JPS6155808B2 - - Google Patents
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- JPS6155808B2 JPS6155808B2 JP53144931A JP14493178A JPS6155808B2 JP S6155808 B2 JPS6155808 B2 JP S6155808B2 JP 53144931 A JP53144931 A JP 53144931A JP 14493178 A JP14493178 A JP 14493178A JP S6155808 B2 JPS6155808 B2 JP S6155808B2
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- H—ELECTRICITY
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- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
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- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は弛張発振器、特にタイミングコンデ
ンサの充電レベルの感知に電界効果トランジスタ
(以後FETと呼ぶ)のゲート回路を用いる弛張発
振器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to relaxation oscillators, and more particularly to relaxation oscillators that use a field effect transistor (hereinafter FET) gate circuit to sense the charge level of a timing capacitor.
弛張発振器は発振の各サイクルにおいてコンデ
ンサの充電に要する時間によつて決まる周期を持
つ鋸歯状波を発生する。従来法の弛張発振器で
は、タイミングコンデンサの両端間の電圧を共通
ドレン増幅FETのゲート回路に印加してそのコ
ンデンサの充電レベルがある閾値電圧を超えたと
きそのFETのドレン・ソース・チヤンネルを導
通させることによりそのコンデンサの充電レベル
を検知し、このFETの導通によりそのコンデン
サの放電用スイツチを働かせていたが、この方式
は次のような欠点を持つ傾向がある。すなわち、
鋸歯状発振波の振幅がFETの閾値電圧に直接依
存する値に拘束されて、発振器に必要な動作電圧
以下にまで低下することがあり、さらに、発振波
の振幅従つて周波数が相当な製造上の変化を受け
るFETの閾値電圧に依存する傾向がある。 The relaxation oscillator generates a sawtooth wave with a period determined by the time required to charge the capacitor during each cycle of oscillation. In a conventional relaxation oscillator, the voltage across a timing capacitor is applied to the gate circuit of a common drain amplifier FET, causing the drain-source channel of that FET to conduct when the capacitor's charge level exceeds a certain threshold voltage. By this, the charge level of the capacitor was detected, and the conduction of this FET activated the switch for discharging the capacitor, but this method tends to have the following drawbacks. That is,
The amplitude of the sawtooth wave can be constrained to a value that is directly dependent on the FET's threshold voltage, reducing it below the required operating voltage of the oscillator; tends to depend on the threshold voltage of the FET, which undergoes changes in
この発明を実施する弛張発振器は、動作電圧供
給端子間のタイミングコンデンサにFETのゲー
ト回路を直列に接続することにより上記の不都合
な傾向を排除している。タイミングコンデンサに
印加された電荷のレベル感知用FETは、動作電
位に近いレベルまでタイミングコンデンサが充電
される間そのチヤンネルが導通状態に維持され、
そのゲート回路にクランプ作用がないためタイミ
ングコンデンサの充電を行わずにそのチヤンネル
の導通が可能な導電型のものである。このときコ
ンデンサの電荷レベルはその両端間の電圧を直接
測定する代りにその電圧と動作電圧との差を測定
することによつて間接的に検知される。大部分の
動作条件において利用し得る動作電圧はFETの
閾値電圧を大きく超え、特にチヤンネルの弱い反
転を伴う超低電流レベルにおいてFETが動作し
得るように閾値電圧を選ぶ場合にこれが著しい。
このような動作条件の場合はコンデンサが動作電
圧に極めて近い電圧まで充電されるため、タイミ
ングコンデンサの両端間に現われる鋸歯状電圧の
振幅はそのFETの閾値電圧よりも主として動作
電圧に依存する。従つて発振の周波数もまた
FETの閾値電圧の変動にあまり依存しなくな
る。 A relaxation oscillator embodying the invention eliminates the above disadvantageous tendency by connecting the gate circuit of the FET in series with the timing capacitor between the operating voltage supply terminals. A FET for sensing the level of charge applied to the timing capacitor maintains its channel conductive while the timing capacitor is charged to a level close to its operating potential;
Since its gate circuit does not have a clamping effect, it is of a conductive type that allows conduction of the channel without charging the timing capacitor. The charge level on the capacitor is then sensed indirectly by measuring the difference between that voltage and the operating voltage instead of directly measuring the voltage across it. The available operating voltages under most operating conditions greatly exceed the FET's threshold voltage, especially when choosing the threshold voltage so that the FET can operate at very low current levels with weak channel reversals.
