[发明专利]温度补偿振荡器

说明书

本发明涉及一种温度补偿振荡器(100)，包括：连接在电源电压连接(104)与公共连接(105)之间的第一电容充电电路(101)；连接在所述电源电压连接(104)与所述公共连接(105)之间的第二电容充电电路(102)；以及连接在所述电源电压连接(104)与所述公共连接(105)之间的第三电容充电电路(103)。

技术领域

本发明涉及一种温度受控振荡器。

背景技术

半导体组件的特征(例如晶体管的阈值电压)将趋于随着温度而变化。因此，将电路(例如振荡器)的操作跨预期操作温度范围维持在期望频率范围内通常将需要某种温度补偿。在传统的振荡器中，举例来说，这可通过堆叠(即串联放置)具有反向的随温度而变的阈值电压的组件来实现，该阈值电压中的一者影响与绝对温度成比例(PTAT)的振荡频率，而另一者影响与绝对温度互补(CTAT)的频率。然而，这样做必然导致两个阈值电压的最小电源电压外加一个或两个过激励电压的开销成为必需。这在可获得足够电压的应用中可能不是问题。然而，在电压供应受到限制的应用中(例如在RFID标签中)，这会导致振荡器需要比可获得的更多的功率或限制操作范围。

发明内容

根据第一方面，提供一种温度补偿振荡器，该温度补偿振荡器包括：

连接在电源电压连接与公共连接之间的第一电容充电电路，该第一电容充电电路包括第一晶体管和第一电容器，第一晶体管被布置成当第一电容器充电至高于第一晶体管的阈值电压时切换状态；

连接在电源电压连接与公共连接之间的第二电容充电电路，该第二电容充电电路包括第二晶体管和第二电容器，第二电容器被布置成当第一晶体管切换状态时开始放电，第二晶体管被布置成当第二电容器放电至低于等于电源电压连接处的电源电压减去第二晶体管的阈值电压的电压时切换状态；以及

连接在电源电压连接与公共连接之间的第三电容充电电路，该第三电容充电电路包括第三晶体管和第三电容器，第三电容器被布置成当第二晶体管切换状态时开始放电，第三晶体管被布置成当第三电容器放电至低于第三晶体管的阈值电压时切换状态。

通过布置充电电路使得每个电路被前一充电电路触发，避免了堆叠反向的温度系数阈值的需求，从而实现更低的电源电压。替代如传统温度补偿振荡器中由增加的电压阈值所产生的温度补偿，通过根据每个晶体管的阈值电压改变每个充电电路的充电时间来实现温度补偿。这使得需要这样的电源电压：该电源电压仅为一个阈值电压加上过激励电压和对于电流源足够的另一过激励电压。

温度补偿振荡器可进一步包括：

第一电流源，该第一电流源连接在电源电压连接与第一电容器之间；

第二电流源，该第二电流源连接在电源电压连接与第二电容器之间；和

第三电流源，该第三电流源连接在第三晶体管与公共连接之间。

电流源向充电电路中的电容器中的每一者提供电流或从充电电路中的电容器中的每一者提供电流，该电容器上的电荷触发随后的充电电路。

第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管可以是场效应晶体管，例如MOSFET晶体管。

第一节点、第二节点和第三节点可限定于振荡器中，使得第一节点将第一电容器与第一晶体管的栅极连接和第三晶体管的漏极连接相连接，第二节点将第一晶体管的漏极连接与第二电容器和第三晶体管的栅极连接相连接，且第三节点将第三电容器与第二晶体管的漏极连接和第三晶体管的栅极连接相连接。

第一晶体管和第三晶体管的源极连接可连接至公共连接，且第二晶体管的源极连接可连接至电源电压连接。此布置使第二充电电路能够具有与绝对温度互补的系数。

第一晶体管和第三晶体管可以是n沟道MOSFET且第二晶体管是p沟道MOSFET。