JPH1127107A - 電圧制御型発振回路 - Google Patents
電圧制御型発振回路Info
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Abstract
電圧制御型発振回路に関し、電源投入時やPLL発振器
の使用時に入力電圧が0Vまたは電源電圧のレベルにな
った場合でも、発振が維持されるようにすることを目的
とする。 【解決手段】 入力信号に対して出力信号が反転される
奇数個のインバータ等の反転回路部を直列に接続し、奇
数個の反転回路部の最終段の出力側を初段の入力側に接
続することによって発振を生じさせ、外部の電圧に従っ
て発振周波数を変化させる複数の可変抵抗回路部等の発
振周波数可変制御部を、隣接する反転回路部間にそれぞ
れ挿入し、固定された抵抗値を有する複数の固定抵抗回
路部を複数の周波数可変制御部にそれぞれ並列に接続す
るように構成するか、または、デプレッション型もしく
はショートチャネル型のトランジスタにより可変抵抗回
路部および固定抵抗回路部の機能を兼用させるように構
成する。
Description
圧に従って発振周波数が制御される電圧制御型発振回路
に関する.このようなタイプの電圧制御型発振回路を含
む電圧制御型発振器は、アナログPLL発振器(Phase
Locked Loop Oscillator:位相制御式発振器)のクロッ
ク発振器として広く使用されている。
周波数の逓倍やLSI内部のクロックのスキュー(Ske
w)調整等を行う機能を有しており、近年のLSI(Lar
ge-scale Integrated Circuit)の高速化および大規模
化を実現させるために必須の回路(マクロ)を提供する
ようになりつつある。本発明は、上記のアナログPLL
発振器を構成する電圧制御型発振回路において、入力電
圧のレベルに関係なく発振が安定に行えるようにするた
めの一方策について言及するものである。
例を示す回路図である。ただし、図8では、電圧制御型
発振回路の従来例として、3個のインバータを直列に接
続して構成したリング発振回路を代表して示す。図8に
示す従来の電圧制御型発振回路400においては、入力
信号に対して出力信号が反転される反転回路部の機能を
有する3個のインバータ、すなわち、第1〜第3のイン
バータ100−1〜100−3が直列に接続されてい
る。ここで、3段目のインバータ100−3の出力端子
OUTを初段のインバータ100−1の入力端子INに
接続し、3段目のインバータの出力信号を初段のインバ
ータの入力側にフィードバックすることによって発振が
生じるようなリング発振回路が構成される。
回路による発振の発振周波数を変化させる周波数可変制
御部の機能を有する第1〜第3のトランスファゲート2
00−1〜200−3が、リング発振回路内で隣接する
インバータ間(3段目のインバータと初段のインバータ
との間も含む)にそれぞれ挿入されている。これらの第
1〜第3のトランスファゲート200−1〜200−3
の各々では、p−MOS型トランジスタ(pチャネルタ
イプMOS型トランジスタ)およびn−MOS型トラン
ジスタ(nチャネルタイプMOS型トランジスタ)が並
列に接続されている。外部から2つの制御電圧端子を介
してp−MOS型トランジスタゲートおよびn−MOS
型トランジスタのゲートへ、2種類のアナログの制御電
圧Dc およびXDc (制御電圧Dc とXDc は互いに反
転の関係にある)をそれぞれ供給することにより、リン
グ発振回路の発振周波数を変えることが可能になる。す
なわち、p−MOS型トランジスタゲートおよびn−M
OS型トランジスタにそれぞれ印加される制御電圧Dc
およびXDc に従って第1〜第3のトランスファゲート
200−1〜200−3のインピーダンスを変化させ、
第1〜第3のインバータ100−1〜100−3の入力
側に等価の可変抵抗Rc1、Rc2およびRc3をそれぞれ接
続した場合と同じ状態を実現することにより、リング発
振回路の発振周波数を可変にしている。
圧制御型発振回路の従来例においては、電源投入時やP
LL発振器の使用時に、リファレンスクロック(基準ク
ロック)が長時間停止した場合等で発振回路内の反転回
路部の入力電圧が0Vの状態、または電源電圧まで上昇
する状態になったときは、反転回路部間に挿入された第
1〜第3のトランスファゲート200−1〜200−3
の各々のインピーダンスが高インピーダンスの状態にな
ることがある。さらに詳しく説明すると、各トランスフ
ァゲートのp−MOS型トランジスタゲートおよびn−
