(57)【要約】【課題】温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号とは独立してＭＯＳトランジスタの閾値電圧を制御可能な電圧制御型発振器を提供する。【解決手段】帰還抵抗１とインバータ２と水晶振動子３で構成された発振回路の負荷容量を、ソース端子とドレイン端子を短絡したＭＯＳトランジスタ１３，１４のソース−ドレイン端子とゲート端子の間に生じる静電容量を可変容量として、ＤＣカット容量８，９と可変容量（ＭＯＳトランジスタ１３，１４）の直列接続を水晶振動子３の一方の端子および他方の端子とＡＣ接地端子との間に構成する。例えば、ソース−ドレイン端子には高周波除去抵抗１５，１６を介し、ＭＯＳトランジスタ１３，１４の閾値電圧制御信号を入力する。またゲート端子には、温度補償制御信号と外部電圧周波数制御信号を重畳した信号を入力する。これにより、温度補償制御回路や外部電圧周波数制御回路の出力バイアスを任意に決定できる。【選択図】図２
2006109002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器と、圧電振動子と、前記圧電振動子の両端子間に、可変容量と第１および第２のＤＣカット容量とからなる可変容量手段とを備え、
前記可変容量が、第１のＭＯＳトランジスタと第２のＭＯＳトランジスタとで構成され、
前記第１のＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子が短絡されこのソース−ドレイン端子と、前記第１および第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子間に生じる静電容量で構成されるとともに、
前記ソース−ドレイン端子と前記ゲート端子に逆の位相の発振電圧が印加され、前記第１のＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子に入力される第１の制御信号と、前記第１および第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子に入力される第２の制御信号とにより発振周波数を制御するようにした電圧制御型発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧制御型発振器であって、
前記可変容量手段は、前記第１および第２のＤＣカット容量を、前記増幅器の両端子と前記圧電振動子の両端子との間に接続してなる電圧制御型発振器。
【請求項３】
請求項１に記載の電圧制御型発振器であって、
前記可変容量手段は、前記圧電振動子の両端子間に構成した第１のＤＣカット容量と可変容量と第２のＤＣカット容量との直列接続体で構成された電圧制御型発振器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電圧制御型発振器であって、
前記増幅器が、インバータと帰還抵抗とで構成された電圧制御型発振器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電圧制御型発振器であって、
前記第１および第２の制御信号は、それぞれ、温度補償制御信号と、外部電圧周波数制御信号と、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号の少なくとも１つを含む電圧制御型発振器。
【請求項６】
請求項５に記載の電圧制御型発振器であって、
前記第１の制御信号は、温度補償制御信号を含むとともに、
前記第２の制御信号は、外部電圧周波数制御信号を含み、
前記第１および第２の制御信号の少なくとも一方にとＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号が重畳せしめられた電圧制御型発振器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電圧制御型発振器であって、
前記可変容量手段は、複数の可変容量を具備し、各可変容量に対して、各々独立した制御信号を入力することにより発振周波数を制御するようにした電圧制御型発振器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電圧制御型発振器であって、
前記第１または第２の制御信号の入力される端子が、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧ばらつきの解除機能を有する回路を具備した電圧制御型発振器。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電圧制御型発振器であって、
前記第１または第２の制御信号の入力される端子が、温度特性ばらつきの解除機能を有する回路を具備した電圧制御型発振器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の電圧制御型発振器であって、
