JPH02276311A - 信号遅延回路及び該回路を用いたクロック信号発生回路 - Google Patents

信号遅延回路及び該回路を用いたクロック信号発生回路

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JPH02276311A
JPH02276311A JP1331131A JP33113189A JPH02276311A JP H02276311 A JPH02276311 A JP H02276311A JP 1331131 A JP1331131 A JP 1331131A JP 33113189 A JP33113189 A JP 33113189A JP H02276311 A JPH02276311 A JP H02276311A
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長永 明
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松尾 研二
Hiroyuki Mogi
宏之 茂木
Hideaki Uchida
英明 内田
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、位相同期ループ方式の信号遅延回路及び該
回路を用いたクロック信号発生四路に関する。
(従来の技術) 人力クロック信号を所定期間遅延する信号遅延回路、人
力クロック信号の2倍の周波数を持つクロック信号を出
力する周波数逓倍回路、制御電圧に応じた周波数を持つ
クロック信号を出力する電圧制御発振回路(以下、vC
Oと称する)、等はLSI内に必要に応じて形成される
第20図は従来の信号遅延回路の構成を示す回路図であ
る。入力クロック信号CLKINはインバータ 151
に供給される。このインバータ 151の出力信号は、
抵抗152及び容量153からなる遅延回路154を介
してインバータ 155に供給され、このインバータ 
155から遅延されたクロック信号CLKoutが得ら
れる。
第21図は従来の周波数逓倍回路の構成を示す回路図で
あり、第22図はそのタイミングチャートである。入力
クロック信号CLKINはイクスクルーシブOR回路1
5Bの一方入力端に供給されると共に、インバータ 1
57と容Jul 158からなる遅延回路159に供給
される。この遅延回路 159による遅延信号aはイン
バータ 160に供給され、このインバータ 1[io
の出力信号すは上記イクスクルーシブOR回路15Gの
他方入力端に供給され、このイクスクルーシブOR回路
156から逓倍されたクロック信号CL K ouアが
得られる。
第23図は、上記第21図の周波数逓倍回路内のイクス
クルーシブOR回路156の真理値をまとめて示す図で
ある。イクスクルーシブOR回路は15Bは、上記人力
クロック信号CL K + Nとインバータ 180の
出力信号すとの論理を第23図の関係に従って取り、そ
の結果を出力することにより、第22図に示すように入
力クロック信号CLKINの2倍の周波数を持つクロッ
ク信号CL、Koutが得られる。
また、第24図は従来のvCOの構成を示す回路図であ
る。上記周波数逓倍回路が入力クロック信号の2倍の周
波数のクロック信号を発生することができるのに対し、
このvCOは出力クロック信号の周波数を制御電圧に応
じて変化させることができるという特徴がある。すなわ
ち、第24図において、161は制御電圧Vinの人力
ノード、182は人力用のNチャネルMOS)ランリス
タ、lB3及び164はカレントミラー回路185を構
成する負荷用のPチャネルMOS)ランリスタである。
また、PチャネルMOSトランジスタ 18B及びNチ
ャネルMOS)ランリスタ 18丁はCMOSインバー
タ 18Bを構成しており、その出力ノード189と接
地電位との間には容量!70が接続されている。
さらに、PチャネルMOSトランジスタ 171及びN
チャネルMOS)ランリスタ 172はCMOSインバ
ータ 173を構成しており、その出力ノード174と
接地電位との間には容ii 175が接続されている。
上記両CMOSインバータ 168. 173の出力ノ
ード1B9. 174には、電圧比較器17B、177
の入力端が接続されており、両電圧比較器176゜17
7の出力端はRSフリップフロップ178のセット入力
端S、リセット入力端Rにそれぞれ接続されている。こ
のフリップフロップ 17Bのセット出力端Q、リセッ
ト出力端Qは、上記2個のCMOSインバータ 188
. 173の入力端に接続されており、リセット出力端
Qの信号がインバータ179により反転されて出力F 
outとして取り出される。
次に、このvCOの動作を簡単に説明する。制御電圧V
lnに応じた電流が入力トランジスタ 162に流れ、
これと等しい電流lがカレントミラー回路 185の出
力トランジスタ 164側から2個のCMOSインバー
タ 188. 173に供給される。初期状態として、
フリップフロップ回路178の出力端Qが“L”レベル
、出力端Qが“H″レベルあるとすると、2個のCMO
Sインバータ 168゜173内のトランジスタ 16
8. 172はオン、トランジスタ 167、 171
はオフになっている。この状態では、上記電流Iにより
、オン状態の一方のトランジスタ 106を通じて容量
170が充電される。この容量170の充電時に、その
端子電圧が電圧比較器17Gの閾値電圧V thlを越
えると、その出力が“H“レベルになり、これによりフ
リップフロップ回路178が反転し、その出力Q、 ?
:Iが“H”レベル、“L°レベルにそれぞれ反転する
。そして、2個のCMOSインバータ 168. 17
3内のトランジスタ 168. 172がオフし、トラ
ンジスタ 167゜171がオンする。すると、上記電
流■により、オン状態になった一方のトランジスタ 1
71を通じて容量175が充電される。このとき、予め
充電されている容i 170の電荷は、オン状態になっ
た他方のトランジスタ 167を通じて接地電位に放電
される。充電が行われている容fit 175の端子電
圧が、電圧比較器177の閾値電圧V th2を越える
と、その出力が“H”レベルになり、フリップフロップ
回路17gが反転し、その出力Q、Qが“L°レベル、
“H″レベルそれぞれ反転する。そして、2個のCMO
Sインバータ 168. 173内のトランジスタ 1
88 172がオン、トランジスタ 167゜171が
オフの状態に戻る。このような動作が繰返し行われるこ
とにより、インバータ 179の出力端に出力信号F 
outが得られ、その周波数f outは次式で与えら
れる。
fout = I/ (2C−Vth)  ・−1ここ
で、Cは上記容fi 170. 175の値であり、v
thは電圧比較器170. 177それぞれの閾値電圧
Vthl 、 Vth2 テある。
ところで、第20図に示す従来の信号遅延回路では、遅
延時間を得るための抵抗や容量の値が製造条件(プロセ
スパラメータ)のばらつきに左右され、遅延量が一様に
定まらないという欠点がある。
また、第21図の周波数逓倍回路では、人力クロック信
号CLKINを遅延させ、イクスクルーシブOR回路1
5Bの2つの入力信号の位相差を利用して出力クロック
信号CLKoutを得るようにしている。しかし、この
場合にも、遅延量を得るためのインバータの特性や容量
