JPH08330921A - 可変遅延回路 - Google Patents

可変遅延回路

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JPH08330921A
JPH08330921A JP7136408A JP13640895A JPH08330921A JP H08330921 A JPH08330921 A JP H08330921A JP 7136408 A JP7136408 A JP 7136408A JP 13640895 A JP13640895 A JP 13640895A JP H08330921 A JPH08330921 A JP H08330921A
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
delay circuit
delay time
circuit
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JP7136408A
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English (en)
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Hiroo Suzuki
博夫 鈴木
Toshiyuki Okayasu
俊幸 岡安
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Advantest Corp
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Advantest Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • H03K5/133Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K5/133Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices
    • H03K5/134Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices with field-effect transistors

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  • Nonlinear Science (AREA)
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  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CMOS型IC内に形成される論理素子を用
いて遅延時間を連続的に変化させることができる可変遅
延回路を提供する。 【構成】 CMOS型ICによって構成した論理素子L
Gを縦続接続し、その縦続接続段数に応じた遅延時間を
得る遅延回路において、論理素子の各段間と共通電位点
との間にMOS型トランジスタなどコンデンサCによっ
て構成される直列回路を接続し、MOS型トランジスタ
のドレイン−ソース間の抵抗値変化により直列回路の時
定数を変化させ、遅延時間を連続的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば各種のタイミ
ング信号を生成する場合等に利用する可変遅延回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来よりCMOS構造の半導体集積回路
に形成された各種の論理ゲート素子を縦続接続し、この
縦続接続した各論理ゲート素子の各段間から遅延時間が
異なる信号を取り出し、この取り出した信号を各種のタ
イミング信号として利用するタイミング発生方法があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】論理素子を利用した遅
延回路では遅延時間は論理素子の接続段数によって決ま
るため、遅延時間を微細に調整する機能がない。従っ
て、遅延時間を微細な分解能で設定することができない
不都合がある。この発明の目的は微細な分解能で遅延時
間を設定することができる可変遅延回路を提供しようと
するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1で提
案する可変遅延回路はCMOS型集積回路によって構成
された論理素子を縦続接続して構成され、論理素子の縦
続接続段数に応じた遅延時間を得る遅延回路において、
論理素子の各段間と共通電位点との間にCMOS型電界
効果トランジスタとコンデンサとによって構成した直列
回路を接続して遅延時間を連続的に変化させることがで
きる可変遅延回路を構成したものである。
【0005】この出願の請求項2で提案する可変遅延回
路はP型MOS電界効果トランジスタと、N型MOS電
界効果トランジスタとをドレイン電極同士を共通接続し
て直列接続すると共に、これら電界効果トランジスタの
ゲート電極を共通接続して入力端子とし、ドレイン電極
同士の接続点を出力端子として極性反転型の論理回路を
