JPH1041790A - 電圧制御発振回路 - Google Patents

電圧制御発振回路

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JPH1041790A
JPH1041790A JP9090350A JP9035097A JPH1041790A JP H1041790 A JPH1041790 A JP H1041790A JP 9090350 A JP9090350 A JP 9090350A JP 9035097 A JP9035097 A JP 9035097A JP H1041790 A JPH1041790 A JP H1041790A
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JP
Japan
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mos transistor
control voltage
voltage
gate
inverter
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Pending
Application number
JP9090350A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Kiyose
雅司 清瀬
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧制御発振回路の発振周波数帯域を容易に
変更できるようにする。 【解決手段】 奇数段接続されるインバータ1の接地側
及び電源側にNチャンネル型及びPチャンネル型MOS
トランジスタ2、3がそれぞれ接続される。抵抗素子2
1及びMOSトランジスタ22、23により分圧される
電源電圧を第1の制御電圧VC1として発振回路10のM
OSトランジスタ2に供給する。第1の制御電圧VC1を
インバータ構成のMOSトランジスタ24、26を介し
て取り出し、この出力側にゲートがドレインに接続され
たMOSトランジスタ25を介して電力を供給する。こ
の供給点から第2の制御電圧VC2を取り出して発振回路
10のMOSトランジスタ3に供給する。抵抗素子21
の抵抗値を変更することにより、発振回路10の発振周
波数帯域を変更できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相ロックループ
等に用いられる電圧制御発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一定周期の基準クロックに対して正確な
周波数追尾を行う位相ロックループにおいては、制御電
圧に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振回路と、
この発振回路の発振するクロックを基準クロックと位相
比較する位相比較回路と、位相比較出力を制御電圧とし
て電圧制御発振回路に与えるフィルタとで閉ループが構
成される。このような位相ロックループに用いられるリ
ングオシレータ型の電圧制御発振回路を図2に示す。
【0003】入力に対して反転出力が得られる論理ゲー
トとして、例えばインバータ1が奇数段接続され、最終
段のインバータ1の出力が初段のインバータ1の入力に
帰還されてリングオシレータが構成される。そして、各
インバータ1の接地側には、Nチャンネル型のMOSト
ランジスタ2がそれぞれ直列に接続され、各MOSトラ
ンジスタ2のゲートに発振周波数を決定する制御電圧V
Cが与えられる。従って、各インバータ1に接続された
MOSトランジスタ2のオン抵抗値が制御電圧VCに応
じて変化すると、各インバータ1の遅延量が変化し、こ
のインバータ1の遅延量に比例して自己発振の周期が変
化する。例えば、制御電圧VCを高くすると、各MOS
トランジスタ2のオン抵抗値が低くなり、各インバータ
1に流れる電流が増大して遅延量が小さくなるため、自
己発振の周期が短くなり、発振周波数は高くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の電圧制御発振器
においては、各インバータ1の遅延量によって自己発信
周波数が決定される。そして、MOSトランジスタ2の
抵抗値を制御電圧VCに応じて変化させることにより、
各インバータ1の遅延量、即ち、発振回路の自己発信周
波数を変化させるように構成される。
【0005】しかしながら、オン状態とオフ状態との中
間で動作させているMOSトランジスタ2では、制御電
圧VCによる抵抗値の制御範囲が制限されるため、発振
回路の自己発信周波数を広い範囲で変化させることが困
難である。特に、温度変化による発信周波数の変動を補
償する温度補償機能を付加するような場合、制御電圧を
温度補償回路から供給するようにするため、温度補償回
路の特性上、発振周波数を変化させることのできる範囲
は、さらに制限されることになる。
【0006】そこで本発明は、温度変化による発振周波
数の変動を減少させつつ、自己発信周波数の帯域を容易
に変更できる電圧制御発振回路の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたもので、その特徴とするところ
は、奇数段のCMOSインバータが直列に接続され、最
