JPH07202565A - 発振器回路 - Google Patents
発振器回路Info
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- JPH07202565A JPH07202565A JP6331397A JP33139794A JPH07202565A JP H07202565 A JPH07202565 A JP H07202565A JP 6331397 A JP6331397 A JP 6331397A JP 33139794 A JP33139794 A JP 33139794A JP H07202565 A JPH07202565 A JP H07202565A
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- circuit
- mos
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1206—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification
- H03B5/1212—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification the amplifier comprising a pair of transistors, wherein an output terminal of each being connected to an input terminal of the other, e.g. a cross coupled pair
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- H03B5/1237—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator
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- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1841—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
- H03B5/1847—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
- H03B5/1852—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低電力消費型の発振器回路をCMOS内に組
み込み、この発振器回路が同時に相補型の2個の出力信
号を生成できるようにすることである。 【構成】 本発明の第1の実施例の発振器回路は、第1
の導電型のCMOS10,12を交差接続し、さらに、
2個のキャパシタ28,30とインダクタ16,18と
からなるタンク回路を有する。本発明の第2の実施例に
おいては、本発明の発振器回路は、第1の導電型の交差
接続されたMOS素子50,52と1個のインダクタ6
2とキャパシタ64,66とを有するタンク回路とを有
する。この第2の実施例においては、第2導電型の2個
のMOS素子70,72が第1のMOS素子50,52
にそれぞれ接続されて、周波数変動素子として機能す
る。
み込み、この発振器回路が同時に相補型の2個の出力信
号を生成できるようにすることである。 【構成】 本発明の第1の実施例の発振器回路は、第1
の導電型のCMOS10,12を交差接続し、さらに、
2個のキャパシタ28,30とインダクタ16,18と
からなるタンク回路を有する。本発明の第2の実施例に
おいては、本発明の発振器回路は、第1の導電型の交差
接続されたMOS素子50,52と1個のインダクタ6
2とキャパシタ64,66とを有するタンク回路とを有
する。この第2の実施例においては、第2導電型の2個
のMOS素子70,72が第1のMOS素子50,52
にそれぞれ接続されて、周波数変動素子として機能す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発振器回路に関し、特
に、CMOS技術を用いて、集積回路内に形成される低
電力消費型の発振器回路に関する。
に、CMOS技術を用いて、集積回路内に形成される低
電力消費型の発振器回路に関する。
【0002】
【従来の技術】発振器は、タイミング信号、すなわち、
クロック信号を提供するために、様々な電子部品に使用
されている。IC内のこのような発振器回路を小さくす
る傾向が強まるにつれて、発振器回路を他の回路と適用
する要求も強まっている。特に、発振器回路の設計者は
CMOS内に組み込んだ発振器が望ましいと考えてい
る。
クロック信号を提供するために、様々な電子部品に使用
されている。IC内のこのような発振器回路を小さくす
る傾向が強まるにつれて、発振器回路を他の回路と適用
する要求も強まっている。特に、発振器回路の設計者は
CMOS内に組み込んだ発振器が望ましいと考えてい
る。
【0003】特に、最近無線通信システムが広まるにつ
れて、低電力消費の発振器装置の必要性が高まってい
る。さらに、また有線のシステムにおいても、このよう
な低電力消費型の発振器が望ましい。
れて、低電力消費の発振器装置の必要性が高まってい
る。さらに、また有線のシステムにおいても、このよう
な低電力消費型の発振器が望ましい。
【0004】さらに、また多くの実際的応用において
は、発振器回路はタイミング信号、すなわち、クロック
信号を生成し、それと同期して、これらの信号の相補信
号を生成するのは望まれている。このようにして、発振
器は同時に2個の出力信号を生成し、それらの位相は互
いに180度ずれている。このように180度ずれた基
準信号を生成できると、CMOS系のシステム内で、p
−チャネル素子とn−チャネル素子の両方に対し、同時
にタイミング信号を形成することができる。
は、発振器回路はタイミング信号、すなわち、クロック
信号を生成し、それと同期して、これらの信号の相補信
号を生成するのは望まれている。このようにして、発振
器は同時に2個の出力信号を生成し、それらの位相は互
いに180度ずれている。このように180度ずれた基
準信号を生成できると、CMOS系のシステム内で、p
−チャネル素子とn−チャネル素子の両方に対し、同時
にタイミング信号を形成することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、低電力消費型の発振器回路をCMOS内に組み込