MOS型トランジスタにそれぞれ印加される制御電圧D
c のレベルが電源電圧、およびXDc のレベルが0V近
くになったときには、後述の図6のグラフに示すよう
に、上記の各トランスファゲートにより生ずる等価の可
変抵抗Rc1、Rc2およびRc3の抵抗値が大幅に増大(例
えばGΩ(ギガオーム:109 オーム)のオーダにまで
増大)する。
ンピーダンスの状態になっている場合、従来の電圧制御
型発振回路内の各ノード♯1、♯2および♯3(図8参
照)の電圧の時間変化を示す図9のグラフを参照すれば
明らかなように、電源投入等により電源が急に立ち上が
ったときは、僅かな時間(例えば、約500μsec=
500マイクロ秒))だけ発振するが、徐々に発振の振
幅が小さくなって発振が停止してしまう。換言すれば、
各トランスファゲートが高インピーダンスの状態になっ
ている場合は、インバータ間の各ノード♯1、♯2およ
び♯3が反転できないので、中間電位(例えば、1.4
〜1.5V)のレベルにて安定する現象が生じ、電源が
立ち上がっても入力電圧がある程度の電圧レベルにまで
達しなければ、発振回路内で発振が開始されない。
は、発振回路内で発振が開始されるまでの発振開始時間
が長くなるという問題が生じていた。さらに、このよう
な問題は、上記タイプの電圧制御型発振回路を使用した
アナログPLL発振器において、発振器内で所定の発振
周波数まで立ち上がるまでの時間(ロックアップタイム
(Lockup Time ))を増大させるという悪影響を与えて
いた。
であり、電源投入時やPLL発振器の使用時に入力電圧
のレベルが0Vまたは電源電圧のレベルになった場合で
も、発振が安定に維持されることを保証するような電圧
制御型発振回路を提供することを目的とするものであ
る。
成を示すブロック図である。ただし、ここでは、電圧制
御型発振回路4の構成を簡略化して示す。上記問題点を
解決するために、本発明の電圧制御型発振回路4は、図
1に示すように、入力信号に対して出力信号が反転され
る奇数個(第1〜第2n+1(nは任意の正の整数))
の反転回路部1−1〜1−2n+1を直列に接続し、こ
れらの奇数個の反転回路部の最終段の出力側を同奇数個
の反転回路部の初段の入力側に接続することによって発
振を生じさせ、外部の電圧(例えば、2種類の制御信号
電圧Sc1およびSc2)に従って上記発振の発振周波数を
変化させる複数(第1〜第2n+1)の発振周波数可変
制御部2−1〜2−2n+1を、隣接する反転回路部間
にそれぞれ挿入することにより構成される。
は、これらの複数の周波数可変制御部に対し、予め固定
された抵抗値を有する複数(第1〜第2n+1)の固定
抵抗回路部3−1〜3−2n+1をそれぞれ並列に接続
している。なお、前述の従来の電圧制御型発振回路(図
8)内の第1〜第3のインバータ100−1〜100−
3は、本発明の電圧制御型発振回路(図1)における第
1〜第2n+1の反転回路部1−1〜1−2n+1の一
例を示し、従来の電圧制御型発振回路内の第1〜第3の
トランスファゲート200−1〜200−3は、本発明
の電圧制御型発振回路における第1〜第2n+1の発振
周波数可変制御部2−1〜2−2n+1の一例を示して
いる。ただし、本発明の電圧制御型発振回路における複
数の固定抵抗回路部3−1〜3−2n+1は、従来の電
圧制御型発振回路には設けられていない点に注意すべき
である。
では、上記複数の周波数可変制御部の各々が、上記外部
の電圧に従って変化する抵抗値を有する可変抵抗を含む
可変抵抗回路部から構成されており、この可変抵抗の抵
抗値に基づいて上記発振周波数が決定されるようになっ
ている。さらに、好ましくは、本発明の電圧制御型発振
回路では、上記複数の固定抵抗回路部の各々が、少なく
とも一つの固定抵抗を含む。
発振回路では、上記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つのMOS型トランジスタを含み、このMO
S型トランジスタに所定の電圧を印加することによって
上記の固定された抵抗値を有する抵抗を実現するように
なっている。さらに、好ましくは、本発明の電圧制御型
発振回路では、上記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つの多結晶シリコン(すなわち、ポリシリコ
ン)を含み、この多結晶シリコンによって上記の固定さ
れた抵抗値を有する抵抗を実現するようになっている。
発振回路では、上記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つの拡散層を含み、この拡散層によって上記