の値は製造条件のばらつきに左右されると共に、インバ
ータの特性は使用電源電圧及び周囲温度にも依存性があ
り、遅延量が一様に定まらないという問題がある。従っ
て、出力クロック信号CL K ou’rの“H”レベ
ル期間(第22図中のTH)と、′L“レベル期間(第
22図中のTL)がその都度ばらつき、最悪の場合には
“H“レベル期間もしくは“L”レベル期間がほとんど
ない、いわゆるヒゲ状となり、場合によっては常に“H
“レベルもしくは“L。
レベルのままの状態になることもある。
さらに、第24図のVCOでも、製造条件のばらつきに
伴って各トランジスタのゲート長、閾値電圧、ゲート酸
化膜厚等がばらつくので、前記1式中のI、C,Vth
が大きく変動し、発振中心周波数が大きく変動してしま
う。従って、例えばこ(7)VCOをPLL (位相同
期ループ)システム等に用いた場合に、そのシステムの
特性に悪影響を及ぼすことになり、製品の歩留りがへ下
するという問題がある。
(発明が解決しようとする課題) このように従来の信号遅延回路は、製造条件の影響を大
きく受けて遅延量が一定にならないという欠点があり、
さらに従来の周波数逓倍回路や電圧制御発振回路等の発
振回路も、製造条件の影響を大きく受けて、逓倍出力が
安定に得られない、発振中心周波数が大きく変動する、
等の欠点がある。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、製造条件のばらつきに影響されずに
、一定の遅延量を得ることができる信号遅延回路を提供
することにある。
またこの発明の目的は、出力周波数の安定したクロック
信号発生回路を提供することにある。
さらにこの発明の目的は、発振中心周波数が変動せず、
常に一定値に固定することができるクロック信号発生回
路を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段と作用) この発明の信号遅延回路は、それぞれが制御信号に基づ
いて信号遅延時間が制御される少なくとも1個の遅延段
からなり、一定周波数の入力信号を遅延させる第1の遅
延手段と、上記第1の遅延手段における信号遅延量を検
出する第1の論理回路と、容量を有し、上記入力信号及
び上記第1の論理回路の検出信号に基づいてこの容量を
基準電流のそれぞれ任意倍の電流で充、放電制御するこ
とによって直流電圧を発生すると共に、このときの充、
放電電流の能力比が上記入力信号と上記第1の論理回路
の検出信号とのパルス幅の比の逆数となるように設定さ
れたチャージポンプ回路と、上記チャージポンプ回路の
出力電圧を上記第1の遅延回路に制御信号として帰還す
る帰還手段とを具備したことを特徴とする。
上記信号遅延回路によれば、第1の遅延手段に一定周波
数の入力信号を供給することにより、この入力信号が遅
延段で遅延される。そして、遅延段における遅延量は、
チャージポンプ回路、第1の遅延手段及び第1の論理回
路からなる位相同期ループによる制御により、チャージ
ポンプ回路内の容量に流し込む電流と流れ出れ電流との
比に応じて設定され、使用電源電圧、周囲温度あるいは
製造条件のばらつき等には影響を受けない。このため、
第1の遅延手段からは一定の遅延量を持つ出力信号を取
出すことができる。
この発明のクロック信号発生回路は、それぞれが制御信
号に基づいて信号遅延時間が制御される複数個の遅延段
からなり、一定周波数の入力f=号を遅延させる第1の
遅延手段と、上記第1の遅延手段における信号遅延量を
検出する第1の論理回路と、容量を有し、上記入力信号
及び上記第1の論理回路の検出信号に基づいてこの容量
を基準電流のそれぞれ任意−倍の電流で充、放電制御す
ることによって直流電圧を発生すると共に、このときの
充、放電電流の能力比が上記入力信号と上記第1の論理
回路の検出信号とのパルス幅の比の逆数となるように設
定されたチャージポンプ回路と、上記チャージポンプ回
路の出力電圧を上記第1の遅延手段に制御信号として帰
還する帰還手段と、少なくとも上記第1の遅延手段の遅
延出力信号が供給され、これらの信号から上記入力信号
とは周波数が異なるクロック信号を発生する第2の論理
回路とを具備したことを特徴とする。
上記クロック信号発生回路によれば、第2の論理回路を
追加することによって、入力信号よりも周波数が高くか
つ一定の周波数を持っクロック信号を取出すことができ
る。
さらにこの発明のクロック信号発生回路は、それぞれが
制御信号に基づいて信号遅延時間が制御される少なくと
も1個の遅延段からなり、一定周波数の入力信号を遅延
させる第1の遅延手段と、上記第1の遅延手段における
信号遅延量を検出する第1の論理回路と、容量を有し、
上記入力信号及び上記第1の論理回路の検出信号に基づ
いてこの容量を基準電流のそれぞれ任意倍の電流で充、
放電制御することによって直流電圧を発生すると共に、
このときの充、放電電流の能力比が上記入力信号と上記
第1の論理回路の検出信号とのパルス幅の比の逆数とな
るように設定されたチャージポンプ回路と、上記チャー
ジポンプ回路の出力電圧を上記第1の遅延手段に制御信
号として帰還する帰還手段と、少なくとも上記第1の遅
延手段の遅延出力信号が供給され、これら信号がら上記
入力信号とは周波数が異なる多相のクロツク1=号を発
生する第3の論理回路とを具備したことを特徴とする。
上記クロック信号発生回路によれば、第3の論理回路部
を追加することによって、それぞれ一定の周波数の多相
クロック信号を取出すことができる。
また、この発明のクロック信号発生回路は、それぞれが
制御信号に基づいて信号遅延時間が制御される複数個の
遅延段からなり、一定周波数の入力信号を遅延させる第
1の遅延手段と、上記第1の遅延手段における信号遅延
量を検出する第1の論理回路と、容量を有し、上記入力
信号及び上記第1の論理回路の検出信号に基づいてこの
容量を基準電流のそれぞれ任意倍の電流で充、放電制御
することによって直流電圧を発生すると共に、このとき
の充、放電電流の能力比が上記入力信号と上記第1の論
理回路の検出信号とのパルス幅の比の逆数となるように
設定されたチャージポンプ回路と、上記チャージポンプ
回路の出力電圧を上記第1の遅延手段に制御信号として
帰還する第1の帰還手段と、上記第1の遅延手段内の遅
延段と同様に構成された少なくとも1個の遅延段で構成
され、各遅延段における信号遅延時間が上記チャージポ
ンプ回路の出力電圧に基づいて制御される第2の遅延手
段と、上記第2の遅延手段の出力信号をその入力側に帰
還する第2の帰還手段とを具備したことを特徴とする。
上記クロック信号発生回路によれば、第2の遅延手段と
、この第2の遅延手段の出力信号をその入力端に帰還す
る第1の帰還手段を設けることにより、一定周波数で発
振するリング発振回路を構成することができる。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明を実施例により説明する
第1図はこの発明に係る信号遅延回路の原理を説明する
ためのブロック図である。図において、INはある一定
の周波数を持つクロック信号であり、このクロック信号
INは遅延回路141に供給される。この遅延回路 1
41はクロック信号INを遅延するものであり、その遅
延時間は後述する制御信号に応じて設定される。上記遅
延回路14+の遅延出力信号は遅延量検出回路142に
供給され、ここでクロック信号INに対する遅延時間が
検出さ、れる。なお、必要に応じて、遅延量検出回路1
