JPH10276068A - Ring oscillator - Google Patents
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- JPH10276068A JPH10276068A JP9078372A JP7837297A JPH10276068A JP H10276068 A JPH10276068 A JP H10276068A JP 9078372 A JP9078372 A JP 9078372A JP 7837297 A JP7837297 A JP 7837297A JP H10276068 A JPH10276068 A JP H10276068A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源電圧が低電圧となった時の発振周波数の
低下を抑制したリングオシレータを提供することを目的
とする。
【解決手段】 奇数個のインバータIV1〜IV2n+
1と、抵抗Rと、第1キャパシタCAP1と、第2キャ
パシタCAP2と、一端が抵抗Rの他端に、他端が第1
キャパシタCAP1の他端にそれぞれ接続され、第1電
源電圧Vccが定格値近傍にある場合には無視可能な程
度に抵抗値が小さく、第1電源電圧Vccの低下に伴っ
て抵抗値が増大する第1可変抵抗Tr1,Tr2と、一
端が抵抗Rの他端に、他端が第2キャパシタCAP2の
他端にそれぞれ接続され、第1電源電圧Vccが定格値
近傍にある場合には無視可能な程度に抵抗値が小さく、
第1電源電圧Vccの低下に伴って抵抗値が増大する第
2可変抵抗Tr3,Tr4とを有して構成する。
(57) [Problem] To provide a ring oscillator that suppresses a decrease in oscillation frequency when a power supply voltage becomes low. SOLUTION: An odd number of inverters IV1 to IV2n +
1, a resistor R, a first capacitor CAP1, a second capacitor CAP2, one end of which is the other end of the resistor R, and the other end of which is the first capacitor CAP1.
When the first power supply voltage Vcc is close to the rated value, the resistance value is negligibly small when the first power supply voltage Vcc is close to the rated value, and the resistance value increases as the first power supply voltage Vcc decreases. One variable resistor Tr1, Tr2, one end is connected to the other end of the resistor R, and the other end is connected to the other end of the second capacitor CAP2, respectively, and can be ignored when the first power supply voltage Vcc is near the rated value. Low resistance value
It has second variable resistors Tr3 and Tr4 whose resistance values increase as the first power supply voltage Vcc decreases.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリングオシレータに
係り、特に、電源電圧が低くなった時の発振周波数の低
下を抑制し、発振周波数の電源電圧の変化に対する変動
を小さくしたリングオシレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ring oscillator, and more particularly, to a ring oscillator that suppresses a decrease in oscillation frequency when a power supply voltage is reduced, and reduces fluctuations in the oscillation frequency with respect to a change in the power supply voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のリングオシレータの回路構成図を
図4に示す。本従来例のリングオシレータは、縦続接続
され、最後段のインバータIV2n+1の出力が最前段
のインバータIV1の入力に供給される奇数(2n+
1)個のインバータIV1〜IV2n+1と、抵抗R
と、第1キャパシタCAP1と、第2キャパシタCAP
2と、最後段のインバータIV2n+1の出力を入力し
て出力信号OUTとして出力する出力ドライバとしての
インバータIVoとを備えて構成されている。尚、抵抗
Rの一端は第2段のインバータIV2の出力に接続さ
れ、抵抗Rの他端は第3段のインバータIV3の入力に
接続されている。また、抵抗Rの他端には、一端が電源
電圧Vccに接続される第1キャパシタCAP1の他端
と、一端が接地電位GNDに接続される第2キャパシタ
CAP2の他端とがそれぞれ接続されている。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of a conventional ring oscillator. The ring oscillator of this conventional example is cascaded, and an odd number (2n +) in which the output of the last inverter IV2n + 1 is supplied to the input of the first inverter IV1.
1) Inverters IV1 to IV2n + 1 and a resistor R
, A first capacitor CAP1, and a second capacitor CAP
2 and an inverter IVo as an output driver that receives the output of the last inverter IV2n + 1 and outputs it as an output signal OUT. Note that one end of the resistor R is connected to the output of the second-stage inverter IV2, and the other end of the resistor R is connected to the input of the third-stage inverter IV3. The other end of the resistor R is connected to the other end of the first capacitor CAP1 having one end connected to the power supply voltage Vcc, and the other end of the second capacitor CAP2 having one end connected to the ground potential GND. I have.
【0003】このような構成の従来のリングオシレータ
においては、出力信号OUTの発振周波数fは、第1キ
ャパシタCAP1及び第2キャパシタCAP2の容量
と、第1キャパシタCAP1及び第2キャパシタCAP
2を充電する電流I1及びI2に大きく依存する。この
ため、電源電圧Vccが低下すると、第1キャパシタC
AP1及び第2キャパシタCAP2を充電するインバー
タの駆動電流能力が低下し、充電電流I1及びI2が小
さくなるので、出力信号OUTの発振周波数fが低下す
ることとなる。図5には、本従来例のリングオシレータ
における測定により得られた電源電圧Vccの変化に対
する発振周波数fの推移を示す。電源電圧Vccの低下
に伴い発振周波数fが低下するという発振周波数の電源
電圧依存性が明確に現れている。In the conventional ring oscillator having such a configuration, the oscillation frequency f of the output signal OUT depends on the capacitances of the first and second capacitors CAP1 and CAP2 and the first and second capacitors CAP1 and CAP.