固定された抵抗値を有する抵抗を実現するようになって
いる。本発明の一つの好ましい実施態様は、入力信号に
対して出力信号が反転される反転回路部を奇数個直列に
接続し、これらの奇数個の反転回路部の最終段の出力側
を上記奇数個の反転回路部の初段の入力側に接続するこ
とによって発振を生じさせ、外部の電圧に従って上記発
振の発振周波数を変化させるためのMOS型トランジス
タからなる複数のトランスファゲートを、隣接する反転
回路部間にそれぞれ挿入してなる電圧制御型発振回路に
おいて、上記MOS型トランジスタをデプレッション型
のトランジスタとし、上記MOS型トランジスタに所定
のゲート電圧が印加されていない場合でも上記MOS型
トランジスタを動作状態にすることによって上記発振を
維持させるように構成される。
は、入力信号に対して出力信号が反転される反転回路部
を奇数個直列に接続し、これらの奇数個の反転回路部の
最終段の出力側を上記奇数個の反転回路部の初段の入力
側に接続することによって発振を生じさせ、外部の電圧
に従って上記発振の発振周波数を変化させるためのMO
S型トランジスタからなる複数のトランスファゲート
を、隣接する反転回路部間にそれぞれ挿入してなる電圧
制御型発振回路において、上記MOS型トランジスタ
を、短いチャネル長を有するショートチャネル型のトラ
ンジスタとし、上記MOS型トランジスタに所定のゲー
ト電圧が印加されていない場合でも上記MOS型トラン
ジスタを動作状態にすることによって上記発振を維持さ
せるように構成される。
振周波数を変化させるための可変抵抗回路部を含むトラ
ンスファゲート等に並列に、所定の固定抵抗値を有する
固定抵抗回路部を複数の反転回路部間に挿入するような
構成にしているので、電源投入時や発振を一時停止した
場合に、入力電圧のレベルが0Vまたは電源電圧のレベ
ルになって各トランスファゲートが高インピーダンスの
状態になったときには、各反転回路部の入力側の合成抵
抗が上記固定抵抗回路部の固定抵抗値により支配される
ようになる。それゆえに、入力電圧のレベルが0Vまた
は電源電圧のレベルになった場合でも、発振回路内の発
振が安定に維持されるようになる。
ら、本発明の幾つかの実施例を説明する。図2は、本発
明の第1の実施例の構成を示す回路ブロック図である。
ここでは、反転回路部を奇数個直列に接続した構成の電
圧制御型発振回路として、3段のリング発振回路を例示
することとする。なお、これ以降、前述した構成要素と
同様のものについては、同一の参照番号を付して表すこ
ととする。
制御型発振回路を構成する奇数個の反転回路部(図1参
照)として、入力信号を反転して出力するタイプの3個
のインバータ、すなわち、第1〜第3のインバータ10
−1〜10−3が直列に接続されている。さらに、3段
目のインバータ10−3の出力端子OUTを初段のイン
バータ10−1の入力端子INに接続し、3段目のイン
バータの出力信号を初段のインバータの入力端子にフィ
ードバックすることによって発振が生じるようなリング
発振回路が構成される。
発振回路を構成する複数の周波数可変制御部(図1参
照)として、第1〜第3のトランスファゲート20−1
〜20−3が、リング発振回路内で隣接するインバータ
間(3段目のインバータと初段のインバータとの間も含
む)にそれぞれ挿入されている。これらのトランスファ
ゲート20−1〜20−3は、外部からの直流の制御電
圧Dc およびXDc に従って変化する抵抗値を有する可
変抵抗を含む可変抵抗回路部の機能を備えている。
のトランスファゲート20−1〜20−3の各々では、
p−MOS型トランジスタおよびn−MOS型トランジ
スタが並列に接続されている。外部から2つの制御電圧
端子を介してp−MOS型トランジスタゲートおよびn
−MOS型トランジスタのゲートへ、2種類のアナログ
の制御電圧Dc およびXDc をそれぞれ供給することに
より、リング発振回路の発振周波数を変えることが可能
になる。すなわち、p−MOS型トランジスタゲートお
よびn−MOS型トランジスタにそれぞれ印加される制
御電圧Dc およびXDc に従って第1〜第3のトランス
ファゲート20−1〜20−3のインピーダンスを変化
させ、第1〜第3のインバータ10−1〜10−3の入
力側に等価の可変抵抗Rc1、Rc2およびRc3をそれぞれ
接続した場合と同じ状態を実現している。
な構成要素である複数の固定抵抗回路部(図1参照)と
して、予め固定された抵抗値を有する第1〜第3の固定
