(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に作り込まれた複数の増幅回路が、等価回路表記において、環状に接続されてなるリング発振器を備えた集積回路装置であって、
前記複数の増幅回路のうち、相異なる２つの増幅回路を接続する配線は、すべて略同一の配線長を有し、
前記相異なる２つの増幅回路を接続する配線は、すべて同数のビア・コンタクトを有する
ことを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
半導体基板に作り込まれた複数の増幅回路が、等価回路表記において、円周状に接続されてなるリング発振器を備えた集積回路装置であって、
前記複数の増幅回路は、前記半導体基板を平面視した状態において、１の円周上に略等間隔となるように配設され、
前記１の円周と中心を略同じくし、前記１の円周の内側に存する第２の円周上に略等間隔となるように配設されている複数の逓倍回路を備えることを特徴とする集積回路装置。
【請求項３】
前記複数の逓倍回路を外囲し、かつ、前記複数の増幅回路に外囲されるように配設された電源配線を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の集積回路装置。
【請求項４】
前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記電源配線から電力を供給されている
ことを特徴とする請求項３に記載の集積回路装置。
【請求項５】
前記複数の逓倍回路を外囲し、かつ、前記複数の増幅回路に外囲されるように配設された接地配線を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の集積回路装置。
【請求項６】
前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記接地配線を介して接地されていることを特徴とする請求項５に記載の集積回路装置。
【請求項７】
半導体基板に作り込まれた複数の増幅回路が、等価回路表記において、円周状に接続されてなるリング発振器を備えた集積回路装置であって、
前記複数の増幅回路は、前記半導体基板を平面視した状態において、１の円周上に略等間隔となるように配設されており、
前記１の円周と中心を略同じくし、前記１の円周の外側に存する第２の円周上に略等間隔となるように配設されている複数の逓倍回路を備えることを特徴とする集積回路装置。
【請求項８】
前記複数の逓倍回路に外囲され、かつ、前記複数の増幅回路を外囲するように配設された電源配線を備える
ことを特徴とする請求項７に記載の集積回路装置。
【請求項９】
前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記電源配線を介して電力を供給されている
ことを特徴とする請求項８に記載の集積回路装置。
【請求項１０】
前記複数の逓倍回路に外囲され、かつ、前記複数の増幅回路を外囲するように配設された接地配線を備える
ことを特徴とする請求項７に記載の集積回路装置。
【請求項１１】
前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記接地配線を介して接地されていることを特徴とする請求項１０に記載の集積回路装置。
【請求項１２】
無線通信方式にて送受信を行う通信端末装置であって、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集積回路装置を備える
ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項１３】
無線通信方式にて受信を行う受信端末装置であって、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集積回路装置を備える
ことを特徴とする受信端末装置。
【請求項１４】
無線通信方式にて送受信を行う基地局装置であって、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の集積回路装置を備える
ことを特徴とする基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリング発振器を備えた集積回路装置並びに当該集積回路装置を備えた通信端末装置、受信端末装置及び基地局装置に関し、特に集積回路装置におけるリング発振器の回路レイアウトの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信の広帯域化に伴って高周波域で動作する通信装置の開発が盛んに進められている。このような通信装置においては、ＰＬＬ回路や２相ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）復調回路、検波回路、クロック回復回路等を高周波に対応させる必要から、高性能な電流制御発振器（ＩＣＯ）や電圧制御発振器（ＶＣＯ）が求められている。例えば、携帯電話に適用されるＩＣＯやＶＣＯは高動作周波数（１〜２０ＧＨz）、低フェーズノイズが要求され、発振レンジは広く、低電圧、低消費電力でなければならない。
【０００３】
このような要請に対して、リング発振器は構成が簡単であり、集積化しやすく、発振レンジが広いという利点を有することから、通信装置への適用が期待されている。ここで、リング発振器とは、複数の差動増幅回路が直列かつ環状に接続されてなる発振器であって、奇数個の差動増幅回路を備える場合にはいずれの差動増幅回路も、その非反転出力が隣り合う差動増幅回路の非反転入力に接続され、その反転出力が隣り合う差動増幅回路の反転入力に接続される。
【０００４】
また、偶数個の差動増幅回路からなるリング発振器においては、１組の差動増幅回路においてのみ、一方の差動増幅回路の非反転出力が他方の反転入力に接続され、その反転出力が他方の非反転入力に接続されており、他の組については奇数個の作動増幅器を備える場合と同様に接続される。