Under these operating conditions, the capacitor is charged to a voltage very close to the operating voltage, so that the amplitude of the sawtooth voltage across the timing capacitor depends primarily on the operating voltage rather than the threshold voltage of the FET. Therefore, the frequency of oscillation is also
It becomes less dependent on fluctuations in the threshold voltage of the FET.
次に添付図面を参照しつつこの発明をその実施
例についてさらに詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
第1図の発振器10において、電流源I1は電圧
源+VからコンデンサC1を充電するように接続
され、スイツチ手段12はそのコンデンサC1を
放電させるために設けられている。スイツチ手段
12はその端子T1に閉路信号が印加されると導
通し、その導通状態と遮断状態との間でヒステレ
シス特性を示す。コンデンサC1の充電速度に実
質的に影響を与えず、そのコンデンサの充電中実
質的に電力を引出さずに、C1が所定の充電レベ
ルに達すると必ずスイツチ手段の閉路信号を発生
し、C1かその所定の充電レベル以下に放電する
とその信号を停止するために閾値装置14が設け
られている。 In the oscillator 10 of FIG. 1, a current source I 1 is connected to charge a capacitor C 1 from a voltage source +V, and switch means 12 are provided for discharging the capacitor C 1 . The switch means 12 becomes conductive when a closing signal is applied to its terminal T1 , and exhibits hysteresis characteristics between its conductive state and its disconnected state. generating a closing signal for the switching means whenever C 1 reaches a predetermined charge level without substantially affecting the charging rate of capacitor C 1 and drawing substantially no power during charging of that capacitor; A threshold device 14 is provided to stop the signal when C 1 is discharged below its predetermined charge level.
多くの弛張型発振器において共通するように、
C1の充電レベルによつて発振器10の出力信号
が制御されるが、その充電レベルはスイツチ手段
12が閉路から開路に転換するときの低い値と開
路から閉路に転換するときの高い値との間で、発
振周波数で連続的に変化する。C1が所定の充電
レベルに達すると必ず閾値手段14からスイツチ
手段閉路信号が供給されるから、発振器10の高
い出力値はC1の所定の充電レベルに等しい。C1
の放電速度と発振周波数との調節のためにスイツ
チ手段12に直列に抵抗を接続してもよいが、
C1は所定の充電レベル以下まで急速に放電し、
閾値手段14からの閉路信号は極めて短時間しか
印加されない。次いでスイツチ手段12のヒステ
レシス特性によりいつ閉路状態から開路状態に転
換して発振器に次の動作サイクルの準備をさせる
かが決定される。スイツチ手段12および閾値手
段14についてはこの発明の多くの実施例が可能
であるが、両者の推奨実施例の回路を第1図に示
す。スイツチ手段12としてシリコン制御整流器
(以後SCRと呼ぶ)16が用いられ、その陽極に
はC1の充電レベルが印加され、陰極はC1の基準
レベル(大地)に接続され、ゲートT1には閉路
信号が印加される。閾値手段14においては+V
電源と接地点との間に、共通ソース接続型MOS
トランジスタQ1のソース・ドレン・チヤンネル
と上記トランジスタQ1のドレン回路中にあつて
電流放流器を形成する定電流発生器I2との直列回
路が、トランジスタQ1のチヤンネルに流れる電
流の閾値以下への減少に応じてスイツチ手段閉路
信号を印加する回路手段18と共に挿入されてい
る。この回路手段中の普通のCMOSインバータ回
路には1対の相補型MOSトランジスタQ2,Q3が
含まれている。トランジスタQ2,Q3のゲートは
共にQ1のドレン・ソース・チヤンネルとI2との間
に接続され、Q2,Q3のドレン・ソース・チヤン
ネルは+Vと接地点との間に直列に接続されてい
る。Q1のゲートはC1の充電レベルに接続され、
Q2,Q3のドレン・ソース・チヤンネルの接続点
からのインバータ出力はスイツチ手段12のT1
に接続されてこれに閉路信号を与えるようになつ
ている。 As is common in many relaxation type oscillators,
The charge level of C 1 controls the output signal of the oscillator 10, which charge level is divided into a low value when the switch means 12 changes from closed to open circuit and a high value when the switch means 12 changes from open to closed circuit. The oscillation frequency changes continuously between The high output value of the oscillator 10 is equal to the predetermined charge level of C 1 since the threshold means 14 provides a switch means closing signal whenever C 1 reaches the predetermined charge level. C 1
A resistor may be connected in series with the switch means 12 to adjust the discharge rate and oscillation frequency of the switch.
