[发明专利]一种振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种振荡器，尤其涉及一种频率随温度可调的振荡器。

背景技术

目前绝大部分数字系统设计中，时钟是不可或缺的部分，通常采用外接有源或者无源振荡器来提供时钟信号。通过外接振荡器来提供时钟信号的优点是性能稳定，设计简便，缺点是会增加版图面积。在高频设计时对电路布线和加工的要求比较严格，因此采用外接振荡器来提供时钟信号，无疑会增加系统成本和设计难度。

当前越来越多的设计是将振荡器做到片内，适合做到片内的振荡器一般有环形振荡器和RC振荡器。但是这两种振荡器不仅频率和功耗受电源电压和工艺的影响很大，而且频率随着振荡器温度的升高会变低。电阻作为一种常用器件，不仅受工艺影响波动很大，使得振荡器频率不稳定，而且要使用体积稍大的电阻，版图面积就会加大，提高了芯片的成本。

当需要振荡器的频率不随温度的变化而变慢，尤其是需要频率随温度升高而升高时，以上两种振荡器就无法实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种振荡器，其输出信号的频率随温度可调。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种振荡器，包括：

参考电压产生电路，连接电源电压和地，输出第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压和第三参考电压；

参考电流产生电路，与所述参考电压产生电路相连，在所述第一参考电压和第三参考电压作用下，产生正比于绝对温度的参考电流；

振荡信号产生电路，与所述参考电压产生电路和参考电流产生电路相连，在所述参考电流、第一参考电压和第二参考电压作用下，产生振荡信号。

如上所述的振荡器中，所述参考电压产生电路，可以包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中：

所述基础电路连接电源电压和地，输出偏置电压；

各级参考电压提供电路均连接电源电压和地，依次级联后在所述偏置电压的作用下提供逐级升高的参考电压，相邻两级参考电压提供电路的电压差可调。

进一步地，所述基础电路，可以包括漏极相连的P型MOSFET管P₀和N型MOSFET管N₀；

P₀管的源极接电源电压，栅极和漏极连接在一起，引出所述偏置电压；

N₀管的衬底接地，栅极和源极提供给参考电压提供电路的级联。

更进一步地，各级参考电压提供电路均可以包括一个供电P型MOSFET管和由两个共栅连接的N型MOSFET管组成的共栅N管对，供电P型MOSFET管P_k管所属参考电压提供单元中：

P_k管的栅极为第一级联点，连接P₀管的栅极；

P_k管的源极为第二级联点，连接电源电压；

组成所述共栅N管对的N_k1管和N_k2管，衬底连接在一起为第三级联点，接地；

N_k1管的漏极连接P_k管的漏极；

N_k2管的漏极为参考电压引出点和级联引出点；

N_k2管的源极为第四级联点，第1级参考电压提供单元的第四级联点接N₀管的源极，往后各级参考电压提供电路的第四级联点接前一级的级联引出点。

还进一步地，所述相邻两级参考电压提供电路的电压差，可以通过改变所述各级参考电压提供电路中N_k1管和N_k2管的宽长比的比值来调节。

如上所述的振荡器中，所述参考电压产生电路产生的参考电压，可以进一步各通过一滤波电容，输出给所述参考电流产生电路和振荡信号产生电路。

进一步地，所述滤波电容可以由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述滤波电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述滤波电容的另一端。

如上所述的振荡器中，参考电流产生电路，可以包括电流镜。

如上所述的振荡器中，所述振荡信号产生电路可以包括锯齿波产生电路和方波产生电路，其中：

锯齿波产生电路，与所述参考电压产生电路和参考电流产生电路相连，在所述第一参考电压、参考电流和电源电压作用下，产生锯齿波；

方波产生电路，与所述参考电压产生电路和锯齿波产生电路相连，在所述第二参考电压作用下，产生与所述锯齿波同频率的方波。