み、この発振器回路が同時に相補型の2個の出力信号を
生成できることである。このような発振器回路により、
無線通信システムおよび有線の通信システムにおいて、
その使用範囲が拡大し、益々重要なものとなる。
は、低電力消費型の発振器回路をCMOS内に組み込
み、この発振器回路が同時に相補型の2個の出力信号を
生成できることである。このような発振器回路により、
無線通信システムおよび有線の通信システムにおいて、
その使用範囲が拡大し、益々重要なものとなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例による
発振器回路は、第1の導電型のCMOSを交差接続し、
さらに、キャパシタと2個のインダクタとを有するタン
ク回路を有する。本発明の第2の実施例においては、本
発明の発振器回路は、第1の導電型の交差接続されたM
OS素子と1個のインダクタとキャパシタとを有するタ
ンク回路とを有する。この第2の実施例においては、第
2導電型の2個のMOS素子が第1のMOS素子にそれ
ぞれ接続されて、周波数変動素子として機能する。
発振器回路は、第1の導電型のCMOSを交差接続し、
さらに、キャパシタと2個のインダクタとを有するタン
ク回路を有する。本発明の第2の実施例においては、本
発明の発振器回路は、第1の導電型の交差接続されたM
OS素子と1個のインダクタとキャパシタとを有するタ
ンク回路とを有する。この第2の実施例においては、第
2導電型の2個のMOS素子が第1のMOS素子にそれ
ぞれ接続されて、周波数変動素子として機能する。
【0007】
【実施例】図1において、本発明の発振器回路は、IC
の形態で2個の従来のn−チャネルMOS素子10,1
2とを有する。これは0.9μmのデザインルールで形
成されたものである。この実施例においては、n−チャ
ネルMOS素子10,12は同一のものとしてある。各
素子は50−100μmの幅と0.75μmゲート長を
有する。
の形態で2個の従来のn−チャネルMOS素子10,1
2とを有する。これは0.9μmのデザインルールで形
成されたものである。この実施例においては、n−チャ
ネルMOS素子10,12は同一のものとしてある。各
素子は50−100μmの幅と0.75μmゲート長を
有する。
【0008】このn−チャネルMOS素子10,12の
ソース電極は、電力ソース14に接続されている。この
電力ソース14は、VSSとして示し、−5.0ボルト
の直流電流源である。n−チャネルMOS素子10,1
2のドレイン電極は、インダクタ16,18を介して、
電力ソース20に接続されている。ここで、電力ソース
20はVSS/2で、約−2.5ボルトとしている。
ソース電極は、電力ソース14に接続されている。この
電力ソース14は、VSSとして示し、−5.0ボルト
の直流電流源である。n−チャネルMOS素子10,1
2のドレイン電極は、インダクタ16,18を介して、
電力ソース20に接続されている。ここで、電力ソース
20はVSS/2で、約−2.5ボルトとしている。
【0009】本発明によれば、n−チャネルMOS素子
12のゲート電極は、ノード22の点でn−チャネルM
OS素子10のドレイン電極に接続されている。同様
に、n−チャネルMOS素子10のゲート電極は、n−
チャネルMOS素子12のドレイン電極にノード24の
点で接続されている。
12のゲート電極は、ノード22の点でn−チャネルM
OS素子10のドレイン電極に接続されている。同様
に、n−チャネルMOS素子10のゲート電極は、n−
チャネルMOS素子12のドレイン電極にノード24の
点で接続されている。
【0010】キャパシタ26がノード22と24との間
に接続されている。2個のキャパシタ28と30は、そ
れぞれノード22と24と電力ソース14との間に接続
されている。インダクタ16、18とキャパシタ26、
28、30とは発振器用のLCタンク回路を構成する。
に接続されている。2個のキャパシタ28と30は、そ
れぞれノード22と24と電力ソース14との間に接続
されている。インダクタ16、18とキャパシタ26、
28、30とは発振器用のLCタンク回路を構成する。
【0011】図1に示した本発明の発振器回路は、ノー
ド22にサイン波形の電圧出力を、ノード24にその相
補出力を生成する。言い換えると、ノード22と24で
のサイン波形は、互いに180度位相がずれている。
ド22にサイン波形の電圧出力を、ノード24にその相
補出力を生成する。言い換えると、ノード22と24で
のサイン波形は、互いに180度位相がずれている。
【0012】ノード22の出力は負荷32に接続され、
一方、ノード24の出力は負荷34に接続される。この
両方の負荷は容量性である。例えば、負荷32と34
は、ネットワーク内のMOS素子で、このMOS素子は
ノード22、24で生成された信号で制御される。
一方、ノード24の出力は負荷34に接続される。この
両方の負荷は容量性である。例えば、負荷32と34
は、ネットワーク内のMOS素子で、このMOS素子は
ノード22、24で生成された信号で制御される。
【0013】図1に示した本発明の回路は、約1.2G
Hzの周波数で、サイン波形の出力を提供する。インダ
クタ16と18は約1.0nH(ナノヘンリ)である。
このような定格を有するインダクタとICチップ内に収
納できるように小型化する方法および残りの回路につい
ては、図5において後述する。
Hzの周波数で、サイン波形の出力を提供する。インダ
クタ16と18は約1.0nH(ナノヘンリ)である。
このような定格を有するインダクタとICチップ内に収
納できるように小型化する方法および残りの回路につい
ては、図5において後述する。
【0014】図1示したキャパシタは様々な方法で形成
できる。例えば、金属−酸化物−金属層をIC内に組み
込んで、必要なキャパシタを得ることができる。n−チ
ャネルMOS、あるいは、p−チャネルMOSのゲート
酸化物のキャパシタンスも、このようなキャパシタンス
として利用することもできる。さらに、また本発明の回
路内の固有の浮遊キャパシタンスおよびこの回路により
駆動される負荷のキャパシタンスも、この回路の周波数
を決定する要素の値となるキャパシタンスを提供する。
できる。例えば、金属−酸化物−金属層をIC内に組み
込んで、必要なキャパシタを得ることができる。n−チ
ャネルMOS、あるいは、p−チャネルMOSのゲート
酸化物のキャパシタンスも、このようなキャパシタンス
として利用することもできる。さらに、また本発明の回