終段のインバータの出力が初段のインバータの入力に帰
還されると共に、上記インバータの電源側及び接地側に
MOSトランジスタがそれぞれ直列に接続される発信回
路と、上記各論理ゲートの電源側及び接地側に直列に接
続される上記MOSトランジスタの一方のゲートに第1
の制御電圧を与え、他方のゲートに第2の制御電圧を与
えて、発信周波数を制御すると同時に、温度変化による
発信周波数の変動を補償する制御回路と、を備え、上記
制御回路は、ゲートがドレインに接続される第一のMO
Sトランジスタとゲートに発信周波数制御用の可変電圧
が印可される第2のMOSトランジスタと抵抗値の変化
に応じて上記発信回路の発信周波数の帯域を変更する抵
抗とが電源接地間に直列に接続され、上記第1及び第2
のMOSトランジスタの接続点から上記発信回路に対し
て第1の制御電圧を供給し、その接続点に電源接地間に
直列に接続されるPチャンネル型及びNチャンネル型を
有する第2及び第3のMOSトランジスタのゲートがそ
れぞれ接続され、上記第2及び第3のMOSトランジス
タの接続点に第4のMOSトランジスタのゲート及びド
レインが接続されると共に、第4のMOSトランジスタ
のドレイン側から上記第2の制御電圧を供給することに
ある。
【0008】本発明によれば、奇数段接続される論理ゲ
ートの電源側あるいは接地側に接続されるMOSトラン
ジスタを周辺温度の上昇に伴ないオンする方向に制御電
圧及び補償電圧が変化する。この制御電圧及び補償電圧
は、補償回路において電源電圧を分圧する抵抗の抵抗値
により決定されるため、この抵抗の抵抗値を変化させる
ことにより、発振回路の発振周波数帯域を変化させるこ
とができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の電圧制御発振回
路の構成を示す回路図である。この図において、奇数段
接続されるインバータ1及びその接地側に接続されるN
チャンネル型MOSトランジスタ2は、図2と同一であ
る。本発明の電圧制御発振回路は、発振回路10及び制
御回路20より構成される。
【0010】発振回路10を構成する奇数段のインバー
タ1の各電源側には、Pチャンネル型のMOSトランジ
スタ3がそれぞれ直列に接続される。各インバータ1の
接地側に接続されるMOSトランジスタ2のゲートに
は、補償回路20から出力される第1の制御電圧VC1が
印加される。また、各インバータ1の電源側に接続され
るMOSトランジスタ3のゲートには、補償回路20か
ら出力される第2の制御電圧VC2が印加される。
【0011】補償回路20は、抵抗素子21、第1乃至
第3のPチャンネル型MOSトランジスタ22、24、
25、第1及び第2のNチャンネル型MOSトランジス
タ23、26より構成される。抵抗素子21、第1のP
チャンネル型MOSトランジスタ22及び第1のNチャ
ンネル型MOSトランジスタ23が電源接地間に直列に
接続される。第1のPチャンネル型MOSトランジスタ
22のゲートには、発信周波数制御用の基準の制御電圧
VCが印加される。また、第1のNチャンネル型MOS
トランジスタ23のゲートは、そのドレイン側に接続さ
れ、その接続点から電源電圧の分圧電圧が取り出され
る。この分圧電圧が、第1の制御電圧VC1として発振回
路10に供給される。このとき、抵抗素子21について
は、その抵抗値を変更することにより、制御電圧VCの
変化による分圧電圧の変化以上に、分圧電圧(第1の制
御電圧VC1)を変更できるように構成される。
【0012】第2のPチャンネル型MOSトランジスタ
24及び第2のNチャンネル型MOSトランジスタ26
が電源接地間に直列に接続され、それぞれのゲートが共
通に接続されてインバータを構成する。これら第2のP
チャンネル型MOSトランジスタ24及び第2のNチャ
ンネル型MOSトランジスタ26のゲートには、第1の
Nチャンネル型MOSトランジスタ23のドレイン側か
ら取り出される分圧電圧が印加さる。さらに、第3のP
チャンネル型MOSトランジスタ25は、ゲートがドレ
インに接続され、第2のPチャンネル型MOSトランジ
スタ24と第2のNチャンネル型MOSトランジスタ2
6との接続点と電源との間に接続される。そして、第2
のPチャンネル型MOSトランジスタ24と第2のNチ
ャンネル型MOSトランジスタ26との接続点から取り
出される電圧が、第2の制御電圧VC2として発振回路1
0に供給される。
【0013】制御回路20から出力される第1及び第2
の制御電圧VC1、VC2は、制御電圧VCに従って変動す
ると共に、抵抗素子21の抵抗値の変更によって広い幅
で変化する。さらに、第1及び第2の制御電圧VC1、V
C2は、温度変化によっても小さい幅で変動する。即ち、
抵抗素子21の抵抗値を変更することにより、制御電圧
VCに応じてMOSトランジスタ22のオン抵抗値が変
化すること以上に第1の制御電圧VC1が変化するように
なる。そして、この第1の制御電圧VC1を受けて出力さ
れる第2の制御電圧VC2についても、第1の制御電圧V
C1と同様に、制御電圧VCに応じてMOSトランジスタ
22のオン抵抗値が変化すること以上に変化するように
なる。第1及び第2の制御電圧VC1、VC2の変化の方向
は、互いに逆の方向となることから、発振回路10の自
己発振周波数の帯域を変更することができる。
【0014】尚、第1及び第2の制御電圧VC1、VC2に
ついては、温度変化による発信周波数の変動を補償する
