[发明专利]一种带工艺和温度补偿的压控振荡器偏置电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地说涉及一种基于MOS管组成的压控振荡器偏置电路。

背景技术

压控振荡器(VCO)是锁相环电路一个重要的组成部分，所述压控振荡器主要用于根据输入的控制电压控制输出信号的频率，所述压控振荡器种类较多，其中基于MOS管组成的压控振荡器应用最为广泛。压控振荡器中输出信号的频率与控制电压的比值称为压控振荡器的增益K_V，如果增益K_V变化过大容易影响锁相环电路的稳定性。

实际应用中压控振荡器所述增益K_V波动变化的原因在于受MOS管工艺以及温度的影响，MOS管工艺上的差异以及温度对其造成的影响表现在MOS管阈值电压V_th的差异，根据MOS管平方率公式(I_D-MOS管电流，C_ox-MOS管栅氧电容，V_gs-MOS管栅源电压，V_th-MOS管阈值电压，V_ds-MOS管漏源电压)可知，由于MOS管工艺上的差异和温度对阈值电压V_th的影响导致流经MOS管的电流发生变化，从而影响到MOS管源极或漏极端电压，最终影响到压控振荡器的增益K_V。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带工艺和温度补偿的压控振荡器偏置电路。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种带工艺和温度补偿的压控振荡器偏置电路，包括由MOS管组成的延迟环、温度补偿偏置电路以及工艺补偿偏置电路，所述工艺补偿偏置电路输入端输入控制电压，所述温度补偿偏置电路输出端以及工艺补偿偏置电路输出端均与延迟环输入端相连，所述工艺补偿偏置电路以及温度补偿偏置电路共同维持延迟环输入端电流恒定。

作为上述技术方案的进一步改进，所述工艺补偿偏置电路包括第一理想电流源，所述工艺补偿偏置电路被配置为第一理想电流源电流与输入端控制电压所产生的输入电流的差跟输出到延迟环电流值成正相关。

作为上述技术方案的进一步改进，所述工艺补偿偏置电路包括MOS管N1、第一镜像电流模块、第二镜像电流模块以及第三镜像电流模块，所述MOS管N1栅极输入控制电压，所述MOS管N1源极或漏极与第一镜像电流模块输入端相连，所述第一理想电流源与第二镜像电流模块输入端相连，所述第二镜像电流模块输出端以及第一镜像电流模块输出端均与第三镜像电流模块输入端相连，所述第三镜像电流模块输出端与延迟环输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度补偿偏置电路输入端输入理想偏置电压，所述温度补偿偏置电路包括第二理想电流源，所述温度补偿偏置电路被配置为第二理想电流源电流与输入端偏置电压所产生的输入电流的差跟输出到延迟环电流值成正相关。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度补偿偏置电路包括运算放大器、MOS管N2、第四镜像电流模块、第五镜像电流模块以及第六镜像电流模块，所述运算放大器同相输入端输入偏置电压，所述运算放大器输出端与MOS管N2栅极相连，所述运算放大器反相输入端以及MOS管N2管源极或漏极均与第四镜像电流模块输入端相连，所述第二理想电流源与第五镜像电流模块输入端相连，所述第四镜像电流模块输出端以及第五镜像电流模块输出端均与第六镜像电流模块输入端相连，所述第六镜像电流模块输出端与延迟环输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述延迟环包括多级由MOS管组成的反相器，所述反相器的级数为奇数，前一级反相器的输出端与后一级反相器的输入端相连，首端反相器输入端与末端反相器输入端相连，所述反相器的电源端作为延迟环输入端，所述反相器接地端接地。

作为上述技术方案的进一步改进，所述反相器包括一个N型MOS管和一个P型MOS管，所述P型MOS管栅极与N型MOS管栅极相连且作为反相器输入端，所述P型MOS管漏极与N型MOS管漏极相连且作为反相器输出端，所述N型MOS管源极作为反相器接地端接地，所述P型MOS管源极作为反相器的电源端也作为延迟环输入端。

其中，上述第一至第六镜像电流模块中可能包含一个或者多个镜像电流源。

本发明的有益效果是：本发明通过工艺补偿偏置电路以及温度补偿偏置电路同时控制延迟环输入端的电流，当延迟环输入端电流由于延迟环内MOS管受生产工艺或者温度影响而发生变化时，通过工艺补偿偏置电路以及温度补偿偏置电路输入端电流进行补偿，从而稳定延迟环输入端的电流电压大小。