JP2003283306A - Oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発振器に関するも
のである。特に、リング発振回路を備える発振器に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】リング発振回路を備える従来の発振器の
一構成例として、特開平6−169237号公報に開示
されているリングオシレータが挙げられる。該リングオ
シレータの構成を図3に示す。図3のリングオシレータ
は、定電流回路1’と、リング状に接続される遅延回路
D1〜DNを有するリング発振回路2’とを備えてお
り、周囲温度の変化に影響されない定電流回路1’の出
力電流に基づいてリング発振回路2’を制御することに
よって、周囲温度の変化に対し発振周波数を安定に保っ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
リングオシレータにおいては、電源電圧VDDの変動に対
する考慮が何らなされていなかった。ここで、定電流回
路1’が出力する定電流に変動がないと仮定して、電源
電圧VDDと発振周波数との関係について説明する。遅延
回路D1の出力電圧V1と遅延回路D2の出力電圧V2と
の関係を図4(a)(b)に示す。遅延回路D1の出力
電圧V1が立ち上がる途中で論理閾値VDD/2に達する
と、遅延回路D2の出力電圧V2が立ち下がり始める。
そして、遅延回路D1の出力電圧V1が論理閾値VDD/
2に達した時点から遅延回路D2の出力電圧V2が減少
して論理閾値VDD/2になる時点までが遅延回路一段あ
たりの遅延時間tdとなる。
【0004】図3のリングオシレータにおいて図4
(a)のときより電源電圧VDDが大きくなると、遅延回
路D1の出力電圧V1と遅延回路D2の出力電圧V2との
関係は図4(b)のようになる。なお、図4(a)と図
4(b)のグラフは同一スケールである。
【0005】図4(a)と図4(b)との比較から明ら
かなように、電源電圧VDDが大きくなると、遅延回路D
1の出力電圧V1と遅延回路D2の出力電圧V2との振幅
が増加し、論理閾値VDD/2が増加するので、遅延回路
一段あたりの遅延時間tdは増加する。そのため、遅延
回路一段あたりの遅延時間tdと遅延回路の段数N(N
は奇数)との積である発振周期は増加し、発振周期の逆
数である発振周波数は減少する。
【0006】すなわち、図3のリングオシレータは、電
源電圧VDDの変動に対して何ら考慮されていない構成で
あるため、電源電圧VDDが変動した場合に発振周波数が
変動するという問題があった。
【0007】また、上記説明では定電流回路1’の出力
定電流に変動がないと仮定したが、定電圧発生回路10
としてツェナー電圧に基づいた定電圧を出力する回路を
用いた場合には、周囲温度等によって基準電圧VREFが
微少に変化し、その基準電圧VREFの変化に伴って定電
流回路1’の出力電流が変動する。具体的には、基準電
圧VREFが大きくなると、定電流回路1’の出力電流は
大きくなる。そして、定電流回路1’の出力電流が変動
すると、遅延回路D1〜DNの入力端の充電及び放電に
要する時間が変動するため、リングオシレータの発振周
波数が変動する。
【0008】また、特開平11−340797号公報で
は図5に示すような電圧制御発振器が開示されている。
この電圧制御発振器は、マルチバイブレータ7の振幅電
圧となる電圧を出力する電圧発生器としてバンドギャッ
プ定電圧回路6を用いることで発振周波数の温度依存性
をなくしている。しかしながら、図5の電圧制御発振器
においても、図3のリングオシレータ回路と同様、電源
電圧VDDが変動したときの発振周波数の変化については
何ら考慮されていれていなかった。
【0009】本発明は、上記の問題点に鑑み、電源電圧
が変動しても発振周波数の変動が少ない発振器を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る発振器においては、第1バンドギャッ
プ定電圧回路と、第2バンドギャップ定電圧回路と、リ
ング状に接続された複数の遅延回路を有し、前記遅延回
路に供給される電圧が前記第1バンドギャップ定電圧回
路の出力電圧であるリング発振回路と、前記第2バンド
