[實用新型]寬電源、高穩定性的石英晶體振蕩電路

有效

• 申請號: 201420235124.3
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN203827294U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 孫志亮;霍俊杰;朱永成;黃鈞;陳震
• 申請（專利權）人: 北京同方微電子有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及集成電路技術領域，特別是可集成到芯片內部的一種寬電源、高穩定性的石英晶體振蕩電路。?

背景技術

隨著大規模集成電路的高速發展，特別是在全球定位系統、計量、通信、時間和頻率計量等領域，對基準頻率源的通用度、精確度、穩定度提出了越來越高的要求。因而，對寬電源、高穩定性石英晶體震蕩電路的設計和研究具有非常重要的意義。?

參看圖1，現有技術中，集成電路里常用的皮爾斯晶體振蕩器電路包括反饋放大器電路、選頻網絡電路和緩沖級。反饋放大器電路：限流電阻（或者是有源電阻、電流源）一端接電源VDD，另一端接MP1晶體管的源極，MP1晶體管的漏極接MN1晶體管的漏極，并作為反饋放大器的輸出端Vout，MN1晶體管的源極接限流電阻（或者是有源電阻、電流源）一端,另一端接VSS，MN1晶體管的柵極和MP1晶體管的柵極相連接，并作為反饋放大器的輸入端Vin。反饋電阻為反饋放大器提供直流偏置，Vin和Vout之間增加的反饋電阻使放大器在Vout＝Vin時產生偏置，迫使反相器工作在線性區域，但反饋電阻直接作為負載功耗太大,?且電阻占用的版圖面積大,?不利于芯片集成。選頻網絡電路：電容器的一端接地VSS，另一端接石英晶體的一端，電容器的一端接地?VSS，另一端接石英晶體的另一端。?

傳統的皮爾斯晶體振蕩器電路由于反饋電阻?提供直流偏置，使得反相器的輸入端（Vin）等于輸出端（Vout），也就是Vout＝Vin=VDD/2，此時反相器的跨導為：?

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當電源電壓VDD很低時，反相器工作區會脫離了線性區，即使在線性區，反相器的增益也很小，振蕩電路也很難起振，并且但反饋電阻直接作為負載功耗太大,?且電阻占用的版圖面積大,?不利于芯片集成。

傳統的皮爾斯晶體振蕩器電路很難抑制低頻干擾噪聲，造成輸出頻率的不穩定。?

綜上所述，現有技術中的晶體振蕩電路低電壓下很難工作，電路的干擾噪聲對輸出頻率的穩定性影響很大，這些都不能很好滿足現在集成電路對寬電源、高穩定性輸出頻率的要求。?

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種寬電源、高穩定的石英晶體振蕩電路。它是一種具備低電源電壓、輸出頻率穩定的晶體振蕩電路，能充分保證振蕩電路工作的可靠性。?

為了達到上述發明目的，本實用新型的技術方案以如下方式實現：?

寬電源、高穩定性的石英晶體振蕩電路，其結構特點是，它包括選頻網絡電路、偏置電路一、偏置電路二、放大器電路和輸出電路。

選頻網絡電路包括：第一電容器、第二電容器和第一晶體振蕩器。第一電容器的一端和第二電容器的一端相連接并接地VSS，第一電容器的另一端接第一晶體振蕩器的XTAL_OUT端并作為選頻網絡的輸出端，第二電容器的另一端接第一晶體振蕩器的XTAL_IN端并作為選頻網絡的輸入端。?

偏置電路一包括：第五PMOS晶體管、第四PMOS晶體管和第三PMOS晶體管。第五PMOS晶體管的源極接電源VDD，第五PMOS晶體管的漏極接其柵極并作為偏置電路的輸入端Iin，第五PMOS晶體管的柵極還連接到第四PMOS晶體管的柵極，第四PMOS晶體管的源極接電源VDD，第四PMOS晶體管的漏極接第四NMOS晶體管的漏極，第四PMOS晶體管的柵極接第三PMOS晶體管的柵極，第三PMOS晶體管的源極接電源VDD，第三PMOS晶體管的漏極作為偏置電路的第一輸出端Iout1。?

偏置電路二包括：第四NMOS晶體管和第三NMOS晶體管。第四NMOS晶體管的源極接地VSS，第四NMOS晶體管的柵極接其漏極，并接第三NMOS晶體管的柵極，第三NMOS晶體管的漏極作為偏置電路的第二輸出端Iout2。?