図９は、斯かるリング発振器が半導体集積回路として実装された場合の従来の回路レイアウトを示す模式図である。図９に示すように、リング発振器４においては、差動増幅回路ＤＡ４１〜ＤＡ４２が直列に接続されており、差動増幅回路ＤＡ４１の反転出力が差動増幅回路ＤＡ４２の反転入力に接続され、差動増幅回路ＤＡ４１の非反転出力が差動増幅回路ＤＡ４２の非反転入力に接続されている。
【０００５】
同様にして、差動増幅回路ＤＡ４２の反転出力が差動増幅回路ＤＡ４３の反転入力に、差動増幅回路ＤＡ４２の非反転出力が差動増幅回路ＤＡ４３の非反転入力に、差動増幅回路ＤＡ４３の反転出力が差動増幅回路ＤＡ４４の反転入力に、差動増幅回路ＤＡ４３の非反転出力が差動増幅回路ＤＡ４４の非反転入力にそれぞれ接続されている。
【０００６】
また、差動増幅回路ＤＡ４４の反転出力は差動増幅回路ＤＡ４１の非反転入力に、差動増幅回路ＤＡ４４の非反転出力は差動増幅回路ＤＡ４１の反転入力に接続されている。この接続に際して、これらの配線を立体交差させるため、一方の配線の一部がビア・コンタクトを介して別の層に配設されている。また、図９においては、差動増幅回路ＤＡ４１〜ＤＡ４４はいずれも同じ方向を向くように配設されている。また、差動増幅回路ＤＡ４１〜ＤＡ４４はいずれも同一の内部構造を備えており、いずれも同一の回路レイアウトをとっている。
【０００７】
このようにすれば、１のシリコンウェハ上で各差動増幅回路が同一構造かつ同一方向となるように形成されるので、シリコンウェハの異方性に起因する各差動増幅回路を構成するトランジスタの性能のばらつきを抑えて、精度の良いリング発振器を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような回路レイアウトを備えたリング発振器を高周波動作させると、本来、出力されるべき４逓倍波以外にもリング発振器の原発振周波数の整数倍の周波数をもつノイズが重畳されてしまうという問題がある。図１０は、図９のような回路レイアウトを備えたリング発振器であって、差動増幅回路どうしを接続する１の配線が他の配線よりも０．６ｍｍだけ長い回路について、不図示の逓倍器により原発振周波数（ｆ１）１．５ＧＨｚを４逓倍した場合に出力される出力信号の周波数スペクトルを示すグラフである。
【０００９】
図１０に示すように、図９のような回路レイアウトを備えたリング発振器の出力信号の周波数スペクトルには本来出力されるべき４逓倍波（ｆ０）とその高調波（２×ｆ０、３×ｆ０等）以外にもリング発振器の原発振周波（ｆ１）とその高調波（２×ｆ１、３×ｆ２等）である不要輻射が発生していることが分かる。このような傾向は、原発振周波数が高いほど顕著であり、リング発振器を通信装置に適用するためには、このような不要な周波数の信号を防止して、所定の発振周波数の信号のみを出力させなければならない。
【００１０】
また、リング発振器では、トランジスタが同一方向に形成されるため、トランジスタ間の干渉が生じ、増幅器のアイソレーションの確保が難しい。
本発明は、以上のような問題に鑑みて成されたものであって、リング発振器について、所望の周波数の信号のみを精度良く出力することができるような回路レイアウトを備えた集積回路装置、及びそのような集積回路装置を備えた通信端末装置、受信端末装置並びに基地局装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る集積回路装置は、半導体基板に作り込まれた複数の増幅回路が、等価回路表記において、環状に接続されてなるリング発振器を備えた集積回路装置であって、前記複数の増幅回路は、前記半導体基板を平面視した状態において、１の円周上に略等間隔となるように配設されていることを特徴とする。このようにすれば、増幅回路間のアイソレーションを確保することができるので、より高周波特性の良いリング発振器を得ることができる。
【００１２】
また、半導体基板に作り込まれた複数の増幅回路が、等価回路表記において、環状に接続されてなるリング発振器を備えた集積回路装置であって、前記複数の増幅回路のうち、相異なる２つの増幅回路を接続する配線は、すべて略同一の配線長を有することを特徴とする。特に、前記相異なる２つの増幅回路を接続する配線は、すべて同数のビア・コンタクトを有するとすれば、出力信号の振幅誤差や位相誤差を低減し、リング発振器の高周波特性を更に向上させることができる。
【００１３】
また、前記１の円周と中心を略同じくし、前記１の円周の内側に存する第２の円周上に略等間隔となるように配設されている複数の逓倍回路を備えることを特徴とする。このようにすれば、逓倍回路間のアイソレーションを確保して、リング発振器の高周波特性を改善することができる。
また、前記複数の逓倍回路を外囲し、かつ、前記複数の増幅回路に外囲されるように配設された電源配線を備える、或いは、これに代えて、前記複数の逓倍回路を外囲し、かつ、前記複数の増幅回路に外囲されるように配設された接地配線を備えるとすれば、増幅回路と逓倍回路との干渉を低減してアイソレーション特性を改善し、リング発振器の高周波特性を向上させることができる。
【００１４】
また、前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記電源配線から電力を供給されている、または、これに代えて、前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記接地配線を介して接地されているとすれば、集積回路装置を全体として小型化することができる。また、前記１の円周と中心を略同じくし、前記１の円周の外側に存する第２の円周上に略等間隔となるように配設されている複数の逓倍回路を備えることを特徴とする。このようにすれば、逓倍回路間のアイソレーションを確保して、リング発振器の高周波特性を改善することができる。