ギャップ定電圧回路の出力電圧を基準電圧として定電流
を生成し、前記定電流を前記遅延回路に供給する定電流
回路と、を備える構成とする。
【0011】尚、小型化や低コスト化の観点から、第1
バンドギャップ定電圧回路と第2バンドギャップ定電圧
回路とが同一のバンドギャップ定電圧回路であることが
望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照して説明する。本発明に係る発振器の構成を図1
に示す。なお、図1において図3と同一の部分には同一
の符号を付す。
【0013】本発明に係る発振器は、定電流回路1と、
リング発振回路2と、バンドギャップ定電圧回路4と、
増幅器5と、抵抗R2、R3とを備えている。バンドギ
ャップ定電圧回路4の出力端が増幅器5の非反転入力端
子に接続される。増幅器5の反転入力端子は抵抗R3を
介して増幅器5の出力端子に接続され、増幅器5の反転
入力端子と抵抗R3の接続ノードに抵抗R2の一端が接
続される。抵抗R2の他端は接地される。
【0014】続いて、定電流回路1の構成について説明
する。Pチャネル形MOSFET(Metal Oxide Semico
nductor Field Effect Transistor)(以下、トランジ
スタという)Q1のソースと、Pチャネル形トランジス
タQ2のソースと、Pチャネル形トランジスタQ5のソ
ースとが、電圧VCを出力する増幅器5の出力端子に接
続される。トランジスタQ1のゲートと、トランジスタ
Q2のゲートと、トランジスタQ5のゲートとが、共通
接続される。また、トランジスタQ1のドレインがNチ
ャネル形トランジスタQ3のドレインに接続され、トラ
ンジスタQ2のドレインがNチャネル形トランジスタQ
4のドレインに接続される。さらに、トランジスタQ2
のゲート−ドレイン間が共通接続される。
【0015】トランジスタQ3のゲートと、トランジス
タQ4のゲートとが共通接続され、トランジスタQ3の
ゲート−ドレイン間が共通接続される。トランジスタQ
3のソースが接地され、トランジスタQ4のソースが抵
抗R1を介して接地される。
【0016】トランジスタQ5のドレインが、Nチャネ
ル形トランジスタQ6のドレインに接続される。トラン
ジスタQ6のゲート−ドレイン間が共通接続される。ま
た、トランジスタQ6のソースは接地される。
【0017】このような構成によると、定電流回路1に
供給される電圧VCが、定電流回路1の基準電圧と駆動
電圧とを兼ねることになる。これにより、定電流回路1
の基準電圧と定電流回路1及び遅延回路D1〜DNの駆
動電圧とを共通化することが可能となり、定電流回路1
の基準電圧となる定電圧を生成するバンドギャップ定電
圧回路と遅延回路D1〜DNの駆動電圧となる定電圧を
生成するバンドギャップ回路とを共通化することができ
る。
【0018】続いてリング発振回路2の構成について説
明する。遅延回路D1、D2、…、DN(Nは奇数)の
定電流回路がそれぞれトランジスタQ5のゲートとトラ
ンジスタQ6のゲートに接続される。遅延回路D1の出
力端がコンデンサC1の一端と遅延回路D2の入力端に
接続される。コンデンサC1の他端は接地される。遅延
回路D2の出力端がコンデンサC2の一端と次段の遅延
回路(図示せず)の入力端に接続される。コンデンサC
2の他端は接地される。遅延回路DNの出力端がコンデ
ンサCNの一端とバッファ回路3の入力端と遅延回路D
1の入力端に接続される。コンデンサCNの他端は接地
される。なお、コンデンサC1〜CNは寄生容量を用い
ても構わない。
【0019】このような構成のリング発振回路2は、バ
ッファ回路3の出力端から出力電圧VOUTの発振出力を
出力する。この出力VOUTの周波数が発振周波数とな
る。
【0020】リング発振回路2にN段設けられる遅延回
路の構成について遅延回路D1を例に挙げて説明する。
遅延回路D1は、Pチャネル形トランジスタQ7と、P
チャネル形トランジスタQ8と、Nチャネル形トランジ
スタQ9と、Nチャネル形トランジスタQ10とを備え
ている。トランジスタQ7のドレインがトランジスタQ
8のソースに接続され、トランジスタQ8のドレインが
トランジスタQ9のドレインに接続され、トランジスタ
Q9のソースがトランジスタQ10のドレインに接続さ