前記第１または第２の制御信号の入力される端子が、調整電圧を格納した不揮発性記憶媒体を有する調整回路を具備した電圧制御型発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御型発振器にかかり、特に電圧制御による温度補償型水晶発振器として用いる電圧制御型発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の移動体通信機器の急速な発展に伴い、これらの通信機器には、温度補償性能、小型化、使用周波数の高周波化など数々の機能追加が求められてきている。この為、このような通信機器において、通信周波数の基準として用いられている水晶発振器においても通信機器と同様に、温度補償性能、小型化、高周波化等の要求がある。
【０００３】
温度補償水晶発振器は、温度補償機能を具備し、温度変化による周波数の変化を小さくした水晶発振器であり、携帯電話等の基準周波数源として広く使用されている。そして電圧制御型発振器は、発振ループ内の負荷容量として電圧により容量値を変更することができる可変容量素子を設け、この可変容量素子の端子電圧を制御することにより、負荷容量値を変化させて周波数を制御することができるようにした発振器である。温度補償水晶発振器としては、電圧制御型発振器における可変容量の端子電圧を制御して水晶振動子（圧
電振動子）の温度特性をキャンセルさせるようにしたものがある。
【０００４】
近年、温度補償水晶発振器は低位相ノイズ化、起動時間短縮化、温度補償の高精度化などに加えて、小型化への取り組みが進められている。水晶発振器の小型化を実現するためには水晶振動子の小型化が必須である。しかし、一般的に水晶振動子を小型化することにより可変容量の変化に対する周波数の変化の割合が小さくなる傾向がある。
【０００５】
そこで、負荷容量として使用される可変容量の制御電圧に対する容量の変化量を大きくする必要がある。例えば、特許文献１、２に示されているように、ソース端子とドレイン端子をショートしたＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子とゲート端子の間に生じる静電容量を用いることで制御電圧の変化に対して容量値の変化を大きくとることができ、水晶発振器の周波数変化の感度向上を図っている（図７参照）。
【０００６】
例えば、図８にこの電圧制御型発振器の一例を示すように、帰還抵抗１とインバータ２を備えた増幅器と、圧電振動子３と、前記圧電振動子の両端子に、可変容量として第１および第２のＭＯＳトランジスタ５，６を接続したものが提案されている。この可変容量においては、第１および第２のＭＯＳトランジスタ５，６のソース−ドレイン端子が短絡され、このソース−ドレイン端子と、前記第１および第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子間に生じる静電容量を、ゲート端子に接続される電圧源７で制御している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１８４１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２２０３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この電圧制御型発振器では、可変容量として、ＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子とゲート端子の間に生じる静電容量を発振回路の増幅器および水晶振動子（圧電振動子）に直接接続し、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御してソース−ドレイン端子とゲート端子の間に生じる静電容量を変化させることにより、周波数を制御する。この場合、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧がソース−ドレイン端子電圧＋閾値電圧となったときに、ゲート酸化膜直下にチャネルが形成され、ゲート端子とチャネルすなわちソース−ドレイン端子間の静電容量が増大する。（この電圧を容量切り替わり電圧とする。）
【０００９】
上述した従来の電圧制御型発振器の第１の課題として、ドレイン端子のＤＣバイアスが発振回路の増幅器側で決定されてしまうため、容量切り替わり電圧を任意の値に設定することができず、任意のゲート電圧を中心に周波数を制御することができないという問題があった。
【００１０】
また、第２の課題として、通常のＣＭＯＳプロセスではＭＯＳトランジスタの閾値電圧のばらつきや温度特性に依存して容量切り替わり電圧も変化するが、従来例では温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号そのものにＭＯＳトランジスタの閾値電圧のバラ