【００１５】
また、前記複数の逓倍回路に外囲され、かつ、前記複数の増幅回路を外囲するように配設された電源配線を備える、または、これに代えて、前記複数の逓倍回路に外囲され、かつ、前記複数の増幅回路を外囲するように配設された接地配線を備えるとすれば、増幅回路と逓倍回路との干渉を低減してアイソレーション特性を改善し、リング発振器の高周波特性を向上させることができる。
【００１６】
また、前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記電源配線を介して電力を供給されている、または、これに代えて、前記複数の増幅回路と前記複数の逓倍回路とは、前記接地配線を介して接地されているとすれば、集積回路装置を全体として小型化することができる。本発明に係る通信端末装置は、無線通信方式にて送受信を行う通信端末装置であって、上記のような集積回路装置を備えることを特徴とするので、装置の小型化を図ることが可能である。また、同様に、本発明に係る受信端末装置は、無線通信方式にて受信を行う受信端末装置であって、上記のような記載の集積回路装置を備えることを特徴とし、本発明に係る基地局装置は、無線通信方式にて送受信を行う基地局装置であって、上記のような集積回路装置を備えることを特徴とするので、いずれも装置の小型化が可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る集積回路装置等の実施の形態について、無線通信システムを例にとり、図面を参照しながら説明する。
［１］  第１の実施の形態
図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、無線通信システム１は、通信端末装置１０、受信端末装置１１及び基地局装置１２を備えている。通信端末装置１０は、例えば、携帯電話であって、無線通信方式に従って基地局装置１２との間で双方向通信を実行する。受信端末装置１１は、やはり無線通信方式に従って、基地局装置１２から送信されたデータを受信し、処理する。
【００１８】
基地局装置１２は、例えば、回線交換網に接続された交換機（不図示）と有線回線にて接続されており、無線ハブとして機能する。通信端末装置１０、受信端末装置１１及び基地局装置１２は、いずれも無線通信回路を備えており、当該無線通信回路は局部発振信号（ＬＯ）を生成するためにリング発振器を含む集積回路装置を有している。
【００１９】
［１−１］  集積回路装置２の構成
図２は、本実施の形態に係る集積回路装置２の回路レイアウトを示す図である。図２に示すように、集積回路装置２は４つの差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４からなるリング発振器を備えている。各差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４は、２入力２出力の回路であって、差動入力配線と差動出力配線とを備えている。また、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４はそれぞれ定電位電源配線Ｖｃｃと接地配線ＧＮＤとに接続されている。
【００２０】
［１−２］  差動増幅回路ＤＡ１〜ＤＡ２４の配置と構成
差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４は、いずれも同じ回路構成を備えている。図３は、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４の回路構成を示す回路図である。図３に示すように差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４は、バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を備えている。バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタは抵抗Ｒ１を介して接地配線ＧＮＤに接続されており、ベースは差動入力配線ＩＮ１０、ＩＮ１１に接続されている。バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して定電位電源配線Ｖｃｃに接続されると共に差動出力配線ＯＵＴ１０、ＯＵＴ１１に接続されている。
【００２１】
図４は、図３に示されるような差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４についての回路レイアウトを示す図である。差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４を構成するバイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２はいずれもマルチフィンガ構成をとっており、それぞれ２つのコレクタ・フィンガＣ１０、Ｃ１１、Ｃ２０、Ｃ２１、２つのベース・フィンガＢ１０、Ｂ１１、Ｂ２０、Ｂ２１及び１つのエミッタ・フィンガＥ１０、Ｅ２０からなる合計５つのフィンガを備えている。これらフィンガはいずれも長手方向を同じくしている。
【００２２】
図５は、図４に示されるような回路レイアウトについて、バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各フィンガを横断する面に関する断面を示す図である。図５に示すように、バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、バルクシリコン基板上に形成されたバルクシリコン素子となっている。これらバイポーラ・トランジスタは、相互に深い素子分離（ＤＴＩ）により絶縁、区画され、また、いずれもｎ＋埋込層を備えている。
【００２３】