れ、トランジスタQ10のソースが接地される。
【0021】トランジスタQ7のソースには電圧VCが
印加される。トランジスタQ7はトランジスタQ2とカ
レントミラー回路を構成し、トランジスタQ10はトラ
ンジスタQ6とカレントミラー回路を構成する。そし
て、トランジスタQ8のゲートとトランジスタQ9のゲ
ートとが共通接続され、その接続ノードが入力端にな
る。また、トランジスタQ8のドレインとトランジスタ
Q9のドレインとの接続ノードが出力端になる。
【0022】バンドギャップ定電圧回路4の出力電圧を
Vaとすると、定電流回路1内のトランジスタQ1、Q
2、Q5のソース及び遅延回路D1〜DNに供給される
電圧VCは(1)式で表される。ただし、r2は抵抗R2
の抵抗値、r3は抵抗R3の抵抗値である。
VC=(1+r3/r2)×Va…(1)
【0023】バンドギャップ定電圧回路4の出力電圧V
aは高精度の定電圧であるため、電圧VCも高精度の定電
圧となる。これにより、リング発振回路2の駆動電圧及
び定電流回路1の出力電流の変動が抑制され、発振周波
数が安定する。
【0024】次に、バンドギャップ定電圧回路4の具体
例について説明する。バンドギャップ定電圧回路4の一
構成例を図2に示す。電源電圧VDDが印加される端子に
PNP形バイポーラトランジスタT1のエミッタとPN
P形バイポーラトランジスタT2のエミッタが接続され
る。バイポーラトランジスタT1のベースとバイポーラ
トランジスタT2のベースが共通接続される。またバイ
ポーラトランジスタT1のベース−コレクタ間が共通接
続される。
【0025】バイポーラトランジスタT1のコレクタに
NPN形バイポーラトランジスタT3のコレクタが接続
される。バイポーラトランジスタT3のエミッタは、抵
抗R4を介してNPN形バイポーラトランジスタT4の
コレクタに接続され、抵抗R5を介してNPN形バイポ
ーラトランジスタT5のコレクタに接続される。バイポ
ーラトランジスタT4とバイポーラトランジスタT5の
ベースは共通接続される。また、バイポーラトランジス
タT4のベース−コレクタ間は共通接続される。バイポ
ーラトランジスタT4のエミッタは接地され、バイポー
ラトランジスタT5のエミッタは抵抗R6を介して接地
される。
【0026】バイポーラトランジスタT2のコレクタに
バイポーラトランジスタT3のベースと、NPN形バイ
ポーラトランジスタT6のコレクタとが接続される。バ
イポーラトランジスタT6のベースは抵抗R5とバイポ
ーラトランジスタT5との接続ノードに接続され、バイ
ポーラトランジスタT6のエミッタは接地される。そし
て、出力電圧Vaを出力する端子が抵抗R4と抵抗R5
との接続ノードに接続される。
【0027】バイポーラトランジスタT4のベース−エ
ミッタ間電圧VBE4、バイポーラトランジスタT5のベ
ース−エミッタ間電圧VBE5はそれぞれ(2)式、
(3)式のように表すことができる。さらに、バイポー
ラトランジスタT4のベース−エミッタ間電圧VBE4と
バイポーラトランジスタT5のベース−エミッタ間電圧
VB E5との間には(4)式の関係が成り立つ。そして、
(2)式〜(4)式より、(5)式が成り立つ。ただ
し、抵抗R4を流れる電流をI1、抵抗R5を流れる電
流をI2、バイポーラトランジスタT4のコレクタ飽和
電流をIs、抵抗R6の抵抗値をr6、バイポーラトラン
ジスタT4のエミッタ面積に対するバイポーラトランジ
スタT5のエミッタ面積比をN、熱電圧(ボルツマン定
数と絶対温度との積を電子の電荷量で除した値)をVT
とする。
【数1】
【0028】また、出力電圧Vaは(6)式、(7)式
のように表すことができる。ここで、バイポーラトラン
ジスタT4のベース−エミッタ間電圧VBE4とバイポー
ラトランジスタT6のベース−エミッタ間電圧VBE6が
等しいとすると、(6)式、(7)式より(8)式が成
り立つ。ただし、抵抗R4の抵抗値をr4、抵抗R5の
抵抗値をr5とする。なお、トランジスタT6のエミッ
タ電流がI1+I2であるので、バイポーラトランジスタ
T4のエミッタ面積に対するバイポーラトランジスタT
6のエミッタ面積比を(1+r4/r5)とすることで、
VBE4=VBE6を実現することができる。
【数2】
【0029】(6)式〜(8)式より、出力電圧Vaは
