[發(fā)明專利]具有降低的溫度敏感性的振蕩器

在審

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• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN116667819A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·A·阿里·可哈利迪;A·W·佩雷拉;P·科爾克馬茲;P·D·柯蒂斯
• 申請（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H03K3/011
• 分類號: H03K3/011;H03K3/023;H03K3/0232
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 袁策

本申請涉及具有降低的溫度敏感性的振蕩器。一種振蕩器電路(400)包括具有第一輸入和第二輸入的比較器(410)，該第一輸入被配置為耦合到基準電壓。該振蕩器電路(400)還包括電容器(Cctat1)和第一電流源(IPTAT)。該電容器(Cctat1)耦合在第二輸入與接地之間。該第一電流源(IPTAT)耦合在電源電壓端子與電容器(Cctat1)之間。該第一電流源(IPTAT)被配置為生成至該電容器(Cctat1)的與絕對溫度成比例的電流。

背景技術(shù)

振蕩器電路生成時鐘信號(也被稱為“時鐘”)，該時鐘信號具有周期性波形，其中電壓在較高電壓電平和較低電壓電平之間翻轉(zhuǎn)。時鐘可以是方波或者可以具有不同于50％的占空比。各種類型的電路使用時鐘來操作。使用時鐘進行其操作的電路的示例包括微控制器、開關(guān)調(diào)節(jié)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。振蕩器電路以一頻率來產(chǎn)生時鐘，該頻率適用于操作使用該時鐘的電路。

發(fā)明內(nèi)容

在一個示例中，一種集成電路(IC)包括具有一個或多個溫度感測電路輸出的溫度感測電路。該溫度感測電路被配置為在一個或多個溫度感測電路輸出上生成溫度信號。該溫度信號指示IC的溫度。該IC還包括非易失性存儲裝置、振蕩器電路和數(shù)字控制電路。非易失性存儲裝置被配置為存儲修整代碼和偏移值。該修整代碼對應(yīng)于第一溫度，并且該偏移值對應(yīng)于第二溫度。振蕩器電路具有控制輸入和振蕩器輸出。數(shù)字控制電路具有溫度感測電路輸入、時鐘輸入和自適應(yīng)修整代碼輸出。溫度感測電路輸入耦合到溫度感測電路輸出。時鐘輸入耦合到振蕩器輸出。自適應(yīng)修整代碼輸出耦合到控制輸入。數(shù)字控制電路被配置為促使來自非易失性存儲器的修整代碼被提供到控制輸入。數(shù)字控制電路被配置為基于來自溫度感測電路的溫度信號并基于偏移值來修改修整代碼以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的修整代碼，并將經(jīng)調(diào)整的修整代碼提供到控制輸入。

在另一示例中，一種振蕩器電路包括具有第一輸入和第二輸入的比較器，該第一輸入被配置為耦合到基準電壓。該振蕩器電路還包括電容器和第一電流源。該電容器耦合在第二輸入和接地之間。第一電流源耦合在電源電壓端子和電容器之間。第一電流源被配置為生成至電容器的與絕對溫度成比例的電流。

附圖說明

圖1是根據(jù)示例的集成電路(IC)的框圖，該集成電路(IC)包括振蕩器核，其頻率是基于來自溫度感測電路的溫度信號可調(diào)整的。

圖2是示例查找表(LUT)，其可由數(shù)字控制電路使用以確定用于振蕩器核的自適應(yīng)修整代碼。

圖3是根據(jù)示例的可用作圖1的振蕩器核的環(huán)形振蕩器。

圖4是根據(jù)示例的可用作振蕩器核的斜坡電路的示意圖，其中該斜坡電路包括產(chǎn)生與絕對溫度成比例的電流的電流源，以使得斜坡電路的輸出頻率的基于溫度的可變性較小。

圖5A是對應(yīng)于圖4的斜坡電路的示例時序圖，其中時鐘的頻率與斜坡信號的斜率相關(guān)。

圖5B是示出時鐘頻率由于斜坡信號的斜率的增加而增大的時序圖。

圖6是與絕對溫度成比例的電流源電路的示例。

圖7是根據(jù)示例的可用作振蕩器核的雙斜坡電路的示意圖，并且該雙斜坡電路包括在雙斜坡電路的兩個斜坡部分中的與絕對溫度成比例的電流源。

具體實施方式

很多電子部件和電路具有溫度依賴性。振蕩器電路可以產(chǎn)生其頻率隨溫度變化的輸出時鐘。然而，很多應(yīng)用將受益于產(chǎn)生具有較少或沒有溫度變化的時鐘的振蕩器電路。例如，在汽車應(yīng)用中，汽車電子協(xié)會(AEC)已經(jīng)確立了四個溫度范圍，在這些范圍內(nèi)諸如集成電路的器件是合格的。最寬溫度是0級，其具有從-40℃至150℃的溫度范圍。針對0級通過AEC-Q100應(yīng)力測試的IC有資格在該溫度范圍內(nèi)正確地工作。在這種IC中的振蕩器電路應(yīng)該跨-40℃至150℃的溫度范圍產(chǎn)生具有高度準確(例如+3％)的頻率的時鐘。