[发明专利]温度补偿振荡器和包括温度补偿振荡器的装置

说明书

提供一种温度补偿振荡器和包括温度补偿振荡器的装置。所述温度补偿振荡器包括：振荡单元，被配置为使用操作电流和操作电压产生振荡信号；偏置电路，被配置为控制操作电流，使得振荡信号的频率随着温度升高而增加；电压产生单元，被配置为产生随着温度变化的操作电压。

本申请要求于2013年10月30日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0130436号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

本发明构思的实施例涉及一种电子电路，更具体地讲，涉及一种用于产生时钟信号的振荡器和包括所述振荡器的装置。

背景技术

环形振荡器通常用于产生参考时钟信号。为了使频率改变相对于温度改变最小化，在环形振荡器设计中通常使用与在带隙参考(BGR)电路中产生的电流相同的温度补偿电流。然而，用于产生温度补偿电流的电路通常包括单个运算放大器和多个电阻器，因此，其难以在诸如待机模式(或停止模式)的超低电流(例如，纳米电流)操作的设计中实现。

超低电流参考时钟发生器需要相对于温度改变的稳定的频率特性以及最小操作电流。然而，需要具有范围从几MΩ到几十MΩ的电阻的若干电阻元件的传统设计方法难以满足这些需求。

发明内容

本总体发明构思提供一种用于产生相对于温度改变而稳定的振荡信号的振荡器以及具有所述振荡器的电子装置。

本总体发明构思的其它特征和效用将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分将是显然的，或者可通过本总体发明构思的实施而得知。

可通过提供一种温度补偿振荡器来实现本总体发明构思的前述和/或其它特征和效用，所述温度补偿振荡器包括：振荡单元，被配置为使用操作电流和操作电压产生振荡信号；偏置电路，被配置为控制操作电流，使得振荡信号的频率随着温度升高而增加；电压产生单元，被配置为产生随着温度变化的操作电压。电压产生单元通过控制操作电压使得振荡信号的频率随着温度升高而减小，与偏置电路互补地补偿振荡信号的频率相对于温度改变的改变。

振荡单元可包括：奇数个反相器，以环形形状串联连接；第一电流源和第二电流源中的至少一个电流源，第一电流源连接在操作电压中的第一操作电压和反相器之间并由偏置电路控制，第二电流源连接到反相器和操作电压中的第二操作电压并由偏置电路控制。

偏置电路可包括与绝对温度成正比的(PTAT)电流源，其中，所述PTAT电流源被配置为产生随着温度升高而增加的操作电流。

电压产生单元可包括连接在电源电压和第一操作电压之间并具有二极管连接的操作电压产生晶体管。

电压产生单元还可包括连接在地电压和第二操作电压之间并具有二极管连接的操作电压产生晶体管。

电压产生单元还可包括衬底电压控制器，所述衬底电压控制器被配置为响应于包括至少两比特的数字控制信号而控制操作电压产生晶体管的衬底电压。

PTAT电流源可包括：第一晶体管，具有共同连接到第一节点的栅极和漏极；第四晶体管，具有共同连接到第三节点的栅极和漏极；第五晶体管，具有连接到第三节点的栅极和连接到第四节点的漏极；第六晶体管，具有连接到电源电压的源极、连接到第四节点的栅极和连接到第三节点的漏极；第七晶体管，具有共同连接到第四节点的栅极和漏极以及连接到电源电压的源极；第八晶体管，具有连接到第四节点的栅极、连接到电源电压的源极和连接到第一节点的漏极。

第一节点可连接到第二电流源。

PTAT电流源还可包括：第二晶体管，具有连接到第一节点的栅极和连接到第二节点的漏极；第三晶体管，具有共同连接到第二节点的栅极和漏极以及连接到第一操作电压的源极。第二节点可连接到第一电流源。