(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第３の接続点、出力端子にゲート・ソースが各々共通接続されドレインが電源端子に接続された第１〜第４のデプレッションモード電界効果トランジスタと、ソースが接地に接続された第１〜第８のエンハンスメントモード電界効果トランジスタを具備し、
前記第１のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが入力端子に、ドレインが前記第１の接続点に接続され、
前記第２のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第２の接続点に、ドレインが前記第１の接続点に接続され、
前記第３のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第１の接続点に、ドレインが前記出力端子に接続され、
前記第４のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第２の接続点に、ドレインが前記第３の接続点に接続され、
前記第５のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記出力端子に、ドレインが前記第３の接続点に接続され、
前記第６のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第３の接続点に、ドレインが前記出力端子に接続され、
前記第７のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記入力端子に、トレインが前記第２の接続点に接続され、
前記第８のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記出力端子に、ドレインが前記第２の接続点に接続されている、
ことを特徴とする分周器。
【請求項２】
前記第１〜第４のデプレッションモード電界効果トランジスタを、各々抵抗に置換したことを特徴とする請求項１に記載の分周器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯の位相同期回路や周波数シンセサイザを構成する際の重要な電子回路である分周器に係り、特にバッテリ動作の携帯マイクロ波無線器に用いることに適した小型で低消費電力の分周器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、分周器としてはＴ−ＦＦ（Ｔｏｇｇｌｅ  Ｆｌｉｐ  Ｆｌｏｐ）を使用する方法がよく知られており、論理回路を用いて図３に示すように構成した分周器がよく使用されている。この分周器は、ナンドゲートＧ１〜Ｇ４とノアゲートＧ５〜Ｇ８から構成したものであり、入力信号の立ち下がりエッジ毎に出力信号が反転して、入力信号の１／２の周波数の出力信号を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この分周器は、ゲート回路が合計で８個必要であり、その各ゲート回路は４個〜６個のトランジスタから構成されているため、合計で４０個前後のトランジスタが必要となって消費電力が大きくなり、回路の小型化にも限界がある。従って、例えば、バッテリ動作の携帯ワイヤレス機器に用いた場合には、充電後の連続運用時間が短くなる。また、運用時間を長くするには大容量の電池を使用すればよいが、重量が大きくなり、機器の携帯性を損ねるという欠点が生じる。
【０００４】
本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力信号を少ないトランジスタ数で分周するようにして、コンパクト、低消費電力に集積できるようにした分周器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明の分周器は、第１〜第３の接続点、出力端子にゲート・ソースが各々共通接続されドレインが電源端子に接続された第１〜第４のデプレッションモード電界効果トランジスタと、ソースが接地に接続された第１〜第８のエンハンスメントモード電界効果トランジスタを具備し、前記第１のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが入力端子に、ドレインが前記第１の接続点に接続され、前記第２のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第２の接続点に、ドレインが前記第１の接続点に接続され、前記第３のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第１の接続点に、ドレインが前記出力端子に接続され、前記第４のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第２の接続点に、ドレインが前記第３の接続点に接続され、前記第５のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記出力端子に、ドレインが前記第３の接続点に接続され、前記第６のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記第３の接続点に、ドレインが前記出力端子に接続され、前記第７のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記入力端子に、トレインが前記第２の接続点に接続され、前記第８のエンハンスメントモード電界効果トランジスタのゲートが前記出力端子に、ドレインが前記第２の接続点に接続されるように構成した。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１〜第４のデプレッションモード電界効果トランジスタを、各々抵抗に置換して構成した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の分周器を示す回路図である。１は入力端子、２は出力端子、３は電源端子である。また、Ｅ１〜Ｅ８はソースが接地に接続された第１〜第８のエンハンスメントモードの電界効果トランジスタ（Ｅ−ＭＥＳＦＥＴ）である。Ｄ１〜Ｄ４はドレインが電源端子３に接続され、ゲート・ソースがそれぞれ第１〜第３の接続点▲１▼、▲２▼、▲３▼、出力端子２に接続された第１〜第４のデプレッションモードの電界効果トランジスタ（Ｄ−ＭＥＳＦＥＴ）であり、それぞれ接続点▲１▼、▲２▼、▲３▼、出力端子２に電流を供給する電流源として動作する。
