[发明专利]具有老化效应降低技术的张弛振荡器

说明书

一种具有老化效应降低技术的张弛振荡器，其包括：比较器(CP)，其中其输入侧(CP1、CP2)耦接到包括至少一个电容器(C、C1、C2)的网络；多个晶体管(M1、M2、M3、M4)；以及多个可控开关(SW11、…、SW8、SW111、…、SW180)。张弛振荡器使用一种切换方法，使得电流/电压发生器的晶体管和电流镜晶体管的作用通过张弛振荡器的输出信号而周期性地交换。对电流/电压发生器与电流镜晶体管之间的工作点的失配的降低实现了由老化效应所引起的频率退化的减少。

技术领域

本公开涉及一种通过降低沟道热载流子(CHC)效应而具有老化效应降低技术的张弛振荡器。

背景技术

张弛振荡器的性能通常在振荡器的运行时间期间由于频率退化而发生退化，所述频率退化由老化效应导致，特别是由热沟道载流子注入(HCI)和负偏压温度不稳定性(NBTI)导致。张弛振荡器包括比较器，该比较器的输入侧耦接到晶体管的网络。晶体管实现了参考电流/电压发生器和电流镜。在非常小的技术领域中，沟道热载流子注入在振荡器电路中引起阈值电压偏移。这种老化效应导致张弛振荡器电路中的频率退化。

能够通过周期性地将比较器的正输入节点和负输入节点连接件从斜坡信号切换到参考电压来消除由比较器偏移退化导致的频率改变。

用于在弛张振荡器中实现对比较器的老化效应的降低的自动归零比较器的使用由K.Choe,O.Bernal,D.Nuttman和M.Je在A Precision Relaxation Oscillator with aSelf-Clocked Offset-Cancellation Scheme for Implantable Biomedical SoCs,IEEEISSCC Dig.Tech.Papers,2009中描述。自动归零用于消除属于比较器偏移的退化。

频率退化的另外的原因与参考电流/电压发生器的晶体管与电流镜晶体管之间的工作点的失配有关。然而，无法消除由参考电流/电压发生器的晶体管与电流镜晶体管之间的工作点的失配所引起的退化。

期望提供一种具有老化效应降低技术的张弛振荡器，该张弛振荡器能够降低电流/电压发生器与电流镜晶体管之间的工作点的失配，来实现由老化效应、特别是由通道热载流子注入所引起的频率退化的减少。

权利要求1中说明了一种具有老化效应降低技术以降低在张弛振荡器的电流/电压发生器与电流镜晶体管之间的工作点的失配的张弛振荡器的实施例。

张弛振荡器包括具有第一输入节点和第二输入节点的比较器，其中，参考信号施加到第一输入节点和第二输入节点中的至少一个。张弛振荡器包括：至少一个电容器，其连接到比较器的第一输入节点和第二输入节点中的至少一个；以及多个晶体管和多个可控开关。

在张弛振荡器的运行周期期间控制多个可控开关，使得产生将至少一个电容器充电的充电电流，并且该充电电流流过多个晶体管中的至少第一晶体管；并且使得产生用于提供参考信号的参考电流，并且该参考电流流过晶体管中的至少第二晶体管。

在张弛振荡器的随后的运行周期期间控制多个可控开关，使得产生将至少一个电容器放电的放电电流，并且该放电电流流过多个晶体管中的至少第三晶体管；并且使得产生提供参考信号的参考电流，并且该参考电流流过晶体管中的至少第四晶体管。

根据张弛振荡器的实施例，比较器包括用于提供输出信号、例如时钟信号的输出节点。张弛振荡器的可控开关由比较器的输出信号/时钟信号控制。

张弛振荡器使用切换方法，通过降低沟道热载流子效应来提高张弛振荡器的频率精度。在切换方法中，电流/电压发生器的晶体管和电流镜晶体管的作用通过张弛振荡器自身的输出/时钟信号而周期性地交换。

包含附图以提供进一步的理解，并将其并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了张弛振荡器的几个实施例，并且与说明书一起用于解释各种实施例的原理和操作。

附图说明