42には図中の破線で示すようにクロック信号INが供
給される場合もある。上記遅延量検出回路142の検出
信号と上記クロック信号INとはチャージポンプ回路1
43に供給される。このチャージポンプ回路143は、
所定の容量を上記クロック信号INのパルス期間だけ充
電すると共に、上記遅延量検出回路142の検出信号の
パルス期間だけ放電することにより、上記容量に対する
充電電荷量と放電電荷量とが等しくなり、かつ充電の際
の電流能力と放電の際の電流能力との電流能力比に応じ
て上記遅延回路141の遅延時間が任意に設定されるよ
うな制御電圧を発生するものであり、ここで発生した制
御電圧は上記遅延回路141に制御信号として帰還され
ている。なお、チャージポンプ回路 143の出力は、
必要に応じ、ロウバスフィルタ回路を経由して遅延回路
 +41に供給されることもある。
次にこの発明の種々の実施例について詳細に説明する。
第2図はこの発明に係る信号遅延回路の構成を示す回路
図である。この信号遅延回路は、前記第1図中のチャー
ジポンプ回路143に相当する基準電流設定回路1及び
チャージポンプ回路2と、ローパスフィルタ回路3、第
1図中の遅延回路141に相当する遅延回路4及び第1
図中の遅延量検出回路142に相当する論理回路5とか
ら構成されている。
基準電流設定回路1はチャージポンプ回路2において、
後述する容量に流し込む電流と流し出る電流それぞれの
基準電流値を設定するものであり、電源電圧VDDの印
加点と接地電圧GNDの印加点との間に直列に挿入され
たPチャネルMO3)ランラスタ2L抵抗22及びNチ
ャネルMO3)ランリスタ23で構成されている。そし
て、上記トランジスタ21のゲートはそのドレイン、す
なわち抵抗22の一端のノード24に接続され、上記ト
ランジスタ23のゲートはそのドレイン、すなわち抵抗
22の他端のノード25に接続されている。この回路で
は、トランジスタ21.抵抗22及びトランジスタ23
に電流1 rerが流れる。そして、この電流値を押さ
えるためと、チャージポンプ回路2における充、放電電
流による電荷量を低く押さえるため、抵抗22の値によ
ってこの1 rerの値が決定されるように、通常は抵
抗22の値が両トランジスタ21.23のオン抵抗より
も十分に大きくなるように設定されている。そして、こ
の回路では、トランジスタ21と素子寸法が同じ場合、
上記電流I rerと等しい電流がPチャネルMOSト
ランジスタに流れるような電圧Vpが上記ノード24に
得られると共に、トランジスタ23と素子寸法が同じ場
合、上記電流I rcfと等しい電流がNチャネルMO
Sトランジスタに流れるような電圧Vnが上記ノード2
5に与えられる。両型圧Vp、Vnは上記チャージポン
プ回路2に供給される。
チャージポンプ回路2は、電源電圧■。Dの印加点と出
力ノード2Bとの間に直列に挿入された2個のPチャネ
ルMOSトランジスタ27.28と、上l己出力ノード
2Bと接地電圧GNDの印加点との間に直列に挿入され
た2alのNチャネルMOSトランジスタ29.30と
、出力ノードに存在している上記トランジスタ28.2
9の各ドレイン容量や配線容量等からなる容量31によ
って構成されている。なお、上記芯ff131は寄生的
に存在しているものではなく、真のコンデンサを用いる
場合もある。また、上記トランジスタ27及び3oの各
ゲートには、上記基準電流設定回路1から出力される電
圧vp% Vnのそれぞれが供給される。上記トランジ
スタ28のゲートには一定周波数の入力クロック信号C
LK+sが供給される。また、上記トランジスタ29の
ゲートには、論理回路5の出力信号Cが供給される。
上記トランジスタ27は、上記基準電流設定回路1内の
トランジスタ21と共にカレントミラー回路を構成して
おり、トランジスタ27に流れる電流は、上記基準電流
1 rerの値と、トランジスタ21と27の寸法比に
基づいて決定される。例えばトランジスタ21のW/L
(チャネル幅とチャネル長の比の値であり、この値に応
じてそのトランジスタの電流能力が決定される)を1と
仮定すると、トランジスタ27のW/LはA+  (た
だし、A1は正の値である)に設定されている。同様に
上記トランジスタ30は、上記基準電流設定回路1内の
トランジスタ23と共にカレントミラー回路を構成して
おり、トランジスタ30に流れる電流は、上記基I$本
電流 rcfの値と、トランジスタ23と30の寸法比
に基づいて決定される。例えばトランジスタ23のW/
Lを1と仮定すると、トランジスタ3oのW/LはA2
(ただし、A2は正の値である)に設定されている。
このような構成の回路において、トランジスタ27、2
8は容量31に対して電流を流し込む働きをし、トラン
ジスタ28が入力クロック信号CL K INに基づい
てオン状態にされている期間に、トランジスタ27によ
って決定される所定値の電流により容量31が充電され
る。他方、2個のNチャネルMOSトランジスタ29.
30は上記芯j131がら電流を流し出す働きをし、ト
ランジスタ29が論理回路5の出力信号CI:基づいて
オン状態にされている期間に、トランジスタ30によっ
て決定される所定値の電流により容量31が放電される
ローパスフィルタ回路3は、上記チャージポンプ回路2
の容量31の端子電圧を平滑することによって直流電圧
を得るものであり、抵抗32と容ff133とから構成
されている。なお、上記容量31の値が十分に大きい場
合には、このローパスフィルタ回路3内の容jit33
ないし抵抗32、もしくはローパスフィルタ回路3その
ものが不要な場合もある。そして、このローパスフィル
タ回路3で得られた信号dは遅延回路4に供給される。
遅延回路4は、それぞれが同様に構成された例えば3個
の遅延段34.35.36を縦続接続して構成されてい
る。そして、最前段の遅延段34には上記入力クロック
信号CLK、Nが供給され、遅延段34゜35の出力信
号a、bは後段に入力信号として順次供給され、最後段
の遅延段36の出力信号が遅延クロック信号CL K 
OUTとして出力される。上記各遅延段34.35.3
6はそれぞれ、入力ノード37に一端が接続されたPチ
ャネルMOSトランジスタ38と、このトランジスタ3
8の他端に入力端が接続されたインバータ39と、この
インバータ39の出力端に一端が接続されたPチャネル
MOSトランジスタ40と、このトランジスタ40の他
端に入力端が接続されたインバータ41と、このインバ
ータ41の出力端に接続された出力ノード42及びこの
出力ノード42に入力端が接続されたインバータ43と
から構成されており、各遅延段34.35.38内のト
ランジスタ38.40の各ゲートには上記ローパスフィ
ルタ回路3の出力信号dが並列に供給される。
論理回路5は前記信号Cを得るためのものであり、例え
ば、上記遅延段35内のインバータ43の出力信号を反
転するインバータ44と、このインバータ44の出力信
号及び上記遅延段34内のインバータ43の出力信号が
供給されるNANDゲート45と、このNANDゲート
45の出力信号を反転するインバータ46とから構成さ
れている。
次に上記のように構成された回路の作用を第3図のタイ
ミングチャートを用いて説明する。いま、チャージポン
プ回路2内のトランジスタ28がオンするときを考える
。この場合は入力クロック信号C,L K 、Nが“L
ルーベルの期間であり、この期間を第3図に示すように
tlとすると、この期間t1内に容ff131に充電さ