ツキや温度特性をキャンセルさせる特性をもたせる必要があった。
【００１１】
さらにまた、第３の課題として、容量切り替わり電圧以下となるときの容量値が大きい為、周波数可変範囲が小さいという課題があった。これは、圧電振動子の周波数―容量特性がイクスポーネンシャルカーブを描くことから、容量切り替わり電圧以下となるときの容量値が大きいと、容量変化に対する周波数の可変範囲は小さくなるためである。
【００１２】
この為、実際にＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子とゲート端子の間に生じる静電容量を用いた水晶発振器の設計を容易にして実用化するためには、ＭＯＳトランジスタの端子間に生じる静電容量を拡大するか、もしくはアレイ構造を用いることにより静電容量を拡大させ、かつＭＯＳトランジスタの閾値電圧制御信号を温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号とは独立して制御する必要があるという問題があった。
【００１３】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、電圧制御型発振器において、周波数の可変範囲を低下させることなく、小型化をはかることのできる、電圧制御型発振器を提供することを目的とする。
すなわち、ＭＯＳトランジスタの端子間に生じる静電容量の容量切り替わり電圧以下での容量値が大きくなるのを防ぐことにより改善を図り、温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号とは独立してＭＯＳトランジスタの閾値電圧を制御することの可能な電圧制御型発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る電圧制御型発振器は、増幅器と、圧電振動子と、負荷容量として前記圧電振動子の両端子間に可変容量と、第１および第２のＤＣカット容量とからなる可変容量手段とを備え、前記可変容量が、第１のＭＯＳトランジスタと第２のＭＯＳトランジスタとで構成され、前記第１のＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子が短絡されこのソース−ドレイン端子と、前記第１および第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子間に生じる静電容量で構成されるとともに、前記ソース−ドレイン端子と前記ゲート端子に逆の位相の発振電圧が印加され、前記第１のＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子に入力される第１の制御信号と、前記第１および第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子に入力される第２の制御信号とにより発振周波数を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、素子数を増大することなく、第１および第２のＭＯＳトランジスタの接続を変更するのみで、容量切り替わり電圧以下での容量値の最小化と周波数可変量の増大が可能となるため、装置自体の小型化を維持することができる。また独立して制御可能な第１および第２の制御信号を用いることにより、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧を制御して容量切り替わり電圧を制御でき、任意の制御電圧値を中心に周波数を変化させることができる。またこの第１および第２のＭＯＳトランジスタのゲートとソース−ドレイン端子の位相は１８０°ずれているため、ミラー効果によりＭＯＳ可変容量（バラクタ）の容量はおよそ２倍の容量値と等価となる。したがって、ＭＯＳバラクタの制御電圧の変化に対する周波数の変化の割合、いわゆる周波数可変感度を大きく取ることができる。また、制御電圧のダイナミックレンジが広がるため、周波数変化幅を大きく取ることが可能となる。これにより、第１および第２のＭＯＳトランジスタのサイズを小さくすることが可能となり、チップサイズの小型化が可能となる。
【００１６】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記可変容量手段は、前記第１および第２のＤＣカット容量を、前記増幅器の両端子と前記圧電振動子の両端子との間に接続したものを含む。
【００１７】
この構成によれば、圧電振動子からみた容量値が、可変容量と、第１および第２のＤＣカット容量が並列接続となるため、圧電振動子からみた容量値が、可変容量である第１および第２のＭＯＳトランジスタのみとなり、容量の変化幅の絶対値の増大をはかることができ、周波数の変化幅を大きくとることができる。