(9)式のように表される。
【数3】
【0030】ここで、(9)式の右辺第1項であるV
BE4は負の温度係数をもっており、(9)式の右辺第2
項は正の温度係数を持つ。したがって、(9)式の右辺
第2項中の抵抗比r5/r6、抵抗比r5/r4、及びエミ
ッタ面積比Nを適切に設定することで出力電圧Vaの温
度係数をキャンセルできる。これにより、温度変化が起
こっても出力電圧Vaを一定にすることができる。ま
た、電源電圧VDDが変動しても出力電圧Vaを一定にす
ることができる。したがって、バンドギャップ定電圧回
路4の出力電圧Vaは上述したように高精度の定電圧と
なる。
【0031】なお、本発明に係る発振器は後述する理由
により例えばフラッシュメモリ等のチャージポンプ回路
に設けられる発振器として用いるのが良い。
【0032】即ち、チャージポンプ回路に設けられる発
振器の発振周波数が変動すると、チャージポンプ回路の
出力電圧が変動してしまい次のような問題が生じる。ま
ず、チャージポンプ回路の出力電圧が高くなりフラッシ
ュメモリの耐圧を越えてしまうと、フラッシュメモリが
破損するおそれがある。次に、チャージポンプ回路の出
力電圧が所定値より低いと、フラッシュメモリの書き込
みエラーが生じてしまう。
【0033】本発明に係る発振器を用いることで、発振
周波数が変動が少なくなり、チャージポンプ回路の出力
電圧の変動を少なくすることができる。これにより、上
述した不具合が起こりにくくなる。
【0034】
【発明の効果】本発明によると、発振器が、第1バンド
ギャップ定電圧回路と、第2バンドギャップ定電圧回路
と、リング状に接続された複数の遅延回路を有し、前記
遅延回路に供給される電圧が前記第1バンドギャップ定
電圧回路の出力電圧であるリング発振回路と、前記第2
バンドギャップ定電圧回路の出力電圧を基準電圧として
定電流を生成し、前記定電流を前記遅延回路に供給する
定電流回路と、を備えるので、発振器に供給される電源
電圧が変動しても前記定電流回路から出力される定電流
及び前記遅延回路に供給される電圧は変動しない。これ
により、発振器に供給される電源電圧が変動しても発振
周波数の変動を少なくすることができる。
【0035】また、周囲温度の変動は電源電圧が変動す
る一要因であるので、本発明に係る発振器は、周囲温度
が変動した場合でも発振周波数の変動を少なくすること
ができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
[0001] The present invention relates to an oscillator.
It is. In particular, oscillators with ring oscillation circuits
Things.
[0002]
2. Description of the Related Art Conventional oscillators having a ring oscillation circuit
One configuration example is disclosed in JP-A-6-169237.
Ring oscillators. The ringo
FIG. 3 shows the configuration of the oscillator. Fig. 3 Ring oscillator
Is a constant current circuit 1 'and a delay circuit connected in a ring shape
And a ring oscillation circuit 2 'having D1 to DN.
Output of the constant current circuit 1 'which is not affected by changes in the ambient temperature.
To control the ring oscillation circuit 2 'based on the force current
Therefore, the oscillation frequency can be kept stable against changes in ambient temperature.
ing.