路内の固有の浮遊キャパシタンスおよびこの回路により
駆動される負荷のキャパシタンスも、この回路の周波数
を決定する要素の値となるキャパシタンスを提供する。
【0015】図1の回路の周波数は約1.2GHzであ
るが、この場合においては、ノード22と24との間に
接続されたキャパシタ26は4.0pFの値を有する。
各キャパシタ28と30は個別の素子として示されてい
るが、実際には、これらの素子は、互いに並列に接続さ
れた浮遊キャパシタンスおよび負荷キャパシタンスでも
良い。1.2GHzで動作するような発振器回路におい
ては、ノード22と24とに接続される全体のキャパシ
タンスは約0.5pFである。
るが、この場合においては、ノード22と24との間に
接続されたキャパシタ26は4.0pFの値を有する。
各キャパシタ28と30は個別の素子として示されてい
るが、実際には、これらの素子は、互いに並列に接続さ
れた浮遊キャパシタンスおよび負荷キャパシタンスでも
良い。1.2GHzで動作するような発振器回路におい
ては、ノード22と24とに接続される全体のキャパシ
タンスは約0.5pFである。
【0016】実際に図1の回路のCMOS内のインダク
タとキャパシタは、1.2GHzで動作するよう構成さ
れて、比較的低損失の特性のタンク回路を形成する。例
えば、このようなタンク回路は、15−20のQを有す
る。この本発明の発振器回路により、消費される電力は
僅か27mWであった。これに対し、従来のMOS、あ
るいは、CMOSを用いた発振器回路では、250mW
の電力消費であった。
タとキャパシタは、1.2GHzで動作するよう構成さ
れて、比較的低損失の特性のタンク回路を形成する。例
えば、このようなタンク回路は、15−20のQを有す
る。この本発明の発振器回路により、消費される電力は
僅か27mWであった。これに対し、従来のMOS、あ
るいは、CMOSを用いた発振器回路では、250mW
の電力消費であった。
【0017】図1の発振器回路の信頼性ある動作を確保
するために、スタートアップ回路を定常状態の発振モー
ドにするのが好ましい。例えば、このスタートアップ回
路は、スタートアップ信号ソース36とn−チャネルM
OS素子38、40とを有する。
するために、スタートアップ回路を定常状態の発振モー
ドにするのが好ましい。例えば、このスタートアップ回
路は、スタートアップ信号ソース36とn−チャネルM
OS素子38、40とを有する。
【0018】図1のn−チャネルMOS素子38のドレ
イン電極は、例えば、接地のような基準電位点に接続さ
れ、そのソース電極はノード22に接続される。さら
に、n−チャネルMOS素子40のソース電極は、電力
ソース14と同一の値を有する電力ソース42に接続さ
れる。そして、そのドレイン電極は、ノード24に接続
される。n−チャネルMOS素子38と40の両方のゲ
ート電極は、スタートアップ信号ソース36の出力に接
続される。
イン電極は、例えば、接地のような基準電位点に接続さ
れ、そのソース電極はノード22に接続される。さら
に、n−チャネルMOS素子40のソース電極は、電力
ソース14と同一の値を有する電力ソース42に接続さ
れる。そして、そのドレイン電極は、ノード24に接続
される。n−チャネルMOS素子38と40の両方のゲ
ート電極は、スタートアップ信号ソース36の出力に接
続される。
【0019】図1のスタートアップ信号ソース36は、
VSS(−5.0V)、あるいは、0ボルト(接地)を
n−チャネルMOS素子38と40のゲートに供給す
る。−5.0Vがそのゲートに供給されている間、n−
チャネルMOS素子38と40は導通せず、そして、こ
のスタートアップ信号ソース36はディスエーブルされ
ている。
VSS(−5.0V)、あるいは、0ボルト(接地)を
n−チャネルMOS素子38と40のゲートに供給す
る。−5.0Vがそのゲートに供給されている間、n−
チャネルMOS素子38と40は導通せず、そして、こ
のスタートアップ信号ソース36はディスエーブルされ
ている。
【0020】まず、このスタートアップ信号ソース36
はディスエーブルされているが、残りの回路は活性化さ
れている。ノード22と24の電圧はほぼ等しいとして
いる。この場合、インダクタ16、18を流れる電流は
ほぼ等しくなり、その結果、この回路はバランスした状
態、すなわち、非振動の定常状態である。
はディスエーブルされているが、残りの回路は活性化さ
れている。ノード22と24の電圧はほぼ等しいとして
いる。この場合、インダクタ16、18を流れる電流は
ほぼ等しくなり、その結果、この回路はバランスした状
態、すなわち、非振動の定常状態である。
【0021】スタートアップ信号を図1の回路に加える
と、この回路はその所望の発振状態に確実になる。この
ようなスタートアップ信号の理想的な波形44は、t1
−t2の間に発生し、それを図3に示す。
と、この回路はその所望の発振状態に確実になる。この
ようなスタートアップ信号の理想的な波形44は、t1
−t2の間に発生し、それを図3に示す。
【0022】スタートアップ信号44をn−チャネルM
OS素子38と40のゲートに加えると、この素子は導
通状態となる。その結果、ノード22の電圧は正とな
り、ノード24の電圧は負となる。同時に、インダクタ
16を流れる電流は減少し、インダクタ18を流れる電
流は増加する。このようにして、この回路の最初のバラ
ンス状態は、スタートアップ信号によって変化する。
OS素子38と40のゲートに加えると、この素子は導
通状態となる。その結果、ノード22の電圧は正とな
り、ノード24の電圧は負となる。同時に、インダクタ
16を流れる電流は減少し、インダクタ18を流れる電
流は増加する。このようにして、この回路の最初のバラ
ンス状態は、スタートアップ信号によって変化する。
【0023】図3のスタートアップ信号44がVSSの
値に戻ると(時間t2)、このスタートアップ回路内の
n−チャネルMOS素子38と40は非導通状態とな
る。その時に、本発明の発振器回路はインダクタ16、
18、キャパシタ26、28、30内に蓄えられたエネ
ルギーによって、バランス状態が崩れる。従って、この
タンク回路内に蓄えられたエネルギーと交差接続された
ノード22と24の再生的なフィードバック動作によ
り、発振が時間t3まで立ち上がり、通常出力サイン波
形46がノード22点に現れ、相補出力サイン波形48
がノード24に現れる(図4)。
値に戻ると(時間t2)、このスタートアップ回路内の
n−チャネルMOS素子38と40は非導通状態とな
る。その時に、本発明の発振器回路はインダクタ16、