2 largely depends on the currents I1 and I2 for charging. For this reason, when the power supply voltage Vcc decreases, the first capacitor C
The drive current capability of the inverter that charges the AP1 and the second capacitor CAP2 decreases, and the charging currents I1 and I2 decrease, so that the oscillation frequency f of the output signal OUT decreases. FIG. 5 shows a change in the oscillation frequency f with respect to a change in the power supply voltage Vcc obtained by measurement in the ring oscillator of the conventional example. The dependence of the oscillation frequency on the power supply voltage, in which the oscillation frequency f decreases as the power supply voltage Vcc decreases, clearly appears.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、上記従
来のリングオシレータにおいては、電源電圧Vccが低
下すると、第1キャパシタCAP1及び第2キャパシタ
CAP2の充電電流I1及びI2が小さくなるので、出
力信号OUTの発振周波数fが低下するという事情があ
った。リングオシレータは、例えば、チャージポンプ回
路を周期的に駆動して、昇圧電源等を発生させるのに使
用されているが、従来のリングオシレータを使用した場
合には、電源電圧が小さくなるとリングオシレータの発
振周波数も小さくなることから昇圧電源の電流能力も小
さくなるという事情があった。As described above, in the above-mentioned conventional ring oscillator, when the power supply voltage Vcc decreases, the charging currents I1 and I2 of the first capacitor CAP1 and the second capacitor CAP2 decrease. There has been a situation where the oscillation frequency f of the signal OUT decreases. A ring oscillator is used, for example, to periodically drive a charge pump circuit to generate a boost power supply or the like.However, when a conventional ring oscillator is used, when a power supply voltage decreases, the ring oscillator is used. There has been a situation in which the current capability of the step-up power supply also decreases because the oscillation frequency also decreases.
【0005】本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされ
たものであって、電源電圧が低電圧となった時の発振周
波数の低下を抑制し、発振周波数の電源電圧の変化に対
する変動を小さくしたリングオシレータを提供すること
を目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and suppresses a decrease in the oscillation frequency when the power supply voltage becomes low, thereby reducing the fluctuation of the oscillation frequency with respect to a change in the power supply voltage. The purpose of the present invention is to provide an improved ring oscillator.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のリングオシレータは、縦続接続され、最後
段のインバータ出力が最前段のインバータ入力に供給さ
れる奇数個のインバータと、一端が任意の段のインバー
タの出力に、他端が該インバータの次段の入力にそれぞ
れ接続される抵抗と、一端が第2電源に接続されるキャ
パシタと、一端が前記抵抗の他端に、他端が前記キャパ
シタの他端にそれぞれ接続され、前記第1電源の電圧が
定格値近傍にある場合に抵抗値が小さく、前記第1電源
の電圧の低下に伴って抵抗値が増大する可変抵抗とを備
えるものである。In order to solve the above-mentioned problems, a ring oscillator according to the present invention comprises an odd number of inverters connected in cascade, the output of the last inverter being supplied to the input of the front inverter, and one end. Is a resistor connected to the output of the inverter of an arbitrary stage, the other end is connected to the input of the next stage of the inverter, one end is connected to the capacitor connected to the second power supply, and one end is connected to the other end of the resistor. And a variable resistor whose ends are respectively connected to the other ends of the capacitors, the resistance value is small when the voltage of the first power supply is near the rated value, and the resistance value increases with the decrease in the voltage of the first power supply. It is provided with.
【0007】また、本発明のリングオシレータは、前記
可変抵抗は、第1の拡散層が前記抵抗の他端に、第2の
拡散層が前記キャパシタの他端にそれぞれ接続され、ゲ
ートが前記第1電源に接続されている第1導電型トラン
ジスタを備えるものである。Further, in the ring oscillator according to the present invention, in the variable resistor, the first diffusion layer is connected to the other end of the resistance, the second diffusion layer is connected to the other end of the capacitor, and the gate is connected to the second diffusion layer. It has a first conductivity type transistor connected to one power supply.
【0008】また、本発明のリングオシレータは、前記
可変抵抗は、第1の拡散層が前記抵抗の他端に、第2の
拡散層が前記キャパシタの他端にそれぞれ接続され、ゲ
ートが前記第2電源に接続されている第2導電型トラン
ジスタを備えるものである。Further, in the ring oscillator according to the present invention, in the variable resistor, the first diffusion layer is connected to the other end of the resistance, the second diffusion layer is connected to the other end of the capacitor, and the gate is connected to the second end of the capacitor. And a second conductivity type transistor connected to two power sources.