[0003]
However, FIG.
In the ring oscillator, the power supply voltage VDDAgainst fluctuations in
No consideration was given to doing so. Where the constant current
Assuming that there is no variation in the constant current output from the
Voltage VDDThe relationship between the frequency and the oscillation frequency will be described. delay
Output voltage V of circuit D11And the output voltage V of the delay circuit D2TwoWhen
Are shown in FIGS. 4A and 4B. Output of delay circuit D1
Voltage V1Logic threshold V in the process of risingDDReaches / 2
And the output voltage V of the delay circuit D2TwoBegins to fall.
Then, the output voltage V of the delay circuit D11Is the logical threshold VDD/
2, the output voltage V of the delay circuit D2TwoDecreases
And the logical threshold VDDThe delay circuit is one stage up to the point where
This is the delay time td.
[0004] In the ring oscillator of FIG.
Power supply voltage VDDBecomes larger, the delay times
Output voltage V of path D11And the output voltage V of the delay circuit D2TwoWith
The relationship is as shown in FIG. FIG. 4A and FIG.
The graph in FIG. 4 (b) is on the same scale.
[0005] A comparison between FIG. 4A and FIG.
Power supply voltage VDDBecomes larger, the delay circuit D
1 output voltage V1And the output voltage V of the delay circuit D2TwoAnd amplitude
Increases and the logical threshold VDD/ 2 increases, so the delay circuit
The delay time td per stage increases. Therefore, delay
The delay time td per circuit stage and the number of delay circuit stages N (N
Is an odd number) and the oscillation period increases,
The oscillation frequency, which is a number, decreases.
That is, the ring oscillator shown in FIG.
Source voltage VDDWith no consideration for the fluctuation of
Power supply voltage VDDIf the oscillation frequency fluctuates,
There was a problem of fluctuation.
In the above description, the output of the constant current circuit 1 '
Although it is assumed that there is no fluctuation in the constant current, the constant voltage generation circuit 10
A circuit that outputs a constant voltage based on the Zener voltage
When used, the reference voltage VREFBut
The reference voltage VREFConstant with the change of
The output current of the flow circuit 1 'fluctuates. Specifically, the reference
Pressure VREFBecomes larger, the output current of the constant current circuit 1 'becomes
growing. Then, the output current of the constant current circuit 1 'fluctuates.
Then, the charging and discharging of the input terminals of the delay circuits D1 to DN
Since the time required varies, the oscillation frequency of the ring oscillator
Wave number fluctuates.
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-340797 discloses
Discloses a voltage controlled oscillator as shown in FIG.
This voltage-controlled oscillator provides the amplitude voltage of the multivibrator 7.
Bandgap as a voltage generator that outputs a voltage
Temperature dependence of oscillation frequency by using a constant voltage circuit 6
Has been lost. However, the voltage controlled oscillator of FIG.
In the same manner as in the ring oscillator circuit of FIG.
Voltage VDDAbout the change of oscillation frequency when fluctuates
No consideration was given.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides
To provide an oscillator with small oscillation frequency fluctuations
The porpose is to do.
[0010]
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
In the oscillator according to the present invention, the first band gap
A constant voltage circuit, a second band gap constant voltage circuit,
A plurality of delay circuits connected in a ring shape.
The voltage supplied to the circuit is the first bandgap constant voltage circuit.
A ring oscillation circuit that is an output voltage of the circuit, and the second band
Constant current with the output voltage of the gap constant voltage circuit as the reference voltage
And supplies a constant current to the delay circuit.
And a circuit.
From the viewpoint of miniaturization and cost reduction, the first
Bandgap constant voltage circuit and second bandgap constant voltage
Circuit and the same bandgap constant voltage circuit
desirable.
[0012]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the configuration of an oscillator according to the present invention.
Shown in In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 3 are the same.
Is assigned.
An oscillator according to the present invention comprises a constant current circuit 1;
A ring oscillation circuit 2, a band gap constant voltage circuit 4,
An amplifier 5 and resistors R2 and R3 are provided. Bandi
The output terminal of the cap constant voltage circuit 4 is the non-inverting input terminal of the amplifier 5.