C 1 rapidly discharges below a predetermined charge level,
The closing signal from the threshold means 14 is only applied for a very short time. The hysteresis characteristics of the switch means 12 then determine when to transition from a closed to an open state to prepare the oscillator for the next cycle of operation. Although many embodiments of the invention are possible for switch means 12 and threshold means 14, the circuitry of a preferred embodiment of both is shown in FIG. As switching means 12 a silicon controlled rectifier (hereinafter referred to as SCR) 16 is used, the anode of which is applied the charge level of C 1 , the cathode connected to the reference level (earth) of C 1 and the gate T 1 A closing signal is applied. +V in the threshold value means 14
Common source connected MOS between power supply and ground point
The series circuit between the source-drain channel of the transistor Q 1 and the constant current generator I 2 which is located in the drain circuit of the transistor Q 1 and forms a current discharger is below the threshold of the current flowing in the channel of the transistor Q 1 . The circuit means 18 are inserted with circuit means 18 for applying a switch means closing signal in response to a decrease in . A conventional CMOS inverter circuit in this circuit means includes a pair of complementary MOS transistors Q 2 and Q 3 . The gates of transistors Q 2 and Q 3 are both connected between the drain-source channel of Q 1 and I 2 , and the drain-source channels of Q 2 and Q 3 are connected in series between +V and ground. It is connected. The gate of Q 1 is connected to the charge level of C 1 ,
The inverter output from the connection point of the drain-source channels of Q 2 and Q 3 is connected to T 1 of the switch means 12.
is connected to give a closed circuit signal to this.
SCR16が非導通状態になる(スイツチ手段
12が開路状態になる)と直ちにI1からの電流が
C1を+Vのレベルに向けて充電し始め、Q1のド
レン・ソース・チヤンネルが負のゲート・ソース
間電圧により導通し、Q2,Q3のゲートには+V
が実質的にそのまゝ印加されるようになる。この
結果、Q3のドレン・ソース・チヤンネルがその
正のゲート・ソース間電圧によつて導通状態にな
り、このCMOSインバータの出力として接地電位
を供給してSCR16を導通しないようにする。
C1の充電レベルの上昇に伴なつてQ1に与えられ
る負のゲート・ソース間電圧が低下し、Q1のド
レン・ソース・チヤンネル電流が減少してQ2,
Q3のゲート・ソース間電圧が低下する。次にQ2
のドレン・ソース・チヤンネルがその負のゲー
ト・ソース間電圧によつて導通状態になり、
CMOSインバータの出力として+Vが供給されて
SCR16を導通させ、C1の放電を行なう。C1が
放電するに従つてQ1に与えられる負のゲート・
ソース間電圧が上昇し、Q1のドレン・ソース・
チヤンネルが導通状態になり、SCR16のゲー
トに印加された閉路信号を停止する。しかし、
SCR16はC1の放電によつてその導通を維持す
るに要する保持電流を確保できなくなるまで導通
状態を保つ。 As soon as SCR 16 becomes non-conducting (switch means 12 becomes open circuit), the current from I1 is
As C 1 begins to charge towards the +V level, the drain-source channel of Q 1 conducts due to the negative gate-source voltage, and the gates of Q 2 and Q 3 receive +V.
is applied virtually as is. As a result, the drain-source channel of Q 3 becomes conductive due to its positive gate-source voltage, providing ground potential as the output of this CMOS inverter and keeping the SCR 16 from conducting.
As the charge level of C 1 increases, the negative gate-source voltage applied to Q 1 decreases, and the drain-source channel current of Q 1 decreases, causing Q 2 ,
The gate-source voltage of Q 3 decreases. then Q 2
the drain-source channel of becomes conductive due to its negative gate-source voltage,
+V is supplied as the output of the CMOS inverter.
SCR16 is made conductive and C1 is discharged. The negative gate voltage applied to Q 1 as C 1 discharges.
The source-to-source voltage increases and the drain-source voltage of Q1 increases.
The channel becomes conductive, stopping the closing signal applied to the gate of SCR 16. but,
The SCR 16 remains conductive until the holding current required to maintain its conductivity cannot be secured due to the discharge of C1 .
