[发明专利]一种流控松弛振荡器

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种流控松弛振荡器，包括参考电流源、延时单元和整形电路。所述参考电流源为阈值基准电路，可产生大小为Vgs/R的电流，并提供偏置电压VBP和VBN；所述延时单元相应端口与参考电流源的VBP和VBN连接为延时单元提供偏置，延时单元的输入与流控松弛振荡器的输出VOUT连接，延时单元的输出与整形电路的输入连接；整形电路对从延时单元输出的信号进行整形，并作为流控松弛振荡器的输出VOUT。本发明所述的流控松弛振荡器具有超低功耗的特性，同时输出频率不受工艺、电源电压及温度对有源器件的影响。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种流控松弛振荡器。

背景技术

在标准CMOS工艺中，振荡器的实现方式主要有环形振荡器、LC振荡器和松弛振荡器。环形振荡器和松弛振荡器通常延时单元的延时Td来设计振荡器的频率，如果环形振荡器延迟单元的个数为N，那么环形振荡器输出频率为F＝1/(2*N*Td)。而流控松弛振荡器就是控制延时单元输入电流改变延时Td，从而达到控制松弛振荡器输出频率的目的。

振荡频率受温度和工艺参数漂移的影响很大，对电路的稳定性造成很大影响。振荡器的性能受到工艺参数、温度及电源电压的影响，主要源于MOS管的性能随温度、工艺参数改变而改变。当温度、工艺参数变化时，载流子的迁移率和阈值电压会随之改变，从而影响了振荡器的性能。目前的一些技术方案采用补偿技术、锁存电路、数字校准技术等方式，存在电路结构复杂、电路功耗大等问题。因此，研究一种电路结构简单、低功耗、工艺离散小及温度漂移小的振荡器意义重大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种流控松弛振荡器，本发明的流控松弛振荡器结构简单，受工艺偏差、温度变化、电源电压变化影响小。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种流控松弛振荡器，包括参考电流源、延时单元和整形电路；所述参考电流源为阈值基准电路提供偏置电压VBP和VBN，所述参考电流源的VBP和VBN与所述延时单元相连接；所述延时单元的输入与流控松弛振荡器的输出VOUT连接，其输出与整形电路的输入连接；所述整形电路的输出作为流控松弛振荡器的输出VOUT，所述整形电路对所述延时单元输出的信号进行整形。

优选的，所述参考电流源通过阈值基准电路产生电流大小为Vgs/R，所述阈值基准电路为所述延时单元提供偏置，Vgs为栅源电压，R为阈值基准电路产生参考电流所需电阻的阻值。

优选的，所述参考电流源的PMOS晶体管M1的源极接电源，其栅极与PMOS晶体管M2的栅极和漏极连接以提供偏置电压VBP；

所述M2的源极接电源，M1的漏极与NMOS晶体管M3的栅极和NMOS晶体管M4的漏极连接；

所述M3的漏极与M1和M2的栅极以及M2的漏极连接，其源极与M4的栅极和电阻R1的一端连接以提供偏置电压VBN；

所述电阻R1的另一端接地，所述M4的源极接地。

优选的，所述延时单元包括PMOS晶体管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5和MP6；NMOS晶体管MN1、MN2、MN3、MN4和MN5；以及电容C1。

优选的，所述MP1的源极接电源，其栅极接VBP，其漏极与所述MP5的源极连接；

所述MP2的源极接电源，其栅极接VBP，其漏极与所述MP6的源极连接；

所述MP3的源极接电源，其栅极与所述MP6和MN2的漏极连接，其漏极与所述MN3和MN4的漏极以及MN5的栅极连接；

所述MP4的源极接电源，其栅极接VBP，其漏极与所述MN5的漏极连接作为延时单元的输出；