構成し、この論理回路を遅延素子として用いる遅延回路
において、P型MOS電界効果トランジスタと、N型M
OS電界効果トランジスタの各基板電極に与えるバイア
ス電圧を変化させて遅延時間を制御する可変遅延回路を
構成したものである。
【0006】請求項1で提案した可変遅延回路によれ
ば、コンデンサと直列接続した電界効果トランジスタの
ゲート電極に順方向バイアスを与え、この順方向バイア
ス電圧を変化させることにより、この電界効果トランジ
スタのドレイン−ソース間の抵抗値を変化させることが
できる。従って、コンデンサと直列に可変抵抗器を接続
したと等価になり、この可変抵抗器の抵抗値を変化させ
ることにより、論理ゲート素子による遅延時間を微細に
調整することができる。
【0007】請求項2で提案した可変遅延回路によれ
ば、P型MOS電界効果トランジスタ及びN型MOS電
界効果トランジスタの各基板電極に与える電圧を変化さ
せることにより遅延時間を連続的に変化させることかで
きる。この結果、遅延時間を微細に変化させて設定する
ことができる可変遅延回路を提供することができる。
【0008】
【実施例】図1にこの出願の請求項1で提案した可変遅
延回路の実施例を示す。図中1は可変遅延回路、2はそ
の入力端子、3は出力端子を示す。可変遅延回路3はC
MOS型の半導体集積回路で構成される例えはバッファ
増幅器のような論理素子LGを縦続接続すると共に、こ
の論理素子LGの段間と共通電位点Gとの間に電界効果
トランジスタTr とコンデンサCとからなる直列回路を
接続して構成する。電界効果トランジスタTr のゲート
電極は半導体集積回路の外部に設けたコントロール端子
4に接続し、このコントロール端子4に制御電圧を与え
て電界効果トランジスタTr のドレイン−ソース間の抵
抗値を任意の抵抗値に設定する。
【0009】図1の構成にすることにより、可変遅延回
路1は図2に示すように電界効果トランジスタTr は可
変抵抗器VRと等価に見える。従って、電界効果トラン
ジスタTr の抵抗値を変化させることにより、コンデン
サCとの時定数を変化させることができ、この結果、入
力端子2と出力端子3との間の遅延時間を連続的にかつ
微細に変化させることができる。よって図1に示すよう
な構成の可変遅延回路1を複数縦続接続し、その任意の
段間から遅延信号を取り出す構成にすることにより、遅
延時間が微細に異なる遅延回路を得ることができる。つ
まり、遅延時間を精度よく目標値に設定することができ
る。
【0010】図3はこの出願の請求項2で提案した可変
遅延回路の実施例を示す。この例では、P型MOS電界
効果トランジスタPMOSと、N型MOS電界効果トラ
ンジスタNMOSとを互いにドレイン電極Dを共通接続
して直列接続すると共に、ゲート電極G同士を共通接続
し、この共通接続したゲート電極Gを入力端子2に接続
し、ドレイン電極同士の共通接続点から出力端子3を導
出する。この回路はインバータとも呼ばれる極性反転増
幅器と等価である。
【0011】この例ではP型MOS電界効果トランジス
タPMOSと、N型MOS電界効果トランジスタNMO
Sの各基板電極5と6をソース電極から切離し、この基
板電極5と6に基板バイアス電圧+VBP,と−VBNとを
与える。ここで基板バイアス電圧+VBPと−VBNはP型
MOS電界効果トランジスタPMOSのソースに与える
電圧を+VDD,N型MOS電界効果トランジスタNMO
Sのソース電極に与える電圧を−VSSとした場合、 VBP=VDD+β VBN=VSS−α ………… (1) となる。
【0012】図4に図3の等価回路を示す。ゲート電極
Gに与える入力電圧を−VSSと+V DDまで大きく励振さ
せるものとすると、P型MOS電界効果トランジスタP
MOSと、N型MOS電界効果トランジスタNMOSは
図4に示すようにスイッチSWと抵抗器Rの直列回路と
見ることができる。基板バイアス電圧+VBP及び−V BN
を変化させると、各電界効果トランジスタPMOS及び
NMOSのしきい値電圧が変化し、等価的に抵抗器Rの
抵抗値を変えることができる。抵抗値は式(1)におい
てα及びβがα=0,β=0のとき、最小値となり、α
及びβの絶対値を大きくすると、抵抗値が大きくなる方
向に制御することができる。
【0013】この結果、α=0,β=0のとき、トラン
ジスタがオン、オフ動作するに伴って抵抗器Rと出力端
子3に接続したコンデンサCとの時定数は最短時間とな
り、αとβの絶対値を漸次大きくすると時定数を大きく
する方向に制御することができる。従って時定数の変化
から遅延時間を連続的に変化させることができる。図5
は図3に示した実施例の応用例を示す。この例では図3
に示した可変遅延回路の遅延時間を温度変動等に応動す
ることなく、一定遅延時間を維持するように自動制御す
る制御回路を提案するものである。
【0014】図5に示す10は図3に示した極性反転型
可変遅延回路を2段縦続接続して構成した同相増幅型の
可変遅延回路を示す。この同相増幅型可変遅延回路10
を更にN段縦続接続し、N段可変遅延回路11を構成す
る。N段可変遅延回路11の出力を位相比較器13の一
方の入力端子に接続する。N段可変遅延回路11の入力
端子12にはパルス列CLKを与える。ここで入力端子
12に与えるパルス列CLKの1パルスの時間間隔とN