然る後このSCR16の導通状態は発振器10
の周波数の2倍の周波数で変化を続ける。この周
波数は、Q1のチヤンネル電流を減少させるに必
要なそのゲート・ソース間電圧と、SCR16の
導通を保持するに要する保持電流とで決まるが、
後者すなわち保持電流によつてスイツチ手段12
のヒステレシス特性もきまる。C1の充電速度は
Q1のゲートが容量性負荷を与えるだけで電流を
殆んど引出さないから、Q1に影響されない。そ
の上各周波数サイクルの大部分に亘つてC1が充
電される間、閾値手段14の出力に実質的に接地
電位が印加されるから、この期間を通じて閾値手
段14は実質的に電力を消費しない。さらに第1
図の回路はただ1枚の基板上に容易に集積され、
SCR16として1対の相補型双極トランジスタ
を設けてそれぞれのエミツタをそれぞれ陽極およ
び陰極として各別に接続すると共にそれぞれのコ
レクタを他方のベースに接続し、このコレクタ・
ベース接続の一方をSCRのゲートとして接続す
ることができる。 After that, the conduction state of this SCR 16 is changed to the oscillator 10.
continues to change at a frequency twice the frequency of . This frequency is determined by the gate-source voltage required to reduce the channel current of Q 1 and the holding current required to maintain conduction of the SCR 16.
The latter, i.e. by means of the holding current, the switching means 12
The hysteresis characteristics of are also determined. The charging speed of C 1 is
It is not affected by Q 1 because the gate of Q 1 only applies a capacitive load and draws almost no current. Moreover, since substantially ground potential is applied to the output of the threshold means 14 during the charging of C 1 for a large part of each frequency cycle, the threshold means 14 dissipates substantially no power during this period. . Furthermore, the first
The circuit shown can be easily integrated on just one board,
A pair of complementary bipolar transistors are provided as the SCR 16, and their emitters are connected separately as an anode and a cathode, respectively, and their collectors are connected to the base of the other.
One of the base connections can be connected as the gate of the SCR.
Q1のドレンがこれに続くMOSトランジスタ
Q2,Q3の極めて高い入力インピーダンスのゲー
トに結合しているため、Q2を導通させ、Q3を遮
断するために電流放流器I2により引出す必要のあ
る電流は、Q1に弱いチヤンネル反転域の中で動
作させるだけの微小なものでよい。電流放流器I2
による僅か100nA程度の電流要求を満たすように
動作するQ1として標準寸法のMOSトランジスタ
を用いることにより、その電流要求を満たし、こ
れによつてQ2を遮断し、Q3を導通させるドレン
電流を供給するようにQ1を条件付けるためこれ
に印加すべきソース・ゲート間電圧を低下させる
こともでき、またQ1が標準寸法のMOSトランジ
スタの場合は、電流放流器I2の電流要求を例えば
100μA域に引上げ、その電流要求を満たすに足
るドレン電流をQ1が供給する温度に無関係のソ
ース・ゲート間電圧を得ることもできる。しかし
このように要求を引上げると、閾値手段14にお
ける電力消費の増加を伴ない、切替えに要するソ
ース・ゲート間電圧も上昇する。 MOS transistor followed by the drain of Q 1
Because it is coupled to the extremely high input impedance gates of Q 2 and Q 3 , the current that needs to be drawn by the current drainer I 2 to make Q 2 conductive and cut off Q 3 is a weak channel in Q 1 . It only needs to be small enough to operate within the inversion region. Current discharger I 2
This current requirement is met by using a standard size MOS transistor as Q 1 , which operates to meet the current requirement of only 100 nA due to It is also possible to reduce the source-to-gate voltage to be applied to Q 1 in order to condition it to supply, and if Q 1 is a standard size MOS transistor, the current demand of the current sink I 2 to be
It is also possible to obtain a temperature-independent source-to-gate voltage in which Q1 supplies a drain current sufficient to meet the current requirement by increasing the voltage to the 100 μA range. However, raising the demand in this way increases the power consumption in the threshold means 14 and also increases the source-to-gate voltage required for switching.
第2図はこの発明の他の実施例に用いる他のス
イツチ手段12′として単安定マルチバイブレー
タ20の回路を示す。このマルチバイブレータ2
0は主導電路をそれぞれ電流源I3と接地点との間
に並列に接続した同一導電型の双極トランジスタ
Q4,Q5を含む。 FIG. 2 shows the circuit of a monostable multivibrator 20 as another switching means 12' for use in another embodiment of the invention. This multi vibrator 2
0 are bipolar transistors of the same conductivity type whose main current paths are connected in parallel between the current source I 3 and the ground point.
Including Q 4 and Q 5 .
