JPH03182114A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPH03182114A
JPH03182114A JP1320554A JP32055489A JPH03182114A JP H03182114 A JPH03182114 A JP H03182114A JP 1320554 A JP1320554 A JP 1320554A JP 32055489 A JP32055489 A JP 32055489A JP H03182114 A JPH03182114 A JP H03182114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
capacitor
output
input
mos transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP1320554A
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English (en)
Inventor
Yoichi Midorikawa
要一 緑川
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
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Publication of JPH03182114A publication Critical patent/JPH03182114A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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) 本発明は発振回路に関するものである。
(従来の技術) 一般にCMOSインバータを用いた無安定マルチバイブ
レータは、例えば第3図に示すように、インバータ7と
インバータ8の2段のインバータによって構成され、イ
ンバータ8の入力に接続されたインバータ7の出力とそ
の入力には抵抗1によって負帰還をかけ、インバータ8
の出力とインバータ7の入力には容量3によって正帰還
がかけられている。第4図はこの無安定マルチバイブレ
ータの動作波形を示す図で同図(a)はインバータ7の
入力波形、同図(b)はインバータ7の出力波形、同図
(c)はインバータ8の出力波形である。ここで、イン
バータ7の出力が“L”であればインバータ8の出力は
“H”となり、インバータ7の入力には■。I)からG
NDに向かう積分波が入力される。積分波がインバータ
7のスレシホールド電圧■ア□に達すると、インバータ
7の出力は“L”→“H“に反転し、インバータ8の出
力は“H”→“L”に反転する。これによってインバー
タ7の入力にはGNDから■。。に向かう積分波が入力
される。積分波がインバータ7のスレシホールド電圧v
T□に達すると、インバータ7の出力は“H”から“L
”となり、動作の最初にもどり、以上の動作を繰り返し
て発振を続ける。
ここでインバータ8の反転時には容量3に蓄えられてい
る電荷は瞬間的には保存されるため、インバータ7の入
力の電圧は第4図(a)に示すように、(Vt、4+−
Voo)から(VDD+VT14+)まで振れる。(V
o。
+VrH+ )から■ア□へ向かう積分波形によって得
られる時間をτ1、(■ア□−Voo)からV丁□へ向
かう積分波形によって得られる時間をて2とすると、τ
1、τ3はそれぞれ次式によって表わされる。
τH=−R(Jn(Vvn+/(Vob+Vy□))τ
! =−RCjn((Voo−Vt+++)/(2Vo
o−Vto+))ここでRは抵抗lの抵抗値、Cは容量
3の容量値である。従って発振周期Tは、 T=で1+τ2 = −RC[In(Vyo+/ (VDD+VTH1)
)+In((Woo−Vyo+)/ (2Voo−Vy
o+))]となり、抵抗値、容量値、スレシホールド電
圧により必要な発振周期を得ることができる。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来の無安定マルチバイブレータでは、第3図
において容量3の両端の電位すなわち、インバータ7の
入力とインバータ8の出力の電位を比較した場合、第4
図A点、B点においてはインバータ8の出力よりインバ
ータ7の入力の電位のほうが高く、0点、D点において
はインバータ7の入力よりインバータ8の出力の電位の
ほうが高くなる。
ここで公知の半導体集積回路技術によってN型半導体基
板上に形成されるMOS容量の特性は例えば第5図に示
すように、基板電極に対してゲート電極に正の電圧を加
えた場合はMOS容量は酸化膜容量のみとなり、負の電
圧を加えた場合は空乏層を生ずるのでMOS容量は酸化
膜容量と空乏層容量の直列接続となり、容量値は減少す
る。上述した従来の無安定マルチバイブレークにこのM
OS容量を使用すると、基板電極に対するゲート電極の
電圧の極性によりMOS容量が変わるので安定した周波
数が得られないという問題点がある。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決し、無
安定マルチバイブレータ等の抵抗と容量による積分波を
利用する発振回路において、その回路中で使用される容