抵抗型トランジスタ31−1〜31−3を、上記第1〜
第3のトランスファゲート20−1〜20−3に対しそ
れぞれ並列に接続している。これらの固定抵抗型トラン
ジスタは、好ましくは、一定の電圧(例えば、0V)が
ゲートに印加されたMOS型トランジスタからなり、そ
れぞれ、等価の固定抵抗Rf1、Rf2およびRf3を接続し
た場合と同じ状態を実現される。
と、上記の第1の実施例(図2)との回路構成とを比較
しながら、本発明の電圧制御型発振回路の作用を詳しく
説明する。図8に示した従来例において、電源投入時や
発振を一時停止した場合等は、例えば、一方の制御電圧
端子には電源電圧のレベルを有する制御電圧Dc が印加
され、他方の制御電圧端子には0Vのレベルを有する有
する制御電圧XDc が印加される。このときに、第1〜
第3のトランスファゲート200−1〜200−3によ
る可変抵抗Rc1、Rc2およびRc3の抵抗値は、GΩのオ
ーダの高抵抗値になる。この高抵抗値の可変抵抗のため
に、図8の従来例では、インバータ間の各ノード♯1〜
♯3の電圧は、時間とともに減衰し、電源電圧の約1/
2の電圧レベルに収束して安定してしまうので、発振は
行われない。
インバータ間に挿入される等価の抵抗は、第1〜第3の
トランスファゲート20−1〜20−3による可変抵抗
Rc1、Rc2およびRc3の各々と、第1〜第3の固定抵抗
型トランジスタ31−1〜31−3による固定抵抗Rf
1、Rf2およびRf3の各々との合成抵抗値を有すること
になる。それゆえに、第1の実施例では、一方の制御電
圧端子に電源電圧のレベルを有する制御電圧Dc が印加
され、他方の制御電圧端子に0Vのレベルを有する制御
電圧XDc が印加されるような場合は、第1〜第3のト
ランスファゲート20−1〜20−3のインピーダンス
が高インピーダンスの状態になり、各インバータ間に挿
入される等価の抵抗は、ほぼ固定抵抗Rf1、Rf2および
Rf3の抵抗値を有するようになる。すなわち、第1の実
施例では、従来例と異なり、各インバータ間に挿入され
る等価の抵抗が、GΩのオーダの高抵抗値になることは
ない。
ト20−1〜20−3のインピーダンスが高インピーダ
ンスの状態になった場合でも、発振を行うことが可能に
なる。また一方で、制御電圧Dc およびXDc の電圧が
変化して第1〜第3のトランスファゲート20−1〜2
0−3のインピーダンスが低インピーダンスの状態にな
った場合、すなわち、可変抵抗Rc1、Rc2およびRc3の
抵抗値が充分低くなってきた場合、これらの可変抵抗R
c1、Rc2およびRc3の抵抗値が支配的になり、従来例と
同じように、第1〜第3のトランスファゲート20−1
〜20−3を用いて発振周波数の変化を制御することが
可能になる。
す回路ブロック図である。ここでも、反転回路部を奇数
個直列に接続した構成の電圧制御型発振回路として、3
段のリング発振回路を例示することとする。図3におけ
る第1〜第3のインバータ10−1〜10−3、および
第1〜第3のトランスファゲート20−1〜20−3の
構成要素は、前述の第1の実施例の場合と同様の相互接
続関係を有している。それゆえに、ここでは、上記の構
成要素の相互接続関係等に関する説明は省略することと
する。
明の特徴的な構成要素である複数の固定抵抗回路部(図
1参照)として、第1〜第3の固定抵抗32−1〜32
−3を、上記第1〜第3のトランスファゲート20−1
〜20−3に対しそれぞれ並列に接続している。この場
合、各インバータ間に挿入される等価の抵抗は、第1〜
第3のトランスファゲート20−1〜20−3による可
変抵抗Rc1、Rc2およびRc3の各々と、第1〜第3の固
定抵抗32−1〜32−3の各々との合成抵抗値を有す
ることになる。
御電圧端子に電源電圧のレベルを有する制御電圧Dc が
印加され、他方の制御電圧端子に0Vのレベルを有する
制御電圧XDc が印加されるような場合は、第1〜第3
のトランスファゲート20−1〜20−3のインピーダ
ンスが高インピーダンスの状態になり、各インバータ間
に挿入される等価の抵抗は、ほぼ固定抵抗32−1〜3
2−3により支配されるようになる。すなわち、第2の
実施例では、前述の第1の実施例の場合と同じように、
入力電圧が0Vであっても各インバータ間のインピーダ
ンスが高インピーダンスの状態にはならず、発振を維持
することが可能になる。
は、上記の固定抵抗32−1〜32−3の代わりに、基
板上に形成された多結晶シリコンによって、固定抵抗値
を有する固定抵抗回路部を実現することもできる。さら
にまた、本発明の電圧制御型発振回路では、上記の固定