【００１８】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記可変容量手段が、前記圧電振動子の両端子間に構成した第１のＤＣカット容量と可変容量と第２のＤＣカット容量との直列接続体で構成されたものを含む。
【００１９】
この構成によれば、圧電振動子からみた容量値が第１のＤＣカット容量と可変容量と第２のＤＣカット容量との直列接続となるため、当該可変容量である第１および第２のＭＯＳトランジスタの容量幅の絶対値が小さくなるが、負性抵抗が大きくなり起動時間を低減することができるという利点がある。
【００２０】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記増幅器が、インバータと帰還抵抗とで構成されたものを含む。
【００２１】
この構成によれば、より効率よい増幅機能を発揮しうるものとなる。なお、増幅器としては、この他Ｎチャネルトランジスタと帰還抵抗とで構成したものも有効である。
【００２２】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記第１および第２の制御信号が、それぞれ、温度補償制御信号と、外部電圧周波数制御信号と、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号の少なくとも１つを含む。
【００２３】
この構成によれば、圧電振動子の温度補償および、外部電圧周波数のばらつきを抑制することができる。
【００２４】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記第１の制御信号は、温度補償制御信号を含むとともに、前記第２の制御信号は、外部電圧周波数制御信号を含み、前記第１および第２の制御信号の少なくとも一方にとＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号が重畳せしめられたものを含む。
【００２５】
この構成によれば、圧電振動子の温度補償および、外部電圧周波数のばらつきを効率よく抑制することができる。圧電振動子の温度補償および、外部電圧周波数のばらつきは大きいため、広い電圧範囲を必要とするが、これを２つの端子に分けて独立して制御できるため、ICとしての低電圧化をはかりつつ、高精度の制御が可能となる。
【００２６】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記可変容量手段が、複数の可変容量を具備し、各可変容量に対して、各々独立した制御信号を入力することにより発振周波数を制御するようにしたものを含む。
【００２７】
この構成によれば、容量の可変幅を広げることができる。
【００２８】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記第１または第２の制御信号の入力される端子が、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧ばらつきの解除機能を有する回路を具備したものを含む。
【００２９】
この構成によれば、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧ばらつきをキャンセルし、高歩留化をはかることができる。
【００３０】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記第１または第２の制御信号の入力される端子が、温度特性ばらつきの解除機能を有する回路を具備したものを含む。
【００３１】
この構成によれば、ＭＯＳトランジスタの温度特性ばらつきをキャンセルし、高歩留化をはかることができる。
【００３２】
また、本発明の電圧制御型発振器は、前記第１または第２の制御信号の入力される端子が、調整電圧を格納した不揮発性記憶媒体を有する調整回路を具備したものを含む。
【００３３】
この構成によれば、あらかじめ決定しておいた調整用閾値電圧を不揮発性記憶媒体に保存しておき、この不揮発性記憶媒体から読み出して調整するようにすれば短時間で高精度の調整が可能となる。
【００３４】
このように、圧電振動子の負荷容量と周波数の特性より容量切り替わり電圧以下での容量値の最小化と周波数可変量の増大ができ、温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号とは独立してＭＯＳトランジスタ閾値電圧を制御して容量切り替わり電圧を制御でき、任意の制御電圧値を中心に周波数を変化させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、容量切り替わり電圧以下での容量値の最小化を図ることで周波数拡大が可能となる。また温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号とは独立してＭＯＳトランジスタ閾値電圧を制御することで容量切り替わり電圧を制御することができ、任意の制御電圧値を中心に周波数を変化させることができる。