れる電荷量QHは次式で与えられる。
Q、−Irer −A、  ・ 、−2を 次に、チャージポンプ回路2内のトランジスタ29がオ
ンするときを考える。この場合は論理回路5の出力信号
C°が“H”レベルの期間であり、この期間を第3図に
示すようにtzとすると、この期間t2内に容量31か
ら放電される電荷量QLは次式で与えられる。
QL−1rer−A2   tz−3 ここで、1./12の比の値がA 2 / A +の比
の値に一致したとき、上記QHは次の式で与えられる。
Qo =Ircf −A、   t。
−Irc「・At   ((A2 /AI )   t
z 1=Ircf  −A2  tz−QL    ・
=  4上記のように、t+ / t 2−A 2 /
 A +のとき、すなわちトランジスタ27と30の電
流能力比が、人力クロック信号CLKINと論理回路5
の出力信号Cのパルス幅の比の逆数と一致しているとき
は、容ff131に流れ込む電荷量と流れ出れ電荷量と
が等しくなり、ローパスフィルタ回路3からの出力信号
dの電圧値はある任意の値に定まることになる。
このとき、一定の電圧が供給される遅延回路4内の各遅
延段では、トランジスタ38.40それぞれのオン抵抗
が一定値になり、各遅延段における遅延量も一定になる
いま仮に、チャージポンプ回路2内のトランジスタ27
における前記A1の値が2に、トランジスタ30におけ
る前記A2の値が8にそれぞれ設定されており、A 2
 / A +の値が4にされているとき、この実施例回
路の動作は、t+ /12−4、すなわち、t、−4t
2となるような場合に安定する。
ここで、もし仮に、t、>4t2になったときを考える
。チャージポンプ回路2内の容量31に充電される電荷
量と、この容ff131から放電される電荷量との差Q
oは次式で与えられる。
Qo = I ver・AI−t II rer・A2
・t 2− I ref’A、・t 、−41ref’
A、・t 2m1ref’A+  (it−4t2) 
  −5ここで、t、>4t2であるから、上記5式の
Qoは、Qo>0どなる。すなわち、この場合には、容
量31に対する充電電荷量の方が放電電荷量よりも多く
なり、ローパスフィルタ囲路3の出力信号dの電圧値は
上昇する。これにより、遅延回路4の各遅延段内のトラ
ンジスタ38.40のオン抵抗が高くなり、各遅延段に
おける遅延量は増大する。すなわち、図中の信号aとb
の遅延時間差であるtzが大きくなる。この状態は、t
、>4t2の状態からt、m4t2の状態となるまで続
く。そして、t、5w4t2の状態になると、容ff1
31に対する充電電荷量と放電電荷量とが等しくなり、
信号dの電圧値の上昇が止まり、このまま安定する。
次に、上記とは逆に、t、<4t2になったときを考え
る。このとき、上記5式で与えられる電荷量の差QDは
、Qo<0となり、容量3(に対する放電電荷量の方が
充電電荷量よりも多くなる。
従って、ローパスフィルタ回路3の出力信号dの電圧値
は下降し、遅延回路4の各遅延段内のトランジスタ38
.40のオン抵抗が低°くなる。従って、各遅延段にお
ける遅延量は減少し、信号aとbの遅延時間差であるt
zが小さくなる。この状態は、t、<4t2の状態から
t、−4t2の状態となるまで続く。そして、tts−
4t、の状態になると、容量31に対する充電電荷量と
放電電荷量とが等しくなり、信号dの電圧値の下降が止
まり、このまま安定する。
このように遅延回路4の各遅延段における遅延量t2は
、上記A1とA2の比の値に基づき、上記チャージポン
プ回路2、ローパスフィルタ回路3、遅延回路4及び論
理回路5からなる位相同期ループにより、常に一定値と
なるように制御される。すなわち、この実施例の場合、
入力クロック信号CL K INの“L″レベル期間t
1の1/4に相当する遅延量を各遅延段で得ることがで
き、入力クロック信号CLK+sに対する出力クロック
信号CL K outの遅延時間は3t2となる。
なお、この実施例ではA1とA2との比(A 2/ A
 I)の値を4に設定し、遅延回路4には3個の遅延段
を設けることによって、3t2の遅延時間を得る場合に
ついて説明したが、これはA2/A1の値及び遅延回路
4内の遅延段の数を必要に応じて増減することにより、
種々の遅延時間を得ることができることはもちろんであ
る。
次に上記実施例回路の種々の変形例について説明する。
第4図は上記第2図の実施例回路の第1の変形例に係る
構成を示す回路図である。上記第2図の実施例回路では
、論理回路5を、インバータ44、NANDゲート45
及びインバータ46を用いて構成し、論理回路5の出力
信号CをNチャネルMOSトランジスタ29のゲートに
供給し、入力り口・ツク信号CL K INをPチャネ
ルMOSトランジスタ28のゲートに供給する場合につ
いて説明したが、この変形例回路では、論理回路5を前
記遅延段34゜35内の各インバータ43の出力信号が
供給されるNORゲート49と、このNORゲート49
の出力信号を反転するインバータ46とから構成し、こ
の論理回路5の出力信号CをPチャネルMO5)ランリ
スタ28のゲートに供給し、人力クロック(5号CLK
INをNチャネルMO3I−ランリスタ29のゲートに
供給するように変更したものである。
この場合、論理回路5の出力信号Cは¥S5図のタイミ
ングチャートに示すような関係となるが、トランジスタ
27におけるA1とトランジスタ30におけるA2との
比の値が、入力クロック信号CL K 、Nと論理回路
5の出力信号Cのパルス幅の比との逆数と一致するよう
に設定されているならば、第5図に示すように前記第2
図の場合と同様の遅延時間を得ることができる。
第6図は上記第2図の実施例回路の第2の変形例に係る
構成を示す回路図である。
この変形例回路では、前記チャージポンプ回路2におい
て、出力ノード2Bと接地電圧GNDの印加点との間に
2個のNチャネルMOSトランジスタ29.30を直列
に挿入し、さらに出力ノード2Bと接地電圧GNDの印
加点との間に2個のNチャネルMOSトランジスタ 1
44. 145を直列に挿入する共に、それぞれ2個の
NANDゲート 146゜147及びインバータ 14
8. 149を設けるようにしたものである。上記両N
ANDゲート 146. 147の各一方入力端には前
記論理回路5の出力信号Cが並列に供給され、両NAN
Dゲート 146. 147の各他方入力端には外部か
ら選択信号S2.31がそれぞれ供給される。上記両N
ANDゲート148、 147の出力信号は上記インバ
ータ 148゜149のそれぞれを介して上記トランジ
スタ 144゜145の各ゲートに供給されている。な
お、上記トランジスタ30. 145の各ゲートには前
記電圧Vnが並列に供給されている。
このような構成の回路において、いま一方の選択信号S
1が“H”レベルにされると、トランジスタ29が選択
され、前記第2図の実施例の場合と同様の遅延時間が得
られる。一方、選択信号S2が“H”レベルにされると
、今度はトランジスタ144が選択され、トランジスタ
 145の?l5fi能力に応じて容量31の放電が行
われる。例えば、トランジスタ 145の電流能力がト
ランジスタ29の電流能力の2倍に設定されているなら
ば、前記第3図中の信号Cのパルス幅は1/2となる。
従って、遅延回路4内の各遅延段における遅延時間は(
1/2)t2となり、全体の遅延時間、すなわち入力ク
ロック信号CLKINに対する出力クロック信号CLK