補償機能も有している。即ち、温度変化によってMOS
トランジスタ23の相互コンダクタンスが変化するた
め、MOSトランジスタ23のドレイン側の電位は、制
御電圧VCの変化に従うと共に温度変化による補償分が
加えられることになる。例えば、温度が上昇した場合、
MOSトランジスタ23の相互コンダクタンスが低下し
てMOSトランジスタ23のドレイン側の電位、即ち制
御電圧VC1が高くなると共に、MOSトランジスタ24
のオン抵抗値が高くなり、MOSトランジスタ26のオ
ン抵抗値が低くなって制御電圧VC2が低くなるため、各
MOSトランジスタ2、3のオン抵抗値が小さくなって
各インバータ1に流れる電流が増大する。従って、温度
の上昇によって各インバータ1のMOSトランジスタの
相互コンダクタンスが低下しても、インバータ1に流れ
る電流が増大することでインバータ1自体の遅延量は一
定に維持される。
【0015】以上の構成によれば、発振回路10の自己
発信周波数の帯域を制御回路20の抵抗素子の抵抗値を
変更することで容易に変更できるようになる。さらに
は、インバータ1を構成するMOSトランジスタの相互
コンダクタンスが温度の上昇によって低下しても、各イ
ンバータ1に電流が流れ易くなることから、インバータ
1の遅延量の増大が防止され、発振周波数が一定に維持
される。
【0016】尚、本実施例においては、インバータ1の
電源側に接続されるMOSトランジスタ3の第2の制御
電圧VC1を与える場合を例示したが、このMOSトラン
ジスタ3のゲートに電源電圧が分圧された第1の制御電
圧V1Cを与え、接地側に接続されるMOSトランジスタ
2のゲートに第2の制御電圧VC2を与えるように構成す
ることも可能である。その場合には、各トランジスタの
極性を反転させ、電源側と接地側とを変転させるように
して回路を構成すればよい。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、自己発振周波数の帯域
を容易に変更することができ、回路の利用範囲を拡大す
ることができる。また、温度変化により発振周波数が変
動するのを補償することができ、温度変化に対して安定
した発振を得ることができる。従って、電圧制御発振回
路を用いる位相ロックループにおいては、発振周波数の
変動の減少により回路動作が安定化され、信頼性が向上
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電圧制御発振回路の構成を示す回路図
である。
【図2】従来の電圧制御発振回路の構成を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
1 インバータ 2 Nチャンネル型MOSトランジスタ 3 Pチャンネル型MOSトランジスタ 10 発振回路 20 制御回路 VC1 第1の制御電圧 VC2 第2の制御電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 奇数段のCMOSインバータが直列に接
    続され、最終段のインバータの出力が初段のインバータ
    の入力に帰還されると共に、上記インバータの電源側及
    び接地側にMOSトランジスタがそれぞれ直列に接続さ
    れる発信回路と、上記各論理ゲートの電源側及び接地側
    に直列に接続される上記MOSトランジスタの一方のゲ
    ートに第1の制御電圧を与え、他方のゲートに第2の制
    御電圧を与えて、発信周波数を制御すると同時に、温度
    変化による発信周波数の変動を補償する制御回路と、を
    備え、上記制御回路は、ゲートがドレインに接続される
    第一のMOSトランジスタとゲートに発信周波数制御用
    の可変電圧が印可される第2のMOSトランジスタと抵
    抗値の変化に応じて上記発信回路の発信周波数の帯域を
    変更する抵抗とが電源接地間に直列に接続され、上記第
    1及び第2のMOSトランジスタの接続点から上記発信
    回路に対して第1の制御電圧を供給し、その接続点に電
    源接地間に直列に接続されるPチャンネル型及びNチャ
    ンネル型を有する第2及び第3のMOSトランジスタの
    ゲートがそれぞれ接続され、上記第2及び第3のMOS
    トランジスタの接続点に第4のMOSトランジスタのゲ
    ート及びドレインが接続されると共に、第4のMOSト
    ランジスタのドレイン側から上記第2の制御電圧を供給
    することを特徴とする電圧制御発振回路。
JP9090350A 1997-03-24 1997-03-24 電圧制御発振回路 Pending JPH1041790A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006270945A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びそれを用いた電子機器
TWI400886B (zh) * 2005-02-28 2013-07-01 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置和使用該半導體裝置的電子設備

Cited By (3)

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