[发明专利]对于过程、温度和电压变化而具有稳定频率的CMOS振荡器

说明书

本公开涉及对于过程、温度和电压变化而具有稳定频率的CMOS振荡器。时钟信号生成电路被配置为生成具有跨越多个运行条件的变化而被保持的频率的时钟信号，多个运行条件的变化例如供应电压、温度以及处理时间的改变。在实施例中，PVT补偿的CMOS环形振荡器的生成的时钟信号的频率扩展被配置用于补偿供应电压的变化以及用于经由过程和温度补偿电路来补偿过程和温度的变化。PVT补偿的CMOS环形振荡器包括经调节的电压供应电路，以生成抵抗由于总供应电压的改变而导致的变化的供应电压。

本申请是于2015年8月28日提交的、申请号为201510542100.1、发明名称为“对于过程、温度和电压变化而具有稳定频率的CMOS振荡器”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及时钟生成，并且更具体地，涉及一种对于过程、温度和电压变化而具有稳定频率的CMOS振荡器。

背景技术

时钟生成是任何电子系统中的重要的部分。在集成电路器件中，晶体振荡器可以跨越多个与集成电路技术有关的运行变量，例如制造偏差、电压供应变化以及温度变化(被认为是在工业中的PVT变化)提供优秀的稳定性。用于这样的晶体振荡器的最常见的材料是石英。然而，通常不能使用常规的CMOS工艺将晶体振荡器集成在集成电路芯片上，因为这样的步骤不是IC加工工艺的一部分，并且因此，晶体振荡器必须在之后集成在相应的板中。另外，要求客户将石英晶体振荡器安装在集成电路芯片外部可能增加芯片封装所占据的覆盖区，并且，因此，可能使得集成电路芯片不适合于其中电路板面积非常短缺的应用。

为了克服在晶体振荡器中对石英晶体的需要，CMOS环形振荡器是一种常规的解决方案，其为集成电路计时提供了现成的解决方案。然而，CMOS环形振荡器的输出频率不能相对于PVT的变化保持恒定。换言之，PVT变化导致在生成的时钟信号中的不期望的频率波动，并且因此，PVT变化对于要求更加稳定的时钟信号的应用是有问题的。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种器件，包括：节点，被配置为接收电压信号；第一电路，被耦合到所述节点并且被配置为响应于所述电压信号而生成时钟信号；以及第二电路，被耦合到所述第一电路并且被配置为响应于运行条件而更改生成的所述时钟信号。

优选地，所述运行条件包括运行温度。

优选地，生成的所述时钟信号的更改对应于由于制造偏差而引起的补偿。

优选地，所述运行条件包括供应电压的电压电平。

优选地，所述第一电路包括CMOS振荡器。

优选地，所述CMOS振荡器包括：电平移位器；第一电流饥饿型反相器，被耦合到所述电平移位器；第一缓冲器，被耦合到所述第一电流饥饿型反相器；第一电容器，被耦合到所述第一电流饥饿型反相器并且被耦合到所述电平移位器；第二电流饥饿型反相器，被耦合到所述电平移位器；第二缓冲器，被耦合到所述第二电流饥饿型反相器；以及第二电容器，被耦合到所述第二电流饥饿型反相器并且被耦合到所述电平移位器。

优选地，所述CMOS振荡器还包括：第三反相器，被耦合到所述第一电流饥饿型反相器并且被耦合到所述第一缓冲器；以及第四反相器，被耦合到所述第二电流饥饿型反相器并且被耦合到所述第二缓冲器。

优选地，所述第二电路包括：晶体管电路，被配置为在节点处生成响应于所述器件中的过程和温度变量的改变的电压；电流生成器，被耦合到所述晶体管电路并且被配置为生成与在所述节点处的电压对应的校正电流；以及转换电路，被耦合到所述电流生成器并且被配置为将所述校正电流转换为与所述过程和温度变量的改变对应的偏置电流。

优选地，所述第二电路包括电压调节器，所述电压调节器被配置为生成经调节的供应电压，所述经调节的供应电压响应于供应电压的电压电平的变化。