OUTの遅延時間は(3/2)t、となる。すなわち、
この変形例回路は、チャージポンプ回路2の放電電流値
を外部の制御信号(Sl。
S2)によって制御できるようにしたものである。
なお、このような変形を充電電流側にも同様に施すこと
ができる。
また、上記論理回路5の代りに、第7図の回路図に示す
ような構成のものを用いても同様に動作する。すなわち
、この変形例による論理回路5は、前記遅延段34内の
インバータ43の出力信号及び前記入力クロック信号C
LKINが供給されるNANDゲート47と、このNA
NDゲート47の出力信号を反転するインバータ48と
から構成されている。このような構成の論理回路の出力
信号Cは、第8図のタイミングチャートに示すように第
2図のものと同様にt2のパルス幅を持つものとなる。
第9図(a)、(b)、(c)はそれぞれ、上記遅延回
路4内に設けられる各遅延段の他の構成を示す回路図で
ある。第9図(a)のものは、Pチャネル及びNチャネ
ルMOS)ランリスタが並列接続され、一端が入力ノー
ド37に接続されたCMO3)ランスミッションゲート
51と、このトランスミッションゲート51の他端に入
力端が接続されたインバータ52と、同じ(Pチャネル
及びNチャネルMOS)ランリスタが並列接続され、一
端が上記インバータ52の出力端に接続されたCMOS
トランスミッションゲート53と、このトランスミッシ
ョンゲート53の他端に入力端が接続され、その出力端
が出力ノード42に接続されたインバータ54と、この
出力ノード42に入力端が接続されたインバータ55と
から構成されており、両トランスミッションゲート51
.53のPチャネルMOSトランジスタ側の各ゲートに
は前記ローパスフィルタ回路3の出力信号dが並列に供
給され、NチャネルMOSトランジスタ側の各ゲートに
は電源電圧vDDが並列に供給されている。すなわち、
この遅延段は第2図中の各PチャネルMOSトランジス
タ38.40に対し、ゲートに電lN、電圧vDl)が
印加されたNチャネルMOS)ランリスタをそれぞれ並
列接続したことにより、遅延伝達特性に変化を持たせた
ものである。
第9図(b)の遅延段は、2個のゲート回路56゜57
と1個のインバータ58とから構成されている。
上記ケート回路5Bハ、fL[!圧vDD)印加点と内
部ノード59との間に直列に挿入された2個のPチャネ
ルMO3)ランジスタロ0.61と、内部ノード59と
接地電圧GNDの印加点との間に挿入された1個のNチ
ャネルMOS)ランジスタロ2とから構成され、トラン
ジスタ60のゲートには前記ローパスフィルタ回路3の
出力信号dが、トランジスタfit、 82の各ゲニト
には人カッiド37の信号が供給される。他方のゲート
回路57も上記一方のゲート回路56と同様に、2個の
PチャネルMOSトランジスタ60.61と1個のNチ
ャネルMOS)ランジスタロ2とから構成され、トラン
ジスタ110のゲートには前記信号dが、トランジスタ
61.62の各ゲートには内部ノード59の信号が供給
される。また、上記インバータ58は出力ノード42の
信号を反転して出力する。
この遅延段では、各ゲート回路56.57内のPチャネ
ルMOSトランジスタ60のオン抵抗が前記ローパスフ
ィルタ回路3の出力信号dに応じて制御されることによ
り、遅延量が決定される。
第9図<c>の遅延段は、インバータ63とゲート回路
64とから構成されている。上記インバータG3には入
力ノード37の信号が供給される。上記ゲート回路64
は、電源電圧vDDの印加点と出力ノード42との間に
直列に挿入された2個のPチャネルMOSトランジスタ
85.68と、出力ノード42と接地電圧GNDの印加
点との間に挿入された1個のNチャネルMOSトランジ
スタ67とから構成され、トランジスタ、65のゲート
には前記ローパスフィルタ回路3の出力信号dが、トラ
ンジスタ86.67の各ゲートには上記インバータ63
の出力信号が供給される。また、上記インバータB3の
出力信号は前記論理回路5の入力信号としても使用され
る。
この構成の遅延段では、ゲート回路64内のPチャネル
MO8)ランジスタロ5のオン抵抗が前記ローパスフィ
ルタ回路3の出力信号dに応じて制御されることにより
、遅延量が決定される。
ところで、上記第2図の実施例回路では、ローパスフィ
ルタ回路3の出力信号dをそのまま遅延回路4に供給し
ていたが、これは第10図の変形何回路に示すように、
ローパスフィルタ回路3の出力信号dをレベル変換回路
6に供給し、さらにこのレベル変換回路6の出力信号e
をローパスフィルタ回路7を介して遅延回路4に供給す
るようにしてもよい。なお、この場合にも上記ローパス
フィルタ回路7は必要に応じて設けられる。
上記レベル変換回路6は、PチャネルMOSトランジス
タ71及びNチャネルMOS)ランジスタフ2からなり
、前記信号dが供給されるインバータ73と、Pチャネ
ルMOSトランジスタ74及びNチャネルMOSトラン
ジスタ75からなり上記インバータ73の出力信号が供
給されるソースフォロワ型のインバータ76とから構成
されている。また、ローパスフィルタ回路7は上記ロー
パスフィルタ回路3と同様に、抵抗32と容量33とか
ら構成されている。
上記ローパスフィルタ回路3の出力信号dの変化する電
圧範囲はVDDとGNDとの間である。これに対し、レ
ベル変換回路6の出力信号eのそれはVDDとGND+
VLhn  (Vthn 1iN4−4r*AtMO3
)ランリスタの閾値電圧)との間になる。
すなわち、信号eの電圧範囲が信号dに対し狭まった分
だけ、ローパスフィルタ回路7の出力信号fの電圧の変
化範囲もせばまり、遅延回路4における各遅延段内のト
ランジスタH,40の感度が低下することになる。すな
わち、信号dの微少電圧変化ΔVdに対する信号fの微
少電圧変化ΔVfとの間には、ΔVd>ΔVfなる関係
が成立し、これにより各遅延段の感度が低下し、感度が
低下した分だけ、回路全体の系の安定性や特性に冗長性
を持たせることができる。
次にこの発明の第2の実施例を説明する。第11図はこ
の発明に係るクロック信号発生回路の構成を示す回路図
である。この実施例回路は、前記第2図の信号遅延回路
を用い、前記と同様にA 2 / A Iの値を4に設
定することで、入力クロック信号CLK、、の2倍の周
波数を持つ出力クロック信号CL K out+及び4
倍の周波数を持つ出力クロック信号CLKoUア、をそ
れぞれ取出すように構成したものである。
すなわち、この実施例回路では、前記第2図に示すよう
に、基準電流設定回路1、チャージポンプ回路2、ロー
パスフィルタ回路3、遅延回路4、論理回路5からなる
信号遅延回路に対して、さらに出力論理回路8を追加す
るようにしたものである。
上記出力論理回路8は2個の論理回路9.IOで構成さ
れている。そして、一方の論理回路9は、入力クロック
信号CL K INを反転するインバータ81、前記遅
延段35内のインバータ43の出力信号を反転するイン
バータ82、入力クロック信号CLKIN及び遅延段3
5内のインバータ43の出力信号が供給されるANDゲ
ート83、上記両インバータ81.82の出力信号が供
給されるANDゲート84、上記2個のANDゲート1
13.84の出力信号が供給されるNORゲート85及
びこのNORゲート85の出力信号を反転するインバー
タ86とから構成されており、第12図のタイミングチ
ャートに示すように、入力クロック信号CLKINの2