Q4のベース端子T′1には閉路信号が印加される
が、Q5のベースはコンデンサC2を介して電流源I4
に接続されると共にQ5のベース・エミツタ接合
に対して逆極性のダイオードD1を介して接地さ
れている。I4は共通ソース接続型MOSトランジス
タQ6のドレン・ソース・チヤンネルを介して接
地され、さらに他のMOSトランジスタQ7のゲー
トにも接続されている。Q6のゲートはI3に接続さ
れ、スイツチ手段12′を第1図のスイツチ手段
12に代用するときQ7のドレン・ソース・チヤ
ンネルをコンデンサC1と並列に配置してそのコ
ンデンサの放電路とする。I3,I4には+Vが印加
される。 A closing signal is applied to the base terminal T′ 1 of Q 4 , while the base of Q 5 is connected to the current source I 4 through the capacitor C 2 .
and is grounded via a diode D1 , which has the opposite polarity to the base-emitter junction of Q5 . I4 is grounded through the drain-source channel of a common source-connected MOS transistor Q6 , and is also connected to the gate of another MOS transistor Q7 . The gate of Q 6 is connected to I 3 and when the switch means 12 ' is substituted for the switch means 12 of FIG. shall be. +V is applied to I 3 and I 4 .
Q4のベースからマルチバイブレータ20に閉
路信号が印加されていないときはスイツチ手段1
2′が開路状態に維持されているから、第1図の
コンデンサC1に充電ができる。これはQ6のドレ
ン・ソース・チヤンネルがその正のゲート・ソー
ス電圧によつて導通し、C2が放電してQ7のゲー
ト・ソース電位が負になるためそのドレン・ソー
ス・チヤンネルが非導通になるからである。閾値
手段14から端子T1′に閉路信号が印加される
と、スイツチ手段12′は閉路状態に転換してC1
を放電する。これはQ4が導通してQ6に対する正
のゲート・ソース電圧が消滅するためQ6が非導
通になり、I4がC2を+Vのレベルに向けて充電し
始めるためQ7に正のゲート・ソース電圧が印加
されてそのソース・ドレン・チヤンネルが導通
し、C1を放電することによる。C2の充電中の変
位電流によりQ5のベースに正の電圧が発生して
Q5が導通するため、閉路信号が終了してQ4が非
導通状態に戻つた後もQ6が非導通状態に保持さ
れる。C2が充分に充電されてその変位電流がな
くなると、Q5が導通を停止するためQ6が導通状
態、Q7が非導通状態になつてC1の充電サイクル
が開始される。C1の各充電期間中Q6はD1と共動
してC2を放電する。従つて第1図のスイツチ手
段12にスイツチ手段12′を置換すると、発振
器10の各周波数サイクル中にC1が充放電を行
ない、その周波数はC2の充電時間によつて決ま
る。マルチバイブレータ20の回路構成はSCR
16より複雑であるが、既知のヒステレシス特性
を持つ正確なリセツト機能を示す。発振器10の
周波数を可変にしたいときC2に可変コンデンサ
を利用し得るのは言うまでもない。 When the closing signal is not applied to the multivibrator 20 from the base of Q 4 , switch means 1
2' remains open, allowing charging of capacitor C1 in FIG. This is because the drain-source channel of Q 6 conducts due to its positive gate-source voltage, and as C 2 discharges and the gate-source potential of Q 7 becomes negative, its drain-source channel becomes non-conducting. This is because it becomes conductive. When a closing signal is applied from the threshold means 14 to the terminal T 1 ', the switch means 12' changes to the closed circuit state and C 1
discharge. This is because Q 4 conducts and the positive gate-source voltage on Q 6 disappears, causing Q 6 to become non-conducting and I 4 to begin charging C 2 towards the +V level, causing a positive voltage on Q 7 . By applying a gate-source voltage, its source-drain channel conducts and discharges C1 . The displacement current during charging of C2 creates a positive voltage at the base of Q5 .
Since Q 5 is conductive, Q 6 remains non-conducting even after the closing signal ends and Q 4 returns to non-conducting. When C 2 is sufficiently charged and its displacement current disappears, Q 5 stops conducting, so Q 6 becomes conductive and Q 7 becomes non-conductive, starting the charging cycle of C 1 . During each charging period of C 1 Q 6 cooperates with D 1 to discharge C 2 . Therefore, if switch means 12' is replaced by switch means 12 of FIG. 1, C 1 will charge and discharge during each frequency cycle of oscillator 10, the frequency of which is determined by the charging time of C 2 . The circuit configuration of multivibrator 20 is SCR
16, but exhibits a precise reset function with known hysteresis characteristics. Needless to say, when it is desired to make the frequency of the oscillator 10 variable, a variable capacitor can be used for C2 .
