[发明专利]一种低温度系数的单端口RC振荡器电路

说明书

本发明涉及一种低温度系数的单端口RC振荡器电路，其包括充放电回路、比较器、负电阻和反相器。本发明结合了由MOS管构成的比较器和负电阻，抵消了跨导受温度的影响；进一步采用由正、负温度系数电阻组成的复合电阻，计算最优电阻温度系数，降低电阻、阈值电压等因素受温度影响带来的频率变化。该振荡器电路并未采用额外结构做温度补偿，具有结构简单、芯片面积非常小、温度稳定性较好等优点，可广泛应用于集成电路中。

技术领域

本发明涉及一种集成电路设计领域，特别是关于一种小面积、有温度补偿的低温度系数的单端口RC振荡器电路。

背景技术

振荡器是很多电路的基本组成部分。在数字系统中，最常用的振荡器是晶体振荡器，它具有精度高、稳定性好的特点，但是难以集成到芯片内部，并且增加了成本。随着CMOS工艺的发展，RC振荡器更易于芯片集成化，而且频率易调整，但是很容易受到电压、温度等环境及工艺因素的影响。

目前，RC振荡器的稳定性得到了很大提高，但是基本上结构复杂，大多采用一个模块构成反馈回路，进行温度补偿。这样增大了设计复杂度，并且增大了芯片面积。在使用低温医疗器械治疗时，探头常常需要深入到病人特定组织附近，利用低温破坏病变细胞，这样对振荡器的面积控制提出了更高的需求。

在单端口电路中，如果有振荡回路以及并联的一个正电阻和一个负电阻(R||(-R)＝∞)，振荡回路将不会有能量损失，将一直振荡下去。可以用有源电路构建负电阻，形成结构简单的单端口振荡器。负电阻的概念为，如果施加的电压增大，流过该电阻的阻值反而会减小。基于此原理的RCL振荡器易于设计，所用电路器件少，但是频率受温度较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种低温度系数的单端口RC振荡器电路，其在降低振荡器的温度系数的基础上，尽可能减小芯片面积，具有所占面积小、频率的温度系数较低等优点。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种低温度系数的单端口RC振荡器电路，其特征在于包括：充放电回路、比较器、负电阻结构和反相器；所述充放电回路依次与所述比较器、负电阻结构和反相器连接，所述充放电回路包括电容C₁和第一电阻R₁，所述电容C₁一端接地，所述电容C₁另一端与所述第一电阻R₁一端连接，并在所述电容C₁与所述第一电阻R₁之间引出第一输出端，所述第一电阻R₁另一端为第二输出端；由所述充放电回路中电容C₁上的电压信号控制所述比较器，进一步控制电路支路的选通，为所述负电阻结构提供输入电流，输出电压随着所述电容C₁的充放电进行有规律的变化，形成振荡波形；并由所述反相器调整波形并输出信号。

进一步，所述比较器包括第一MOS管T₁和第二MOS管T₂；所述第一MOS管T₁和第二MOS管T₂的栅极均与所述充放电回路的第一输出端连接，进而由所述电容C₁上的电压信号控制所述比较器；所述第一MOS管T₁的漏极与高电平VDD连接，源极与所述负电阻结构一端连接；所述第二MOS管T₂的漏极与所述负电阻结构另一端连接，源极接地。