当該ｎ＋埋込層上には浅い素子分離（ＳＴＩ）により区画されたｎ層とｎ＋層とが形成されており、当該ｎ＋層上にはコレクタ・フィンガＣ１０等が形成されている。ｎ層上のベース領域にはベース・フィンガＢ１０等が接続されている。また、エミッタ・フィンガＥ１０、Ｅ２０はｎ層上に形成されたｎ＋層上に形成されている。当該ｎ＋層とベース・フィンガＢ１０等は絶縁層によって絶縁されている。
【００２４】
図５においては、バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を挟んで一方の端に差動入力配線ＩＮ１０の断面が、もう一方の端には差動出力配線ＯＵＴ１０の断面が示されている。これらの配線はいずれもメタル配線であって、浅い素子分離（ＳＴＩ）上に配設されている。
さて、図２において、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４を互いに接続する配線は略正方形状に配設されており、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４は当該正方形の各辺上の互いに対応する位置に配設されている。従って、当該正方形の外周上において隣り合う差動増幅回路間の配線長がいずれも略等しくなっている。換言すると、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４は１の円周上に略等間隔に配置されている。
【００２５】
また、これら差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４は、いずれも互いに異なる方向に配向されている。すなわち、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４を接続する配線に沿って順に辿ると、差動増幅回路の向きが同じ方向に９０度ずつ回転するように配向されている。このようにすれば、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４を構成するトランジスタ間の干渉を低減して、アイソレーション特性を改善することが出来る。なお、４つの差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４がいずれも互いに異なる方向を向いてさえいれば、隣り合う差動増幅回路を順に辿ったときに差動増幅回路の向きが同じ方向に９０度ずつ回転するように配向されていなくとも良い。
【００２６】
［１−３］  ２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４の配置と構成
差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４間を接続する前記配線がなす正方形の内側には４つの２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４が配設されている。これら２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４は、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４と同様に、いずれも互いに異なる方向を向くように配向されている。また、２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４も１の円周上に略等間隔に位置するように配設されている。従って、上記差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４におけるのと同様に、２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４を構成するトランジスタの配向を異ならせて、これらの間のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００２７】
２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４は、いずれも同様の回路構成を備えており、いわゆるギルバート・セルとなっている。図６は、２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４の回路構成を示す回路図である。図６に示すように、バイポーラ・トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４が構成する差動増幅回路と、バイポーラ・トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６が構成する差動増幅回路とが、交差接続されている。この交差接続された２つの差動増幅回路に対して、バイポーラ・トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８とがなす差動増幅回路が直列に接続されている。
【００２８】
２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４は、２つの差動入力配線ＩＮ２０、ＩＮ２１、ＩＮ３１、ＩＮ３２と１つの差動出力配線ＯＵＴ２０、ＯＵＴ２１を備えている。差動入力配線ＩＮ２０は、バイポーラ・トランジスタＴｒ３、Ｔｒ６のベースに接続されており、差動入力配線ＩＮ２１はバイポーラ・トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５のベースに接続されている。また、差動入力配線ＩＮ３０は、バイポーラ・トランジスタＴｒ８のベースに接続されており、差動入力配線ＩＮ３１は、バイポーラ・トランジスタＴｒ７のベースに接続されている。
【００２９】