【0009】また、本発明のリングオシレータは、縦続
接続され、最後段のインバータ出力が最前段のインバー
タ入力に供給される奇数個のインバータと、一端が任意
の段のインバータの出力に、他端が該インバータの次段
の入力にそれぞれ接続される抵抗と、一端が第1電源に
接続される第1キャパシタと、一端が第2電源に接続さ
れる第2キャパシタと、一端が前記抵抗の他端に、他端
が前記第1キャパシタの他端にそれぞれ接続され、前記
第1電源の電圧が定格値近傍にある場合に抵抗値が小さ
く、前記第1電源の電圧の低下に伴って抵抗値が増大す
る第1可変抵抗と、一端が前記抵抗の他端に、他端が前
記第2キャパシタの他端にそれぞれ接続され、前記第1
電源の電圧が定格値近傍にある場合に抵抗値が小さく、
前記第1電源の電圧の低下に伴って抵抗値が増大する第
2可変抵抗とを備えるものである。Further, the ring oscillator of the present invention has an odd number of cascade-connected inverters whose last stage inverter output is supplied to the front stage inverter input, one end of which is connected to the output of the arbitrary stage inverter, and the other end of which is connected to the other end. , A resistor connected to the input of the next stage of the inverter, a first capacitor connected at one end to the first power supply, a second capacitor connected at one end to the second power supply, and a resistor connected at one end to the second power supply. The other end is connected to the other end of the first capacitor. When the voltage of the first power supply is near the rated value, the resistance value is small, and the resistance value decreases as the voltage of the first power supply decreases. And a first variable resistor having one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to the other end of the second capacitor.
When the power supply voltage is near the rated value, the resistance value is small,
A second variable resistor whose resistance value increases as the voltage of the first power supply decreases.
【0010】また、本発明のリングオシレータは、前記
第1可変抵抗は、第1の拡散層が前記抵抗の他端に、第
2の拡散層が前記第1キャパシタの他端にそれぞれ接続
され、ゲートが前記第1電源の電圧供給によりオン動作
する第1の第1導電型トランジスタを有し、前記第2可
変抵抗は、第2の拡散層が前記抵抗の他端に、第1の拡
散層が前記第2キャパシタの他端にそれぞれ接続され、
ゲートが前記第1電源に接続されている第2の第1導電
型トランジスタを備えるものである。In the ring oscillator according to the present invention, the first variable resistor is configured such that a first diffusion layer is connected to the other end of the resistor, and a second diffusion layer is connected to the other end of the first capacitor. A gate having a first first-conductivity-type transistor that is turned on by the supply of the voltage of the first power supply, wherein the second variable resistor has a second diffusion layer at the other end of the resistance, and a first diffusion layer Are respectively connected to the other ends of the second capacitors,
The semiconductor device includes a second first conductivity type transistor having a gate connected to the first power supply.
【0011】更に、本発明のリングオシレータは、前記
第1可変抵抗は、第1の拡散層が前記抵抗の他端に、第
2の拡散層が前記第1キャパシタの一端にそれぞれ接続
され、ゲートが前記第2電源に接続されている第1の第
2導電型トランジスタを有し、前記第2可変抵抗は、第
2の拡散層が前記抵抗の他端に、第1の拡散層が前記第
2キャパシタの一端にそれぞれ接続され、ゲートが前記
第2電源に接続されている第2の第2導電型トランジス
を備えるものである。Further, in the ring oscillator according to the present invention, the first variable resistor includes a first diffusion layer connected to the other end of the resistance, a second diffusion layer connected to one end of the first capacitor, and a gate. Has a first second conductivity type transistor connected to the second power supply, wherein the second variable resistor has a second diffusion layer at the other end of the resistance, and a first diffusion layer at the other end of the second variable resistance. A second second conductivity type transistor connected to one end of each of the two capacitors and having a gate connected to the second power supply.
【0012】本発明のリングオシレータでは、抵抗とキ
ャパシタ間に可変抵抗を接続した構成としている。第1
電源電圧が大きい(定格値近傍にある)場合には、該可
変抵抗の抵抗値は無視可能な程度に小さく、従来のリン
グオシレータと同様の動作を行う。また、第1電源電圧
が小さい場合には、キャパシタを充電する電流が小さく
なるが、第1電源電圧の低下に伴って可変抵抗の抵抗値
が増大するので、該抵抗成分による電圧降下が影響する
こととなり、抵抗及び可変抵抗の接続点における第1電
源電圧の低下に伴う立ち上がり若しくは立ち下がりの遅
れは、従来例のリングオシレータに比べて軽減され、結
果として第1電源電圧の低下に伴うリングオシレータの
発振周波数の低下が抑制され、発振周波数の電源電圧の
変化に対する変動を小さくすることができる。The ring oscillator of the present invention has a configuration in which a variable resistor is connected between a resistor and a capacitor. First
When the power supply voltage is high (close to the rated value), the resistance value of the variable resistor is negligibly small and performs the same operation as the conventional ring oscillator. When the first power supply voltage is small, the current for charging the capacitor is small. However, the resistance value of the variable resistor increases as the first power supply voltage decreases, so that the voltage drop due to the resistance component affects the variable resistance. That is, the rise or fall delay due to the decrease in the first power supply voltage at the connection point of the resistor and the variable resistor is reduced as compared with the conventional ring oscillator, and as a result, the ring oscillator associated with the decrease in the first power supply voltage Of the oscillation frequency is suppressed, and the fluctuation of the oscillation frequency with respect to the change of the power supply voltage can be reduced.