Connected to child. The inverting input terminal of the amplifier 5 is connected to the resistor R3.
Connected to the output terminal of the amplifier 5 through the
One end of the resistor R2 is connected to a connection node between the input terminal and the resistor R3.
Continued. The other end of the resistor R2 is grounded.
Next, the configuration of the constant current circuit 1 will be described.
I do. P-channel MOSFET (Metal Oxide Semico
nductor Field Effect Transistor)
Q1 source and P-channel transistor
And the source of P-channel transistor Q5.
And the voltage VCTo the output terminal of the amplifier 5 that outputs
Continued. The gate of the transistor Q1 and the transistor
The gate of Q2 and the gate of transistor Q5 are common
Connected. Further, the drain of the transistor Q1 is
Connected to the drain of channel transistor Q3,
The drain of transistor Q2 is an N-channel transistor Q
4 is connected to the drain. Further, the transistor Q2
Are commonly connected.
The transistor Q3 has a gate and a transistor
And the gate of the transistor Q3 are connected in common.
The gate and the drain are commonly connected. Transistor Q
3 is grounded and the source of transistor Q4 is grounded.
Grounded via anti-R1.
The drain of the transistor Q5 is N channel
Connected to the drain of the transistor Q6. Tran
The gate and drain of the transistor Q6 are commonly connected. Ma
The source of the transistor Q6 is grounded.
According to such a configuration, the constant current circuit 1
Supplied voltage VCIs driven with the reference voltage of the constant current circuit 1.
It also serves as voltage. Thereby, the constant current circuit 1
And the drive of the constant current circuit 1 and the delay circuits D1 to DN.
It is possible to share the dynamic voltage with the constant current circuit 1
Band-gap constant voltage that generates a constant voltage that becomes the reference voltage
And a constant voltage which is a driving voltage of the delay circuits D1 to DN.
The bandgap circuit to be generated can be shared
You.
Next, the configuration of the ring oscillation circuit 2 will be described.
I will tell. The delay circuits D1, D2,..., DN (N is an odd number)
The constant current circuit is connected to the gate and transistor of transistor Q5, respectively.
It is connected to the gate of transistor Q6. Output of delay circuit D1
The power end is connected to one end of the capacitor C1 and the input end of the delay circuit D2.
Connected. The other end of the capacitor C1 is grounded. delay
The output terminal of the circuit D2 is connected to one end of the capacitor C2 and the delay of the next stage.
It is connected to the input of a circuit (not shown). Capacitor C
The other end of 2 is grounded. The output terminal of the delay circuit DN
One end of the sensor CN, the input end of the buffer circuit 3 and the delay circuit D
1 input terminal. The other end of the capacitor CN is grounded
Is done. The capacitors C1 to CN use parasitic capacitances.
It does not matter.
The ring oscillation circuit 2 having such a configuration is
Output voltage V from the output terminal of theOUTOscillation output
Output. This output VOUTFrequency is the oscillation frequency.
You.
The delay circuit provided in N stages in the ring oscillation circuit 2
The configuration of the path will be described using the delay circuit D1 as an example.
The delay circuit D1 includes a P-channel transistor Q7,
Channel type transistor Q8 and N-channel type transistor
Star Q9 and an N-channel transistor Q10.
ing. The drain of the transistor Q7 is the transistor Q
8 and the drain of transistor Q8
Connected to the drain of transistor Q9,
The source of Q9 is connected to the drain of transistor Q10.
And the source of transistor Q10 is grounded.
The voltage V is applied to the source of the transistor Q7.CBut
Applied. Transistor Q7 and transistor Q2 are
A transistor mirror, and the transistor Q10 is
A current mirror circuit is formed with the transistor Q6. Soshi
The gate of the transistor Q8 and the gate of the transistor Q9.
Ports are connected in common, and the connection node is
You. Also, the drain of the transistor Q8 and the transistor
The connection node with the drain of Q9 becomes the output terminal.