差動出力配線ＯＵＴ２０は、バイポーラ・トランジスタＴｒ３、Ｔｒ５のコレクタに接続されており、差動出力配線ＯＵＴ２１は、バイポーラ・トランジスタＴｒ４、Ｔｒ６のコレクタに接続されている。バイポーラ・トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のエミッタはバイポーラ・トランジスタＴｒ７のコレクタに、バイポーラ・トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のエミッタはバイポーラ・トランジスタＴｒ８のコレクタにそれぞれ接続されている。
【００３０】
また、バイポーラ・トランジスタＴｒ３〜Ｔｒ６のコレクタは定電位電源配線Ｖｃｃにも接続されており、バイポーラ・トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のエミッタは接地配線ＧＮＤに接続されている。２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４は、斯かる回路構成により差動入力配線ＩＮ２０等から位相差が１８０度の信号を受け付けて、２倍の周波数を有する信号を出力する。
【００３１】
［１−４］  集積回路装置２の上記以外の構成要素
さて、図２に示すように、集積回路装置２は接地配線ＧＮＤと定電位電源配線Ｖｃｃを備えている。接地配線ＧＮＤは、２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４を外囲すると同時に、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４によって外囲されるように配設されている。また、定電位電源配線Ｖｃｃは、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４や２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４を外囲するように配設されている。
【００３２】
従って、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４と２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４とのいずれもが高周波接地となる接地配線ＧＮＤにより分離されているので、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４と２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４の間の干渉を低減して、アイソレーション特性を向上させることができる。また、差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４と２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４とが接地配線ＧＮＤを共有するので、集積回路装置２の実装に要する面積を低減して、集積回路装置２を含む装置全体の小型化を図ることができる。
【００３３】
なお、集積回路装置２を構成する配線は３層に分かれて配設されており、図２において、最下層に配設されている配線は実線で表されている。中間層に配設されている配線は破線にて表現され、最上層に配設されている配線には網掛けが施されている。また、図２においては、接地配線ＧＮＤ、定電位電源配線Ｖｃｃおよび２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４から引き出されている出力配線の端部には端子様の回路レイアウトが示されているが、斯かる端子様部分の有無に関わらず、本発明を実施して、その効果を得ることができる。
【００３４】
以上のような構成とすることによって、前記の従来技術のように同一方向に配向されている場合と比較して、差動増幅回路を構成するトランジスタ間の干渉に起因する不具合を低減することができる。特に、リング発振器を高周波動作させる場合には、従来技術において考慮されていたトランジスタの性能のバラツキよりも、差動増幅回路間の配線長のバラツキに起因する信号の振幅誤差や位相誤差、或いはトランジスタ間の干渉の問題が甚大となるが、本実施の形態のような回路レイアウトをとれば、斯かる問題を解決することができる。
【００３５】
また、以上に述べたように集積回路装置２を小型化することができるので、集積回路装置２を含む無線通信回路を小型化することができる。従って、本発明によれば通信端末装置１０や受信端末装置１１、基地局装置をより小型化することができる。このことは通信端末装置１０が携帯電話であるような場合には特に有効である。
【００３６】
一般に、リング発振器内の各配線の配線抵抗は、当該配線の配線長の他に、当該配線上に存するビア・コンタクトの個数によっても異なってくるのだが、本実施の形態のような回路レイアウトをとれば、差動増幅回路間の配線上に存するビア・コンタクト数を揃え易くなるので、このことによっても、信号の振幅誤差及び位相誤差を低減することができる。
【００３７】
例えば、図２において、差動増幅回路ＤＡ２３、ＤＡ２４を接続する２つの配線のうち、一方の配線は他方の配線と交差するために２つのビア・コンタクトを経由している。これに合わせて、当該他方の配線上に２つのビア・コンタクトを配設し、かつ、他の差動増幅回路の対を接続する配線上にも２つのビア・コンタクトを配設すれば、いずれも配線上にも同数のビア・コンタクトが配設されることとなるので、これら配線間で配線抵抗を揃えることができる。このようにすれば、信号の振幅誤差や位相誤差を更に低減することができる。
【００３８】
［１−４］  シミュレーションによる性能評価
実際、差動増幅回路間の配線長が相等しいリング発振器を備えた集積回路装置の出力信号のスペクトルをシミュレーションによって求めると、図７のようなグラフが得られる。図７は、差動増幅回路間の配線長が相等しいリング発振器を備えた集積回路装置について、原発振周波数１．５ＧＨｚを４逓倍した場合の出力信号の周波数スペクトルを示すグラフであって、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表し、縦軸は周波数ごとの電力（ｄＢｍ）を表している。