【0013】また、本発明のリングオシレータでは、抵
抗と第1キャパシタ間及び抵抗と第2キャパシタ間にそ
れぞれ第1可変抵抗及び第2可変抵抗を接続した構成と
している。第1電源電圧が大きい(定格値近傍にある)
場合には、第1可変抵抗及び第2可変抵抗の抵抗値は無
視可能な程度に小さく、従来のリングオシレータと同様
の動作を行う。また、第1電源電圧が小さい場合には、
第1キャパシタ及び第2キャパシタを充電する電流が小
さくなるが、第1電源電圧の低下に伴って第1可変抵抗
及び第2可変抵抗の抵抗値が増大するので、該抵抗成分
による電圧降下が影響することとなり、抵抗と第1可変
抵抗及び第2可変抵抗の接続点における第1電源電圧の
低下に伴う立ち上がり若しくは立ち下がりの遅れは、従
来例のリングオシレータに比べて軽減され、結果として
第1電源電圧の低下に伴うリングオシレータの発振周波
数の低下が抑制され、発振周波数の第1電源電圧の変化
に対する変動を小さくすることができる。In the ring oscillator according to the present invention, the first variable resistor and the second variable resistor are connected between the resistor and the first capacitor and between the resistor and the second capacitor, respectively. The first power supply voltage is large (it is near the rated value)
In this case, the resistance values of the first variable resistor and the second variable resistor are negligibly small, and the operation is the same as that of the conventional ring oscillator. When the first power supply voltage is small,
Although the current for charging the first capacitor and the second capacitor decreases, the resistance value of the first variable resistor and the second variable resistor increases with the decrease in the first power supply voltage. As a result, the rise or fall delay due to the decrease in the first power supply voltage at the connection point between the resistor and the first variable resistor and the second variable resistor is reduced as compared with the conventional ring oscillator. A decrease in the oscillation frequency of the ring oscillator due to a decrease in the power supply voltage is suppressed, and a variation in the oscillation frequency with respect to a change in the first power supply voltage can be reduced.
【0014】更に、本発明のリングオシレータでは、可
変抵抗、第1可変抵抗及び第2可変抵抗は、第1導電型
トランジスタのオン抵抗、或いは、第1導電型トランジ
スタのオン抵抗及び第2導電型トランジスタのオン抵抗
の合成抵抗とするのが望ましい。即ち、第1電源電圧が
大きい(定格値近傍にある)場合には、該オン抵抗の抵
抗値は無視可能な程度に小さく、また、第1電源電圧の
低下に伴って該オン抵抗の抵抗値が増大する特性を持
つ。尚、当該リングオシレータの出力をバランスのとれ
たデューティ比とするには、第1可変抵抗及び第2可変
抵抗を、第1導電型トランジスタのオン抵抗及び第2導
電型トランジスタのオン抵抗の合成抵抗とするのが望ま
しい。Further, in the ring oscillator according to the present invention, the variable resistor, the first variable resistor and the second variable resistor may be the on-resistance of the first conductivity type transistor or the on-resistance and the second conductivity type of the first conductivity type transistor. It is desirable to use a combined resistance of the on-resistance of the transistor. That is, when the first power supply voltage is high (near the rated value), the resistance value of the on-resistance is negligibly small, and when the first power supply voltage decreases, the resistance value of the on-resistance is reduced. Has the property of increasing. In order to set the output of the ring oscillator to a balanced duty ratio, the first variable resistor and the second variable resistor are formed by combining the on-resistance of the first conductivity type transistor and the on-resistance of the second conductivity type transistor. It is desirable that
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明のリングオシレータ
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。図1は本発明の一実施例に係るリングオシレータの
回路構成図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a ring oscillator according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a ring oscillator according to one embodiment of the present invention.
【0016】図1において、本実施例のリングオシレー
タは、縦続接続され、最後段のインバータIV2n+1
の出力が最前段のインバータIV1の入力に供給される
奇数(2n+1)個のインバータIV1〜IV2n+1
と、抵抗Rと、第1キャパシタCAP1と、第2キャパ
シタCAP2と、第1パストランジスタTr1及びTr
2と、第2パストランジスタTr3及びTr4と、最後
段のインバータIV2n+1の出力を入力して出力信号
OUTとして出力する出力ドライバとしてのインバータ
IVoとを備えて構成されている。尚、当該リングオシ
レータの発振周波数を例えば約10[MHz]程度とす
る場合、抵抗Rは5[kΩ]、第1キャパシタCAP1
及び第2キャパシタCAP2は数[pF]のものを使用
すればよい。In FIG. 1, the ring oscillator of this embodiment is cascaded, and the last inverter IV2n + 1 is connected.
