[发明专利]一种RC振荡器及其温度补偿方法

说明书

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种RC振荡器及其温度补偿方法；所述RC振荡器包括充电电路，由充电开关控制对充放电容充电；放电电路，由放电开关控制对充放电容放电；充放电容，向比较器输出电压；比较器，将输出电压与阈值电压进行比较，输出高电平电压或低电平电压；高电平电压控制充电开关断开，放电开关打开；低电平电压控制充电开关打开，放电开关断开；充放电容包括控制电容和电容值可选的MOS电容阵列；本发明利用负温度系数的MOS电容来对正温度系数的比较器进行温漂补偿，减小了RC振荡器的温度漂移；设计了数字控制字来选择某个MOS电容值，能够快速且准确地补偿比较器延时的温度漂移带来的频率变化。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，涉及低温漂RC振荡器的温度补偿技术，具体涉及一种RC振荡器及其温度补偿方法。

背景技术

对于通信以及控制芯片，某些状态下需要一个低温漂的时钟，传统的晶体振荡器虽然温漂系数低，但需要片外元件，而且功耗较高，尤其在低功耗设计要求下，无法满足需求，低温漂的RC振荡器特别适合这类场景。RC振荡器由电容、电阻、比较器以及开关组成，构成一个延时环路。电源电压通过电阻和开关对电容充电，电容上的电压上升，当超过比较器的阈值电压后，比较器输出一个高电平电压，用这个电压去关断电容的充电开关，打开电容的放电开关，电容上的电压下降，当低于比较器的阈值电压后，比较器输出低电平电压，从而电容的充电开关打开，放电开关断开。如此反复，产生振荡信号。

振荡器中的电容、电阻以及比较器除了和工艺角有关，还和温度有关。采用MOM电容和POLY电阻，它们的温度系数很小，所以振荡器的温漂主要来自比较器。如果振荡器频率较高，比较器延时占比较大，将会导致比较器的温漂大比例系数转移到振荡器的温漂，从而影响实际使用。

发明内容

针对上述振荡器温漂较大的情况，考虑到比较器延时的温度特性是单调的，且是正温度系数，而MOS电容是负温度系数，所以本发明用MOS电容做为充放电电容的一部分，从而补偿比较器延时的温漂，实现一个低温漂的RC振荡器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种RC振荡器及其温度补偿方法来实现RC振荡器的补偿，降低了RC振荡器的温漂，提高了RC振荡器的精确度。

在本发明的第一方面，本发明的目的之一在于提供一种温漂较小的RC振荡器，一种RC振荡器，包括：

充电电路，由充电开关控制对充放电容充电；

放电电路，由放电开关控制对充放电容放电；

充放电容，向比较器输出电压；

比较器，将输出电压与阈值电压进行比较，输出高电平电压或低电平电压；

所述高电平电压控制充电开关断开，放电开关打开；所述低电平电压控制充电开关打开，放电开关断开；

其中，所述充放电容包括控制电容和电容值可选的MOS电容阵列，所述MOS电容阵列和所述控制电容并联。

优选的，所述MOS电容阵列包括阵列排布的控制开关和阵列排布的MOS电容；每个控制开关连接一个MOS电容；且所有的控制开关由数字控制字控制与所述阵列MOS电容之间的连接，即每个控制开关至少关联一个MOS电容，通过数字控制字来判定该控制开关是否连接该MOS电容。

优选的，所述充电开关与所述比较器的输出端之间还包括反相器；通过设置反相器，保证所述充电开关在低电平电压下能够打开，在高电平电压下能够断开。

优选的，所述RC振荡器还包括缓冲器，所述缓冲器连接所述比较器的输出端，用于输出所述RC振荡器的输出结果；所述缓冲器可以将RC振荡器与外界电路隔离或分离开；可以轻松解决负载效应问题。