抵抗32−1〜32−3の代わりに、基板内に埋め込ま
れた拡散層によって、固定抵抗値を有する固定抵抗回路
部を実現することもできる。
す回路ブロック図である。ここでも、反転回路部を奇数
個直列に接続した構成の電圧制御型発振回路として、3
段のリング発振回路を例示することとする。図4におけ
る第1〜第3のインバータ10−1〜10−3は、前述
の第1および第2の実施例におけるインバータと同様の
構成を有する。それゆえに、ここでは、上記の第1〜第
3のインバータ10−1〜10−3に関する説明は省略
することとする。
の第1および第2の実施例に示したような第1〜第3の
トランスファゲートを構成するMOS型トランジスタと
して、第1〜第3のデプレッション型トランジスタまた
はショートチャネル型トランジスタ33−1〜33−3
を使用している。上記のデプレッション型トランジスタ
は、バイアスとなる電圧がゲートに印加されていない場
合(例えば、一方の制御電圧端子に電源電圧のレベルを
有する制御電圧Dc が印加され、他方の制御電圧端子に
0Vのレベルを有する制御電圧XDc が印加される場
合)でもリーク電流等が流れるために動作状態(すなわ
ち、オン状態)になっているので、発振を維持すること
が可能になる。
ランジスタは、通常のチャネルよりも短いチャネル長を
有しており、バイアスとなる電圧がゲートに印加されて
いない場合でもリーク電流等が流れるためにオンの状態
になるので、発振を維持することが可能になる。図4に
示す第3の実施例では、電圧制御型発振回路の発振周波
数の変化を制御するための第1〜第3のトランスファゲ
ートを構成するMOS型トランジスタとして、入力電圧
が0Vの場合でも高インピーダンスの状態にならないよ
うなタイプのデプレッション型トランジスタまたはショ
ートチャネル型トランジスタを使用している。これによ
り、固定抵抗回路部をわざわざ設けなくても、可変抵抗
回路部に対し並列に固定抵抗回路部を挿入した場合と同
じ状態を実現するようにしている。すなわち、上記第3
の実施例では、第1〜第3のデプレッション型トランジ
スタまたはショートチャネル型トランジスタによって可
変抵抗回路部および固定抵抗回路部の機能を兼用するこ
とができるので、前述の第1および第2の実施例よりも
回路構成が簡単になる。
振周波数制御用のアナログ電圧を供給する回路構成の一
例を示す回路図である。図5においては、発振周波数制
御用のアナログ電圧を供給する回路として、非反転出力
端子および反転出力端子を有するオペアンプ等の増幅器
からなる制御電圧発生回路5を設けている。この制御電
圧発生回路5では、一つのアナログ入力電圧Vinが入力
された場合に、互いに極性が反転した2種類のアナログ
電圧が、発振周波数制御用の電圧として出力されるよう
になっている。例えば、本発明の実施例にて使用される
2種類の制御電圧Dc およびXDc が、上記の非反転出
力端子および反転出力端子から第1〜第3のトランスフ
ァゲート20−1〜20−3へ供給される。上記の制御
電圧発生回路5は、本発明の電圧制御型発振回路と共通
の基板に実装することによって一つの半導体集積回路ま
たはLSI内に組み込むことができる。
けるインバータ間の抵抗変化の様子を示すグラフであ
る。ただし、ここでは、前述の第1および第2の実施例
に示されるように、複数の固定抵抗回路部が複数のトラ
ンスファゲートに対しそれぞれ並列に接続される構成を
想定している。図8にて示したような従来例において、
電源投入時や発振を一時停止した場合等は、2つの制御
電圧端子のいずれか一方(例えば、制御電圧XDc が供
給される側の端子)には、約0Vのレベルを有する制御
電圧XDc が印加されると共に、その他方(例えば、制
御電圧Dc が供給される側の端子)には、電源電圧(例
えば、3V)のレベルを有する制御電圧Dc が印加され
る。このときに、3個のトランスファゲートのインピー
ダンスのいずれも高インピーダンスの状態になり、これ
らのトランスファゲートによる可変抵抗Rc1、Rc2およ
びRc3の抵抗値は、GΩのオーダの高抵抗値になる(図
6中の実線)。このために、上記の従来例では、インバ
ータ間の各ノード♯1〜♯3の発振状態の電圧は、時間
とともに減衰して電源電圧の約1/2の電圧レベルに収
束するので、発振が維持されない。
トランスファゲートによる可変抵抗Rc1、Rc2およびR
c3の各々と、3個の固定抵抗型トランジスタによる等価
の固定抵抗Rf1、Rf2およびRf3(または3個の固定抵
抗32−1〜32−3)の各々とが並列に接続された場