倍の周波数を持つクロック信号CL K 011T’l
を出力する。
他方の論理回路IOは、入力クロック信号CLKINを
反転するインバータ87、前記各遅延段34〜3B内の
各インバータ43の出力信号をそれぞれ反転するインバ
ータ88〜90、入力クロック信号CLK、N及び遅延
段34内のインバータ43の出力信号が供給されるAN
Dゲート91.上記インバータ89の出力信号及び遅延
段36内のインバータ43の出力信号が供給されるAN
Dゲート92、上記両インバータ87.88の出力信号
が供給されるANDゲート93、遅延段35内のインバ
ータ43の出力信号及びゲート94、上記4個のAND
ゲー)91〜94の出力信号が供給されるNORゲート
95及びこのNORゲート95の出力信号を反転するイ
ンバータ9Bとから構成され、Fig、12のタイミン
グチャートに示すように、人力クロック信号CL K 
INの4倍の周波数を持つクロック信号CL K 0U
T2を出力する。
この実施例回路では、2個の論理回路9.IOに織それ
ぞれ、一定周波数の入力クロック信号CL K + N
及び前記のように位相同期ループによって常に一定の遅
延量となるように制御された各遅延段34〜36の遅延
出力が選択的に供給されている。
このため、両輪理回路9.10から出力される出力クロ
ック信号CL K out+、  CL K 0UT2
の周波数は、製造条件のばらつき等の影響を受けずに安
定する。
なお、この実施例回路では、出力論理回路8内に設ける
論理回路として種々の構成のものを用いることにより、
入力クロック信号CLKINの周波数よりも高く、CL
KINの周波数の任意倍の周波数を持つ出力クロック信
号を取出すことが可能である。さらにこの実施例回路の
場合にも、第4図に示すような構成の論理回路5を設け
ることにより、入力クロック信号CL K INをNチ
ャネルMO8)ランリスタ29のゲートに、論理回路5
の出力信号CをPチャネルMOSトランジスタ28のゲ
ートにそれぞれ供給して動作させることができる。そし
て、第2図の実施例回路に施された全ての変形をこの実
施例回路に施すことができる。
第13図はこの発明の第3の実施例に係るクロック信号
発生回路の構成を示す回路図である。この実施例回路で
は、上記第11図のクロック信号発生回路の出力論理回
路8として、図示のような構成のものを設けるようにし
たものである。この出力論理回路8は、入力クロック信
号CLKINを反転するインバータ 100、前記遅延
段3B内のインバータ43の出力信号を反転するインバ
ータ 101、入力クロック信号CL K 、N及び遅
延段36内のインバータ43の出力信号が供給されるN
ANDゲート102、このNANDゲート 102の出
力信号を反転するインバータ 103、上記両インバー
タ 100゜lotの出力信号が供給されるNANDゲ
ート104、このNANDゲート 104の出力信号を
反転するインバータ 105とから構成されており、第
14図のタイミングチャートに示すように、大力クロッ
ク信号CLKINとそれぞれ同じ周波数を持つ2 Ml
のクロック信号φ1.φ2を出力する。
この実施例回路でも、出力論理回路8には一定周波数の
入力クロック信号CL K IN及び前記のように位相
同期ループによって常に一定の遅延量となるように制御
された各遅延段の遅延出力が供給されているので、この
出力論理回路11から出力される2相のクロック信号φ
l、φ2の周波数は製造条件のばらつき等の影響を受け
ずに安定する。
なお、この実施例回路でも、遅延回路4内の遅延段の数
を増加させ、出力論理回路8内に設ける論理回路の構成
を変更することにより、2相以上の多相タロツク信号を
取出すことも可能である。
さらにこの実施例回路の場合にも、第4図に示すような
構成の論理回路5を設けることにより、入力クロック信
号CLKINをNチャネルMOSトランジスタ29のゲ
ートに、論理回路5の出力信号CをPチャネルMOSト
ランジスタ28のゲートにそれぞれ供給して動作させる
ことができる。そして、第2図の実施例回路に施された
全ての変形をこの実施例回路に施すことができる。
第15図はこの発明の第4の実施例に係るクロック信号
発生回路の構成を示す回路図である。この実施例回路は
上記第13図のクロック信号発生回路と同様に、この発
明を2相のクロック信号を取出すクロック信号発生回路
に実施したものであり、前記出力論理回路8内に論理回
路12と、この論理回路12の出力信号φlが供給され
る遅延回路13を設けるようにしたものである。
上記論理回路12は、入力クロック信号CL K 、N
及び前記遅延回路4内の遅延段36のインバータ43の
出力信号が供給されるNANDゲート 106及びこの
ゲート 1QIliの出力信号が供給されるインバータ
 107とから構成されており、前記第14図のタイミ
ングチャート中の一方のクロック信号φ1がこの論理回
路12から出力される。
上記遅延回路13は、それぞれが前記遅延回路4内の各
遅延段と同様に構成され、前記ローパスフィルタ回路3
の出力信号dで遅延量が制御される縦続接続された4個
の遅延段111〜114で構成されている。そして、こ
の遅延回路■3の最前段の遅延段111には上記論理回
路12からの出力クロック信号φ1が供給され、最後段
の遅延段114からは他方のクロック信号φ2が出力さ
れる。
この実施例のように、各遅延段の遅延量が位相同期ルー
プ内の遅延回路4における遅延量と等しくなるような遅
延段を用いて構成された遅延回路13により、クロック
信号φlを所定時間遅延することによっても、2相りロ
ック信号の他方の信号φ2を取出すことができる。
また、この実施例では、クロック信号φlの代りに別の
入力信号を遅延回路13に入力することにより、ある信
号を一定時間遅延する遅延回路としても使用できる。例
えば、前記のようにA2/A1−4のとき、入力クロッ
ク信号CLK、Nの周波数がIMHzにされている場合
、遅延回路4゜13内の各遅延段はそれぞれ1周期/8
−125nSの遅延量を有するから、遅延回路13にお
ける遅延時間は125nSX4段−500nSとなる。
なお、この実施例回路の場合にも、第4図に示すような
構成の論理回路5を設けることにより、人力クロック信
号CLKINをNチャネルMOSトランジスタ29のゲ
ートに、論理回路5の出力信号CをPチャネルMO8)
ランリスタ28のゲートにそれぞれ供給して動作させる
ことができる。そして、第2図の実施例回路に施された
全ての変形をこの実施例回路に施すことができる。
第16図はこの発明の第5の実施例に係るクロック信号
発生回路の構成を示す回路図である。この実施例回路で
は、上記第11図のクロック信号発生回路における出力
論理回路8として、遅延回路14及びこの遅延回路14
の出力信号をこの遅延回路14の入力側に帰還するイン
バータ15からなるリング発振回路を設けるようにした
ものである。
上記遅延回路14は、それぞれが前記位相同期ループの
遅延回路4内の各遅延段と同様に構成され、前記ローパ
スフィルタ回路3の出力信号dで遅延量が制御される2
個の遅延段115.  liBを縦続接続することによ
って構成されている。
この実施例のクロック信号発生回路において、遅延回路
4.14内の各遅延段はそれぞれ、前記と同様にA 2
 / A tの値が4のときに、人力クロック信号CL
KINの1/8周期の遅延量を有する。
従って、2個の遅延段からなる遅延回路14は、入力信
