(57)【要約】【課題】電流消費が時間的に一定でない回路が接続される電源配線の電圧安定化を図る電源配線の電圧安定化回路を得ること。【解決手段】電源配線１に接続される本来の回路２が停止状態と動作状態との間を遷移する場合に、本来の回路２と同等の電流消費能力を持つ電流補償回路３を本来の回路２と並列に電源配線１に接続する。電流補償回路３は、本来の回路２が停止状態にある期間中、電源配線１から電源の供給を受けて、本来の回路２に代わって本来の回路２と同等の電流消費を行い、本来の回路が停止状態にある期間に電源配線１を流れる電流量を本来の回路２が動作状態にある期間での電流量と同じにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源配線に接続される本来の回路が停止状態と動作状態との間を遷移する場合に、
前記電源配線に前記本来の回路と並列に接続され、前記本来の回路と同等の電流消費能力を持つ電流補償回路と、
前記本来の回路が停止状態にある期間中、前記電流補償回路を有効状態にする制御回路と、
を備えることを特徴とする電源配線の電圧安定化回路。
【請求項２】
前記制御回路は、前記本来の回路が停止状態と動作状態にある期間を識別させる制御信号から前記停止状態にある期間を取り出す論理積回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電源配線の電圧安定化回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記電源配線と前記電流補償回路の電源端との間に設けられ、前記本来の回路が停止状態と動作状態にある期間を識別させる制御信号を受けて前記停止状態にある期間中、前記電源配線と前記電流補償回路の電源端との間を接続する電源スイッチを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電源配線の電圧安定化回路。
【請求項４】
前記制御回路は、前記電源配線の電源と同等の電圧を持つ擬似電源と前記電流補償回路の電源端との間に設けられ、前記制御信号を受けて前記動作状態にある期間中、前記擬似電源と前記電流補償回路の電源端との間を接続する擬似電源スイッチを備えていることを特徴とする請求項３に記載の電源配線の電圧安定化回路。
【請求項５】
前記電流補償回路は、前記本来の回路と全く同じ構造のレプリカ回路であることを特徴とする請求項１に記載の電源配線の電圧安定化回路。
【請求項６】
前記本来の回路は、ＶＣＯ回路であることを特徴とする請求項５に記載の電源配線の電圧安定化回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電流消費が時間的に一定でない回路が接続される電源配線の電圧安定化を図る電源配線の電圧安定化回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電源から電流が回路に流れると、電源配線の電圧が一瞬降下する。その後、回路動作が停止し電流が流れなくなると、降下した電源配線の電圧は、電源からの電流供給によって元のレベルにまで回復する。すなわち、電源配線に接続される回路が停止状態から動作状態に、動作状態から停止状態に移行するとき、電源配線の電圧は、元の電圧レベルと降下した電圧レベルとの間で遷移し、不安定になってしまう。例えば、ＶＣＯ回路では、このような電源配線の電圧不安定があると、遅延値が変化してジッタ等の原因になる。
【０００３】
しかし、この場合、電源配線に接続される回路が、上記した停止状態と動作状態との間を遷移することなく、常に一定の電流を消費し続けるとすれば、電源配線の電圧降下は電源からの供給とバランスするので、電源配線は、常に一定の電圧を保つことができる。
【０００４】
そこで、上記した停止状態と動作状態との間を遷移することで電流消費が一定でない回路（以降、これを「本来の回路」という）が接続される電源配線の電圧安定化を図るために、本来の回路が電流を消費していない期間内、電源配線にその分の電流を代わりに消費する回路を接続する方法が知られている。このように、本来の回路に代わって電流消費を行わせるために用いる回路を、この発明では「電流補償回路」と呼んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この電流補償回路の構成は、本来の回路が停止状態にある期間において、貫通電流を流す回路がＤＣ的に電荷を消費する構成であるので、その貫通電流量を本来の回路が動作状態にある期間の電流消費量に等しくなるように合わせ込むことは困難である。