段可変遅延回路11の遅延時間は互いに近い値(大きく
違わない関係)にあるものとする。位相比較器13の他
方の入力端子に入力端子12に与えたパルス列CLKを
直接与え、位相比較器13でN段可変遅延回路11で遅
延したパルスと遅延しないパルスとを位相比較する。
【0015】位相比較器13の位相比較出力をフィルタ
14で平滑化し、その平滑化した位相比較出力を基板バ
イアス発生器15に与え、この基板バイアス発生器15
で図3で説明した基板バイアス電圧+VBP,−VBNを発
生させ、この基板バイアス電圧+VBP,−VBNを各同相
増幅型可変遅延回路10から導出した基板電極5と6に
与え、各同相増幅型可変遅延回路10の遅延時間を制御
するように構成したものである。
【0016】この構成において、N段可変遅延回路11
の遅延量が例えば温度変化によって短くなる方向に変動
したとすると、その遅延量の変動は位相比較器13の比
較出力に現れ、その位相比較出力によって基板バイアス
発生器15から発生する基板バイアス電圧+VBPと−V
BNの絶対値が大きくなる方向に制御する。この基板バイ
アス電圧+VBPと−VBNの絶対値が大きくなる方向に制
御することにより、各同相増幅型可変遅延回路10の遅
延時間は長くなる方向に制御され、元の遅延時間に戻さ
れる。
【0017】N段可変遅延回路11の遅延時間が長くな
る方向にずれた場合は、位相比較器13の位相比較結果
と先の場合とは逆極性となり、これにより基板バイアス
発生器15は基板バイアス電圧+VBP,−VBNの絶対値
を下げる方向に制御される。よって、この基板バイアス
電圧の変化によりN段可変遅延回路11の遅延時間は短
くなる方向に制御される。
【0018】このようにして、位相比較器13の位相比
較結果が常に一定値、例えば0となるように動作し、N
段可変遅延回路11の遅延時間を一定値に維持するよう
に動作する。従って、例えばアンドゲート群Gを通じて
N段可変遅延回路11の何れか一つの段間から遅延信号
を取り出すことにより、任意の遅延量を持つ遅延パルス
を得ることができ、その選択した遅延時間を一定値に維
持することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
電界効果トランジスタの抵抗変化を利用して時定数を変
化させることにより遅延時間を変化させる構成としたか
ら、遅延時間を連続的に変化させることができ、微小な
遅延時間を分解能よく設定することができる。
【0020】また、図5に示した実施例のように、自動
制御ループを構成することにより、遅延時間を微小な時
間範囲に安定化することができる。よって、目的とする
遅延時間を精度よく得ることができ、またその遅延時間
を長期にわたって安定に維持させることができる利点が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この出願の請求項1で提案した発明の実施例を
示す接続図。
【図2】図1に示した実施例と電気的に等価な接続図。
【図3】この出願の請求項2で提案した発明の実施例を
示す接続図。
【図4】図3に示した実施例と電気的に等価な接続図。
【図5】図3に示した実施例の応用例を示すブロック
図。
【符号の説明】 1 可変遅延回路 2 入力端子 3 出力端子 4 コントロール端子 Tr 電界効果トランジスタ C コンデンサ LG 論理回路素子 VR 可変抵抗器 PMOS P型電界効果トランジスタ NMOS N型電界効果トランジスタ 5,6 基板電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CMOS型集積回路によって構成された
    論理素子を縦続接続して構成され、論理素子の縦続接続
    段数に応じた遅延時間を得る遅延回路において、 上記論理素子の各段間と共通電位点との間にMOS型ト
    ランジスタとコンデンサとによって構成される直列回路
    を接続したことを特徴とする可変遅延回路。
  2. 【請求項2】 P型MOS電界効果トランジスタと、N
    型MOS電界効果トランジスタとをドレイン電極同士を
    接続して直列接続すると共に、ゲートを共通接続して入
    力端子とし、上記P型MOS電界効果トランジスタと、
    N型MOS電界効果トランジスタのドレイン電極の接続
    点を出力端子として極性反転型の論理回路を構成し、こ
    の論理回路を遅延素子として用いる遅延回路において、 上記P型MOS電界効果トランジスタと、N型MOS電
    界効果トランジスタの各基板電極に与える基板バイアス
    電圧を制御して遅延時間を制御する構成としたことを特
    徴とする可変遅延回路。
JP7136408A 1995-06-02 1995-06-02 可変遅延回路 Pending JPH08330921A (ja)

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PCT/JP1996/001482 WO1996038912A1 (fr) 1995-06-02 1996-05-31 Circuit a retard variable
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