第3図は発振器10′からその各周波数サイク
ルの一部区間だけ出力を発生させる衝撃係数手段
22を示す。発振器10′はこの衝撃係数手段2
2と閾値手段14′とを除いて本質的に第1図の
発振器10と同一であり、スイツチ手段12″は
負のゲート信号に応動するSCR等任意適当な回
路素子より成る。共通ソース接続型MOSトラン
ジスタQ′1と電流放流器I′2とは閾値手段14′内
において閾値手段14について前述したのと同様
に直列に接続されているが、ダイオードD2がI′2
に要する電流を流すため+VとQ′1のドレン・ソ
ース・チヤンネルとの間に挿入されている。衝撃
係数手段22中においてダイオードD3、MOSト
ランジスタQ8のドレン・ソース・チヤンネルお
よび電流シンクI5が+Vと接地点との間に直列に
接続されている。この衝撃係数手段22にも通常
のCMOSインバータ回路に含まれる1対の相補型
MOSトランジスタQ9,Q10が含まれている。
Q9,Q10のゲートは共にI5とQ8のドレン・ソー
ス・チヤンネルとの接続点に接続され、ドレン・
ソース・チヤンネルは+Vと接地点との間に直列
に接続されている。C′1の充電電位がQ′1および
Q8の各ゲートに印加され、この衝撃係数手段2
2の出力はQ9,Q10のドレン・ソース・チヤンネ
ルの接続点から取り出される。 FIG. 3 shows impulse factor means 22 for producing an output from oscillator 10' for a portion of each frequency cycle thereof. The oscillator 10' uses this shock coefficient means 2
The oscillator 10 of FIG. 1 is essentially the same as the oscillator 10 of FIG. 1 with the exception of the oscillator 10 of FIG. The MOS transistor Q' 1 and the current drain I' 2 are connected in series in the threshold means 14' in the same way as described above for the threshold means 14, but the diode D 2 is
It is inserted between +V and the drain-source channel of Q'1 to carry the current required for this. In the duty factor means 22 the diode D 3 , the drain-source channel of the MOS transistor Q 8 and the current sink I 5 are connected in series between +V and ground. This shock coefficient means 22 also includes a pair of complementary type components included in a normal CMOS inverter circuit.
MOS transistors Q 9 and Q 10 are included.
The gates of Q 9 and Q 10 are both connected to the connection point between I 5 and the drain-source channel of Q 8 ,
The source channel is connected in series between +V and ground. The charging potential of C′ 1 is Q′ 1 and
Q applied to each gate of 8 , this shock coefficient means 2
The output of No. 2 is taken out from the connection point of the drain-source channels of Q 9 and Q 10 .
発振器10′は第1図の発振器10と実質的に
同様に働いてC′1に連続的に交番変化する充電レ
ベルを形成する。Q′1とQ8およびI′2とI5はそれぞ
れ構造が異なつてもよいが、ここでは発振器1
0′内における衝撃係数手段22の動作説明を容
易にするため、Q′1とQ8およびI′2とI5はそれぞれ
の同一構造を持つものとする。しかし、例えばダ
イオード特性の形状は同じであるが面積の異なる
半導体接合を用いることにより、D3がD2より大
きい順バイアス接合電圧を持つように構成されて
いる。従つて、スイツチ手段12″が開路すると
必ずC′1が+Vに向つて充電を始め、Q′1および
Q8のゲート・ソース電圧がそれぞれのドレン・
ソース・チヤンネルを同時に導通させる値にな
る。Q8が導通すると必ずインバータ中のQ10が導
通して衝撃係数手段22の出力端子を実質的に接
地電位とする。C′1の充電レベルが+Vに近づく
と、D3がD2より順バイアス電圧が高いため、Q8
がQ′1より先に非導通になる。Q8が非導通になる
とインバータのQ9が導通して衝撃係数手段22
の出力端子に+Vを生成する。C′1が所定の充電
レベルに達すると閾値手段14′のQ′1が非導通に
なり、スイツチ手段12″のための負の閉路信号
を発生するためC′1が放電してQ′1とQ8の双方が
再び導通する。依つて衝撃係数手段22の出力端
子が接地電位に戻り、次の衝撃係数期間が始ま
る。従つて、衝撃係数手段22は発振の各サイク
ル中の短くて制御し易い一部区間中高出力レベル
を生じるように機能し、その区間はD2に対する
D3の順バイアス電圧の増減によつてそれぞれ増
減することができる。 Oscillator 10' operates substantially similar to oscillator 10 of FIG. 1 to create a continuously alternating charge level at C'1. Although Q′ 1 and Q 8 and I′ 2 and I 5 may have different structures, here, the oscillator 1