18、キャパシタ26、28、30内に蓄えられたエネ
ルギーによって、バランス状態が崩れる。従って、この
タンク回路内に蓄えられたエネルギーと交差接続された
ノード22と24の再生的なフィードバック動作によ
り、発振が時間t3まで立ち上がり、通常出力サイン波
形46がノード22点に現れ、相補出力サイン波形48
がノード24に現れる(図4)。
【0024】図4のサイン波形46と48は、最大値が
0ボルトで、最小値がVSS(−5.0ボルト)であ
る。この各サイン波形の中点は、VSS/2の点で起き
る。そして、その2個のサイン波形は、互いに180度
位相がずれている。
0ボルトで、最小値がVSS(−5.0ボルト)であ
る。この各サイン波形の中点は、VSS/2の点で起き
る。そして、その2個のサイン波形は、互いに180度
位相がずれている。
【0025】図2に示した発振器回路は、図1に示した
発振器回路と同様な構成を有する。この図2の構成は交
差接続したn−チャネルMOS素子50と52とを有す
る。図2において、出力ノード54と56はそれぞれ負
荷58と60に接続される。インダクタ62が2つの出
力ノード点の間に接続される。これは図1のキャパシタ
と異なる点である。インダクタ62とキャパシタ64、
66は、図2の発振器回路のタンク回路を構成する。
発振器回路と同様な構成を有する。この図2の構成は交
差接続したn−チャネルMOS素子50と52とを有す
る。図2において、出力ノード54と56はそれぞれ負
荷58と60に接続される。インダクタ62が2つの出
力ノード点の間に接続される。これは図1のキャパシタ
と異なる点である。インダクタ62とキャパシタ64、
66は、図2の発振器回路のタンク回路を構成する。
【0026】さらに、図2のn−チャネルMOS素子5
0と52のソース電極とキャパシタ64と66の底部プ
レートとは、電力ソース68(VSS)に接続される。
この電力ソース68は−5.0ボルトの電圧を有する。
0と52のソース電極とキャパシタ64と66の底部プ
レートとは、電力ソース68(VSS)に接続される。
この電力ソース68は−5.0ボルトの電圧を有する。
【0027】図2の発振器回路は、接地である基準電圧
とn−チャネルMOS素子50、52のドレイン電極と
の間に接続されたp−チャネルMOS素子70、72を
有する。p−チャネルMOS素子70、72のゲート電
極に供給される直流電圧を変化させることにより、発振
器の周波数を替えることができる。この周波数変化を行
う電力ソース74は図2に示されている。
とn−チャネルMOS素子50、52のドレイン電極と
の間に接続されたp−チャネルMOS素子70、72を
有する。p−チャネルMOS素子70、72のゲート電
極に供給される直流電圧を変化させることにより、発振
器の周波数を替えることができる。この周波数変化を行
う電力ソース74は図2に示されている。
【0028】図2の発振器回路は、図1と同一のタイプ
のスタートアップ回路76を有する。このようにして、
図2の回路は図4に示された定常発振状態を達成するよ
う制御される。
のスタートアップ回路76を有する。このようにして、
図2の回路は図4に示された定常発振状態を達成するよ
う制御される。
【0029】p−チャネルMOS素子70、72のゲー
トに−5.0ボルトのバイアスがかけられている時に
は、図2の回路は1.2GHzで動作する。この場合、
インダクタ62の値は10.0nHで、キャパシタ64
と66はそれぞれ出力ノード54、56に接続された全
容量が6.5pFである。電力ソース74の出力電圧を
−5.0ボルトから−2.0ボルトの間で変化させるこ
とにより、±25MHzの周波数変動が得られた。この
条件下で、本発明の発振器回路の消費電力は、わずか2
7mWであった。
トに−5.0ボルトのバイアスがかけられている時に
は、図2の回路は1.2GHzで動作する。この場合、
インダクタ62の値は10.0nHで、キャパシタ64
と66はそれぞれ出力ノード54、56に接続された全
容量が6.5pFである。電力ソース74の出力電圧を
−5.0ボルトから−2.0ボルトの間で変化させるこ
とにより、±25MHzの周波数変動が得られた。この
条件下で、本発明の発振器回路の消費電力は、わずか2
7mWであった。
【0030】1.2GHzのような高周波動作に対し、
図1、2に示されたインダクタ16、18、62に必要
なインダクタンスを小さくすることが様々な方法で実現
できる。このような小さなインダクタンスを達成できる
1つの方法は、図5に示されるような絶縁性基板の上に
導電性パターンを形成することである。
図1、2に示されたインダクタ16、18、62に必要
なインダクタンスを小さくすることが様々な方法で実現
できる。このような小さなインダクタンスを達成できる
1つの方法は、図5に示されるような絶縁性基板の上に
導電性パターンを形成することである。
【0031】図5はアルミ製の導電性パターン80の上
面図で、この導電性パターン80は水晶製の絶縁性基板
82に接着される。この導電性パターン80はインダク
タを構成する。導電性パターン80の各端部はパッド
(ハンダバンプ)86、88を形成するよう拡大されて
いる。このパッド86、88により、インダクタの端部
は図6に示すように回路の他の要素に接続される。絶縁
性基板82の上に複数のインダクタを形成することも可
能である。
面図で、この導電性パターン80は水晶製の絶縁性基板
82に接着される。この導電性パターン80はインダク
タを構成する。導電性パターン80の各端部はパッド
(ハンダバンプ)86、88を形成するよう拡大されて
いる。このパッド86、88により、インダクタの端部
は図6に示すように回路の他の要素に接続される。絶縁
性基板82の上に複数のインダクタを形成することも可
能である。
【0032】図6は図5に示されたインダクタを逆さま
にして、ICチップ84の上に配置したものである。こ
のICチップ84はインダクタが接続されるべき回路を
有している。導電性パターン80とICチップ84の上
の標準の接続パッドとの間の接続は、パッド86、88
により行われる。
にして、ICチップ84の上に配置したものである。こ
のICチップ84はインダクタが接続されるべき回路を
有している。導電性パターン80とICチップ84の上
の標準の接続パッドとの間の接続は、パッド86、88
により行われる。
【0033】この実施例においては、導電性パターン8
0のパッドの底部表面とICチップ84の接続パッドの
上部表面との間の距離dは、パッド86と88とによっ