合に相当する合成抵抗Rc1′、Rc2′およびRc3′が、
各インバータ間に挿入されることになる。このような状
態で、2つの制御電圧端子のいずれか一方に約0Vのレ
ベルを有する制御電圧XDc が印加されると共に、その
他方に電源電圧のレベルを有する制御電圧Dc が印加さ
れた場合、第1〜第3のトランスファゲートのインピー
ダンスが高インピーダンスの状態になり、合成抵抗Rc
1′、Rc2′およびRc3′は、図6中の破線にて示すよ
うに、ほぼ固定抵抗Rf1、Rf2およびRf3の抵抗値を有
するようになる。
か一方の制御電圧のレベルが約0Vになった場合でも、
各インバータ間に挿入される合成抵抗Rc1′、Rc2′お
よびRc3′が、GΩのオーダの高抵抗値になることは回
避される。すなわち、第1〜第3のトランスファゲート
のインピーダンスが高インピーダンスの状態になった場
合でも、発振を行うことが可能になる。
電圧レベルが増加して第1〜第3のトランスファゲート
のインピーダンスが低インピーダンスの状態になった場
合、従来例および本発明の実施例のいずれにおいても、
合成抵抗Rc1′、Rc2′およびRc3′は、可変抵抗Rc
1、Rc2およびRc3により支配されるようになる。した
がって、この場合は、第1〜第3のトランスファゲート
を用いて発振周波数の変化を制御することが可能にな
る。
型発振器の代表的な構成を示すブロック図である。図7
に示すアナログのPLL型発振器は、位相検出器14
と、チャージポンプ回路15と、ローパスフィルタ(低
域フィルタ)16と、本発明の電圧制御型発振回路(例
えば、図1の電圧制御型発振回路4)と、分周回路17
とを備えており、これらの構成要素によりループ系の制
御回路が形成される。
えば、レファレンスクロック)CLKinと、本発明の電
圧制御型発振回路(または分周回路17)の出力クロッ
クCLKout に対応する発振出力信号との位相差を検出
する機能を有する。上記位相検出器14により入力クロ
ックと発振出力信号との位相差を検出して得られる検出
信号は、チャージポンプ回路15に入力される。このチ
ャージポンプ回路15では、入力信号と発振出力信号と
の位相差に対応する位相差電圧を出力する。
相差電圧は、ローパスフィルタにより平滑化された後
に、本発明の電圧制御型発振回路に入力される。この電
圧制御型発振回路では、上記の平滑化された位相差電圧
に応じた発振周波数を有する発振出力信号が生成され
る。この電圧制御型発振回路からの発振出力信号は、位
相検出器14に直接入力されるか、または、分周回路1
7を通して上記発振周波数を位相検出可能な値に調整し
た後に位相検出器14に入力される。
とにより、入力クロックが長時間停止した場合等に上記
電圧制御型発振回路の入力電圧が0Vの状態になったと
きでも、発振が停止することなく安定に維持されるの
で、入力クロックが再び供給されてからPLL発振器内
で所定の発振周波数まで立ち上がるまでの時間を大幅に
節減することが可能になる。
型発振回路によれば、第1に、外部の電圧により発振周
波数を変化させる複数のトランスファゲート等の発振周
波数可変制御部に対し、固定された抵抗値を有する複数
の固定抵抗回路部をそれぞれ並列に接続しているので、
入力電圧が0Vになった場合でも、発振が安定に維持さ
れる。このため、上記のような電圧制御型発振回路を使
用しているPLL発振器においては、電源投入後所定の
周波数まで立ち上がる時間の増大を抑えることができる
ので、発振器単体でも安定に発振するまでの立ち上がり
時間を短縮することが可能になる。
れば、第2に、外部の電圧により発振周波数を変化させ
る複数の発振周波数可変制御部の各々を構成する可変抵
抗回路部に並列に固定抵抗回路部が接続されるので、入
力電圧が0Vになって可変抵抗回路部が高インピーダン
スになった場合でも、各反転回路部間の抵抗が増大する
ことはなくなる。この結果、入力電圧が0Vになった場
合でも、固定抵抗回路部が機能して発振が安定に行え
る。
れば、第3に、複数の可変抵抗回路部の各々に並列に固
定抵抗を接続しているので、この固定抵抗の抵抗値を適
正な値に設定することにより、電源投入時やPLL発振
器の使用時に入力電圧のレベルが0Vまたは電源電圧の
レベルになった場合でも発振が安定に維持される。さら
に、本発明の電圧制御型発振回路によれば、第4に、複
数の可変抵抗回路部の各々に並列に、一定電圧の下で固
定された抵抗値を有するMOS型トランジスタを接続し
ているので、電源投入時やPLL発振器の使用時に入力
電圧のレベルが0Vまたは電源電圧のレベルになった場