号であるインバータ15の出力信号を1/8周期×2段
−1/4周期だけ遅延させる。このため、リング発振回
路としての出力クロック信号CLKOU↑の周波数、す
なわち発振周波数fは、1/(人力クロック信号の1/
8周期に相当する時間×2段×2)となる。すなわち、
発振周波数fは入力クロック信号の2倍の周波数になる
。なお、第17図はこの実施例回路のタイミングチャー
トである。
このように、この実施例回路によれば、入力クロック信
号の2倍の周波数信号のクロック信号を取出すことがで
きる。そして、この実施例でも、位相同期ループによっ
て各遅延段の遅延量が一定になるように制御されている
ため、出力クロック信号CL K Ou”Tの周波数は
製造条件のばらつき等の影響を受けずに安定する。なお
、この実施例回路の場合にも、第4図に示すような構成
の論理回路5を設けることにより、入力クロック信号C
L K INをNチャネルMOSトランジスタ29のゲ
ートに、論理回路5の出力信号CをPチャネルMO3)
ランリスタ28のゲートにそれぞれ供給して動作させる
ことができる。そして、第2図の実施例回路に施された
全ての変形をこの実施例回路に施すことができる。
第18図はこの発明の第6の実施例に係るクロック信号
発生回路の構成を示す回路図である。この実施例回路は
、基準電流設定回路1、チャージポンプ回路2、ローパ
スフィルタ回路3及び3個の遅延段からなる遅延回路4
で構成された前記第1の実施例の信号遅延回路に対し、
2個の遅延段117、 118からなる遅延回路1G及
びインバータ17で構成された出力論理回路8を追加す
るようにしたものであり、前記第16図の回路の場合と
同様にA 2 / A +の値を4に設定したものであ
る。しかし、この実施例回路では、遅延回路4.lB内
の各遅延段の構成が第1の実施例のものとは異なってお
り、この実施例の場合には、PチャネルMO8)ランリ
スタ 121とNチャネルMoSトランジスタ 122
とが並列接続され、入力ノード37の信号が供給される
CMOSトランスミッションゲー’)123と、このト
ランスミッションゲート 123の出力信号を反転する
インバータ 124と、PチャネルMOS)ランジスタ
 125とNチャネルMOSトランジスタ 126とが
並列接続され、上記インバータ124の出力信号が供給
されるCMOSトランスミッションゲート 127と、
このトランスミッションゲート 127の出力信号を反
転して出力ノード42に出力するインバータ 12Bと
、出力ノード42の信号を反転するインバータ 129
とからそれぞれ構成されている。
そして、遅延回路4及びlB内の各遅延段のトランスミ
ッションゲートのPチャネルMOS)ランジスタ側のゲ
ートには、前記ローパスフィルタ回路3からの出力信号
dが並列に供給され、遅延回路4内の各遅延段のトラン
スミッションゲートのNチャネルMOSトランジスタ側
のゲートには一定の基準電圧V rerが並列に供給さ
れ、さらに遅延回路ta内の各遅延段のトランスミッシ
ョンゲートのNチャネルMOS)ランジスタ側のゲート
には制御電圧V eontが並列に供給される。
この実施例回路において、V ref −V cont
のときは、遅延回路4.18内の遅延段の各トランスミ
ッションゲート123. 127に与えられる条件が同
じであるから、出力論理回路8は入力クロック信号CL
 K INの2倍の周波数で発振するリング発振回路と
して動作する。
他方、制御電圧v contを基準電圧V red’を
中心にして上下させると、制御電圧v contが供給
される遅延回路16内の各遅延段のトランスミッション
ゲート123. 127のゲートバイアス電圧が変わる
ことで、これらの伝達特性が変化する。この結果、各遅
延段の遅延量が変化し、発振周波数が変化する。この様
子を第19図の特性図で示す。第19図かられかるよう
に、V rcr−V contのときに得られる出力ク
ロック信号CLKouアの周波数f OUTは、入力ク
ロック信号CL K INの周波数flNの2倍の2 
f INとなり、制御電圧V conLを上下させるこ
とにより、fOuTは2f+Nを中心にして変化する。
従って、この実施例のクロック信号発生回路からは、制
御電圧VconLに応じた出力周波数を有するクロック
信号CL K outを取出すことができるvCOとし
て動作することになる。
ところで、従来のvCOでは、製造時におけるプロセス
のばらつきによって抵抗や容量の値が変化するため、−
様な周波数特性が得られなかった。
これに対し、上記実施例ではV cont −V re
rのときには必ず入力周波数の2倍の周波数というよう
に、ある定められた点を必ず通過するという特性を常に
得ることができる。
なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、稲々の変形が可能であることはいうまでもない。例
えば、前記第4図、第6図、第7図及び第10図のよう
な変形を第11図、第13図、第15図、第16図及び
第18図の各実施例回路に対して施すことができる。
[発明の効果] 以上、説明したようにこの発明によれば、遅延段におけ
る遅延量を位相同期ループにより高精度に制御できるの
で、製造条件のばらつき等に依存しないで安定した遅延
時間を得ることができる信号遅延回路を提供することで
きる。
しかも、この発明によれば、上記のような信号遅延回路
を用いることによって、製造条件のばらつき等に依存し
ないで安定した周波数のクロック信号を発生することが
できるクロック信号発生回路をか提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の詳細な説明するためのブロック図、
第2図はこの発明の第1の実施例に係る信号遅延回路の
構成を示す回路図、第3図はそのタイミングチャート、
第4図は上記第1の実施例の変形例に係る構成を示す回
路図、第5図はそのタイミングチャート、第6図は上記
第1の実施例の他の変形例に係る構成を示す回路図、第
7図は上記第1の実施例のさらに他の変形例に係る一部
構成を示す回路図、第8図は第7図回路のタイミングチ
ャート、第9図(a’)、(b)、(c)はそれぞれ上
記第1の実施例の変形例に係る一部回路の構成を示す回
路図、第10図は上記実弟1の実施例の変形例に係る一
部回路の構成を示す回路図、第11図はこの発明の第2
の実施例に係るりロック信号発生回路の構成を示す回路
図、第12図はそのタイミングチャート、第13図はこ
の発明の第3の実施例に係るクロック信号発生回路の構
成を示す回路図、第14図はそのタイミングチャート、
第15図はこの発明の第4の実施例に係るクロック信号
発生回路の構成を示す回路図、第16図はこの発明の第
5の実施例に係るクロック信号発生回路の構成を示す回
路図、第17図はそのタイミングチャート、第18図は
この発明の第6の実施例に係るクロック信号発生回路の
構成を示す回路図、第19図はその特性図、第20図は
従来の信号遅延回路の回路図、第21図は従来の周波数
逓倍回路の回路図、第22図はそのタイミングチャート
、第23図は第21図の従来回路における一部回路の真
理値をまとめて示す図、第24図は従来の電圧制御発振
回路の回路図である。 1・・・基準電流設定回路、2・・・チャージポンプ回
路、3・・・ローパスフィルタ回路、4・・・遅延回路
、5・・・論理回路、6・・・レベル変換回路、7・・
・ローパスフィルタ回路、8・・・出力論理回路、9.