て決定され、それは僅か100μmである。このように
して、ICチップ84の上の回路に付加されたインダク
タンスは、導電性パターン80の所定のデザインによっ
て主に決定される。このようにして、決定された小さな
値のインダクタンスは、微細に制御でき、再現性があ
る。
0のパッドの底部表面とICチップ84の接続パッドの
上部表面との間の距離dは、パッド86と88とによっ
て決定され、それは僅か100μmである。このように
して、ICチップ84の上の回路に付加されたインダク
タンスは、導電性パターン80の所定のデザインによっ
て主に決定される。このようにして、決定された小さな
値のインダクタンスは、微細に制御でき、再現性があ
る。
【0034】以上の実施例においては、交差接続した2
つのn−チャネルMOS素子を本発明の発振器回路とス
タートアップ回路に用いたが、p−チャネルMOS素子
を用いでも実現できる。このようなn−チャネル素子と
p−チャネル素子の置換は、必要な電力供給の極性を変
化させればよい。交差接続されたp−チャネル素子が図
2の回路に用いられた場合には、その周波数変動要素p
−チャネルMOS素子70、72はn−チャネル素子に
すればよい。
つのn−チャネルMOS素子を本発明の発振器回路とス
タートアップ回路に用いたが、p−チャネルMOS素子
を用いでも実現できる。このようなn−チャネル素子と
p−チャネル素子の置換は、必要な電力供給の極性を変
化させればよい。交差接続されたp−チャネル素子が図
2の回路に用いられた場合には、その周波数変動要素p
−チャネルMOS素子70、72はn−チャネル素子に
すればよい。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、交
差接続したMOS素子を用い、さらに、発振器回路を交
差接続したMOS素子を用いて形成することにより、極
めて安定した低電力消費の発振器回路を提供できる。
差接続したMOS素子を用い、さらに、発振器回路を交
差接続したMOS素子を用いて形成することにより、極
めて安定した低電力消費の発振器回路を提供できる。
【図1】本発明の第1の実施例による回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例による回路図である。
【図3】図1と2の回路に適用されるスタートアップ信
号の波形を表す図。
号の波形を表す図。
【図4】図1と2から得られた相補型の出力信号の波形
を表す図。
を表す図。
【図5】図1と2の回路で実現されるインダクタを表す
図。
図。
【図6】図1と2の回路で実現されるインダクタを表す
図。
図。
10、12 n−チャネルMOS素子 14、20 電力ソース 16、18 インダクタ 22、24 ノード 26、28、30 キャパシタ 32、34 負荷 36 スタートアップ信号ソース 38、40 n−チャネルMOS素子 42 電力ソース 44 スタートアップ信号 46、48 サイン波形 50、52 n−チャネルMOS素子 54、56 出力ノード 58、60 負荷 62 インダクタ 64、66 キャパシタ 68 電力ソース 70、72 p−チャネルMOS素子 74 電力ソース 76 スタートアップ回路 80 導電性パターン 82 絶縁性基板 84 ICチップ 86、88 パッド(ハンダバンプ)
Claims (12)
- 【請求項1】 (A) ソース電極とドレイン電極とゲ
ート電極とを有する第1導電型の第1と第2のMOS素
子(10,12)と、 (B) 前記第1MOS素子(10)のドレイン電極を
前記第2MOS素子(12)のゲート電極に接続し、前
記第2MOS素子(12)のドレイン電極を前記第1M
OS素子(10)のゲート電極に接続する手段と、 (C) 前記ソース電極とドレイン電極に接続されたキ
ャパシタとインダクタとからなるタンク回路と、 からなることを特徴とする発振器回路。 - 【請求項2】 (D)前記ソース電極とドレイン電極を
電力ソース(20,14)に接続する手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項1の発振器回路。 - 【請求項3】 前記(C)のタンク回路は、 (E)前記ドレイン電極間に接続されたキャパシタ(2
6)と、前記各第1と第2のMOS素子のソース電極と
ドレイン電極間に接続されたキャパシタ(28,30)
と、 (F)前記ドレイン電極(22,24)と前記電力ソー
ス(20)との間に接続されたインダクタ(16,1
8)とを有することを特徴とする請求項2の発振器回
路。 - 【請求項4】 前記ドレイン電極に接続されたスタート
アップ回路(36)をさらに有することを特徴とする請
求項3の発振器回路。 - 【請求項5】 前記(C)のタンク回路は、 (G)前記ドレイン電極間に接続されたインダクタ(6
2)と (H)前記第1と第2のMOS素子のソース電極とドレ
イン電極間に接続されたキャパシタ(64,66)とを
有することを特徴とする請求項2の発振器回路。 - 【請求項6】 前記第1の導電型の第1と第2のMOS
素子(50,52)のドレイン電極(54,56)と前
記電力ソースとの間に接続されたソース−ドレインパス
を有する第2導電型の第1と第2のMOS素子(70,
72)をさらに有することを特徴とする請求項5の発振
器回路。 - 【請求項7】 前記第2導電型の第1と第2のMOS素
子(70,72)のゲート電極接続された可変の直流電
流電力ソース(74)をさらに有することを特徴とする
請求項6の発振器回路。 - 【請求項8】 前記第1導電型の第1と第2のMOS素
子(50,52)のドレイン電極に接続されたスタート
アップ回路(76)をさらに有することを特徴とする請
求項7の発振器回路。 - 【請求項9】 (A) ソース電極とドレイン電極とゲ
ート電極とを有する第1導電型の第1と第2のMOS素
子(10,12)と、 (B) 前記第1MOS素子のドレイン電極を前記第2
MOS素子のゲート電極に接続し、前記第2MOS素子
のドレイン電極を前記第1MOS素子のゲート電極に接
続する手段と、 (I) 前記第1と第2のMOS素子のドレイン電極間
に接続された反応要素と、 (J)前記第1と第2のMOS素子のソース電極とドレ
イン電極とを電力ソース(20,14)に接続する反応
性要素を含む手段とからなることを特徴とする発振器回
路。 - 【請求項10】 前記(I)の反応性要素は、キャパシ
タ(26)であることを特徴とする請求項9の発振器回
路。 - 【請求項11】 前記(J)の反応性要素は、 (K)前記第1MOS素子(10)のドレイン電極と前