合でも発振が安定に維持されると共に、上記発振回路を
一つの半導体集積回路にて実現することが可能になる。
れば、第5に、多結晶シリコンの抵抗によって複数の固
定抵抗回路部の各々を実現するようにしているので、電
源投入時やPLL発振器の使用時に入力電圧のレベルが
0Vまたは電源電圧のレベルになった場合でも発振が安
定に維持されると共に、多結晶シリコンを利用した固定
抵抗を一つの基板上に実装することが容易に行える。
れば、第6に、基板内に埋め込まれた拡散層によって複
数の固定抵抗回路部の各々を実現するようにしているの
で、電源投入時やPLL発振器の使用時に入力電圧のレ
ベルが0Vまたは電源電圧のレベルになった場合でも発
振が安定に維持されると共に、拡散層を利用した固定抵
抗を一つの基板上で容易に実現することが可能になる。
れば、第7に、複数の可変抵抗回路部の各々を構成する
MOS型トランジスタをデプレッション型のトランジス
タとしているので、同トランジスタのゲートに対しバイ
アスとなる電圧が印加されていない場合でも上記トラン
ジスタをオン状態にすることができる。この場合、上記
デプレッション型のトランジスタにより可変抵抗回路部
および固定抵抗回路部の機能を兼用することができるの
で、比較的簡単な回路構成により発振を維持することが
可能になる。
れば、第8に、複数の可変抵抗回路部の各々を構成する
MOS型トランジスタをショートチャネル型のトランジ
スタとしているので、同トランジスタのゲートに対しバ
イアスとなる電圧が印加されていない場合でも上記トラ
ンジスタをオン状態にすることができる。この場合、上
記デプレッション型のトランジスタにより可変抵抗回路
部および固定抵抗回路部の機能を兼用することができる
ので、比較的簡単な回路構成により発振を維持すること
が可能になる。
ク図である。
ク図である。
ク図である。
用のアナログ電圧を供給する回路構成の一例を示す回路
図である。
タ間の抵抗変化の様子を示すグラフである。
表的な構成を示すブロック図である。
である。
源電圧になったときの各ノードの電圧の時間変化を示す
グラフである。
可変制御部 3−1〜3−2n+1…第1〜第2n+1の固定抵抗回
路部 4…電圧制御型発振回路 5…制御電圧発生回路 10−1〜10−3…第1〜第3のインバータ 14…位相検出器 15…チャージポンプ回路 16…ローパスフィルタ 17…分周回路 20−1〜20−3…第1〜第3のトランスファゲート 31−1〜31−3…第1〜第3の固定抵抗型トランジ
スタ 32−1〜32−3…第1〜第3の固定抵抗 33−1〜33−3…第1〜第3のデプレッション型ト
ランジスタまたはショートチャネル型トランジスタ
Claims (8)
- 【請求項1】 入力信号に対して出力信号が反転される
反転回路部を奇数個直列に接続し、該奇数個の反転回路
部の最終段の出力側を該奇数個の反転回路部の初段の入
力側に接続することによって発振を生じさせ、外部の電
圧に従って前記発振の発振周波数を変化させる複数の周
波数可変制御部を、隣接する反転回路部間にそれぞれ挿
入してなる電圧制御型発振回路において、 該複数の周波数可変制御部に対し、予め固定された抵抗
値を有する複数の固定抵抗回路部をそれぞれ並列に接続
することを特徴とする電圧制御型発振回路。 - 【請求項2】 前記複数の周波数可変制御部の各々が、
前記外部の電圧に従って変化する抵抗値を有する可変抵
抗を含む可変抵抗回路部から構成されており、該可変抵
抗の抵抗値に基づいて前記発振周波数が決定される請求
項1記載の電圧制御型発振回路。 - 【請求項3】 前記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つの固定抵抗を含む請求項1記載の電圧制御
型発振回路。 - 【請求項4】 前記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つのMOS型トランジスタを含み、該MOS
型トランジスタに所定の電圧を印加することによって前
記固定された抵抗値を有する抵抗を実現する請求項1記
載の電圧制御型発振回路。 - 【請求項5】 前記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つの多結晶シリコンを含み、該多結晶シリコ
ンによって前記固定された抵抗値を有する抵抗を実現す
る請求項1記載の電圧制御型発振回路。 - 【請求項6】 前記複数の固定抵抗回路部の各々が、少
なくとも一つの拡散層を含み、該拡散層によって前記固
定された抵抗値を有する抵抗を実現する請求項1記載の