量の極性が変化することなく、公知の半導体集積回路技
術によるMOS容量が使える発振回路を提供することに
ある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の発振回路は、第1の
電源に一方端を接続した第1の抵抗の他方端と第1のM
OS容量のゲート電極と第2の電源にそのソース電極を
接地した第1のNチャンネル型MOS トランジスタの
ドレイン電極と第1のインバータの入力を接続し、前記
第1のMOS容量の他方端を前記第2の電源に接続し、
前記第1の電源に一方端を接続した第2の抵抗の他方端
と第2のMOS容量のゲート電極と前記第2の電源にそ
のソース電極を接地した第2のNチャンネル型MOSト
ランジスタのドレイン電極と第2のインバータの入力を
接続し、前記第2のMOS容量の他方端を前記第2の電
源に接続し、前記第1のインバータの出力と第1のRS
フリップフロップのS端子を接続し、前記第2のインバ
ータの出力と前記第1のRSフリップフロップのR端子
を接続し、前記第1のRSフリップフロップのQ出力端
子と前記第1のNチャンネル型MOS トランジスタの
ゲート電極を接続し、前記第1のRSフリップフロップ
のQ出力端子と前記第2のNチャンネル型MOS )−
ランジスタのゲート電極を接続したことに特徴がある。
(作用) 本発明においては、第1の電源に一方端を接続した第1
の抵抗の他方端と第1のMOS容量のゲート電極と第2
の電源にそのソース電極を接地した第1のNチャンネル
型MOS トランジスタのドレイン電極と第1のインバ
ータの入力を接続し、前記第1のMOS容量の他方端を
前記第2の電源に接続し、前記第1の電源に一方端を接
続した第2の抵抗の他方端と第2のMOS容量のゲート
電極と前記第2の電源にそのソース電極を接地した第2
のNチャンネル型MOS トランジスタのドレイン電極
と第2のインバータの入力を接続し、前記第2のMOS
容量の他方端を前記第2の電源に接続し、前記第1のイ
ンバータの出力と第1のRSフリップフロップのS端子
を接続し、前記第2のインバータの出力と前記第1のR
SフリップフロップのR端子を接続し、前記第1のRS
フリップフロップのQ出力端子と前記第1のNチャンネ
ル型MOS トランジスタのゲート電極を接続し、前記
第1のRSフリップフロップのQ出力端子と前記第2の
Nチャンネル型MOS トランジスタのゲート電極を接
続したことにより、回路中で使用される容量の極性が変
化することがないので、MOS容量を使うことができる
(実施例) 以下、本発明の一実施例を、図面により詳細に説明する
第1図は本発明に係る発振回路の実施例を示す回路図で
ある。同図に示される発振回路は積分回路を構成する抵
抗と容量の値とインバータのスレシホールド電圧によっ
てその発振周波数が設定され、公知の半導体集積回路技
術によって同一基板上に形成される。
同図において抵抗1と容量3から構成される積分回路1
4の出力はそのソース電極を第2の電源に接地したNチ
ャンネル型MOS トランジスタ5のドレイン電極とイ
ンバータ7の入力と接続されている。抵抗2と容量4か
ら構成される積分回路15の出力はそのソース電極を第
2の電源に接地したNチャンネル型MOS トランジス
タロのドレイン電極とインバータ8の入力と接続されて
いる。インバータ7の出力とインバータ8の出力はそれ
ぞれRSフリップフロップ16のS端子とR端子に接続
され、Nチャンネル型MOS )ンラジスタ5.6のゲ
ート電極はそれぞれRSフリップフロップ16のQ端子
とQ端子に接続されている。RSフリップフロップ16
のQ端子11は発振回路の出力とされる。第2図は第1
図の発振回路の動作波形を示す図で、同図(a)はイン
バータ7の入力波形、同図(b)はインバータ8の入力
波形、同図(C)はRSフリップフロップ16の出力波
形を示す。
上述した回路において、RSフリップフロップ16のS
が“H″ Rが“L”の場合はQが”L”Qが“H”と
なり、Nチャンネル型MOS トランジスタ5がOFF
%Nチャンネル型MOSトランジスタ6がONL、、イ
ンバータ7の入力には抵抗lと容量3による積分波が入
力され、インバータ8の入力は第2の電源の電圧レベル
となる。インバータ7の入力電圧がそのスレシホールド
電圧VtHIに達するとインバータ7が反転し、Sが“
L”となるためQが“H″ Qが“L”となりNチャン
ネル型MOSトランジスタ5がON、 Nチャンネル型
MOS トランジスタ6がOFF シ、容量3の電荷は
瞬時に放電されインバータ7の入力は第2の電源の電圧
レベルになり、インバータ8の入力には抵抗2と容量4
による積分波が入力される。インバータ8の入力電圧が
そのスレシホールド電圧vtnzに達するとインバータ
8が反転し、Rが“L”となるためQがL”  Qが“
H″′となりNチャンネル型MOSトランジスタ5がO
FF%Nチャンネル型MOSトランジスタ6がONL、
て最初の状態に戻る。以上の動作を繰り返し、発振を続
けることになる。
ここでインバータ7の入力が第2の電源の電圧レベルか
らそのスレシホールド電圧VTHlに達するまでの時間
をτ1°、インバータ8の入力が第26電源の電圧レベ
ルからそのスレシホールド電EVTH2に達するまでの
時間をτ2°とすると、で、°、て、°はそれぞれ次式
で表わされる。
Z r =−R+C+In(VtH+/YoIll)t