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、電流消費が時間的に一定でない回路が接続される電源配線の電圧安定化を高い精度で実現できる電源配線の電圧安定化回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、この発明にかかる電源配線の電圧安定化回路は、電源配線に接続される本来の回路が停止状態と動作状態との間を遷移する場合に、前記電源配線に前記本来の回路と並列に接続され、前記本来の回路と同等の電流消費能力を持つ電流補償回路と、前記本来の回路が停止状態にある期間中、前記電流補償回路を有効状態にする制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、電流補償回路は、本来の回路が停止状態にある期間中、電源配線から電源の供給を受けて、本来の回路に代わって本来の回路と同等の電流消費を行うので、本来の回路が停止状態にある期間に電源配線を流れる電流量を本来の回路が動作状態にある期間での電流量と同じにすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、電流消費が時間的に一定でない回路が接続される電源配線の電圧安定化を高い精度で実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明にかかる電源配線の電圧安定化回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。図１において、電源ＶＤＤに接続される電源配線１には、例えば多数の回路（本来の回路）２が並列に接続されている。これらの本来の回路２は、停止状態と動作状態との間を遷移し、電流消費が時間的に一定でない回路（例えばＶＣＯ回路）である。
【００１２】
この電源配線１に、これら多数の本来の回路２と同数個の電流補償回路３が、これら多数の本来の回路２と並列に接続されている。電流補償回路３は、本来の回路２と同等の電流消費能力を持つ回路として構成されている。具体的には、電流補償回路３は、本来の回路２と全く同じ構造を持つレプリカ回路である。
【００１３】
電流補償回路３は、後述する各実施の形態に示す制御回路によって本来の回路２が停止状態にある期間中、オン動作して有効状態となり、図２に示すように、本来の回路２に代わって本来の回路２と同等の電流消費を行うようになっている。
【００１４】
図２は、図１に示す電源配線の電圧安定化回路の動作を説明する図である。図２において、電流補償回路３を設けない場合（ａ）は、電源配線１を流れる電流５は、本来の回路２の停止期間６では流れなくなる。つまり、電源配線１の電圧は、本来の回路２が停止状態と動作状態との間を遷移すると、不安定になる。
【００１５】
本来の回路が停止状態にある期間においてＤＣ的に電荷を消費する前述した従来の電流補償回路（ｂ）では、本来の回路２の停止期間６での電流補償分７は、平均的なＤＣ値であるので、動作状態にある期間とで電流消費量に差が生じ、安定化の精度が劣っている。しかし、従来の電流補償回路（ｂ）は、本来の回路２と構成が異なるので、同等の電流消費を実現するのが困難である。
【００１６】
これに対し、この実施の形態１による電流補償回路３を使用する場合（ｃ）は、電流補償回路３は本来の回路２と構成が同じであるレプリカ回路であるので、本来の回路２の停止期間６での電流補償分８を動作状態にある期間での電流消費量と同等にすることができる。
【００１７】
以上のように、この実施の形態１によれば、電流消費が時間的に一定でない回路が接続される電源配線の電圧安定化をより高い精度で実現することができる。以下に示す実施の形態２〜３では、この実施の形態１による電流補償回路を本来の回路が停止状態にある期間中、有効状態にする制御回路の構成例が示されている。
【００１８】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。図３に示すように、この実施の形態２では、制御回路を構成する論理積回路として例えば正の論理積を取るＡＮＤ回路１１が電流補償回路３の入力段に設けられている。
【００１９】
ＡＮＤ回路１１には、制御信号（イ）と駆動信号（ロ）とが入力される。制御信号（イ）は、本来の回路２が停止状態にある期間では一方のレベルとなり、動作状態にある期間では他方のレベルとなる２値のレベル信号である。駆動信号（ロ）は前記一方のレベルに固定された固定レベル信号である。
【００２０】
電流補償回路３は、常時電源配線１から電源の供給を受けているが、ＡＮＤ回路１１の出力レベルが、一致検出を示すレベルであるとき、オン動作を行って電流消費を行う有効状態になり、不一致検出を示すレベルであるとき、オフ動作を行って電流消費を行わない無効状態になるように構成されている。
【００２１】
なお、電流補償回路の入力段に設ける論理積回路は、負の論理積を取るＮＡＮＤ回路でもよい。
【００２２】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。図４に示すように、この実施の形態３では、制御回路を構成する電源スイッチとして、電源配線１と電流補償回路３の電源端との間に、例えばＰＭＯＳトランジスタ１２が設けられている。そして、ＰＭＯＳトランジスタ１２のゲート電極には制御信号（ハ）が印加される。