記電力ソース(14,20)に接続される第1のキャパ
シタ(28)とインダクタ(16)と、 (L)前記第2MOS素子(12)のドレイン電極と前
記電力ソース(14,20)に接続される第2キャパシ
タ(30)とインダクタ(18)とを有することを特徴
とする請求項10の発振器回路。 - 【請求項12】 前記(I)の反応性要素は、インダク
タ(62)であることを特徴とする請求項9の発振器回
路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US165433 | 1993-12-13 | ||
| US08/165,433 US5396195A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Low-power-dissipation CMOS oscillator circuits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202565A true JPH07202565A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=22598872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6331397A Pending JPH07202565A (ja) | 1993-12-13 | 1994-12-12 | 発振器回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5396195A (ja) |
| EP (1) | EP0657993A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07202565A (ja) |
| CA (1) | CA2118545C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010881A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Oscillator |
| JP2006180513A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Agere Systems Inc | 容量結合周波数制御をもつ低電力分散cmos発振器回路 |
| US7420429B2 (en) | 2006-05-02 | 2008-09-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Source coupled differential complementary colpitts oscillator |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5559463A (en) * | 1994-04-18 | 1996-09-24 | Lucent Technologies Inc. | Low power clock circuit |
| US5892400A (en) * | 1995-12-15 | 1999-04-06 | Anadigics, Inc. | Amplifier using a single polarity power supply and including depletion mode FET and negative voltage generator |
| FI100627B (fi) * | 1996-05-09 | 1998-01-15 | Nikolay Tchamov | Multivibraattoripiiri |
| FI100628B (fi) * | 1996-05-09 | 1998-01-15 | Nikolay Tchamov | Multivibraattoripiiri |
| US5680077A (en) * | 1996-06-13 | 1997-10-21 | Motorola Inc. | Oscillator-transmitter with shared output circuit |
| SE515783C2 (sv) * | 1997-09-11 | 2001-10-08 | Ericsson Telefon Ab L M | Elektriska anordningar jämte förfarande för deras tillverkning |
| US6317008B1 (en) | 1998-01-26 | 2001-11-13 | Agere Systems Guardian Corp. | Clock recovery using an injection tuned resonant circuit |
| US6249192B1 (en) | 1998-01-26 | 2001-06-19 | Agere Systems Guardian Corp. | Clock injection system |
| US5959504A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-28 | Wang; Hongmo | Voltage controlled oscillator (VCO) CMOS circuit |
| US6175285B1 (en) | 1998-08-14 | 2001-01-16 | Lucent Technologies, Inc. | Injection tuned resonant circuits |
| US6307443B1 (en) | 1999-09-24 | 2001-10-23 | Agere Systems Guardian Corp. | Bandpass filters with automatic tuning adjustment |
| AU2001283169A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-25 | University Of Southern California | Multiphase resonant pulse generators |
| DE10056942A1 (de) * | 2000-11-17 | 2002-06-06 | Infineon Technologies Ag | Oszillatorschaltkreis |
