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公開番号2024140972
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052371
出願日2023-03-28
発明の名称発振回路、半導体集積回路
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H03B 5/32 20060101AFI20241003BHJP(基本電子回路)
要約【課題】発振回路の消費電流を抑えつつ、起動時間を短縮する。
【解決手段】第1端子INは、水晶振動子102の第1端が接続され、第2端子OUTは、水晶振動子102の第2端が接続される。第1抵抗R1は、第1端子INと第2端子OUTの間に接続される。第1トランジスタM1は、ソースが接地され、ゲートが第1端子INと接続され、ドレインが第2端子OUTと接続される。第2トランジスタM2は、ドレインが第1トランジスタM1のドレインと接続され、ゲートにバイアス電圧Vbが印加される。発振回路200の起動時における第2トランジスタM2の電流供給能力が、発振回路200の定常発振中の電流供給能力に比べて大きいる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発振回路であって、
水晶振動子の第１端が接続されるべき第１端子と、
水晶振動子の第２端が接続されるべき第２端子と、
前記第１端子と前記第２端子の間に接続された第１抵抗と、
ソースが接地され、ゲートが前記第１端子と接続され、ドレインが前記第２端子と接続されたＮチャンネルの第１トランジスタと、
ドレインが前記第１トランジスタの前記ドレインと接続され、ゲートにバイアス電圧が印加されたＰチャンネルの第２トランジスタと、
を備え、前記発振回路の起動時における前記第２トランジスタの電流供給能力が、前記発振回路の定常発振中の前記電流供給能力に比べて大きい、発振回路。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
ゲートおよびソースが、前記第２トランジスタの前記ゲートと接続されており、前記第２トランジスタとともにカレントミラー回路を形成するＰチャンネルの第３トランジスタをさらに備える、請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
前記第２トランジスタのサイズが可変である、請求項２に記載の発振回路。
【請求項４】
前記第２トランジスタのサイズが２段階で切り替え可能である、請求項３に記載の発振回路。
【請求項５】
前記第２トランジスタのサイズが多段階で切り替え可能である、請求項３に記載の発振回路。
【請求項６】
前記第３トランジスタに電流を供給する電流源をさらに備え、
前記電流源が生成する電流が可変である、請求項２に記載の発振回路。
【請求項７】
前記電流源が生成する電流が、第１電流量から、前記第１電流量より少ない第２電流量に向かって連続的に減少する、請求項６に記載の発振回路。
【請求項８】
前記電流源は、
第１端が接地された第２抵抗と、
第１端が前記第２抵抗の第２端と接続された第４トランジスタと、
出力が前記第４トランジスタのゲートと接続され、第１入力が前記第２抵抗の前記第２端と接続されたオペアンプと、
前記オペアンプの第２入力に、起動開始から時間とともに低下する基準電圧を供給する電圧源と、
を含む、請求項７に記載の発振回路。
【請求項９】
前記電圧源は、
キャパシタと、
起動開始前に、前記キャパシタを充電する充電回路と、
起動開始後に、前記キャパシタを放電する放電回路と、
を含み、前記キャパシタの電圧が、前記基準電圧である、請求項８に記載の発振回路。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の発振回路を備える、半導体集積回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、発振回路に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路において、高精度な周波数のクロック信号を生成するために、水晶発振器が利用される。水晶発振器は、半導体集積回路に外付けされる水晶振動子と、半導体集積回路に集積化される発振回路を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体集積回路の低消費電力化の要請が高まっており、発振回路の消費電流も例外ではない。しかしながら、発振回路の消費電流と起動時間はトレードオフの関係にあり、消費電流を減らすと、起動時間が長くなってしまう。
【０００４】
本開示は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、消費電流を抑えつつ、起動時間を短縮した発振回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のある態様の発振回路は、水晶振動子の第１端が接続されるべき第１端子と、水晶振動子の第２端が接続されるべき第２端子と、第１端子と第２端子の間に接続された第１抵抗と、ソースが接地され、ゲートが第１端子と接続され、ドレインが第２端子と接続されたＮチャンネルの第１トランジスタと、ドレインが第１トランジスタのドレインと接続され、ゲートにバイアス電圧が印加されたＰチャンネルの第２トランジスタと、を備え、発振回路の起動時における第２トランジスタの電流供給能力が、発振回路の定常発振中の電流供給能力に比べて大きい。
【発明の効果】
【０００６】
本開示のある態様によれば、消費電流を抑えつつ、起動時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係る発振回路を備える発振器の回路図である。
図２は、第２トランジスタの電流供給能力を低い状態で固定したときの動作波形図である。
図３は、実施形態に係る水晶発振器の動作波形図である。
図４は、実施例１に係る水晶発振器の回路図である。
図５は、図４の水晶発振器の具体例を示す回路図である。
図６は、実施例２に係る水晶発振器の回路図である。
図７は、電流源の構成例を示す回路図である。
図８は、電流源が生成する電流を示す図である。
図９は、図７の第２電流源の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態の概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
【０００９】
一実施形態に係る発振回路は、水晶振動子の第１端が接続されるべき第１端子と、水晶振動子の第２端が接続されるべき第２端子と、第１端子と第２端子の間に接続された第１抵抗と、ソースが接地され、ゲートが第１端子と接続され、ドレインが第２端子と接続されたＮチャンネルの第１トランジスタと、ドレインが第１トランジスタのドレインと接続され、ゲートにバイアス電圧が印加されたＰチャンネルの第２トランジスタと、を備え、発振回路の起動時における第２トランジスタの電流供給能力が、発振回路の定常発振中の電流供給能力に比べて大きい。
【００１０】
この態様によると起動中は、第１トランジスタの負荷である第２トランジスタの電流供給能力が高くなることにより、第１トランジスタの応答速度が速くなり、高速に起動することができる。起動完了後、定常発振している間は、第２トランジスタの電流供給能力を低下させることにより、消費電力を抑制できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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