【００２３】
制御信号（ハ）は、対象がＰＭＯＳトランジスタであるので、本来の回路２が停止状態にある期間では低レベルとなり、動作状態にある期間では高レベルとなる２値のレベル信号である。
【００２４】
これによって、ＰＭＯＳトランジスタ１２は、本来の回路２が停止状態にある期間では電源配線１と電流補償回路３との間を閉路して電流補償回路３に電源供給を行ってオン動作を行わせ有効状態にする。一方、本来の回路２が動作状態にある期間では電源配線１と電流補償回路３の電源端との間を開路して電流補償回路３への電源供給を断ち、電流補償回路３にオフ動作を行わせ無効状態にする。
【００２５】
以上のように、この実施の形態３によれば、電源配線と電流補償回路の電源端との間に電源スイッチを設け、本来の回路が停止状態にある期間でのみ電流補償回路に電源供給を行うようにしたので、実施の形態２よりも精度を高めることができる。なお、電源配線と電流補償回路の電源端との間に設ける電源スイッチは、ＮＭＯＳトランジスタでもよい。さらには、バイポーラトランジスタでもよい。
【００２６】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。図５に示すように、この実施の形態４では、図４（実施の形態３）に示した構成において、電源ＶＤＤと同じ電圧出力を行う擬似電源であるダミー電源ＶＤＤ’が設けられ、このダミー電源ＶＤＤ’に接続される擬似電源配線１３と電流補償回路３の電源端との間に、擬似電源スイッチとして例えばＰＭＯＳトランジスタ１４が設けられている。そして、ＰＭＯＳトランジスタ１４のゲート電極には制御信号（ハ）の反転信号（ニ）が印加される。
【００２７】
これによって、ＰＭＯＳトランジスタ１４は、本来の回路２が動作状態にある期間ではダミー電源ＶＤＤ’と電流補償回路３の電源端との間を閉路して電流補償回路３に電源供給を行う一方、本来の回路２が停止状態にある期間ではダミー電源ＶＤＤ’と電流補償回路３の電源端との間を開路して電流補償回路３への電源供給を断つように動作する。
【００２８】
図４（実施の形態３）に示した構成では、本来の回路２が動作状態にある期間では、電流補償回路３への電源の供給がないので、電流補償回路３では回路内の各ノードが中間電位に浮いた状態となる可能性がある。
【００２９】
そこで、この実施の形態４は、本来の回路２が動作状態にある期間では、ダミー電源ＶＤＤ’から電流補償回路３への電源の供給を行って回路内の最終段まで論理が正しく定まるようにし、本来の回路２が停止状態に遷移したときに、電流補償回路３が円滑に電流補償動作に移行できるようにしている。
【００３０】
以上のように、この実施の形態４によれば、本来の回路が動作状態にある期間おいて電流補償回路の回路内の各ノードが中間電位に浮いた状態となるのを防止するようにしたので、実施の形態３よりも精度を高めることができる。なお、擬似電源スイッチは、ＮＭＯＳトランジスタでもよい。さらには、バイポーラトランジスタでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、この発明にかかる電源配線の電圧安定化回路は、電流消費が時間的に一定でない回路が接続される電源配線の電圧安定化を図るのに有用であり、特に電源配線に接続される回路が、電源配線の電圧安定化によってジッタの改善が見込まれるＶＣＯ回路である場合や、電源からの電流消費の状態によって中のデータが読まれる可能性があり、それを防止する必要のある暗号化回路などである場合等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す電源配線の電圧安定化回路の動作を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態２による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。
【図４】この発明の実施の形態３による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。
【図５】この発明の実施の形態４による電源配線の電圧安定化回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電源配線
２  本来の回路（ＶＣＯ回路）
３  電流補償回路（ＶＣＯ回路と同じ構造のレプリカ回路）
１１  ＡＮＤ回路（制御回路を構成する論理積回路）
１２  ＰＭＯＳトランジスタ（制御回路を構成する電源スイッチ）
１３  擬似電源配線
１４  ＰＭＯＳトランジスタ（擬似電源スイッチ）
ＶＤＤ  電源
ＶＤＤ’  ダミー電源（擬似電源）
【図１】
2006343935.tif 000003
【図２】
2006343935.tif 000004
【図３】
2006343935.tif 000005
【図４】
2006343935.tif 000006
【図５】
2006343935.tif 000007