| JP4361789B2 (ja) * | 2001-08-14 | 2009-11-11 | ヴァルダーム・アンパルトセルスカブ | 体表の過剰増殖疾患の処置 |
| US6900699B1 (en) | 2001-11-14 | 2005-05-31 | Berkana Wireless, Inc. | Phase synchronous multiple LC tank oscillator |
| US7005930B1 (en) * | 2001-11-14 | 2006-02-28 | Berkana Wireless, Inc. | Synchronously coupled oscillator |
| GB0403609D0 (en) * | 2004-02-18 | 2004-03-24 | Sony Uk Ltd | Differential oscillator |
| DE102004017788B4 (de) | 2004-04-02 | 2008-01-03 | Atmel Germany Gmbh | Oszillator mit abstimmbarer Diffusionskapazität als Schwingkreiskapazität |
| US7199651B2 (en) * | 2004-11-18 | 2007-04-03 | Agere Systems Inc. | Frequency selection using capacitance multiplication |
| US7250826B2 (en) * | 2005-07-19 | 2007-07-31 | Lctank Llc | Mutual inductance in transformer based tank circuitry |
| US7508280B2 (en) * | 2005-07-19 | 2009-03-24 | Lc Tank Llc | Frequency adjustment techniques in coupled LC tank circuits |
| US7786836B2 (en) * | 2005-07-19 | 2010-08-31 | Lctank Llc | Fabrication of inductors in transformer based tank circuitry |
| US7511588B2 (en) * | 2005-07-19 | 2009-03-31 | Lctank Llc | Flux linked LC tank circuits forming distributed clock networks |
| US7564316B2 (en) * | 2005-12-23 | 2009-07-21 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Variable-frequency oscillator incorporating thin-film bulk acoustic resonators |
| TWI353113B (en) * | 2007-09-29 | 2011-11-21 | Univ Nat Taiwan Science Tech | Injection-locked frequency divider with wide injec |
| TWI339004B (en) * | 2007-10-18 | 2011-03-11 | Univ Nat Taiwan Science Tech | Injection-locked frequency divider |
| US7965489B2 (en) * | 2007-12-07 | 2011-06-21 | METAMEMS Corp. | Using coulomb forces to form 3-D reconfigurable antenna structures |
| US7812336B2 (en) * | 2007-12-07 | 2010-10-12 | METAMEMS Corp. | Levitating substrate being charged by a non-volatile device and powered by a charged capacitor or bonding wire |
| US7728427B2 (en) * | 2007-12-07 | 2010-06-01 | Lctank Llc | Assembling stacked substrates that can form cylindrical inductors and adjustable transformers |
| US8531848B2 (en) * | 2007-12-07 | 2013-09-10 | METAMEMS Corp. | Coulomb island and Faraday shield used to create adjustable Coulomb forces |
| US8159809B2 (en) * | 2007-12-07 | 2012-04-17 | METAMEMS Corp. | Reconfigurable system that exchanges substrates using coulomb forces to optimize a parameter |
| US8018009B2 (en) * | 2007-12-07 | 2011-09-13 | METAMEMS Corp. | Forming large planar structures from substrates using edge Coulomb forces |
| US7946174B2 (en) * | 2007-12-07 | 2011-05-24 | METAMEMS Corp. | Decelerometer formed by levitating a substrate into equilibrium |
| US7863651B2 (en) | 2007-12-07 | 2011-01-04 | METAMEMS Corp. | Using multiple coulomb islands to reduce voltage stress |
| US8008070B2 (en) * | 2007-12-07 | 2011-08-30 | METAMEMS Corp. | Using coulomb forces to study charateristics of fluids and biological samples |
