[发明专利]环形振荡器、包括它的半导体集成电路及电子器械

说明书

技术领域

本发明，涉及一种环形振荡器，特别是关于被用于微型计算机等的生成动作时钟信号的振荡器和包括它的半导体集成电路以及电子器械。

背景技术

在微型计算机中等，一般来说是利用内部的分频器使从外部水晶振荡器输入的原时钟信号的频率放慢从而来获得所期望的动作频率。然而，鉴于微型计算机价格降低的现状，设置外部水晶振荡器来获得微型计算机的动作时钟信号的上述方法在成本方面缺乏优势。还有，接收来自外部水晶振荡器的原时钟信号的输入缓冲部依然有必要进行高速动作，这成为阻碍微型计算机实现低消耗电力化的主要原因。因此，在微型计算机中等，从实现低成本化以及低消耗电力化的观点来看，最好是内藏有生成比较低速的动作时钟信号的独立型振荡器。作为该独立型振荡器，能够使用由多个反转延迟电路连接成环状而形成的差动型的环形振荡器(例如、参照专利文献1)。

[专利文献1]日本专利公开平11-112298号公报(平11即1999年)

(发明所要解决的课题)

差动型的环形振荡器虽然不易受到电源电压和周围温度的变动等的影响、且可达到十分高的振荡频率精度，然而需要用来调整各反转延迟电路的偏压的偏压电路。从成本方面考虑，作为搭载在微型计算机中等的振荡器的结构最好更为简单。还有，也为了提高成品率在环形振荡器中最好具备用来补偿制造偏差的机构。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题在于：实现一种利用比较简单的构成可获得足够高的振荡频率精度、还能够对起因于制造偏差的振荡频率的偏差进行补正的环形振荡器，并且可提供包括这种环形振荡器的半导体集成电路及电子器械。

(解决课题的方法)

为了解决上述课题，本发明所采取的方法是作为环形振荡器采用了多个差动放大电路连接为环状而形成的环形振荡器，且该差动放大电路包括由第一晶体管及第二晶体管构成的差动晶体管对、一端连接在第一晶体管及第二晶体管的连接点上且另一端连接在第一电压节点上的第一电阻、分别设置在第一晶体管与第二电压节点之间以及第二晶体管与第二电压节点之间的第二电阻及第三电阻、以及分别连接在第二电阻及第三电阻上且负载特性根据被供给的控制信号而变化的第一无源电路及第二无源电路。

还有，作为环形振荡器采用了多个差动放大电路连接为环状而形成的环形振荡器，且该差动放大电路包括由第一晶体管及第二晶体管构成的差动晶体管对、一端连接在第一晶体管及第二晶体管的连接点上且另一端连接在第一电压节点上的第一电阻、分别设置在第一晶体管与第二电压节点之间以及第二晶体管与第二电压节点之间的第二电阻及第三电阻、以及连接在第一电阻上且电阻值根据被供给的控制信号而变化的可变电阻电路。

根据这些构成，流经连接在第一电压节点上的第一电阻的电流被供向构成环形振荡器的各个差动放大电路。也就是，没有必要特别设置作为电流偏压源的晶体管，利用仅有第一电阻的简单结构就构成了各个差动放大电路的电流源。再者，通过使无源电路的负载特性适当地变化，从而能够微调该环形振荡器的振荡频率，并能够对起因于制造偏差的振荡频率的偏差进行补正来生成高精度的振荡信号。

还有，作为环形振荡器采用了如下所述的环形振荡器，即该环形振荡器包括电流电压变换电路、并且是由多个差动放大电路连接为环状而形成的，该电流电压变换电路具有采用二极管接法的晶体管及连接在该晶体管上的电阻，且利用该晶体管将流经该电阻的电流变换为电压，再者该差动放大电路包括由第一晶体管及第二晶体管构成的差动晶体管对、将电流电压变换电路所提供的电压变换为电流并将该电流供向第一晶体管及第二晶体管的连接点的电压电流变换电路、以及分别设置在第一晶体管与所规定的电压节点之间以及第二晶体管与所规定的电压节点之间的第一电阻及第二电阻。在此，电压电流变换电路具有与电流电压变换电路中的晶体管进行电流镜(current mirror)连接的多个晶体管，且根据被供给的控制信号使该电流镜比变化。

根据这一结构，通过电压电流变换电路能够用很小的电路面积实现内部电阻大的电流源，所以能够实现该环形振荡器的电路规模及消耗电力的降低。再者，通过使电压电流变换电路的供给电流量适当地变化，从而能够微调该环形振荡器的振荡频率，并能够对起因于制造偏差的振荡频率的偏差进行补正来生成高精度的振荡信号。