また、ＭＯＳトランジスタの閾値電圧ばらつきや温度特性をキャンセルさせる信号を、温度補償制御信号および外部電圧周波数制御信号とは独立して入力することができ、温度補償制御回路や外部電圧周波数制御回路の設計を容易にすることができる。
このように、ＭＯＳトランジスタの端子間の静電容量を用いた電圧制御型発振器の実用化をはかることが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】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態１における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図である。
（実施の形態１）
本実施の形態１の電圧制御型発振器では、可変容量として、例えば第１のＭＯＳトランジスタ１３のソース端子とドレイン端子を短絡し、かつ第２のＭＯＳトランジスタ１４のドレイン端子とも短絡接続し、第１と第２のＭＯＳトランジスタ１３，１４のバックゲート端子は、第２のＭＯＳトランジスタ１４のソース端子と短絡接続している。また、第１と第２のＭＯＳトランジスタ１３，１４のゲート端子は短絡し、前記第１のＭＯＳトランジスタ１３のソース、ドレイン端子と前記第２のトランジスタ１４のドレイン端子と前記第１と前記第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子間で静電容量を使用した可変容量素子としている。
すなわちこの電圧制御型発振器は、図１に示すように、帰還回路を構成する帰還抵抗１とインバータ２とからなる増幅器と、水晶振動子３と、負荷容量とによって構成された発振回路を示しており、負荷容量として、前述した前記第１のＭＯＳトランジスタのソース、ドレイン端子、前記第２のトランジスタのドレイン端子と前記第１と前記第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子間に生じる静電容量を用いた可変容量として構成している。
【００３７】
図７は、前記ＭＯＳトランジスタの端子間に生じる静電容量のＣ−Ｖ特性，ｆ−Ｖ特性を示している。従来の特性ＭＯＳトランジスタの端子間を使用した特性を破線で示す。
この図７より、容量Ｃは、一方の端子に印加される電圧に閾値電圧を加えた電圧で急峻に変化する。電圧Ｖは、他方の端子に印加されるＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号により任意に選ぶことができるため、容量切り替わり電圧すなわち周波数が切り替わる電圧を任意に選ぶことができる。これにより、温度補償制御回路や外部電圧周波数制御回路の出力バイアスを任意に決定することができ、設計を容易にすることができる。
【００３８】
また、ＭＯＳトランジスタの閾値電圧制御信号としてばらつきや温度特性と逆の特性をもつ電圧を印加することにより、温度特性をキャンセルすることができ、温度補償信号や外部電圧周波数制御信号とは独立に容量切り替わり電圧のばらつきや温度特性をキャンセルすることが可能となり、さらに温度補償制御回路や外部電圧周波数制御回路の設計を容易にすることが可能となる。
【００３９】
また、前記本実施の形態１では、ＭＯＳトランジスタのゲートとソース−ドレイン端子の位相は１８０°ずれている。このとき、ミラー効果によりＭＯＳ可変容量（バラクタ）の容量はおよそ２倍の容量値と等価となるため、ＭＯＳバラクタの制御電圧の変化に対する周波数の変化の割合、いわゆる周波数可変感度を大きく取ることができる。また、制御電圧のダイナミックレンジが広がるため、周波数変化幅を大きく取ることが可能となる。これにより、第１および第２のＭＯＳトランジスタ１３、１４のサイズを小さくすることが可能となり、チップサイズの小型化にも貢献する。
【００４０】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図である。
本実施の形態２として、帰還回路を構成する帰還抵抗１と増幅器２と水晶振動子３によって構成された発振回路を示しており、負荷容量として、第１のＤＣカット容量８と前述した前記本実施の形態１のＭＯＳトランジスタ１３，１４からなる可変容量と第２のＤＣカット容量９とが直列接続された直列接続体１０４を採用している。
また、静電容量としての第１および第２のＭＯＳトランジスタ１３，１４のゲート端子、ソース−ドレイン端子には高周波除去抵抗１５，１６を介して、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号または温度補償制御信号と外部電圧周波数制御信号のいずれかの信号が入力されるようにしている。
他部については、前記実施の形態１と同様であり、説明は省略するが、同一部位には同一符号を付した。
【００４１】
この構成によれば、前記実施の形態１の構成の電圧制御型発振器より周波数可変範囲は減少するが圧電振動子から見た負荷容量が減少する為、発振回路の負性抵抗が低下し、電圧制御型発振回路としての起動時間の改善が可能となる。