| US20090149038A1 (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Metamems Llc | Forming edge metallic contacts and using coulomb forces to improve ohmic contact |
| US8933665B2 (en) | 2009-08-05 | 2015-01-13 | Apple Inc. | Balancing voltages between battery banks |
| US8541999B2 (en) * | 2009-08-05 | 2013-09-24 | Apple Inc. | Controlling power loss in a switched-capacitor power converter |
| US8085103B2 (en) * | 2009-08-05 | 2011-12-27 | Apple Inc. | Resonant oscillator circuit with reduced startup transients |
| US8710936B2 (en) | 2009-08-05 | 2014-04-29 | Apple Inc. | Resonant oscillator with start up and shut down circuitry |
| US8406710B1 (en) | 2011-09-23 | 2013-03-26 | Tensorcom, Inc. | Method and apparatus of minimizing extrinsic parasitic resistance in 60 GHz power amplifier circuits |
| US8626106B2 (en) | 2011-12-06 | 2014-01-07 | Tensorcom, Inc. | Method and apparatus of an input resistance of a passive mixer to broaden the input matching bandwidth of a common source/gate LNA |
| US8618891B2 (en) | 2011-12-30 | 2013-12-31 | Tensorcom, Inc. | Method and apparatus of a resonant oscillator separately driving two independent functions |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3429574A1 (de) * | 1984-08-10 | 1986-02-20 | Ernst Hebenstreit | Gegentaktoszillator mit leistungs-mosfet |
| DE3710835A1 (de) * | 1987-04-01 | 1988-10-20 | Kohn Dietmar | Lc-oszillator |
| JP2828463B2 (ja) * | 1989-06-27 | 1998-11-25 | アンリツ株式会社 | 電圧制御発振器 |
| CH682019A5 (en) * | 1989-12-18 | 1993-06-30 | Crossmos S A | Amplitude control circuit for oscillator circuit - includes current sources and current mirror in circuit to limit final output voltage of oscillator control circuit |
-
1993
- 1993-12-13 US US08/165,433 patent/US5396195A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-20 CA CA002118545A patent/CA2118545C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-30 EP EP94308886A patent/EP0657993A1/en not_active Withdrawn
- 1994-12-12 JP JP6331397A patent/JPH07202565A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010881A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Oscillator |
| US7378709B2 (en) | 2001-07-25 | 2008-05-27 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Oscillator with a guard ring formed around an N well and constituent components integrally formed on the N well, on a semiconductor substrate |
| JP2006180513A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Agere Systems Inc | 容量結合周波数制御をもつ低電力分散cmos発振器回路 |
| US7420429B2 (en) | 2006-05-02 | 2008-09-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Source coupled differential complementary colpitts oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5396195A (en) | 1995-03-07 |
| CA2118545A1 (en) | 1995-06-14 |
| EP0657993A1 (en) | 1995-06-14 |
| CA2118545C (en) | 1997-09-30 |
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