(2n + 1) inverters IV1 to IV2n + 1 whose output is supplied to the input of the front-stage inverter IV1
, A resistor R, a first capacitor CAP1, a second capacitor CAP2, and first pass transistors Tr1 and Tr1.
2, the second pass transistors Tr3 and Tr4, and an inverter IVo as an output driver that receives the output of the last inverter IV2n + 1 and outputs the output signal OUT. When the oscillation frequency of the ring oscillator is, for example, about 10 [MHz], the resistance R is 5 [kΩ] and the first capacitor CAP1
The second capacitor CAP2 may have a value of several [pF].
【0017】抵抗Rの一端は第2段のインバータIV2
の出力に接続され、抵抗Rの他端は第3段のインバータ
IV3の入力に接続されている。また、第1パストラン
ジスタTr1及びTr2は、ソース電極が抵抗Rの他端
に、ドレイン電極が第1キャパシタCAP1の一端にそ
れぞれ接続され、ゲート電極への第2電源電圧GNDの
供給によりオン動作する第1PチャネルトランジスタT
r1と、ソース電極が抵抗Rの他端に、ドレイン電極が
第1キャパシタCAP1の一端にそれぞれ接続され、ゲ
ート電極への第1電源電圧Vccの供給によりオン動作
する第1NチャネルトランジスタTr2とを備えた構成
である。One end of the resistor R is connected to a second-stage inverter IV2.
The other end of the resistor R is connected to the input of the third-stage inverter IV3. The first pass transistors Tr1 and Tr2 have their source electrodes connected to the other end of the resistor R and their drain electrodes connected to one end of the first capacitor CAP1, respectively, and are turned on by supplying the second power supply voltage GND to the gate electrodes. First P-channel transistor T
r1 and a first N-channel transistor Tr2 whose source electrode is connected to the other end of the resistor R, whose drain electrode is connected to one end of the first capacitor CAP1, and which is turned on by supplying the first power supply voltage Vcc to the gate electrode. Configuration.
【0018】また、第2パストランジスタTr3及びT
r4は、ドレイン電極が抵抗Rの他端に、ソース電極が
第2キャパシタCAP2の一端にそれぞれ接続され、ゲ
ート電極への第2電源電圧GNDの供給によりオン動作
する第2PチャネルトランジスタTr3と、ドレイン電
極が抵抗Rの他端に、ソース電極が第2キャパシタCA
P2の一端にそれぞれ接続され、ゲート電極への第1電
源電圧Vccの供給によりオン動作する第2Nチャネル
トランジスタTr4とを備えた構成である。The second pass transistors Tr3 and T3
r4 is a second P-channel transistor Tr3 whose drain electrode is connected to the other end of the resistor R, whose source electrode is connected to one end of the second capacitor CAP2, and which is turned on by the supply of the second power supply voltage GND to the gate electrode; The electrode is at the other end of the resistor R, and the source electrode is at the second capacitor CA.
A second N-channel transistor Tr4 is connected to one end of P2 and is turned on by the supply of the first power supply voltage Vcc to the gate electrode.
【0019】次に、本実施例のリングオシレータの動作
について説明する。図2は、本実施例のリングオシレー
タの抵抗R、第1キャパシタCAP1、第2キャパシタ
CAP2、第1パストランジスタTr1及びTr2、並
びに、第2パストランジスタTr3及びTr4の回路部
分の動作説明図であり、図2(a)は第1電源電圧Vc
cが大きい(定格値近傍にある)場合、図2(b)は第
1電源電圧Vccが小さい場合の説明図である。Next, the operation of the ring oscillator of this embodiment will be described. FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the circuit portion of the resistor R, the first capacitor CAP1, the second capacitor CAP2, the first pass transistors Tr1 and Tr2, and the second pass transistors Tr3 and Tr4 of the ring oscillator of the present embodiment. FIG. 2A shows the first power supply voltage Vc.
FIG. 2B is an explanatory diagram when the first power supply voltage Vcc is small when c is large (close to the rated value).
【0020】先ず、図2(a)を参照して、第1電源電
圧Vccが大きい(定格値近傍にある)場合の動作につ
いて説明する。この場合、第1パストランジスタTr1
及びTr2、並びに、第2パストランジスタTr3及び
Tr4のオン動作は十分に行われるので、オン抵抗成分
による電圧降下は第1電源電圧Vccに対して無視で
き、検討している回路部分は、同図の右側に示した回路
と等価である。即ち、第1電源電圧Vccが大きい場合
には、本実施例のリングオシレータの動作は、従来例の
リングオシレータ(図4)と同じである。First, the operation when the first power supply voltage Vcc is high (close to the rated value) will be described with reference to FIG. In this case, the first pass transistor Tr1
And Tr2 and the second pass transistors Tr3 and Tr4 are sufficiently turned on, so that the voltage drop due to the on-resistance component can be ignored with respect to the first power supply voltage Vcc. Is equivalent to the circuit shown on the right side of FIG. That is, when the first power supply voltage Vcc is large, the operation of the ring oscillator of the present embodiment is the same as that of the conventional ring oscillator (FIG. 4).
