[發明專利]一種電容內置的晶體振蕩電路

有效

• 申請號: 202010541004.6
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111555717B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 陳艷波;仵博;何國坤;李云杰
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: H03B5/24
• 分類號: H03B5/24;H03B5/02
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產權代理事務所 44273
• 代理人: 李杰

一種電容內置的晶體振蕩電路，包括兩個單端放大器A23和A24、兩個內置電容C21和C22、反相驅動電路I25和限壓電路I26；單端放大器A23的輸入端連接到晶體管腳XI，輸出端連接到內置電容C21的負端，內置電容C21的正端連接到晶體管腳XI；單端放大器A24的輸入端連接到晶體管腳XO，輸出端連接到內置電容C22的負端，內置電容C22的正端連接到晶體管腳XO；內置電容C21和內置電容C22的電容值相等。本發明所述晶體振蕩電路，只需通過集成少量電容，實現了等效的晶體負載電容內置，且能夠有效的保證電容容值精度。該發明將有助于降低電子鐘表類產品的成本，取得在市場上的優勢。

技術領域

本發明涉及的是集成電路設計的技術領域，具體發明內容為一種電容內置的晶體振蕩電路。

背景技術

作為高精度時鐘源，晶體振蕩器自問世以來，廣泛的應用在通信、廣播、雷達等現代電子系統和設備中。時間頻率綜合測試儀等時頻計量儀器必需一顆高精度晶體振蕩器提供時基；作為精密時頻的原子鐘，也需要一顆高精度晶體振蕩器。總之，具有“心臟”之稱的頻率源作為電子系統的核心部件，越來越大程度地決定著整個電子系統的性能。

傳統晶體振蕩電路，如圖1所示。輸入腳XI和輸出腳XO需分別接一個負載電容到地，晶體振蕩器電路為一個反相器，晶體的XI和XO之間需要連接一個反饋電阻，反饋電阻可以集成在芯片內部，也可連接在外部。為了保證晶體振蕩頻率的精確度，一般負載電容會采用價格較高的高精度低溫度系數的貼片電容，這樣就會導致所需元器件成本的增加。如果設計上直接在芯片上集成兩個的22pF電容，由于兩個電容所占面積很大，會占據整個芯片大部分面積，在芯片設計和版圖設計上是不可取的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：隨著消費類電子產品的發展，電子鐘表類產品的競爭越來越激烈。而晶體振蕩器是電子鐘表類產品的核心電路，為了保證鐘表的時間精度，一般外部會采用價格較高的高精度低溫度系數的貼片電容。對于鐘表類產品上常用的頻率為32768Hz的晶體，晶體兩端的兩個電容的容值都為22pF。如果設計上直接在芯片上集成兩個的22pF電容，由于兩個電容所占面積很大，會占據整個芯片大部分面積，在芯片設計和版圖設計上是不可取的。而采用本發明所述晶體振蕩電路，只需通過集成少量電容，實現了等效的晶體負載電容內置，且能夠有效的保證電容容值精度。該發明將有助于降低電子鐘表類產品的成本，取得在市場上的優勢。

為了解決上述技術問題，本發明提出下列技術方案：一種電容內置的晶體振蕩電路，其特征在于，其包括兩個單端放大器A23和A24、兩個內置電容C21和C22、反相驅動電路I25和限壓電路I26；

單端放大器A23的輸入端連接到晶體管腳XI，輸出端連接到內置電容C21的負端，內置電容C21的正端連接到晶體管腳XI；

單端放大器A24的輸入端連接到晶體管腳XO，輸出端連接到內置電容C22的負端，內置電容C22的正端連接到晶體管腳XO；

內置電容C21和內置電容C22的電容值相等；

單端放大器，NMOS管M33的柵極為輸入端I，M33的源端連接到電阻R31的一端，電阻R31的另一端連接到地，M33的漏端連接到電阻R32的一端，電阻R32的另一端連接到電源，M33的漏端為單端放大器的輸出端O；

限壓電路I26，NMOS管M41的柵極連接到晶體管腳XO，M41的源極接地，M41的漏極與PMOS管M42的漏極和柵極、PMOS管M43的柵極、電容C45的正端相連，M43的漏極與M44的漏極和柵極、電流源I46的正端相連，作為反相驅動電路I25的電流偏置IBIAS，電流源I46的負端接地，PMOS管M42、M43、M44的源極都接電源；

反相驅動電路I25，NMOS管M51的柵極連接到晶體管腳XI，漏極接地；M51的漏極與PMOS管M52的漏極相連，連接到晶體管腳XO；M52的柵極連接到限壓電路I26的輸出IBIAS，M52的源極接電源。