: * = −R*C1jn(Vtoi/Van)ここ
で81は抵抗1の抵抗値、C2は容量3の容1値、R2
は抵抗2の抵抗値、C2は容量4の容量値]ある。した
がってこの発振回路によって得られく発振周期T°は次
式で表わされる。
T”= r、 、°+で。
=−[R+C+jn(VtH+/VDn)+R*Cdn
(VtMi/Voo)この発振回路において容量3と容
量4は共に穿2の電源に接地した側の端子の電位よりそ
の他力端子の電位が低くなることがありえないので、桟
性が変わると容量値が変わるMOS容量が使え、公知の
半導体集積回路技術によって同一基板上に構成すること
ができる。
上記実施例では第2の電源から第1の電源に向かう積分
波を利用したが、これに限定されず、第1の電源から第
2の電源に向かう積分波を利用する回路によって実現す
ることも可能である。また、半導体基板上の抵抗はバラ
ツキ、温度係数が大きいので、ふたつの抵抗のうち一方
を半導体基板上に設けその値を小さくし、他方をバラツ
キ、温度係数が小さいチップ抵抗などとしその値を大き
くすることにより、より安定な発振周波数が得られる。
さらに、発振回路の出力をカウンタなどによって分周す
ることにより、Duty比が50%の波形を得ることが
できる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明は第1の電源と第2の電源の
間に接続した積分回路の時定数を利用した発振回路の構
成にすることにより、積分回路の中の容量の両端の極性
が変わらないようにすることができるので、MOS容量
を使うことができ同一半導体基板上に形成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る発振回路の実施例を示す回路図、 第2図は第1図における発振回路の発振動作を示す説明
図、 第3図は従来の無安定マルチバイブレークを示す回路図
、 第4図は従来の無安定マルチバイブレータの発振動作を
示す説明図、 第5図はMOS容量のゲート電圧特性を示す図である。 l、2・・・抵抗、   3.4・・・容量、5.6・
・・Nチャンネル型MOS トランジスタ、7.8・・
・インバータ、 9.10・ ・ ・NANDゲート、 11・・・発振回路出力、 12・・・第1の電源、  13・・・第2の電源、1
4.15・・・積分回路、 16・・・RSフリップフロップ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の電源に一方端を接続した第1の抵抗の他方端と第
    1のMOS容量のゲート電極と第2の電源にそのソース
    電極を接地した第1のNチャンネル型MOSトランジス
    タのドレイン電極と第1のインバータの入力を接続し、 前記第1のMOS容量の他方端を前記第2の電源に接続
    し、 前記第1の電源に一方端を接続した第2の抵抗の他方端
    と第2のMOS容量のゲート電極と前記第2の電源にそ
    のソース電極を接地した第2のNチャンネル型MOSト
    ランジスタのドレイン電極と第2のインバータの入力を
    接続し、 前記第2のMOS容量の他方端を前記第2の電源に接続
    し、 前記第1のインバータの出力と第1のRSフリップフロ
    ップの@S@端子を接続し、 前記第2のインバータの出力と前記第1のRSフリップ
    フロップの@R@端子を接続し、 前記第1のRSフリップフロップのQ出力端子と前記第
    1のNチャンネル型MOSトランジスタのゲート電極を
    接続し、 前記第1のRSフリップフロップの@Q@出力端子と前
    記第2のNチャンネル型NOSトランジスタのゲート電
    極を接続したことを特徴とする発振回路。
JP1320554A 1989-12-12 1989-12-12 発振回路 Pending JPH03182114A (ja)

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JP1320554A JPH03182114A (ja) 1989-12-12 1989-12-12 発振回路

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JP1320554A JPH03182114A (ja) 1989-12-12 1989-12-12 発振回路

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ID=18122727

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JP (1) JPH03182114A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677781A (ja) * 1992-04-06 1994-03-18 Nippon Precision Circuits Kk 発振回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677781A (ja) * 1992-04-06 1994-03-18 Nippon Precision Circuits Kk 発振回路

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