【0021】次に、図2(b)を参照して、第1電源電
圧Vccが小さい場合の動作について説明する。この場
合、この場合、第1パストランジスタTr1及びTr
2、並びに、第2パストランジスタTr3及びTr4の
オン抵抗成分による電圧降下は、第1電源電圧Vccの
低下に伴って増大し、小さい第1電源電圧Vccに対し
て無視できなくなり、検討している回路部分は、同図の
右側に示した等価回路となる。即ち、抵抗Rの他端及び
第3段のインバータIV3の入力の接続点であるノード
Nと第1キャパシタCAP1の一端との間に第1パスト
ランジスタTr1及びTr2のオン抵抗成分Ron1
が、ノードNと第2キャパシタCAP2の一端との間に
第2パストランジスタTr3及びTr4のオン抵抗成分
Ron2が、それぞれ等価的に接続されることとなる。Next, the operation when the first power supply voltage Vcc is small will be described with reference to FIG. In this case, in this case, the first pass transistors Tr1 and Tr1
2, and the voltage drop due to the on-resistance component of the second pass transistors Tr3 and Tr4 increases with the decrease of the first power supply voltage Vcc, and cannot be ignored for a small first power supply voltage Vcc. The circuit portion is the equivalent circuit shown on the right side of FIG. That is, the on-resistance components Ron1 of the first pass transistors Tr1 and Tr2 are connected between the node N, which is the connection point between the other end of the resistor R and the input of the third-stage inverter IV3, and one end of the first capacitor CAP1.
However, the on-resistance components Ron2 of the second pass transistors Tr3 and Tr4 are equivalently connected between the node N and one end of the second capacitor CAP2.
【0022】つまり、第1電源電圧Vccが小さい場合
には、第1キャパシタCAP1及び第2キャパシタCA
P2を充電する電流が小さくなるが、第1電源電圧Vc
cの低下に伴って増大する第1パストランジスタTr1
及びTr2、並びに、第2パストランジスタTr3及び
Tr4のオン抵抗成分による電圧降下が影響するので、
ノードNの電位における第1電源電圧Vccの低下に伴
う立ち上がり若しくは立ち下がりの遅れは、従来例のリ
ングオシレータに比べて軽減されることとなる。即ち、
第1電源電圧Vccの低下に伴うリングオシレータの発
振周波数の低下は、従来例に比べて軽減されることにな
る。That is, when the first power supply voltage Vcc is small, the first capacitor CAP1 and the second capacitor CA
Although the current for charging P2 decreases, the first power supply voltage Vc
The first pass transistor Tr1 increases as c decreases
And Tr2, and the voltage drop due to the on-resistance components of the second pass transistors Tr3 and Tr4,
The delay of the rise or fall due to the decrease of the first power supply voltage Vcc at the potential of the node N is reduced as compared with the conventional ring oscillator. That is,
The decrease in the oscillation frequency of the ring oscillator due to the decrease in the first power supply voltage Vcc is reduced as compared with the conventional example.
【0023】以上説明したように、本実施例のリングオ
シレータでは、抵抗Rと第1パストランジスタTr1,
Tr2及び第2パストランジスタTr3,Tr4の接続
点Nにおける第1電源電圧Vccの低下に伴う立ち上が
り若しくは立ち下がりの遅れは、従来例のリングオシレ
ータに比べて軽減され、結果として、第1電源電圧Vc
cの低下に伴うリングオシレータの発振周波数の低下を
抑制することができ、発振周波数の第1電源電圧Vcc
の変化に対する変動を小さくすることができる。As described above, in the ring oscillator of the present embodiment, the resistor R and the first pass transistor Tr1,
The delay of the rise or fall due to the decrease of the first power supply voltage Vcc at the connection point N between Tr2 and the second pass transistors Tr3 and Tr4 is reduced as compared with the conventional ring oscillator, and as a result, the first power supply voltage Vc
c can be suppressed from lowering the oscillation frequency of the ring oscillator due to the lowering of the first power supply voltage Vcc of the oscillation frequency.
Can be reduced.
