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公開番号2024142267
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023054391
出願日2023-03-29
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る。第3トランジスタM3は、定電流によってバイアスされている。第1状態φ1では、第1トランジスタM1と第2トランジスタM2がインバータ回路として動作する。第2状態φ2では、第2トランジスタM2と第3トランジスタM3がカレントミラー回路として動作する。
【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たＰチャンネルの第２トランジスタと、
定電流によってバイアスされたＰチャンネルの第３トランジスタと、
を備え、
前記第１トランジスタと前記第２トランジスタがインバータ回路として動作する第１状態と、前記第２トランジスタと前記第３トランジスタがカレントミラー回路として動作する第２状態とが切り替え可能に構成された、発振回路。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記第１トランジスタのゲートと前記第２トランジスタのゲートの間に接続された第１スイッチをさらに備える、請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
前記第２トランジスタのゲートと前記第３トランジスタのゲートの間に接続された第２スイッチをさらに備える、請求項１または２に記載の発振回路。
【請求項４】
請求項１または２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たＰチャンネルの第２トランジスタと、定電流の経路上に設けられたＰチャンネルの第３トランジスタと、を備える。この発振回路は、第１トランジスタと第２トランジスタがインバータ回路として動作する第１状態と、第２トランジスタと第３トランジスタがカレントミラー回路として動作する第２状態とが切り替え可能に構成される。
【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、発振回路の具体的な構成例を示す回路図である。
図３は、第１状態の水晶発振器の等価回路図である。
図４は、第２状態の水晶発振器の等価回路図である。
図５は、第２状態に固定して起動したときの動作波形図である。
図６は、実施形態に係る水晶発振器の動作波形図である。
【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たＰチャンネルの第２トランジスタと、定電流の経路上に設けられたＰチャンネルの第３トランジスタと、を備える。発振回路は、第１トランジスタと第２トランジスタがインバータ回路として動作する第１状態と、第２トランジスタと第３トランジスタがカレントミラー回路として動作する第２状態とが切り替え可能に構成される。
【００１０】
この態様によると起動開始後の第１期間は、第１状態を選択して、第１トランジスタと第２トランジスタがインバータを構成することで、起動速度を高めることができ、起動時間を短縮できる。起動完了後の定常的な発振状態では、第２状態を選択し、第２トランジスタを第３トランジスタによってバイアスすることにより、第１トランジスタに流れる電流を制限することで、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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