[发明专利]与处理变化无关的VDD独立振荡器有效
申请号: | 201010106534.4 | 申请日: | 2010-01-28 |
公开(公告)号: | CN101826840A | 公开(公告)日: | 2010-09-08 |
发明(设计)人: | 陈彝梓 | 申请(专利权)人: | 台湾积体电路制造股份有限公司 |
主分类号: | H03B5/20 | 分类号: | H03B5/20;H03K3/011;H03K3/0231 |
代理公司: | 北京市德恒律师事务所 11306 | 代理人: | 梁永 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 中国台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 处理 变化 无关 vdd 独立 振荡器 | ||
本申请要求于2009年2月9日提交的名为“VDD-Independent OscillatorInsensitive to Process Variation”的美国临时申请No.61/151,031的优先权,其内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明总的来说涉及集成电路设计,更具体地,涉及与处理变化无关的VDD独立振荡器。
背景技术
振荡器通常被用在诸如刷新用于动态随机存取存储器(DRAM)的时钟源、看门狗定时器时钟源、时间监控器等的应用中。希望振荡器在宽范围工作电压下提供稳定的频率,或者换句话说,不受电源电压的影响。
存在用于提供VDD独立振荡器的多种方法。例如,图1示出了传统VDD独立振荡器的框图。电源电压VDDext(外部VDD)被提供给降压变压器(VDC),其生成内部电压VDDint。然后,内部电压VDDint被提供给环形振荡器,然后其生成震荡信号OSC。虽然内部电压VDDint相对稳定,但是取决于VDC设计其仍然可具有约10mV至约50mV的变化。这样的变化还影响环形振荡器的频率的精确度。另外,即使内部电压VDDint为恒定电压,环形振荡器仍然经受处理变化,这样的问题不能通过恒定VDDint来解决。进一步的问题在于,由于使用VDC,使得相应振荡器的芯片面积使用和电流消耗增加。
美国专利第5,352,934号提供了VDD独立振荡器电路,如图2所示,包括带隙基准发生器和比较器。然而,该电路具有使用多种器件的复杂设计。从而,芯片面积使用和电流消耗高。另外,由于带隙基准发生器使用双极结晶体管,所以当振荡器在子-IV Vdd电压下操作时,其性能将不利地受到影响。从而,需要能够克服现有技术中的上述缺陷的振荡器。
发明内容
根据本发明的一个方面,一种振荡器包括:正电源节点,用于提供正电源电压;电容器;以及恒定电流源,提供第一恒定电流,并耦合至正电源节点。第一恒定电流与正电源节点无关。振荡器还包括:充电电流源,被配置为提供第二恒定电流以给电容器充电,其中,第二恒定电流是第一恒定电流的镜像。振荡器还包括:恒定电流源反相器,具有作为第一恒定电流的镜像的第三恒定电流。恒定电流源反相器被配置为将振荡器控制为处于恒定状态转变电压的转变状态。
根据本发明的另一方面,一种振荡器包括:正电源节点;恒定电流源,耦合至正电源节点,其中,恒定电流源被配置为提供与正电源节点的变化无关的第一恒定电流;电容器充电节点;以及电容器,耦合至电容器充电节点。充电电流源被配置为提供第二恒定电流以给电容器充电,其中,第二恒定电流与正电源节点的变化无关。恒定电流源反相器包括PMOS晶体管和NMOS晶体管。振荡器被配置为提供流经PMOS晶体管的源极-漏极路径并且不受正电源节点变化的影响的第三恒定电流。NMOS晶体管具有连接至电容器充电节点的栅极。
根据本发明又一方面,一种振荡器包括:输出节点;正电源节点;以及恒定电流源,耦合至正电源节点。恒定电流源被配置为提供与正电源节点处的正电源电压无关的第一恒定电流。恒定电流源包括第一PMOS晶体管,其包括承载第一恒定电流的第一源极-漏极路径。振荡器进一步包括第二PMOS晶体管和第三PMOS晶体管,其中,第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管以及第三PMOS晶体管的栅极互连。振荡器进一步包括:电容器充电节点,耦合至第二PMOS晶体管的漏极;电容器,耦合至电容器充电节点;放电晶体管,耦合在电容器充电节点和地之间;以及第一NMOS晶体管,包括耦合至电容器充电节点的栅极以及连接至第三PMOS晶体管并耦合至输出节点的漏极。
本发明的有益特征包括减小的芯片面积使用和振荡器输出处的高稳定输出频率。此外,振荡器与电源电压变化和处理变化无关。
附图说明
为了更好地理解本发明及其优点,结合附图进行以下描述作为参考,其中:
图1示出了第一传统振荡器的框图;
图2示出了第二传统振荡器的电路图;
图3示出了与处理变化无关的VDD独立振荡器;
图4示出了VDD独立振荡器中使用的电阻器,其中,电阻器由两个MOS晶体管形成;
图5示出了VDD独立振荡器中使用的电容器,其中,电容器由PMOS晶体管和NMOS晶体管形成;
图6示出了可选实施例;以及
图7示意性示出了通过图3所示电路生成的输出信号。
具体实施方式
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