The output voltage of the band gap constant voltage circuit 4 is
VaThen, the transistors Q1, Q in the constant current circuit 1
2, supplied to the source of Q5 and delay circuits D1 to DN
Voltage VCIs represented by equation (1). Where rTwoIs the resistor R2
Resistance value of rThreeIs the resistance value of the resistor R3.
VC= (1 + rThree/ RTwo) × Va… (1)
Output voltage V of band gap constant voltage circuit 4
aIs a high-precision constant voltage, the voltage VCHigh precision constant current
Pressure. As a result, the drive voltage of the ring oscillation circuit 2 and the
Fluctuation of the output current of the constant current circuit 1 and the oscillation frequency
The number stabilizes.
Next, a specific example of the band gap constant voltage circuit 4 will be described.
An example will be described. One of the band gap constant voltage circuit 4
FIG. 2 shows a configuration example. Power supply voltage VDDIs applied to the terminal
Emitter of PNP type bipolar transistor T1 and PN
The emitter of the P-type bipolar transistor T2 is connected
You. Bipolar transistor T1 base and bipolar
The bases of the transistors T2 are commonly connected. Also bye
Common connection between base and collector of polar transistor T1
Continued.
To the collector of the bipolar transistor T1
Connected to collector of NPN type bipolar transistor T3
Is done. The emitter of the bipolar transistor T3 is
The NPN type bipolar transistor T4 is connected via an anti-R4.
Connected to the collector and NPN type via resistor R5
Connected to the collector of the transistor T5. Bipo
Of the bipolar transistor T4 and the bipolar transistor T5
The bases are commonly connected. Also, bipolar transistors
The base-collector of the terminal T4 is commonly connected. Bipo
The emitter of the transistor T4 is grounded,
The emitter of the transistor T5 is grounded via the resistor R6.
Is done.
The collector of the bipolar transistor T2
Bipolar transistor T3 base and NPN type bipolar
The collector of polar transistor T6 is connected. Ba
The base of the bipolar transistor T6 is connected to the resistor R5 and the bipolar transistor.
Connected to the connection node with the
The emitter of the polar transistor T6 is grounded. Soshi
And the output voltage VaOutput terminals are a resistor R4 and a resistor R5.
Connected to the connection node.
The base-d of the bipolar transistor T4
Voltage V between transmittersBE4Of the bipolar transistor T5
Source-emitter voltage VBE5Are the expressions (2),
It can be expressed as in equation (3). In addition, Bipo
Base transistor-emitter voltage VBE4When
Base-emitter voltage of bipolar transistor T5
VB E5And the relationship of equation (4) holds. And
From equations (2) to (4), equation (5) holds. However
And the current flowing through the resistor R4 is I1And the current flowing through the resistor R5.
Flow ITwo, Collector saturation of bipolar transistor T4
Current Is, The resistance value of the resistor R66, Bipolar tran
Bipolar transistor with respect to emitter area of transistor T4
The emitter area ratio of the star T5 is N, and the thermal voltage (Boltzmann constant)
The product of the number and the absolute temperature divided by the amount of electron charge) is VT
And
(Equation 1)
The output voltage VaAre the expressions (6) and (7)
Can be expressed as Where bipolar tran
Base-emitter voltage V of transistor T4BE4And bipo
The base-emitter voltage V of the transistor T6BE6But
Assuming that they are equal, equation (8) is obtained from equations (6) and (7).
Stand up. Here, the resistance value of the resistor R4 is rFourOf the resistor R5
The resistance value is rFiveAnd Note that the emitter of the transistor T6 is
Current is I1+ ITwoIs a bipolar transistor
Bipolar transistor T for emitter area of T4
6 is (1 + rFour/ RFive)
VBE4= VBE6Can be realized.
(Equation 2)
From the equations (6) to (8), the output voltage VaIs
It is expressed as in equation (9).
[Equation 3]
Here, V, which is the first term on the right side of equation (9),
BE4Has a negative temperature coefficient.
The term has a positive temperature coefficient. Therefore, the right side of equation (9)
The resistance ratio r in the second termFive/ R6, Resistance ratio rFive/ RFourAnd Emi
The output voltage V can be set by appropriately setting theaWarmth
Degree coefficient can be canceled. This causes a temperature change.
