振荡电路制造技术

本发明专利技术提供一种具备了电流反射镜－电流限制电路的环形振荡器型的振荡电路，防止环形振荡器的异常振荡或振荡停止。其中设置了ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ１～ＩＮＶ５纵向连接，并将最终级的ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ５的输出反馈到最初的ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ１的输出中而成的环形振荡器。另外，设置用于限制流经ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ１～ＩＮＶ５的电流的电流反射镜－电流限制电路（１０）。并且设置：辅助晶体管Ｔ１，其通过最终级的ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ５，根据２级前的ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ３的输出，用来辅助该最终级的ＣＭＯＳ逆变器ＩＮＶ５的输出最大振荡到电源电位Ｖｄｄ；和辅助晶体管Ｔ２，其用来辅助最大振荡到接地电位Ｖｓｓ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备了电流反射镜-电流限制电路的环形振荡器(ringoscillator)型的振荡电路。
技术介绍
以往，环形振荡器被用作各种半导体集成电路的振荡电路。在DRAM等存储器中被用作自更新(self refresh)用的振荡电路的情况下，需要得到低频率的振荡时钟信号。因此，通过由电流反射镜-电流限制电路抑制环形振荡器的电流，从而实现了低频率的振荡。图3是表示设置了本专利技术人研究的电流反射镜-电流限制电路的环形振荡器型的振荡电路的电路图。该振荡电路与CMOS逆变器INV1、INV2、INV3、INV4、INV5纵向连接，最终级的CMOS逆变器INV5的输出反馈到初级的CMOS逆变器INV1的输出中，从而构成环形振荡器。电流反射镜-电流限制电路10备有P沟道型MOS晶体管PM1、由串联连接且在每个栅极上施加了电源电位Vdd的多个N沟道型MOS晶体管构成的电阻电路20、N沟道型MOS晶体管NM1。P沟道型MOS晶体管PM1的漏极和栅极相互连接，并在源极上施加电源电位Vdd，漏极与电阻电路20连接。另外，N沟道型MOS晶体管NM1的漏极和栅极相互连接，并在源极上施加接地电位GND，漏极与电阻电路20连接。流经P沟道型MOS晶体管PM1和N沟道型MOS晶体管NM1的电流由电阻电路20的电阻值来调整。电阻电路20的电阻值能根据N沟道型MOS晶体管的纵向级数来进行调整。并且，P沟道型MOS晶体管PM1的栅极与设置在各个CMOS逆变器的电源电位Vdd一侧的P沟道型MOS晶体管PM2、PM3、PM4、PM5、PM6的栅极连接。由此，P沟道型MOS晶体管PM1和P沟道型MOS晶体管PM2、PM3、PM4、PM5、PM6分别构成电流反射镜，并且通过使与流经P沟道型MOS晶体管PM1的电流相等的电流流经P沟道型MOS晶体管PM2、PM3、PM4、PM5、PM6，从而进行电流限制。另外，N沟道型MOS晶体管NM1的栅极与设置在各个CMOS逆变器的接地电位Vss一侧的N沟道型MOS晶体管NM2、NM3、NM4、NM5、NM6的栅极连接。由此，N沟道型MOS晶体管NM1和N沟道型MOS晶体管NM2、NM3、NM4、NM5、NM6分别构成电流反射镜，并且通过使与流经N沟道型MOS晶体管NM1的电流相等的电流流经N沟道型MOS晶体管NM2、NM3、NM4、NM5、NM6，来进行电流限制。此外，环形振荡器的最终级的CMOS逆变器INV5的输出被分别施加在输出级的CMOS逆变器INV6的P沟道型MOS晶体管PM7和N沟道型MOS晶体管NM7的栅极上，前两级的CMOS逆变器INV3的输出分别被施加在该MOS逆变器INV6的P沟道型MOS晶体管PM8和N沟道型MOS晶体管NM8的栅极上。这样，利用CMOS逆变器INV3的输出，通过使P沟道型MOS晶体管PM8和N沟道型MOS晶体管NM8比P沟道型MOS晶体管PM7和N沟道型MOS晶体管NM7还早地转换，从而消除了CMOS逆变器INV6的贯通电流，并对振荡波形进行整形。并且，CMOS逆变器INV6的输出还被施加在CMOS逆变器INV7的输出上。进而，可以从该CMOS逆变器INV7的输出中得到振荡时钟信号RCLK。