【0024】リングオシレータは、例えば、チャージポ
ンプ回路を周期的に駆動して、昇圧電源等を発生させる
のに使用されているが、従来のリングオシレータを使用
した場合には、電源電圧が小さくなるとリングオシレー
タの発振周波数も小さくなることから昇圧電源の電流能
力も小さくなっていた。しかしながら、本実施例のリン
グオシレータを使用すれば、電源電圧が小さくなっても
発振周波数の低下を軽減できるので、低電源電圧での昇
圧電源の電流能力の低下を低減できることとなる。尚、
昇圧電源の電流能力低下が軽減できることにより、電流
能力確保のためのキャパシタ面積の増大、即ち、昇圧回
路面積の増大を抑制することができる。The ring oscillator is used, for example, to periodically drive a charge pump circuit to generate a boosted power supply or the like. However, when a conventional ring oscillator is used, the power supply voltage becomes smaller. Since the oscillation frequency of the ring oscillator has also been reduced, the current capability of the step-up power supply has also been reduced. However, if the ring oscillator of the present embodiment is used, a decrease in the oscillation frequency can be reduced even when the power supply voltage is reduced, so that a reduction in the current capability of the boosted power supply at a low power supply voltage can be reduced. still,
Since the reduction in the current capability of the boost power supply can be reduced, an increase in the capacitor area for securing the current capability, that is, an increase in the boost circuit area can be suppressed.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のリングオ
シレータによれば、電源電圧が低電圧となった時の発振
周波数の低下を抑制し、発振周波数の電源電圧の変化に
対する変動を小さくすることができる。As described above, according to the ring oscillator of the present invention, the decrease in the oscillation frequency when the power supply voltage becomes low is suppressed, and the fluctuation of the oscillation frequency with respect to the change in the power supply voltage is reduced. be able to.
【図1】本発明の一実施例に係るリングオシレータの回
路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a ring oscillator according to one embodiment of the present invention.
【図2】実施例のリングオシレータの抵抗、第1キャパ
シタ、第2キャパシタ、第1パストランジスタ及び第2
パストランジスタの回路部分の動作説明図であり、図2
(a)は第1電源電圧が大きい(定格値近傍にある)場
合、図2(b)は第1電源電圧が小さい場合の説明図で
ある。FIG. 2 illustrates a resistance, a first capacitor, a second capacitor, a first pass transistor, and a second capacitor of the ring oscillator according to the embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the circuit portion of the pass transistor, and FIG.
2A is an explanatory diagram when the first power supply voltage is high (it is near the rated value), and FIG. 2B is an explanatory diagram when the first power supply voltage is low.
【図3】本発明のリングオシレータにおける発振周波数
の電源電圧依存性を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the power supply voltage dependence of the oscillation frequency in the ring oscillator of the present invention.
【図4】従来のリングオシレータの回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a conventional ring oscillator.
【図5】従来例のリングオシレータにおける発振周波数
の電源電圧依存性を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the power supply voltage dependence of the oscillation frequency in a conventional ring oscillator.
IV1〜IV2n+1,IVo…インバータ、R…抵
抗、CAP1…第1キャパシタ、CAP2…第2キャパ
シタ、Tr1,Tr2…第1パストランジスタ、Tr
3,Tr4…第2パストランジスタ、Tr1…第1Pチ
ャネルトランジスタ、Tr2…第1Nチャネルトランジ
スタ、Tr3…第2Pチャネルトランジスタ、Tr4…
第1Nチャネルトランジスタ、Vcc…第1電源電圧、
GND…第2電源電圧(接地電位)、N…ノード、Ro
n1,Ron2…オン抵抗,OUT…出力信号。IV1 to IV2n + 1, IVo: inverter, R: resistor, CAP1: first capacitor, CAP2: second capacitor, Tr1, Tr2: first pass transistor, Tr
3, Tr4: second pass transistor, Tr1: first P-channel transistor, Tr2: first N-channel transistor, Tr3: second P-channel transistor, Tr4 ...
First N-channel transistor, Vcc ... first power supply voltage,
GND: second power supply voltage (ground potential), N: node, Ro
n1, Ron2: ON resistance, OUT: Output signal.
Claims (6)
が最前段のインバータ入力に供給される奇数個のインバ
ータと、 一端が任意の段のインバータの出力に、他端が該インバ
ータの次段の入力にそれぞれ接続される抵抗と、 一端が第2電源に接続されるキャパシタと、 一端が前記抵抗の他端に、他端が前記キャパシタの他端
にそれぞれ接続され、前記第1電源の電圧が定格値近傍
にある場合に抵抗値が小さく、前記第1電源の電圧の低
下に伴って抵抗値が増大する可変抵抗とを有するリング
オシレータ。1. An odd number of inverters which are cascaded and the last inverter output is supplied to the first inverter input, one end of which is the output of an arbitrary stage inverter, and the other end of which is the next stage of the inverter. A resistor connected to the input, a capacitor connected at one end to the second power supply, one end connected to the other end of the resistor, the other end connected to the other end of the capacitor, and a voltage of the first power supply A variable resistor having a resistance value which is small when the value is near the rated value, and whose resistance value increases as the voltage of the first power supply decreases.
抗の他端に、第2の拡散層が前記キャパシタの他端にそ
れぞれ接続され、ゲートが前記第1電源に接続されてい
る第1導電型トランジスタを有する請求項1記載のリン
グオシレータ。2. The variable resistor, wherein a first diffusion layer is connected to the other end of the resistor, a second diffusion layer is connected to the other end of the capacitor, and a gate is connected to the first power supply. 2. The ring oscillator according to claim 1, further comprising a first conductivity type transistor.
