[發(fā)明專利]一種環(huán)形壓控振蕩器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811516658.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN111313891B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史廣達(dá);丁萬新;陶晶晶;鄧曉東;陳東坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海川土微電子有限公司
• 主分類號(hào): H03L7/099
• 分類號(hào): H03L7/099
• 代理公司: 上海宏京知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31297
• 代理人: 崔巍

本發(fā)明提供一種環(huán)形壓控振蕩器，涉及集成電路領(lǐng)域，所述振蕩器包括依次連接的偏置產(chǎn)生單元、起振檢測(cè)單元以及環(huán)形振蕩器單元，所述偏置產(chǎn)生單元包括電流源Iptat，電流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及電阻R，所述起振檢測(cè)單元包括MOS管MP2、MN1以及互補(bǔ)開關(guān)Φ1和Φ2，所述環(huán)形振蕩器單元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。解決了現(xiàn)有技術(shù)中振蕩頻率隨環(huán)境溫度變化以及工藝變化產(chǎn)生的頻率偏移問題，得到更穩(wěn)定的振蕩頻率；同時(shí)可以快速起振，滿足系統(tǒng)對(duì)振蕩器啟動(dòng)速度的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)形壓控振蕩器。

背景技術(shù)

片上壓控振蕩器電路廣泛應(yīng)用于各種時(shí)鐘和高頻載波電路。現(xiàn)有技術(shù)中，電流匱乏模式的環(huán)形壓控振蕩器是常用的電路結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，現(xiàn)有的一種由三級(jí)反相器構(gòu)成的電流匱乏模式的環(huán)形壓控振蕩器電路示意圖。其中，輸入為Vtune，輸出為Osc，環(huán)形振蕩器由MOS管MP5,MN5,MP6,MN6,MP7,MN7構(gòu)成三級(jí)反相器，第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)的電流源分別由MOS管MP2,MP3,MP4提供；第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)的電流分別由MOS管MN2,MN3,MN4提供。MP2,MP3,MP4電流源由MP0電流源拷貝得到，MN2,MN3,MN4電流由MN1電流沉拷貝得到，而MN1電流由MP1拷貝自MP0的電流源所決定。MP0電流源的大小由MN0的柵極輸入電壓Vtune決定。振蕩器的震蕩頻率由三級(jí)反相器的延遲時(shí)間決定，三級(jí)反相器的延遲時(shí)間由電流源和電流的電流大小決定，而電流源和電流沉的電流大小由輸入電壓Vtune決定，所以，振蕩器的震蕩頻率由輸入電壓Vtune決定，MP0～MP7和MN0～MN7構(gòu)成了電流匱乏模式的三級(jí)環(huán)形振蕩器。

在很多應(yīng)用場(chǎng)景中，要求片上壓控振蕩器的振蕩頻率隨溫度和工藝的偏移盡可能小，同時(shí)要求能夠快速啟動(dòng)，現(xiàn)有的片上壓控振蕩器難以滿足應(yīng)用需求。因此，需要提供一種改進(jìn)的電流匱乏模式的環(huán)形壓控振蕩器，以產(chǎn)生比普通的電流匱乏模式環(huán)形振蕩器更穩(wěn)定的頻率，同時(shí)能夠保證比普通的電流匱乏模式環(huán)形振蕩器更快的啟動(dòng)速度。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)形壓控振蕩器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中振蕩頻率隨環(huán)境溫度變化以及工藝變化產(chǎn)生的頻率偏移問題，得到更穩(wěn)定的振蕩頻率；同時(shí)可以快速起振，滿足系統(tǒng)對(duì)振蕩器啟動(dòng)速度的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種環(huán)形壓控振蕩器，所述振蕩器包括依次連接的偏置產(chǎn)生單元、起振檢測(cè)單元以及環(huán)形振蕩器單元，所述偏置產(chǎn)生單元包括電流源Iptat，電流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及電阻R，所述起振檢測(cè)單元包括MOS管MP2、MN1以及互補(bǔ)開關(guān)Φ1和Φ2，所述環(huán)形振蕩器單元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。

進(jìn)一步的，所述電流源Iptat與溫度成正相關(guān)，電流源Iref與溫度無關(guān)，所述電流源Iptat和Iref由帶隙基準(zhǔn)電路產(chǎn)生。

進(jìn)一步的，所述MOS管MP0、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10為P溝道MOS管,MOS管MN0、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10為N溝道MOS管。

進(jìn)一步的，所述偏置產(chǎn)生單元的電流源Iptat和Iref下流到GND，MOS管MP0的柵極和漏極連接，且和電源Iptat和Iref連接，MOS管MP0的源極和電源VDD連接，柵極和MP1的柵極連接，MOS管MP1的源極和電源VDD連接，漏極向下連接電阻R的上端，同時(shí)引出頻率控制電壓Vtune，電阻R的下端連接MOS管MN0的漏極和柵極，MOS管MN0的源極和GND連接。