Output voltage VaCan be kept constant. Ma
Power supply voltage VDDOutput voltage VaKeep
Can be Therefore, the band gap constant voltage circuit
Output voltage V of path 4aIs high-precision constant voltage and
Become.
Incidentally, the oscillator according to the present invention has the following reason.
Charge pump circuit such as flash memory
It is good to use it as an oscillator provided in.
That is, the light source provided in the charge pump circuit
When the oscillation frequency of the oscillator changes, the charge pump circuit
The output voltage fluctuates, causing the following problem. Ma
Output voltage of the charge pump circuit
If the flash memory exceeds the withstand voltage,
It may be damaged. Next, the output of the charge pump circuit
If the input voltage is lower than the specified value,
Errors will occur.
By using the oscillator according to the present invention,
The frequency changes less and the output of the charge pump circuit
Voltage fluctuation can be reduced. This allows
The problems described above are less likely to occur.
[0034]
According to the present invention, the oscillator is arranged in the first band.
Gap constant voltage circuit and second band gap constant voltage circuit
And a plurality of delay circuits connected in a ring shape,
The voltage supplied to the delay circuit is equal to the first band gap constant.
A ring oscillation circuit which is an output voltage of a voltage circuit;
Using the output voltage of the band gap constant voltage circuit as the reference voltage
Generating a constant current and supplying the constant current to the delay circuit
Power supply supplied to the oscillator
Constant current output from the constant current circuit even if the voltage fluctuates
And the voltage supplied to the delay circuit does not change. this
Oscillation even if the power supply voltage supplied to the oscillator fluctuates
Frequency fluctuation can be reduced.
In addition, the fluctuation of the ambient temperature causes the fluctuation of the power supply voltage.
Therefore, the oscillator according to the present invention operates at ambient temperature.
Fluctuation of oscillation frequency should be reduced even if
Can be.
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る発振器の構成を示す図であ
る。
【図2】 図1の発振器が備えるバンドギャップ定
電圧回路の構成を示す図である。
【図3】 リング発振回路を備える従来の発振器の
構成を示す図である。
【図4】 図3の発振器が備える遅延回路の出力電
圧波形を示す図である。
【図5】 マルチバイブレータを備える従来の発振
器の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 定電流回路
2 リング発振回路
4 バンドギャップ定電圧回路
D1、D2、DN 遅延回路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an oscillator according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a bandgap constant voltage circuit included in the oscillator of FIG. 1; FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional oscillator including a ring oscillation circuit. FIG. 4 is a diagram showing an output voltage waveform of a delay circuit included in the oscillator of FIG. 3; FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional oscillator including a multivibrator. [Description of Signs] 1 constant current circuit 2 ring oscillation circuit 4 band gap constant voltage circuits D1, D2, DN delay circuit
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和生 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 Fターム(参考) 5H420 NA12 NA15 NA23 NB02 NB12 NB22 NB24 NC12 5J043 AA02 AA26 LL01 Continuation of front page (72) Inventor Kazuo Sato 21 Ryosan-cho, Saiin-mizozaki-cho, Ukyo-ku, Kyoto-shi In the formula company F-term (reference) 5H420 NA12 NA15 NA23 NB02 NB12 NB22 NB24 NC12 5J043 AA02 AA26 LL01
Claims (1)
ャップ定電圧回路と、 リング状に接続された複数の遅延回路を有し、前記遅延
回路に供給される電圧が前記第1の定電圧であるリング
発振回路と、 前記第2の定電圧を基準電圧として定電流を生成し、前
記定電流を前記遅延回路に供給する定電流回路と、 を備えることを特徴とする発振器。Claims: 1. A bandgap constant voltage circuit for outputting first and second constant voltages, and a plurality of delay circuits connected in a ring, and supplied to the delay circuits. A ring oscillation circuit whose voltage is the first constant voltage; and a constant current circuit that generates a constant current using the second constant voltage as a reference voltage and supplies the constant current to the delay circuit. Characteristic oscillator.
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