JPS62100004A - 利得切替型圧電発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧電発振器に関する。

〔従来の技術〕

従来のコルピッツ型の圧電発振器は１例えば第３図に示
すように、ｌ’ｌＯ９型電界効果トランジスタ１８、１
？、バイアス抵抗４を用いた増幅部と、圧電振動子１お
よび位相回転コンデンサ２，３からなる帰還部とから構
成されていた。

この第３図に示す圧電発振器において増幅部の増幅度ル
と帰還部の帰還量βとの植鉢βは圧電振動子１の等価抵
抗ＣＩが一定の場合、電界効果トランジスタｔｅ、　１
？の伝達コンダクタンスｇｍによって第４図に示すよう
に変化する０発振起動させるためにはＷβが１より大き
いことが必要である。

また、圧電振動子１の励振レベルＩＱの変化に対する等
価抵抗ＣＩの変化は少ないほど良いが、実際には第５図
に示すように立上り時に大きな等価抵抗ＣＩをもつ圧電
振動子ｌが少なくない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図の特性をもつ圧電振動子を用いた場合、定常時の
等価抵抗（Ａに対して適切な終βをもつように位相回転
コンデンサ２，３および電界効果トランジスタ１６．１
７の伝達コンダクタンスｇ１１を設定すると第６図に示
すように立上り時には終βが１より小さくなり、発振起
動が不可能となる。

また、第５図の特性を持つ圧電振動子１を用いた場合で
も確実に発振させるためには第３図の回路において電界
効果トランジスタＩＥｉ、　１７の伝達コンダクタンス
ｇｍを大とするか、位相回転コンデンサ２，３を小とし
て立上り時の等価抵抗ＣＩに対してＷβが１より大とな
るように設定することが考えられる。しかしながら、伝
達コンダクタンスｇｍを大とするためには第７図に示す
電界効果トランジスタのサイズＷ／Ｌを大きくする必要
があり、消費電流が増加する位相回転コンデンサ２．３
を小とすることは圧電振動子１の動作点を部品感度の大
きな方向へ設定することになり、周波数安定度が悪くな
る。

本発明の目的は前述の欠点を除去し、第５図のような立
上り時に大きな等価抵抗ＣＩをもつ圧電振動子を用いた
場合でも確実に発振起動する圧電発振器を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の圧電発振器は、２つのゲートを有するＭＯ９型
電界効果トランジスタを用いた増幅部と圧電振動子およ
び位相回転コンデンサを含む帰還部とをイ１する圧電発
振器において、発振起動時の発振出力ｌ／ベルに応答し
てオン状態となり定常動作時の発振出力レベル応答し℃
オフ状態となるスイッチング素子が前記’Ｐ？幅部の電
界効果トランジスタのゲートの１つに接続されているこ
とを特徴とする。

したがって、増幅部の増幅度用を発振起動時に大とし、
定常動作時の増幅度ｋを小に切朴えることができ、第５
図に示１−．ｆｆ上り時に大きな等価抵抗ＣＩをもつ圧
電振動子Ｊ、の発振起動時には十記スイッチング素子を
オン状態として、電界効果トランジスタの伝達コンダク
タンスｇｌを大とすることにより鉢βを大にして確実に
発振起動させ、定常動作時には上記スイッチング素子を
オフ状＃；として消費′電流の低減をはかることができ
る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の圧電発振器の一実施例を示す回路図で
ある。

本実施例は、圧電振動子ｌ２位相回転コンデンサ２．３
．バイアス抵抗４，２つのゲートを有する電界効果トラ
ンジスタ５．６で発振回路を構成し、その出力端に電界
効果トランジスタ７．８による緩衝回路を接続したあと
整流回路１５．インバータ１２を介してスイッチング用
電界効果トランジスタ１３．１４に接続されている。こ
こで、抵抗９．１０はバイアス用である。スイッチング
用電界効果トランジスタ１３．１４の出力が上記の２つ
のゲートを有する電界効果トランジスタ５，６の１つの
ゲートに接続されている。

今、発振起動の瞬間においては発振出力振幅は零である
ため当然整流回路１５の出力も零であり。

インバータ１２の入力が”Ｌ“レベル、出力がＨ”レベ
ルとなる。したがって、スイッチング用電界効果トラン
ジスタ１３．１４のゲートも　”Ｈ”レベルとなり導通
状態となるため２つのゲートを有する電界効果トランジ
スタ５．６は２つのゲートが同電位となり伝達コンデン
サｇ１１が大となり、発振回路のｐβが大となる０発振
出力振幅が大きくなると、整流回路１５の整流作用によ
り抵抗１１の直流電圧が高くなりインバータ１２の入力
がＨレベル、出力がＬレベルとなるためスイッチング用
電界効果トランジスタ１３．１４のゲートがＬどなり非
導通状態となるつしたがって、２つのゲートを有する電
界効果トランジスタ５，６の片側のゲート電圧がバイア
ス抵抗、　９　、１０によりソースと同電位となるため
伝達コンデンサｇ層が小となり、発振回路のμβが小と
なる。第２図は以トの動作を図示したもので第２図の（
ａ）の実線部が発振起動時のμβを示し、第２図の（ｂ
）の実線部が定常動作時のｐβを示している。

以上１本発明の詳細な説明したが、本発明は該実施例に
限定されることなく多数の変形を含むものである０例え
ば、スイッチング用電界効果トランジスタ１３．１４に
Ｐチャンネルを用いて、インバータ１２からの接続を変
更することにより同等の効果を得ることができる。また
、整流回路１５は発振出力振幅を直流電圧に変換する回
路６例えばフィルターとコンパレータとの組み合せと置
換えることができる、さらに、伝達コンダクタンスｇｍ
を変化させる電界効果トランジスタのゲートを３つ以上
として、必要により切替えることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は１発振起動時と定常動作時
とで発振回路増幅部の電界効果トランジスタの伝達コン
ダクタンスｇ腸を切替えることにより１発振回路のルβ
を発振起動時に大とし、定常動作時に小とすることがで
き、したがって第６図に示すような特性を有する圧電振
動子でも少ない消費電流、部品感度の小さい動作点に設
定でき、確実に発振起動することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電発振器の一実施例を示す回路図、
第２図は第１図の実施例の発振レベルに対するルβの特
性例を示す図、第３図は圧電発振器の従来例の回路図、
第４図は電界効果トランジスタの伝達コンダクタンスｇ
鳳と発振回路のｐβ、消費電流Ｉｏｓｃとの特性例を示
す図、第５図は圧電振動子の励振レベルＩａと等価抵抗
ＣＩとの特性例を示す図、第６図は励振レベルＩＱと発
振回路のルβとの特性例を示す図、第７図は２つのゲー
トを有する電界効果トランジスタの構造例を示す図であ
る。 ｌ・・・圧電振動子。 ２．３・・・位相回転コンデンサ、 ４・・・バイアス抵抗、 ５．６・・・２つのゲートを有する電界効果トランジス
タ、 ７．８・・・電界効果トランジスタ、 ９　、１０．１１・・・バイアス抵抗。 １２・・・インバータ、 １３、１４・・・スイッチング用電界効果トランジスタ
、 １５・・・整流回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つのゲートを有する電界効果トランジスタを用いた増
   幅部と、圧電振動子および位相回転コンデンサを含む帰
   還部とを有する圧電発振器において、 発振起動時の発振出力レベルに応答してオン状態となり
   定常動作時の発振出力レベルに応答してオフ状態となる
   スイッチング素子が前記増幅部の電界効果トランジスタ
   のゲートの１つに接続されていることを特徴とする利得
   切替型圧電発振器。