電圧制御型発振回路。 - 【請求項7】 入力信号に対して出力信号が反転される
反転回路部を奇数個直列に接続し、該奇数個の反転回路
部の最終段の出力側を該奇数個の反転回路部の初段の入
力側に接続することによって発振を生じさせ、外部の電
圧に従って前記発振の発振周波数を変化させるためのM
OS型トランジスタからなる複数のトランスファゲート
を、隣接する反転回路部間にそれぞれ挿入してなる電圧
制御型発振回路において、 前記MOS型トランジスタをデプレッション型のトラン
ジスタとし、該MOS型トランジスタにゲート電圧が印
加されていない場合でも該MOS型トランジスタを動作
状態にすることによって前記発振を維持させることを特
徴とする電圧制御型発振回路。 - 【請求項8】 入力信号に対して出力信号が反転される
反転回路部を奇数個直列に接続し、該奇数個の反転回路
部の最終段の出力側を該奇数個の反転回路部の初段の入
力側に接続することによって発振を生じさせ、外部の電
圧に従って前記発振の発振周波数を変化させるためのM
OS型トランジスタからなる複数のトランスファゲート
を、隣接する反転回路部間にそれぞれ挿入してなる電圧
制御型発振回路において、 前記MOS型トランジスタを、短いチャネル長を有する
ショートチャネル型のトランジスタとし、該MOS型ト
ランジスタにゲート電圧が印加されていない場合でも該
MOS型トランジスタを動作状態にすることによって前
記発振を維持させることを特徴とする電圧制御型発振回
路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9177204A JPH1127107A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 電圧制御型発振回路 |
| US09/025,735 US6504439B1 (en) | 1997-07-02 | 1998-02-18 | Voltage controlled oscillation circuit having oscillation frequency variable control units inserted between inversion circuit elements |
| DE69817472T DE69817472T2 (de) | 1997-07-02 | 1998-02-18 | Spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung |
| EP98301197A EP0889589B1 (en) | 1997-07-02 | 1998-02-18 | Voltage controlled oscillation circuit |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9177204A JPH1127107A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 電圧制御型発振回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127107A true JPH1127107A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16027003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (5)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0889589B1 (ja) |
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- 1998-02-18 US US09/025,735 patent/US6504439B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-18 DE DE69817472T patent/DE69817472T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-12 KR KR1019980008319A patent/KR100299091B1/ko not_active Expired - Fee Related
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