すなわち、本実施の形態では、ＭＯＳトランジスタを可変容量として構成しているので、制御電圧に対して周波数変化を１００ｐｐｍ以上変化させることができ、温度補償および外部電圧周波数制御を行うのに十分な周波数変化幅を確保することが可能となり、素子数の増大も不要であるため、小型化が可能であり、小型水晶振動子に対応できる。
【００４２】
なお、前記本実施の形態１および２において、静電容量としてのＭＯＳトランジスタのゲート端子、ソース−ドレイン端子には高周波除去抵抗１５，１６を介して、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧制御信号または温度補償制御信号と外部電圧周波数制御信号のいずれかの信号が入力されるようにすることができ、これにより、温度特性のばらつきが低減されるとともに、外部周波数制御を行うことが可能となる。
【００４３】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図である。
本実施の形態３としては、図３に示すようにＭＯＳトランジスタを複数に分け、２セットの可変容量を形成した点に特徴を有する。この構成により、容量切り替わり電圧はこれまで説明してきたように、前記第１および第２の実施の形態に示したのと同様に制御しながら、さらに温度補償制御信号と外部電圧周波数制御信号により独立して制御することも可能である。
【００４４】
本実施の形態では、前記実施の形態２に加えて、前記第１のＭＯＳトランジスタ１３と第２のＭＯＳトランジスタ１４とからなる可変容量素子を第１の可変容量素子とし、これと並列に、第３のＭＯＳトランジスタ１３Ｓのソース端子とドレイン端子を短絡し、かつ第４のＭＯＳトランジスタ１４Ｓのドレイン端子とを短絡接続し、第３と第４のＭＯＳトランジスタ１３Ｓ，１４Ｓのバックゲート端子は、第４のＭＯＳトランジスタ１４Ｓのソース端子Ｓ４と短絡接続している。また、第３と第４のＭＯＳトランジスタ１３Ｓ，１４Ｓのゲート端子４は短絡し、前記第３のＭＯＳトランジスタ１３Ｓのソース、ドレイン端子Ｓ３，Ｄ４と前記第４のトランジスタ１４Ｓのドレイン端子Ｄ２と前記第３と前記第４のＭＯＳトランジスタのゲート端子間で静電容量を使用した第２の可変容量素子を構成している。
【００４５】
また、前記実施の形態２において可変容量に入力される第１の制御信号Ｓ１に代えて、本実施の形態では、第１の制御信号発生回路２１から温度特性を解除（キャンセル）するばらつきキャンセル回路４１を介して第１の可変容量素子のゲート端子に第３の制御信号が入力される。また、第２の制御信号Ｓ２に代えて、本実施の形態では、第２の制御信号発生回路２２から外部電圧周波数を制御する外部電圧周波数制御回路４２を介して第１の可変容量素子のソースードレイン端子に第４の制御信号が入力されるとともに、第３の制御信号発生回路２３からＭＯＳトランジスタ閾値電圧を制御するＭＯＳトランジスタ閾値電圧を制御回路４３を介して第２の可変容量素子のソースードレイン端子に第５の制御信号が入力される。他は前記第２の実施の形態の電圧制御型発振器と同様である。すなわちこの電圧制御型発振器は、図３に示すように、帰還回路を構成する帰還抵抗１とインバータ２とからなる増幅器と、水晶振動子３と、負荷容量とによって構成された発振回路を示しており、負荷容量として、前述した第１および第２の容量素子が接続されている。
【００４６】
この構成によれば、容量切り替わり電圧については、前記第１および第２の実施の形態に示したのと同様に制御しながら、第１および第２のＭＯＳトランジスタなどの回路素子の温度特性や、外部電圧周波数ばらつきをキャンセルするとともに、圧電振動子の温度補償制御を行うそれぞれ独立して制御することも可能である。
【００４７】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図である。
本実施の形態４では、ＭＯＳトランジスタを複数に分け、２セットの可変容量を形成した点については、前記実施の形態３と同様であるが、図４に示すように第１および第２の容量素子のゲート端子側についてもそれぞれ独立した制御信号を入力できるようにした点に特徴を有する。
本実施の形態では、前記実施の形態３と同様、ばらつきをキャンセルするキャンセル回路を備えたもので、第１のばらつき制御信号発生回路２１ａから温度特性を解除（キャンセル）する第１のばらつきキャンセル回路４１ａを介して第１の可変容量素子のゲート端子に第３の制御信号が入力される。また、第２のばらつき制御信号発生回路２１ｂからＭＯＳトランジスタの閾値ばらつきを解除（キャンセル）する第２のばらつきキャンセル回路４１ｂを介して第２の可変容量素子のゲート端子に第６の制御信号が入力される。一方、第３の制御信号発生回路２２から外部電圧周波数を制御する外部電圧周波数制御回路４２を介して第１の可変容量素子のソースードレイン端子に第４の制御信号が入力される。他は前記第２の実施の形態の電圧制御型発振器と同様である。すなわちこの電圧制御型発振器は、帰還回路を構成する帰還抵抗１とインバータ２とからなる増幅器と、水晶振動子３と、負荷容量とによって構成された発振回路を示しており、負荷容量として、前述した第１および第２の容量素子が接続されている。