In order to facilitate the explanation of the operation of the impact coefficient means 22 within 0', it is assumed that Q' 1 and Q 8 and I' 2 and I 5 have the same structure. However, for example, by using semiconductor junctions having the same diode characteristic shape but different areas, D 3 is configured to have a larger forward bias junction voltage than D 2 . Therefore, whenever the switch means 12'' is opened, C' 1 starts charging towards +V, and Q' 1 and
The gate-source voltage of Q8 is
This is the value that makes the source channel conductive at the same time. Whenever Q 8 becomes conductive, Q 10 in the inverter becomes conductive and the output terminal of the impulse coefficient means 22 is brought to substantially ground potential. When the charge level of C′ 1 approaches +V, D 3 has a higher forward bias voltage than D 2 , so Q 8
becomes non-conducting before Q′ 1 . When Q 8 becomes non-conductive, Q 9 of the inverter becomes conductive and the shock coefficient means 22
generates +V at the output terminal of When C' 1 reaches a predetermined charge level, Q' 1 of threshold means 14' becomes non-conducting and C' 1 discharges to generate a negative closing signal for switch means 12'' . and Q 8 become conductive again.The output terminal of the duty factor means 22 then returns to ground potential and the next duty cycle begins.Therefore, the duty coefficient means 22 is short and controlled during each cycle of oscillation. It functions to produce a high output level during a certain section where it is easy to
It can be increased or decreased by increasing or decreasing the forward bias voltage of D3 .
衝撃係数手段の出力が特に短時間のものである
必要がない場合は閾値装置14′のD2が不要にな
ることは当業者に容易に理解される筈である。ま
た複雑な集積回路製造技法を用いてQ8に対する
Q′1の酸化膜厚さやドービングを調節すれば、D2
またはD3なしでも衝撃係数手段の出力を得るこ
とができる。 It will be readily understood by those skilled in the art that if the output of the shock coefficient means does not need to be of a particularly short duration, D 2 of the threshold device 14' may be unnecessary. We also use complex integrated circuit manufacturing techniques to
By adjusting the oxide film thickness and doping of Q′ 1 , D 2
Or the output of the impact coefficient means can be obtained without D3 .
以上の実施例によつて説明したこの発明の主た
る技術的効果を要約すると次の通りである。すな
わち、この発明はタイミングコンデンサの端子間
電圧感知用素子として共通ソース接続型FETを
使用しているので、(イ)タイミングコンデンサの端
子間電圧の範囲(振幅)およびこの範囲によつて
決まる発振周波数範囲がこのコンデンサの充電々
圧を感知するFETの閾値電圧に左右されない、
(ロ)上記感知用FETの閾値電圧の変動が動作特性
に殆ど影響を及ぼさない、(ハ)タイミングコンデン
サの放電が上記感知用FETのドレン電流の或る
閾値以下への減少により開始され、しかもこの閾
値は上記FETのドレンに接続された定電流源に
より決まるので、この放電開始時期はこの電流閾
値の選択により制御されることとなり、従来の電
圧制御方式に比べて容易に正確な制御を行なうこ
とができる。(ニ)また、上記(ハ)に伴ない発振周波数
の正確な制御ができる。更に、上記感知用FET
のドレン回路に定電流源を接続したことによる効
果として、(ホ)この定電流源がFETのドレン回路
における無限大のインピーダンスをもつ負荷とし
て働いてFETを最大利得で動作させることがで
き、しかも発振周波数を閾値手段中のFET
(Q2,Q3等)や放電回路中の素子(SCR16等)
の閾値変動に不感にできることがある。 The main technical effects of the present invention explained through the above embodiments are summarized as follows. That is, since this invention uses a common source connected FET as the element for sensing the voltage between the terminals of the timing capacitor, (a) the range (amplitude) of the voltage between the terminals of the timing capacitor and the oscillation frequency determined by this range; The range does not depend on the threshold voltage of the FET that senses the charging voltage of this capacitor.
