポリシリコン抵抗、拡散抵抗等の面積を小さく
でき、しかもシート抵抗を小さくして温度係数の絶対値
を小さくできるので、このような発振回路を集積化した
場合でも温度特性の優れたものを得ることができる。
次に第7図に別の実施例を示す。
本実施例のものは基準電流源10′ヲ抵抗18とNチャ
ンネルMO3)ランジスタ19′とで構成したものであ
υ、その他の構成は第1実施例と同様である。
かかる回路において、NチャンネルMO8)ランジスタ
19′のチャンネル巾/チャンネル長(Stシ′L)を
十分大きな値とすると、抵抗18に流れる電流は、電源
電圧をvDDXNチャンネルMO3)ランジスタ19′
のスレショルド電圧k vTHz抵抗18の値をR8と
すると(VDD −VTH)/ Rs にほぼ等しくな
る。ここでVDD > VTRとすれば、抵抗18に流
れる電流kVDD/Rsと近似することかできる。
従って、第1実施例と同様に考えると、発振周波数fは f=− NRsC で表わされるので、第1実施例と同様にNの設定によっ
て抵抗値を小さくすることができ、温度特性の優れた発
振回路を得ることができる。更に、本実施例によれば、
第1実施例のように差動増巾回路によるトランジスタの
スレショルド電圧の打消はないため、スレショルド電圧
の温度変動による影響は多少あるが、基準電流源の回路
構成が大幅に簡素化でき、回路素子数の減少によりコス
トの面で大きな効果を有する。
尚、本実施例ではユニポーラプロセスにおいて述べたが
バイポーラプロセスにおいても実現できることは言うま
でもない。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、比較的小さな抵抗
値によって得た基準電流源の電流をカレントミラー回路
によシ減らし7て発揚回路のコンデンサの充放電電流と
する構成としたので、発振周波数を決定する抵抗の値を
小さくでき、シート抵抗を小さくして温度特性の優れた
発振回路全半導体集積回路に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す回路図、第2図は第1図に示す各
部の電圧波形図、第3図は拡散抵抗及びポリシリコン抵
抗の温度I+=性図、第4図は本発明の1実施例を示す
回路図、第5図は第4図の等価回路図、第6図は第5図
Q各部の電圧波形図、第7図は本発明の別の実施iUの
要部回路図である。 1 .2.3・・・CMOSイ/バータ  5,5′・
・・コンデンサ  10 、10’  ・・基準電流源
  18・・・抵抗  20・・・カレントミラー回路
  31.32・・・電流源  40・・・電源 特許出願人  日産自動車株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基準電流源と、該基準電流源の出力を入力電流とするカ
    レントミラー回路と、該カレントミラー回路の出力電流
    でコンデンサを充放電する充放電回路と、出力状態に応
    じて前記充放電回路の充放電を切換える正帰還回路とか
    らなることを特徴とする発振回路。
JP58051461A 1983-03-29 1983-03-29 発振回路 Granted JPS59178014A (ja)

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