另外，设置在初级CMOS逆变器INV1的输出中的P沟道型MOS晶体管PM9、插入到CMOS逆变器INV1的电流路径中的N沟道型MOS晶体管NM9是由复位信号SRE控制的复位用晶体管。图4是表示由于电路模拟而产生的上述振荡电路的振荡波形的图。图4的(a)表示作为CMOS逆变器INV3的输出的节点N5的波形，(b)表示作为最终级的CMOS逆变器INV5的输出的节点N7的波形，(c)表示作为CMOS逆变器INV7的输出的振荡时钟信号RCLK的波形。另外，在图4的(a)的波形图中，示出了作为P沟道型MOS晶体管PM2、PM3、PM4、PM5、PM6的栅极的节点N1的电位、作为N沟道型MOS晶体管NM2、NM3、NM4、NM5、NM6的栅极的节点N2的电位。具备了电流反射镜-电流限制电路的振荡电流例如在以下的专利文献1中有所记载。专利文献1特开平8-186474根据图3的振荡电路，通过由电流反射镜-电流限制电路将节点N1和节点N2的电位控制为恒定，从而适当地限制了流经环形振荡器CMOS逆变器INV1～INV5的电流。但是，由于工艺参数等的变动或图案布局的影响，节点N1、节点N2的电位平衡可能会被打破。于是，施加了节点N1的电位的P沟道型MOS晶体管PM2～PM6和施加了节点N2的电位的沟道型MOS晶体管NM2～NM6的驱动能力比发生了变动。于是，产生了构成环形振荡器的CMOS逆变器INV1～INV5的输出没有完全变成低电平或者高电平的状态，并且每次重复振荡周期，该状态都会恶化，最终，某个CMOS逆变器的输出没有超过下一级的CMOS逆变器的阈值，导致环形振荡器的异常振动或者停止振动。图5是表示该振动不正常的波形图。图5的(a)表示作为CMOS逆变器INV3的输出的节点N5的波形，(b)表示作为最终级的CMOS逆变器INV5的输出的节点N7的波形，(c)表示作为CMOS逆变器INV7的输出的振荡时钟信号RCLK的波形。如果节点N1的电位稍有上升，则P沟道型MOS晶体管PM2～PM6的阻抗增加，与N沟道型MOS晶体管NM2～NM6相比，驱动能力下降。于是，如图5(a)所示，作为逆变器INV3的输出的节点N5的高电平不能上升到电源电位Vdd。如图5(b)所示，作为逆变器INV5的输出的节点N7的高电平也相同。这样，如图5(c)所示，振荡时钟信号RCLK停止。
技术实现思路
本专利技术的振荡电路鉴于上述课题，其特征在于，具备环形振荡器，其纵向连接奇数级的逆变器，并将最终级的逆变器的输出反馈到初级的逆变器的输出中而成；电流反射镜-电流限制电路，其用于限制流经所述多个逆变器的电流；和辅助晶体管，其通过上述最终级的逆变器，根据偶数级前的逆变器的输出，用来辅助该最终级的逆变器的输出最大振荡(fullswing)到电源电位或者接地电位。根据本专利技术，在具备了电流反射镜-电流限制电路的环形振荡器型的振荡电路中，即使在由于工艺参数等的变动或图案布局而打破了电流反射镜的平衡的情况下，也可以防止环形振荡器的异常振荡或振荡停止。附图说明图1是本专利技术的实施方式的振荡电路的电路图。图2是本专利技术的实施方式的振荡电路的电路模拟而产生的波形图。图3是
技术介绍
的振荡电路的电路图。图4是
技术介绍
的振荡电路的电路模拟而产生的波形图。图5是
技术介绍
的振荡电路的电路模拟而产生的其他波形图。图中10-电流反射镜-电流限制电路，20-电阻电路，INV1、INV2、INV3、INV4、INV5-CMOS逆变器，T1-第一辅助晶体管，T2-第二辅助晶体管。具体实施例方式接下来，参照附图，对本专利技术的实施方式的振荡电路进行说明。图1是该振荡电路的电路图。该振荡电路备有辅助晶体管T1，其通过最终级的CMOS逆变器INV5，根据2级前的CMOS逆变器INV3的输出，用来辅助该最终级的CMOS逆变器INV5的输出最大振荡到电源电位Vdd；和辅助晶体管T2，其用来辅助最大振荡到接地电位Vss。其他电路结构与图3的电路相同。第一辅助晶体管T1由P沟道型MO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡电路，其特征在于，具备：环形振荡器，其纵向连接奇数级的逆变器，并将最终级的逆变器的输出反馈到初级的逆变器的输出中而成；电流反射镜－电流限制电路，其用于限制流经所述多个逆变器的电流；和辅助晶体管，其通过所述最终 级的逆变器，根据偶数级前的逆变器的输出，用来辅助该最终级的逆变器的输出最大振荡到电源电位或者接地电位。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤贤介，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]