【０００８】
トランジスタＥ１はゲートが入力端子１に、ドレインが接続点▲１▼に接続されている。トランジスタＥ２はゲートが接続点▲２▼に、ドレインが接続点▲１▼に接続されている。トランジスタＥ３はゲートが接続点▲１▼に、ドレインが出力端子２に接続されている。トランジスタＥ４はゲートが接続点▲２▼に、ドレインが接続点▲３▼に接続されている。トランジスタＥ５はゲートが出力端子２に、ドレインが接続点▲３▼に接続されている。トランジスタＥ６はゲートが接続点▲３▼に、ドレインが出力端子２に接続されている。トランジスタＥ７はゲートが入力端子１に、トレインが接続点▲２▼に接続されている。トランジスタＥ８はゲートが出力端子２に、ドレインが接続点▲２▼に接続されている。
【０００９】
図２はこの分周器の動作説明用のタイムチャートである。横軸は時刻、縦軸は各点における電圧である。横破線は各トランジスタのしきい値電圧（Ｖｔｈ）を示し、縦破線は電圧状態に変化が発生する時刻を示す。
【００１０】
次に動作を説明する。入力端子１には、周期がＴの矩形波電圧Ｖ１が入力されているものとする。
【００１１】
電源投入前は、出力端子２、および各接続点▲１▼、▲２▼、▲３▼の電位はすべて最低電位（接地電位）となっている。
【００１２】
時刻ｔ０において、電源が投入されたとする。トランジェント状態を経由して時刻ｔ１から定常状態となる。
【００１３】
この時刻ｔ１において、トランジスタＥ１，Ｅ２のゲート電圧Ｖ１、Ｖ２が両方ともしきい値電圧以下となり、この両トランジスタＥ１，Ｅ２はオフであるので、接続点▲１▼の電圧Ｖ３は上昇を開始する。
【００１４】
時刻ｔ２では、この電圧Ｖ３がしきい値電圧を越えて、トランジスタＥ３がオン状態となり、出力端子２の出力電圧Ｖ５が下降し始める。
【００１５】
時刻ｔ３では、この電圧Ｖ５がしきい値電圧を下回り、トランジスタＥ５がオフ状態となり、接続点▲３▼の電位Ｖ４が上昇し始める。また、入力電圧Ｖ１がハイレベルとなるため、トランジスタＥ１がオン状態となり、接続点▲１▼の電位Ｖ３が下降し始める。
【００１６】
時刻ｔ５では、入力電圧Ｖ１がローレベルローレベルとなり、トランジスタＥ７，Ｅ８がともにオフとなり、接続点▲２▼の電位Ｖ２が上昇し始める。しかし、このときは、電位Ｖ２はまだしきい値電圧以下であるので、トランジスタＥ２はオフ状態を保っており、したがって電位Ｖ３が上昇を始める。
【００１７】
時刻ｔ６では、トランジスタＥ２、Ｅ４が同時にオン状態となるので、電位Ｖ３、Ｖ４は同時に下降し始める。
【００１８】
時刻ｔ７では、電位Ｖ４がしきい値電圧を下回り、トランジスタＥ６がオフ状態となり、出力端子２の電位Ｖ５が上昇し始める。また、入力電圧Ｖ１がハイレベルとなるため、トランジスタＥ７がオン状態となり、接続点▲２▼の電位Ｖ２が下降し始める。
【００１９】
時刻ｔ８では、出力端子２の電位Ｖ５がしきい値電圧を越えるため、並列接続されているトランジスタＥ７，Ｅ８がともにオン状態となるため、接続点▲２▼の電位Ｖ２が倍速で下降する。
【００２０】
時刻ｔ９になると、上記の時刻ｔ１と同じ状態が現れ、これ以降、周期２Ｔで同じ変化が繰り返される。
【００２１】
以上のタイムチャートで明らかなように、入力信号Ｖ１の２倍の周期（２Ｔ）の出力信号Ｖ５が出力端子２に生成される。このようにして、２：１の分周動作を実現できる。例えば、入力信号の周波数を１０ＧＨｚとすると、出力信号としてその半分の５ＧＨｚの信号を得ることができる。
【００２２】
上記した分周器は、例えばＧａＡｓ（砒化ガリウム）を材料とするＦＥＴによる集積回路として、容易に実現することができる。このようなＧａＡｓ基板上にデプレッションモード電界効果トランジスタとエンハンスメントモード電界効果トランジスタを形成せしめる方法については、従来からよく知られているので、その詳しい説明はここでは省略する。
【００２３】
なお、使用するトランジスタとしては、ＭＯＳＦＥＴを使用することもできる。図１の回路をそのまま置換するときは、ｎチャネル形を使用する。また、前記したデプレッションモード電界効果トランジスタＤ１〜Ｄ４は、これを各々抵抗に置換することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、マイクロ波帯の信号を少ないトランジスタ数で分周することができる分周器を実現することができる。したがって、移動体無線端末のように、高い周波数で動作する装置を小型化し、低消費電力で構成することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分周器の回路図である。
【図２】図１の分周器のタイムチャートである。
【図３】従来のＴＦＦを用いた分周器のブロック図である。
【符号の説明】
Ｅ１〜Ｅ８：エンハンスメントモード電界効果トランジスタ
Ｄ１〜Ｄ４：デプレッションモード電界効果トランジスタ
１        ：入力端子
２        ：出力端子
３        ：電源端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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