10.1!。 12・・・論理回路、13.14.18・・・遅延回路
、15.17・・・インバータ、34.35.36. 
 ill〜118・・・遅延段。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定周波数の入力信号を制御信号に応じた時間だ
    け遅延させる遅延手段と、 上記遅延手段における入力信号に対する信号遅延量を検
    出する遅延量検出手段と、 上記入力信号及び上記遅延量検出手段の検出信号が供給
    され、両信号のパルス幅の比に応じた直流電圧を発生す
    るチャージポンプ回路と、 上記チャージポンプ回路の出力電圧を上記遅延手段に制
    御信号として帰還する帰還手段と を具備したことを特徴とする信号遅延回路。
  2. (2)それぞれが制御信号に基づいて信号遅延時間が制
    御される少なくとも1個の遅延段からなり、一定周波数
    の入力信号を遅延させる第1の遅延手段と、 上記第1の遅延手段における信号遅延量を検出する第1
    の論理回路と、 容量を有し、上記入力信号及び上記第1の論理回路の検
    出信号に基づいてこの容量を基準電流のそれぞれ任意倍
    の電流で充、放電制御することによって直流電圧を発生
    すると共に、このときの充、放電電流の能力比が上記入
    力信号と上記第1の論理回路の検出信号とのパルス幅の
    比の逆数と一致するように設定されたチャージポンプ回
    路と、上記チャージポンプ回路の出力電圧を上記第1の
    遅延回路に制御信号として帰還する帰還手段とを具備し
    たことを特徴とする信号遅延回路。
  3. (3)前記チャージポンプ回路の出力電圧を前記第1の
    遅延手段に帰還する帰還手段の途中にローパスフィルタ
    回路が挿入されている請求項2記載の信号遅延回路。
  4. (4)前記チャージポンプ回路における前記充電電流も
    しくは放電電流の値が、外部の制御信号に応じて任意に
    制御される請求項2記載の信号遅延回路。
  5. (5)それぞれが制御信号に基づいて信号遅延時間が制
    御される複数個の遅延段からなり、一定周波数の入力信
    号を遅延させる第1の遅延手段と、 上記第1の遅延手段における信号遅延量を検出する第1
    の論理回路と、 容量を有し、上記入力信号及び上記第1の論理回路の検
    出信号に基づいてこの容量を基準電流のそれぞれ任意倍
    の電流で充、放電制御することによって直流電圧を発生
    すると共に、このときの充、放電電流の能力比が上記入
    力信号と上記第1の論理回路の検出信号とのパルス幅の
    比の逆数となるように設定されたチャージポンプ回路と
    、 上記チャージポンプ回路の出力電圧を上記第1の遅延手
    段に制御信号として帰還する帰還手段と、少なくとも上
    記第1の遅延手段の遅延出力信号が供給され、これらの
    信号から上記入力信号とは周波数が異なるクロック信号
    を発生する第2の論理回路と を具備したことを特徴とするクロック信号発生回路。
  6. (6)前記第2の論理回路には前記第1の遅延手段の遅
    延出力信号及び前記入力信号が供給され、第2の論理回
    路は前記入力信号よりも高い周波数のクロック信号を発
    生するように構成されている請求項5記載のクロック信
    号発生回路。
  7. (7)それぞれが制御信号に基づいて信号遅延時間が制
    御される複数個の遅延段からなり、一定周波数の入力信
    号を遅延させる第1の遅延手段と、 上記第1の遅延手段における信号遅延量を検出する第1
    の論理回路と、 容量を有し、上記入力信号及び上記第1の論理回路の検
    出信号に基づいてこの容量を基準電流のそれぞれ任意倍
    の電流で充、放電制御することによって直流電圧を発生
    すると共に、このときの充、放電電流の能力比が上記入
    力信号と上記第1の論理回路の検出信号とのパルス幅の
    比の逆数となるように設定されたチャージポンプ回路と
    、 上記チャージポンプ回路の出力電圧を上記第1の遅延手
    段に制御信号として帰還する帰還手段と、少なくとも上
    記第1の遅延手段の遅延出力信号が供給され、これら信
    号から上記入力信号とは周波数が異なる多相のクロック
    信号を発生する第3の論理回路と を具備したことを特徴とするクロック信号発生回路。
  8. (8)それぞれが制御信号に基づいて信号遅延時間が制
    御される少なくとも1個の遅延段からなり、一定周波数
    の入力信号を遅延させる第1の遅延手段と、 上記第1の遅延手段における信号遅延量を検出する第1
    の論理回路と、 容量を有し、上記入力信号及び上記第1の論理回路の検
    出信号に基づいてこの容量を基準電流のそれぞれ任意倍
    の電流で充、放電制御することによって直流電圧を発生
    すると共に、このときの充、放電電流の能力比が上記入
    力信号と上記第1の論理回路の検出信号とのパルス幅の
    比の逆数となるように設定されたチャージポンプ回路と
    、 上記チャージポンプ回路の出力電圧を上記第1の遅延手
    段に制御信号として帰還する第1の帰還手段と、 上記第1の遅延手段内の遅延段と同様に構成された少な
    くとも1個の遅延段で構成され、各遅延段における信号
    遅延時間が上記チャージポンプ回路の出力電圧に基づい
    て制御される第2の遅延手段と、 上記第2の遅延手段の出力信号をその入力側に帰還する
    第2の帰還手段と を具備したことを特徴とするクロック信号発生回路。
  9. (9)前記第1の遅延手段及び前記第2の遅延手段の各
    遅延段のそれぞれを2個のMOSトランジスタからなる
    伝送ゲートを用いて構成し、第1及び第2の遅延手段の
    各遅延段内の伝送ゲートの一方のトランジスタのゲート
    には前記チャージポンプ回路の出力電圧を前記制御信号
    として帰還し、前記第1の遅延手段の遅延段の伝送ゲー
    トの他方のトランジスタのゲートには一定電圧を供給し
    、前記第2の遅延手段の遅延段の伝送ゲートの他方のト
    ランジスタのゲートには周波数制御用の制御電圧を供給
    し、第2の遅延手段から上記周波数制御用の制御電圧に
    応じた周波数を持つクロック信号を取出すように構成し
    た請求項8記載のクロック信号発生回路。
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