【００３９】
図２に示すように、差動増幅回路間の配線長を揃えれば、図１０に表されたような不要輻射（ｆ１、２×ｆ１、３×ｆ１等）に起因する振幅誤差や位相誤差を抑制して、本来出力されるべき４逓倍波（ｆ０）とその高調波（２×ｆ０、３×ｆ０等）を精度良く発生させることができる。
［２］  第２の実施の形態
本実施の形態に係る無線通信システムは上記第１の実施の形態に係る無線通信システムと略同様に構成を備えており、集積回路装置の回路レイアウトにおいて上記第１の実施の形態との相違を有している。
【００４０】
［２−１］  集積回路装置３の構成
図８は、本実施の形態に係る集積回路装置３の回路レイアウトを示す図である。図８に示すように、集積回路装置３は、上記第１の実施の形態に係る集積回路装置２と同様に、４つの差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４からなるリング発振器、４つ２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４、定電位電源配線Ｖｃｃ及び接地配線ＧＮＤを備えている。差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４の内部構成や２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４の内部構成は上記集積回路装置２と同様である。
【００４１】
図８に示すように、差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４は、全体として略正方形状に配設された配線により互いに接続されており、当該正方形の各辺上の互いに対応する位置に、隣り合う差動増幅回路間の配線長がいずれも略等しくなるように配設されている。換言すると、差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４は１の円周上に略等間隔に配置されていることになる。また、これら差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４は、いずれも互いに異なる方向に配向されている。
【００４２】
差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４の周辺には、これらを外囲するように４つの２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４が配設されている。２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４もまた、互いに異なる方向を向くように配向されており、１の円周上に略等間隔に位置するように配設されている。接地配線ＧＮＤは、差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４を外囲すると同時に、２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４によって外囲されるように配設されている。また、定電位電源配線Ｖｃｃは、差動増幅回路ＤＡ３１〜ＤＡ３４や２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４を外囲するように配設されている。
【００４３】
図８において、集積回路装置３を構成する配線は３層に分かれて配設されており、最下層に配設されている配線は実線で表されている。中間層に配設されている配線は破線にて表現され、最上層に配設されている配線には網掛けが施されている。また、図８においては、接地配線ＧＮＤ、定電位電源配線Ｖｃｃおよび２逓倍回路ＦＭ３１〜ＦＭ３４から引き出されている出力配線の端部には端子様の回路レイアウトが示されているが、斯かる端子様部分の有無に関わらず、本発明を実施して、その効果を得ることができる。
【００４４】
以上のような構成とすることによっても、上記第１の実施の形態におけるのと同様の効果を得ることができる。即ち、差動増幅回路間の配線長を揃え、トランジスタ間の干渉を低減して、リング発振器の高周波特性を改善することができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００４５】
（１）  上記実施の形態においては、接地配線ＧＮＤが差動増幅回路群と２逓倍回路群とを区画するように配設されるとしたが、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、図２または図８において、接地配線ＧＮＤを定電位電源配線Ｖｃｃとし、定電位電源配線Ｖｃｃを接地配線ＧＮＤとしても良い。このようにすると、差動増幅回路群と２逓倍回路群とが高周波接地となる電源配線により分離されるため、アイソレーション特性を改善できるので、上記実施の形態におけるのと同様の効果を得ることができる。また、差動増幅回路と２逓倍回路とに定電位電源配線を共有させるので、回路面積を低減することができる点も同様である。
【００４６】
（２）  上記実施の形態においては、リング発振器を構成する増幅回路として専ら差動増幅回路を用いる場合について述べたが、これに代えて、差動増幅回路以外の増幅回路を適用したリング発振器であるとしても良い。リング発振器を構成する増幅回路が差動増幅回路であるか否かに関係なく、本発明は効果を奏することができる。
【００４７】
また、上記実施の形態においては、リング発振器を構成する増幅回路の個数が４つである場合について説明したが、本発明の集積回路装置が備えるリング発振器は、増幅回路の個数が４つである場合に限定されないのは言うまでも無く、増幅回路の個数が２つ以上であれば適用可能である。