この構成により、容量切り替わり電圧はこれまで説明してきたように、前記第１および第２の実施の形態に示したのと同様に制御しながら、さらに温度補償制御信号と外部電圧周波数制御信号と、回路素子の温度特性ばらつきを制御する信号とを、独立して制御することも可能である。
【００４８】
（実施の形態５）
本実施の形態５の電圧制御型発振器では、前記実施の形態２の電圧制御型発振器に加えて、図５に示すようにＭＯＳトランジスタ閾値電圧ばらつきおよび温度特性のキャンセル機能を有するばらつきキャンセル回路１０５を設けて構成したものである。
【００４９】
このばらつきキャンセル回路１０５を付加することによって、ＭＯＳトランジスタ閾値電圧ばらつきおよび温度特性のばらつきをキャンセルすることが可能である。
このばらつきキャンセル回路１０５はカレントミラーを構成する２つのＭＯＳトランジスタ３２，３３とこのひとつのＭＯＳトランジスタのソース端子側に接続された、抵抗３０，３１と、ドレイン端子側に接続された第３のＭＯＳトランジスタ３４と、コンパレータ３６と、抵抗３５、３７で構成されている。他は、図２に示した実施の形態２と同様であり、説明は省略する。
【００５０】
ＭＯＳトランジスタの容量切り替わり電圧はＭＯＳトランジスタの閾値電圧と同方向に変化する。よって、ばらつきキャンセル回路１０５により容量切り替わり制御端子に容量切り替わり電圧の変化をキャンセルする方向に電圧が変化する信号を入力することによって、ＭＯＳトランジスタの閾値電圧ばらつき、温度特性をキャンセルすることができる。
【００５１】
（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図である。
本実施の形態６は、図６に示すように容量切り替わり電圧を予め記憶した調整回路１０６から出力する値により調整するようにしたことを特徴とする。
この方法では、拡散製造工程におけるＭＯＳトランジスタの閾値電圧ばらつきに対して、これをキャンセルする容量切り替わり電圧を容量切り替わり制御端子に印加、調整できるように、調整する値を出荷時に不揮発性記憶媒体のＰＲＯＭなどに記憶しておくことで可能となる。
【００５２】
なお、各実施の形態としてＮＭＯＳトランジスタを例に説明してきたが、ＰＭＯＳトランジスタを用いても同様に実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る電圧制御型発振器は、可変容量としてソース端子とドレイン端子をショートしたＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン端子とゲート端子の間に生じる静電容量を用いて発振周波数を制御することができることから、電圧制御による温度補償型水晶発振器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【図２】本発明の実施の形態２における電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【図３】本実施の形態３における複数の可変容量手段を設けた電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【図４】本実施の形態４における複数の可変容量手段を設けた別の電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【図５】本発明の実施の形態５におけるばらつきキャンセル回路を設けた電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【図６】本実施の形態６における制御信号を出力する調整回路を設けた電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【図７】本実施の形態１を説明するＣ−Ｖ特性、ｆ−Ｖ特性を示す図
【図８】従来の電圧制御型発振器の概略構成を示す回路図
【符号の説明】
【００５５】
１  帰還抵抗
２  増幅器
３  水晶振動子
４  抵抗
７  電圧源
８  第１のＤＣカット容量
９  ２のＤＣカット容量
１３，１３Ｓ  第１のＭＯＳトランジスタ
１４，１４Ｓ  第２のＭＯＳトランジスタ
１５，１６  高周波除去抵抗
１０５  ばらつきキャンセル回路
１０６  調整回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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