[发明专利]一种双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路

说明书

本发明涉及一种双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路，包括与供电模块电连接的振荡模块、第一限幅模块及第二限幅模块；所述振荡模块的第一振荡节点与所述第一限幅模块电连接，所述振荡模块的第二振荡节点与所述第二限幅模块电连接；所述第一限幅模块用于对所述第一振荡节点的幅值作第一幅值限定，所述第二限幅模块用于对第二振荡节点的幅值作第二幅值限定。本发明解决了传统单管脚晶体振荡器幅值的最大值受限制于电源电压从而带来大的电源噪声注入和最小值远低于VSS从而带来频繁触发ESD保护电路易导致芯片烧毁的问题，且电路结构简单，面积较小，可以广泛应用于管脚紧张的SoC设计中，满足了实际应用需求。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，特别是涉及一种双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路。

背景技术

晶体振荡器是数字集成电路的必要组成部分之一，可以等效为电抗元件，且具有极高的品质因数。当石英晶体接入电路中，搭配电容或电感，可以构成电容三点式振荡器或者电感三点式振荡器。目前集成电路中晶体振荡器常采用电容三点式结构，主要是因为片内电感面积很大，电容面积较小而且品质因数较高。

然而，基本型单管脚晶体振荡器的低振荡幅度节点振荡信号的最大值被电源电压限制，从而电源噪声会较大程度恶化相位噪声；高振荡幅度节点振荡信号的最小值只能由VSS限制而间接得到限制，但是高振荡幅度节点振荡信号的最小值远低于VSS，从而导致ESD电路被频繁触发，易导致闩锁效应的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现振荡信号的双向幅值限制，使振荡器电路获得较好的电源抑制特性，且不会导致芯片失效的双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路。

一种双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路，包括与供电模块电连接的振荡模块、第一限幅模块及第二限幅模块；所述振荡模块的第一振荡节点与所述第一限幅模块电连接，所述振荡模块的第二振荡节点与所述第二限幅模块电连接；所述第一限幅模块用于对所述第一振荡节点的幅值作第一幅值限定，所述第二限幅模块用于对第二振荡节点的幅值作第二幅值限定。

另外，根据本发明提供的双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述供电模块包括分别与电源输出端电连接的第一电流源、第二电流源及第三电流源。

进一步地，所述振荡模块包括PMOS管、晶体、偏置电阻、第一电容及第二电容；

所述PMOS管的源端和体端均与所述第三电流源的输出端、所述第一电容的第二端及所述第二电容的第一端电连接，所述第一电容的第一端、所述偏置电阻的第二端及所述PMOS管的栅端与所述晶体的第一端电连接，所述晶体的第二端、所述PMOS管的漏端及所述第二电容的第二端接地。

进一步地，所述偏置电阻的第二端、所述PMOS管的栅端与所述晶体的第一端形成所述振荡模块的第一振荡节点，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端与所述PMOS管的源端形成所述振荡模块的第二振荡节点。

进一步地，所述第一限幅模块包括第一限幅单元及第二限幅单元。

进一步地，所述第一限幅单元包括第一NMOS管及第二NMOS管；

所述第一NMOS管的漏端和栅端均与所述第一电流源的输出端电连接，所述第二NMOS管的栅端与所述第一NMOS管的栅端电连接，所述第一NMOS管的源端和体端及第二NMOS管的漏端及体端接地，所述第二NMOS管的源端与所述第一振荡节点电连接。

进一步地，所述第二限幅单元包括第三NMOS管；

所述第三NMOS管的漏端及偏置电阻的第一端分别与所述第二电流源的输出端电连接，所述第三NMOS管的源端和体端接地。

进一步地，所述第二限幅模块包括第四NMOS管及第五NMOS管；