なお、増幅回路の個数がＮ（ただし、Ｎは３以上である。）である場合には、増幅回路を接続する配線を全体としてＮ角形をなすように配設し、当該Ｎ角形の各頂点の位置に増幅回路を配設することによって、増幅器どうしを接続する配線の長さの総和を小さくすることができる。従って、振幅誤差や位相誤差を更に低減して、リング発振器の高周波特性を向上させることができる。
【００４８】
（３）  上記実施の形態においては、専らバイポーラ・トランジスタを適用する場合を例にとって本発明を説明したが、バイポーラ・トランジスタに代えて他の種類のトランジスタを用いても本発明の効果を得ることができる。
そのようなトランジスタには、例えば、ＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタ、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）トランジスタ、ＳＯＩ（Silicon-on-insulator）トランジスタ、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）およびＨＢＴ（Heterojunction Bipolar Transistor）のようなトランジスタも、原則として、本発明の集積回路装置に適用できる。
【００４９】
トランジスタの種類によって電極の名称が異なる場合、上記実施の形態における電極名は対応する電極名に置き換えて読まれなければならない。例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を適用する場合、上記実施の形態におけるコレクタはドレインと読み換え、エミッタはソースと読み換えられる。
（４）  上記実施の形態においては、専ら無線通信システムの場合について述べたが、無線通信システム以外のシステムにも本発明を適用することができる。そのような適用例としては、無線通信システム以外に用いられるＰＬＬ（Phase-Lock-Loop）がある。
【００５０】
（５）  上記実施の形態においては、差動増幅回路は１の円周上に略等間隔に配置されていると説明したが、本明細書において「差動増幅回路は１の円周上に配置されている」とは、リング発振器を構成する差動増幅回路がいずれも概ね１の円周上に配置されていれば良く、差動増幅回路の中心が厳密に当該円周上になければならいという意味ではない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上述のようにリング発振器における回路レイアウトを工夫することによって、高周波特性を改善して、所望の周波数の信号のみを精度良く出力させることができると共に、リング発振器の小型化を図ることができる。従って、より高い周波数を用いた広帯域の通信を可能とする集積回路装置や通信端末装置、受信端末装置、基地局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る無線通信システム１の構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施の形態に係る集積回路装置２の回路レイアウトを示す図である。
【図３】集積回路装置２を構成する差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４の回路構成を示す回路図である。
【図４】図３に示されるような差動増幅回路ＤＡ２１〜ＤＡ２４についての回路レイアウトを示す図である。
【図５】図４に示されるような回路レイアウトについて、バイポーラ・トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各フィンガを横断する面に関する断面を示す図である。
【図６】集積回路装置２を構成する２逓倍回路ＦＭ２１〜ＦＭ２４の回路構成を示す回路図である。
【図７】差動増幅回路間の配線長が相等しいリング発振器を備えた集積回路装置について、原発振周波数１．５ＧＨｚを４逓倍した場合の出力信号の周波数スペクトルを示すグラフであって、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表し、縦軸は周波数ごとの電力（ｄＢｍ）を表している。
【図８】第２の実施の形態に係る集積回路装置３の回路レイアウトを示す図である。
【図９】リング発振器が半導体集積回路として実装された場合の従来技術に係る回路レイアウトを示す模式図である。
【図１０】図９のような回路レイアウトを備えたリング発振器であって、差動増幅回路どうしを接続する１の配線が他の配線よりも０．６ｍｍだけ長い回路について、原発振周波数（ｆ１）１．５ＧＨｚを４逓倍した場合に出力される出力信号の周波数スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
１…無線通信システム
２、３…集積回路装置
４…リング発振器
１０…通信端末装置
１１…受信端末装置
１２…基地局装置
ＤＡ２１〜ＤＡ２４、ＤＡ３１〜ＤＡ３４、ＤＡ４１〜ＤＡ４４…差動増幅回路
ＦＭ２１〜ＦＭ２４、ＦＭ３１〜ＦＭ３４…２逓倍回路
ＧＮＤ…接地配線
ＩＮ１０、ＩＮ１１、ＩＮ２０、ＩＮ２１、ＩＮ３０、ＩＮ３１…差動入力配線
ＯＵＴ１０、ＯＵＴ１１、ＯＵＴ２０、ＯＵＴ２１…差動出力配線
Ｒ１〜Ｒ３…抵抗
Ｔｒ１〜Ｔｒ８…バイポーラ・トランジスタ
Ｖｃｃ…定電位電源配線
【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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【図９】
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【図１０】
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