[實用新型]晶體振蕩器

有效

• 申請號: 201020656390.5
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN201898477U
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 皮常明;田鑫;范紅梅;張遠
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本實用新型涉及一種晶體振蕩器。

背景技術

在現代通信系統中，晶體振蕩器中的晶體因為它的獨特的品質，高精度和高穩定度，而得到廣泛的應用。由晶體及晶體驅動電路構成的振蕩器被廣泛應用于電視機、計算機、遙控器、手表等常見電子設備的各類振蕩電路中，并且應用于通信系統中的頻率發生器、數據處理設備中的時鐘信號發生電路和特定系統的基準時鐘信號發生電路等電路中。和其他的半導體電路一樣，低功耗和高集成度也是晶體振蕩器的發展趨勢。

對于一般的集成電路，保持長時間穩定，并且受時間，外界碰撞等其他因素的影響較小的時鐘是非常重要的，因為穩定的時鐘是保證其它電路正常工作的基本條件。但是如果采用完全片上集成的辦法，由于受工藝，溫度等因素的影響，根本無法保證時鐘頻率的準確性和一致性。一般采用晶體振蕩器來實現高精度，高穩定度的時鐘。

同時，在RFID等電路中，電路功耗是一個非常關注的指標，電路功耗的增加會使電路需要感應更大的能量才能識別出來，所以低功耗的設計也是相當的重要，在晶體振蕩器中，低功耗設計也是一種必然的發展趨勢。對于一般電路而言，工作的環境，場合等條件的不同，理想的需要消耗的最低功耗也是不同的，這也是低功耗設計的一個一般原則，同樣晶體振蕩器采用此原則也是很有意義的。

對晶體驅動電路的兩個端口提供合理的偏置是晶體振蕩器正常工作的基本條件。現有技術通常采用兩種方法向晶體驅動電路提供偏置，一種是采用大電阻(幾十兆歐姆)，采用如此大的電阻，只是為提供偏置之用，又不能影響電路的其他性能，例如不能使晶體驅動電路的兩個端口的交流信號因為這個電阻而相互影響，對于高集成度的電路而言，如此之大的電阻是難以接受的；還有一種方法就是用單位增益的運放提供偏置，但是這就要求運放不能將晶體驅動電路的兩個端口鉗制的過強，否則電路根本無法啟動，所以這就要求運放的帶寬很低，增益適中，因為如果增益帶寬積過大，那么晶體驅動電路的兩個端口信號必然會在振蕩頻率處產生影響，這是不希望看到的。但是，如果增益過低，無法為輸入提供合適的靜態工作點，影響電路的啟動，同時運放的設計也有一定的復雜度，并且消耗的功耗較大，

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種簡單自偏置、低功耗的晶體振蕩器。

一種晶體振蕩器，包括晶體和晶體驅動電路，所述晶體驅動電路包括第一晶體管和向所述第一晶體管提供偏置電壓的偏置電路，所述偏置電路控制所述第一晶體管的偏置電流，所述第一晶體管根據所述偏置電流向所述晶體提供振蕩電壓，所述偏置電路包括兩個反接的二極管。

本實用新型優選的一種技術方案，所述二極管是PN結二極管或MOS管的寄生二極管。

本實用新型優選的一種技術方案，所述晶體驅動電路還包括第一電流鏡電路和第二電流鏡電路，所述第一、第二電流鏡電路將電流源的電流成比例關系提供給所述第一晶體管。

本實用新型優選的一種技術方案，所述第一電流鏡電路包括第二晶體和第三晶體，所述第二晶體管的柵極連接所述第一晶體管的柵極，所述第二晶體管的漏極連接直流電源，所述第三晶體管的柵極連接所述第二晶體管的漏極，所述第三晶體管的漏極連接所述第二電流鏡電路，所述第一、第二、第三晶體管的源極接地，所述第一晶體管的漏極和柵極分別連接所述晶體的兩端。

本實用新型優選的一種技術方案，所述晶體驅動電路還包括電流控制電路，所述電流控制電路根據所述晶體振蕩器的振蕩幅度反向控制所述第一、第二電流鏡電路的偏置電流。

本實用新型優選的一種技術方案，所述電流控制電路包括第一電容、第二電容、一電阻、所述第二晶體管及所述直流電源，所述第一電容連接于所述第一、第二晶體管的柵極之間，所述第二電容連接于所述第三晶體管的柵極和地之間，所述電阻連接于所述第二晶體管的柵極和漏極之間。

本實用新型優選的一種技術方案，所述第二電流鏡電路包括第四晶體和第五晶體，所述第四晶體管的柵極連接所述第五晶體管的柵極，所述第四晶體管的漏極連接第一電流鏡電路，所述第四晶體管的柵極連接所述第四晶體管的漏極，所述第五晶體管的漏極連接所述第一晶體管的柵極，所述第四、第五晶體管的源極接地。

本實用新型優選的一種技術方案，所述第四晶體管的柵極與源極之間連接第三電容。

本實用新型優選的一種技術方案，所述第四、第五晶體管為PMOS晶體管。

本實用新型優選的一種技術方案，所述第二、第三晶體管為NMOS晶體管。