[发明专利]振荡器集成电路

说明书

本发明提供一种振荡器集成电路，包含一第一振荡器级、奇数个中间震荡器级以及一最后振荡器级，且依序彼此串联。每一振荡器级中包含接收反向偏压的二极管装置与一晶体管，互相串联耦接并设置于电源和接地电压间。每一二极管装置有阳极和阴极，且每一晶体管有控制端，控制端用以控制从第一端流至第二端的电流。在每一振荡器级中，二极管的阳极于内部节点与晶体管的第一端耦接。在每一振荡器级中，晶体管的控制端耦接至前一振荡器级的内部节点。另外，第一振荡器级中晶体管的控制端耦接至最后振荡器级的内部节点。

技术领域

本发明与电子电路有关，特别与用于控制器的振荡器集成电路有关，其中还与应用于超低功耗电池的控制器有关。

背景技术

(微)控制器电路中经常使用振荡器集成电路，此外，振荡器集成电路亦用以提供波宽调变(PWM)系统中的时脉信号和斜坡信号(或锯齿波信号)，另外如切换模式电源供应器(SMPS)以及放大器电路中亦使用所述信号。

图1绘示系统100的简化方块图，其中控制器用以频繁进行电源开关操作。于本示例中，当(微)控制器电路110监控终端GPIO1的状态时，为电源关闭状态，且终端GPIO1连接至一个在预设温度跳脱的热动开关120。根据控制器核心执行的操作，发光二极管(LED)130用以指示热动开关120是否跳脱。当热动开关120跳脱时，逻辑电路开启控制器。如图1所示，GPIO1信号通过去除抖动(debounce)滤波器112来传送，以确保开关状态已完全转换状态来避免发光二极管130指示错误或浪费电力。去除抖动滤波器112耦接至一用于去除抖动计时器的振荡器114。去除抖动滤波器112不间断地监控一般用途输入输出(GPIO)，且振荡器114于控制器电源关闭时仍不间断地执行。因此，为延长电池寿命，亟需超低功率的去除抖动滤波器以及振荡器。

部分现有振荡器集成电路使用环式振荡器(ring oscillator)，其中包含电阻、电容、电感、石英(crystal)以及金属氧化物半导体晶体管(MOS)反相器级。此类环式振荡器通常使用精准外部参考电压和电流。另有部分现有振荡器集成电路使用电容充电电路，但亦依赖外部参考电路和控制电路。

发明内容

现有振荡器集成电路通常无法满足低功率电池操作的低功率要求，如上所述，现有振荡器集成电路通常需要外部参考电流或电压以及复杂的电路，且部分现有振荡器集成电路使用能带隙电路(Band gap circuit)来提供参考电压，而这类设计通常造成电路复杂化并需要消耗高功率。

于本发明的一些实施例中提供一种振荡器集成电路，振荡器集成电路中环型振荡器的各振荡器级均包含一接收反向偏压的二极管装置，二极管装置与一晶体管串联耦接。在使用PN结二极管和金属氧化物半导体晶体管的实施例中，振荡频率由二极管的反向漏电流值以及金属氧化物半导体晶体管的临界电压值与栅极电容值决定。本发明的振荡器集成电路架构简单且具高成本效益，且可通过上述的装置参数调整振荡频率。由于二极管具备低反向漏电流，所以振荡器有低功率消耗的好处。于一特定实施例中，振荡器是使用在去除抖动电路(Debounce circuit)的计时器中。然而，此振荡器是适用于使用较低振荡频率的一般超低功率的应用。