[實用新型]振蕩電路及時鐘電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921792091.1
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN211352180U
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳凱;陳國棟;江亮
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;岳丹丹

本申請公開了一種振蕩電路及時鐘電路，包括：控制電流生成模塊，提供控制電流，并根據(jù)偏置電壓和限流電阻值之間的比值限定控制電流；多個反相器，多個反相器依次級聯(lián)成環(huán)形回路，最后一級反相器的輸出端輸出具有設(shè)定頻率的振蕩信號；以及多個電容，分別連接在相應(yīng)的反相器的輸出端與參考地之間，其中，每個反相器的供電端接收控制電流，偏置電壓與反相器的翻轉(zhuǎn)閾值電壓正相關(guān)，因此得到的環(huán)形振蕩模塊的振蕩周期僅與限流電阻的阻值和其內(nèi)部電容的電容值相關(guān)，與電源電壓無關(guān)，產(chǎn)生的振蕩信號的頻率精度更高，適應(yīng)于高精度系統(tǒng)的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種振蕩電路及時鐘電路。

背景技術(shù)

在集成電路領(lǐng)域，需要時鐘電路給數(shù)字電路提供時鐘。傳統(tǒng)的時鐘電路使用石英振蕩器以提供一正確的參考時鐘信號，但是高精度及低噪聲的石英振蕩器非常昂貴。此外，基于石英晶體的時鐘電路需要外接一個石英晶體，外接引腳易受干擾，且不利于系統(tǒng)的集成。出于功耗和成本的考慮，越來越多的集成電路中采用片內(nèi)集成的環(huán)形振蕩器為數(shù)字電路提供時鐘。

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的時鐘電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，時鐘電路100包括環(huán)形振蕩器110和整形電路120。環(huán)形振蕩器110由奇數(shù)個(圖示為3個)首尾相連的反相器構(gòu)成，環(huán)形振蕩器110用于根據(jù)電源電壓VDD輸出具有設(shè)定頻率的振蕩信號，整形電路120通過對該振蕩信號進行整形以得到時鐘信號。

由于現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形振蕩器的振蕩信號的頻率受電源電壓、溫度、工藝漂移等因素的影響很大，且電路功耗較大，因此無法達到高精度和低功耗的應(yīng)用要求。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種振蕩電路及時鐘電路，振蕩信號的頻率不隨電源電壓和溫度的變化而變化，頻率精度更高，適應(yīng)于高精度系統(tǒng)的應(yīng)用。

根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種振蕩電路，包括：控制電流生成模塊，根據(jù)偏置電壓和限流電阻之間的比值產(chǎn)生一控制電流；以及環(huán)形振蕩模塊，與所述控制電流生成模塊連接，根據(jù)所述控制電流生成具有設(shè)定頻率的振蕩信號，所述環(huán)形振蕩模塊包括：多個反相器，所述多個反相器依次級聯(lián)成環(huán)形回路，最后一級所述反相器的輸出端輸出所述振蕩信號；以及多個電容，分別連接在相應(yīng)的所述反相器的輸出端與參考地之間，其中，所述偏置電壓與所述反相器的翻轉(zhuǎn)閾值電壓溫漂特性一致。

優(yōu)選地，所述控制電流生成模塊包括：放大器，包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端；第一晶體管，所述第一晶體管的第一端和控制端短接，并與所述放大器的第一輸入端連接于第一節(jié)點，第二端接地；限流電阻，所述限流電阻的第一端與所述放大器的第二輸入端連接于第二節(jié)點，第二端接地；以及電流鏡電路，包括第一至第三輸出端以及控制端，所述第一輸出端與所述第一節(jié)點連接，第二輸出端與所述第二節(jié)點連接，所述第三輸出端輸出所述控制電流，所述控制端與所述放大器的輸出端連接。

優(yōu)選地，所述電流鏡電路包括第二至第四晶體管，其中，所述第二至第四晶體管的第一端均與電源電壓連接，所述第二至第四晶體管的控制端彼此連接以作為所述電流鏡電路的控制端，所述第二晶體管的第二端作為所述第一輸出端以連接至所述第一節(jié)點，所述第三晶體管的第二端作為所述第二輸出端以連接至所述第二節(jié)點，所述第四晶體管的第二端作為所述第三輸出端以輸出所述控制電流。

優(yōu)選地，每個所述反相器都包括：依次串聯(lián)連接于所述第三輸出端與地之間的第五晶體管和第六晶體管，所述第五晶體管和所述第六晶體管的控制端彼此連接以作為所述反相器的輸入端，所述第五晶體管和所述第六晶體管的中間節(jié)點作為所述反相器的輸出端。

優(yōu)選地，所述第一晶體管和所述第六晶體管為NMOS管，所述第二晶體管、所述第三晶體管、所述第四晶體管和所述第五晶體管為PMOS管。

優(yōu)選地，所述偏置電壓約等于所述MOS管的閾值電壓。

優(yōu)選地，所述反相器的翻轉(zhuǎn)閾值電壓約等于MOS管的閾值電壓。