[实用新型]一种自补偿式CMOS松弛振荡装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计技术领域，具体地，涉及一种自补偿式CMOS松弛振荡装置。

背景技术

振荡器是许多电子系统的主要模块，应用范围从微处理器中的时钟产生到无线通信系统中的载波合成。最通用的振荡器是石英晶体振荡器，晶体振荡器的性能很稳定，精度很高，但是由于采用了石英晶体，使得它不能与标准的集成电路工艺兼容，成本较高。利用标准CMOS工艺实现的片上振荡器来取代片外的晶振，对于降低系统成本，提高系统的集成度将有很大帮助。

对于标准的CMOS集成电路工艺，当环境为温度变化时，MOS晶体管的许多参数都都随之发生变化，导致振荡器的频率也随温度变化；而且在芯片加工制造过程中，批次与批次之间、芯片与芯片之间，晶体管的参数具有一定的离散性，导致了振荡器频率较大的工艺偏差。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在成本高、可靠性低和工艺偏差大等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种自补偿式CMOS松弛振荡装置，以实现成本低、可靠性高和工艺偏差小的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种自补偿式CMOS松弛振荡装置，包括基准源、电容充放电电路、第一比较器、吸收电阻、第二比较器、滤波电路、放大电路和SR锁存器；

所述基准源的基准电流                                                端与电容充放电电路连接，基准源的基准电压端分别与第一比较器的同相输入端和第二比较器的同相输入端连接；第一比较器的反相输入端和第二比较器的反相输入端，分别与电容充放电电路连接；第一比较器的输出端经过吸收电阻后与SR锁存器的R端连接，第二比较器的输出端依次经过滤波电路和放大电路后与SR锁存器的S端连接。

进一步地，所述电容充放电电路，包括对称设置、且分别与基准源的基准电流端连接的第一充放电支路和第二充放电支路；

所述第一充放电支路与第一比较器的反相输入端连接，第二充放电支路与第二比较器的反相输入端连接。

进一步地，所述第一充放电支路，包括第一开关Q1、第二开关Q2和第一电容C1，其中：

所述第一开关Q1的固定连接端与基准源的基准电流端连接，第一开关Q1的控制端分别与第二开关Q2的固定连接端、第一电容C1的负极和第一比较器的反相输入端连接；第二开关Q2的控制端和第一电容C1的正极连接、并接地。

进一步地，所述第一开关Q1包括PMOS管M13，第二开关Q2包括NMOS管M15，第一电容C1由NMOS管构成；

所述PMOS管M13和NMOS管M15构成反相器，反相器的输入端接SR锁存器的输出端QB，反相器的输出端接第一电容C1的上极板。

进一步地，所述第二充放电支路，包括第三开关Q3、第四开关Q4和第二电容C2，其中：

所述第三开关Q3的固定连接端与基准源的基准电流端连接，第三开关Q3的控制端分别与第四开关Q4的固定连接端、第二电容C2的负极和第二比较器的反相输入端连接；第四开关Q4的控制端和第二电容C2的正极连接、并接地。

进一步地，所述第三开关Q3包括PMOS管M14，第四开关Q4包括NMOS管M16，第二电容C2由NMOS管构成；

所述PMOS管M14和NMOS管M16构成反相器，反相器的输入端接SR锁存器的输出端Q，反相器的输出端接第二电容C2的上极板。

进一步地，所述基准源，包括NMOS管M1-M7和PMOS管M8-M12，所有NMOS管的衬底均接地，所有PMOS管的衬底和源级连接在一起，并接至电源VDD，所有PMOS管的栅极连接在一起并与PMOS管M9的漏极相连；

所述NMOS管M1、NMOS管M3、NMOS管M4、NMOS管M5和NMOS管M7的源级均接地；NMOS管M1的栅极和漏极连接在一起并与NMOS管M2的栅极和PMOS管M8的漏极相连，NMOS管M2的漏极与PMOS管M9的漏极相连，NMOS管M2的源级与NMOS管M3的漏极相连，NMOS管M4的栅极与漏极连接在一起并与NMOS管M3和NMOS管M7的栅极和PMOS管M10的漏极相连，NMOS管M5和NMOS管M6的栅极和漏极都连接在一起并与PMOS管M11的漏极相连，NMOS管M6的源级与NMOS管M7的漏极相连作为基准电压的输出端，PMOS管M12的漏极作为基准电流的输出端。