(b) Fluctuations in the threshold voltage of the sensing FET have little effect on the operating characteristics; (c) discharge of the timing capacitor is initiated by a decrease in the drain current of the sensing FET below a certain threshold; Since this threshold value is determined by the constant current source connected to the drain of the FET, the discharge start timing is controlled by selecting this current threshold value, making it easier to perform accurate control than with conventional voltage control methods. be able to. (d) Furthermore, in accordance with the above (c), the oscillation frequency can be accurately controlled. Furthermore, the above sensing FET
The effect of connecting a constant current source to the drain circuit is that (e) this constant current source acts as a load with infinite impedance in the FET drain circuit, allowing the FET to operate at maximum gain; FET in threshold means oscillation frequency
(Q 2 , Q 3, etc.) and elements in discharge circuits (SCR16, etc.)
It may be possible to become insensitive to threshold fluctuations.
以上少数の実施例の説明によつてこの発明を開
示したが、これらの実施例にはこの発明の技術的
範囲内においてその構成並びに部品の結合配置の
細部について種々の改変をなし得ることは当業者
に自明であるから、上記記載はこの発明を限定す
るものではなく、説明のためのものと解されるべ
きである。 Although the present invention has been disclosed by describing a small number of embodiments, it is understood that various modifications may be made to these embodiments in terms of their configuration and the details of the coupling arrangement of parts within the technical scope of the present invention. As will be obvious to those skilled in the art, the above description should be construed as illustrative rather than limiting.
第1図はこの発明を実施する弛張発振器のブロ
ツク図で、各ブロツク内はこの発明の推奨実施例
を示す。第2図は第1図の発振器の変形に用いる
他のスイツチ手段の略示図である。第3図は各発
振周期中に衝撃係数特性を適用したこの発明の他
の実施例の略示ブロツク図である。
C1……タイミングコンデンサ、I1……電流源、
I2……定電流源(電流放流器)、Q1,Q2,Q3……
FET、12……スイツチ手段、14……閾値手
段、16……SCR。
FIG. 1 is a block diagram of a relaxation oscillator embodying the invention, with each block showing a preferred embodiment of the invention. FIG. 2 is a schematic diagram of another switching means used in a modification of the oscillator of FIG. FIG. 3 is a schematic block diagram of another embodiment of the invention applying a shock coefficient characteristic during each oscillation period. C 1 ... timing capacitor, I 1 ... current source,
I 2 ... constant current source (current discharger), Q 1 , Q 2 , Q 3 ...
FET, 12... switch means, 14... threshold means, 16... SCR.
Claims (1)
て基準電位を受け、第2の極板が充電回路に接続
されて動作電圧の方向にその極板の電位を上昇さ
せる極性の充電々流を受けるタイミングコンデン
サと、上記コンデンサの第2の極板に接続された
ゲート電極と上記動作電圧の印加される第2の電
位供給端子に接続されたソース電極とドレン電極
とを有し上記コンデンサの充電過程中導通する導
電型を持つ共通ソース接続型電界効果トランジス
タと、上記ドレン電極に接続されていて自己の電
位に実質的に関係のない所定値の電流を上記ドレ
ン電極に供給する出力端子を有し上記第1と第2
の電位供給端子の一方に結合された定電流源と、
上記ドレン電極の電位に基いて制御される放電回
路とを具備し、この放電回路は、上記コンデンサ
に並列に接続され上記トランジスタのドレン電流
が上記定電流源により決定される閾値以下に低下
するとこれに応じて上記コンデンサを放電させる
スイツチを含む弛張発振器。1 Polar charging in which a first plate is connected to a first potential supply terminal and receives a reference potential, and a second plate is connected to a charging circuit to increase the potential of that plate in the direction of the operating voltage. a timing capacitor receiving a current; a gate electrode connected to a second plate of the capacitor; and a source electrode and a drain electrode connected to a second potential supply terminal to which the operating voltage is applied. a common source connected field effect transistor having a conductivity type that conducts during the charging process of the capacitor; and an output connected to the drain electrode to supply a current of a predetermined value substantially independent of its own potential to the drain electrode. the first and second terminals having terminals;
a constant current source coupled to one of the potential supply terminals of the
and a discharge circuit controlled based on the potential of the drain electrode, the discharge circuit being connected in parallel to the capacitor and configured to discharge when the drain current of the transistor falls below a threshold determined by the constant current source. a relaxation oscillator including a switch for discharging the capacitor in response to .
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