抗の他端に、第2の拡散層が前記キャパシタの他端にそ
れぞれ接続され、ゲートが前記第2電源に接続されてい
る第2導電型トランジスタを有する請求項2記載のリン
グオシレータ。3. The variable resistor has a first diffusion layer connected to the other end of the resistor, a second diffusion layer connected to the other end of the capacitor, and a gate connected to the second power supply. 3. The ring oscillator according to claim 2, further comprising a second conductivity type transistor.
が最前段のインバータ入力に供給される奇数個のインバ
ータと、 一端が任意の段のインバータの出力に、他端が該インバ
ータの次段の入力にそれぞれ接続される抵抗と、 一端が第1電源に接続される第1キャパシタと、 一端が第2電源に接続される第2キャパシタと、 一端が前記抵抗の他端に、他端が前記第1キャパシタの
他端にそれぞれ接続され、前記第1電源の電圧が定格値
近傍にある場合に抵抗値が小さく、前記第1電源の電圧
の低下に伴って抵抗値が増大する第1可変抵抗と、 一端が前記抵抗の他端に、他端が前記第2キャパシタの
他端にそれぞれ接続され、前記第1電源の電圧が定格値
近傍にある場合に抵抗値が小さく、前記第1電源の電圧
の低下に伴って抵抗値が増大する第2可変抵抗とを有す
るリングオシレータ。4. An odd number of inverters which are cascade-connected and the output of the last stage inverter is supplied to the input of the front stage inverter; one end is connected to the output of the arbitrary stage inverter, and the other end is connected to the next stage of the inverter. A resistor connected to the input, a first capacitor connected to the first power supply at one end; a second capacitor connected at one end to the second power supply; one end connected to the other end of the resistor; A first variable resistor connected to the other end of the first capacitor, the resistance value being small when the voltage of the first power supply is near the rated value, and the resistance value increasing as the voltage of the first power supply decreases And one end is connected to the other end of the resistor, and the other end is connected to the other end of the second capacitor. When the voltage of the first power supply is near the rated value, the resistance is small, The resistance value increases as the voltage decreases Ring oscillator and a second variable resistor.
記抵抗の他端に、第2の拡散層が前記第1キャパシタの
他端にそれぞれ接続され、ゲートが前記第1電源に接続
されている第1の第1導電型トランジスタを有し、 前記第2可変抵抗は、第2の拡散層が前記抵抗の他端
に、第1の拡散層が前記第2キャパシタの他端にそれぞ
れ接続され、ゲートが前記第1電源に接続されている第
2の第1導電型トランジスタを有する請求項4記載のリ
ングオシレータ。5. The first variable resistor has a first diffusion layer connected to the other end of the resistance, a second diffusion layer connected to the other end of the first capacitor, and a gate connected to the first power supply. A first transistor of a first conductivity type connected to the second variable resistor, wherein a second diffusion layer is provided at the other end of the resistor, and a first diffusion layer is provided at the other end of the second capacitor. 5. The ring oscillator according to claim 4, further comprising a second transistor of a first conductivity type connected to each other and having a gate connected to said first power supply.
記抵抗の他端に、第2の拡散層が前記第1キャパシタの
一端にそれぞれ接続され、ゲートが前記第2電源に接続
されている第1の第2導電型トランジスタを有し、 前記第2可変抵抗は、第2の拡散層が前記抵抗の他端
に、第1の拡散層が前記第2キャパシタの一端にそれぞ
れ接続され、ゲートが前記第2電源に接続されている第
2の第2導電型トランジスタを有する請求項5記載のリ
ングオシレータ。6. The first variable resistor, wherein a first diffusion layer is connected to the other end of the resistance, a second diffusion layer is connected to one end of the first capacitor, and a gate is connected to the second power supply. Wherein the second variable resistor has a second diffusion layer connected to the other end of the resistor, and a first diffusion layer connected to one end of the second capacitor. The ring oscillator according to claim 5, further comprising a second second conductivity type transistor having a gate connected to said second power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078372A JPH10276068A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ring oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078372A JPH10276068A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ring oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10276068A true JPH10276068A (en) | 1998-10-13 |
Family
ID=13660191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9078372A Pending JPH10276068A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ring oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10276068A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1163723A4 (en) * | 1999-03-19 | 2002-06-19 | Credence Systems Corp | Delay stabilization system for an integrated circuit |
| CN102064804A (en) * | 2010-11-16 | 2011-05-18 | 天津大学 | On-chip clock generator circuit |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9078372A patent/JPH10276068A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1163723A4 (en) * | 1999-03-19 | 2002-06-19 | Credence Systems Corp | Delay stabilization system for an integrated circuit |
| CN102064804A (en) * | 2010-11-16 | 2011-05-18 | 天津大学 | On-chip clock generator circuit |
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