晶体振荡电路、此晶体振荡电路的增益级及其设计方法技术

一种晶体振荡电路、此晶体振荡电路的增益级及其设计方法。增益级包括多个放大器及多个限流电阻。多个放大器的输入端共同耦接至第一焊垫，其中放大器的跨导相互不同，而第一焊垫用以电性耦接至振荡晶体模块的第一端。多个限流电阻的第一端以一对一方式分别连接到多个放大器的输出端，而多个限流电阻的第二端共同耦接至第二焊垫，其中第二焊垫用以电性耦接至振荡晶体模块的第二端。据此，可以提供用户依据所需规格而弹性选择/设定适当的增益级跨导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振荡电路，且特别涉及一种晶体振荡电路、此晶体振荡电路的增益级及其设计方法。
技术介绍
晶体振荡电路是各种电子设备电路的重要组成部分，用以产生电路所需要的振荡频率。目前常见的晶体振荡电路之一例如是皮尔斯震荡器(Pierce oscillator)，其是以反相器的形式作为增益级(gain stage)，并且电路简单、工作有效而稳定。一般而言，现有晶体振荡电路的增益级具有固定的增益参数。在选购晶体振荡电路的不同增益级时，系统设计者需要充分考虑整个电路的功率消耗问题。然而，现有晶体振荡电路的不同增益级彼此之间的增益差异过大，往往不适合晶体振荡电路的参数最佳化。如何发展出一种增益级可提供用户依据应用环境来弹性设置最佳化参数，这是一个有待克服的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种晶体振荡电路、此晶体振荡电路的增益级及其设计方法。本专利技术的实施例所述增益级可以提供用户依据所需规格而弹性选择/设定适当的增益级跨导。此外，本专利技术的实施例所述增益级更以限流电阻保护晶体振荡电路的增益级的内部电路。本专利技术实施例提供一种晶体振荡电路的增益级(gain stage)，包括多个放大器及多个限流电阻。多个放大器的输入端共同耦接至第一焊垫，其中这些放大器的跨导(transconductance)相互不同，而第一焊垫用以电性耦接至振荡晶体模块的第一端。多个限流电阻的第一端以一对一方式分别连接到多个放大器的输出端，而多个限流电阻的第二端共同耦接至第二焊垫，其中第二焊垫用以电性耦接至振荡晶体模块的第二端。在本专利技术的一实施例中，上述的放大器中的任一个包括开关单元及反相器。开关单元的第一端耦接至第一焊垫。反相器的输入端耦接至开关单元的第二端，反相器的输出端耦接至限流电阻中的一对应限流电阻的第一端。在本专利技术的一实施例中，上述的放大器中的任一个包括第一传输门、第二传输门、第一晶体管以及第二晶体管。第一传输门其第一端耦接至第一焊垫。第二传输门其第一端耦接至第一焊垫。第一晶体管的第一端耦接第一电压源，第一晶体管的第二端耦接限流电阻中的一对应限流电阻的第一端，第一晶体管的控制端耦第一传输门的第二端。第二晶体管的第一端耦接第一晶体管的第二端，第二晶体管的第二端耦接第二电压源，第二晶体管的控制端耦第二传输门的第二端。在本专利技术的一实施例中，上述的晶体振荡电路的增益级还包括第一二极管及第二二极管。第一二极管的阴极耦接第一电源轨线，以及第一二极管的阳极耦接第二焊垫。第二二极管的阴极耦接第二焊垫，以及第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。在本专利技术的一实施例中，上述的晶体振荡电路的增益级还包括第一二极管及第二二极管。第一二极管的阴极耦接第一电源轨线，以及第一二极管的阳极耦接第一焊垫。第二二极管的阴极耦接第一焊垫，以及第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。本专利技术实施例提供一种晶体振荡电路，包括第一焊垫、第二焊垫、第一电阻、振荡晶体模块、第一电容、第二电容以及增益级。第一电阻其第一端与第二端分别耦接至第一焊垫及第二焊垫。振荡晶体模块其第一端与第二端分别耦接至第一焊垫及第二焊垫。第一电容其第一端与第二端分别耦接至第一焊垫与参考电压源。第二电容其第一端与第二端分别耦接至第二焊垫与参考电压源。增益级其输入端与输出端分别耦接至第一焊垫及第二焊垫，其中该增益级包括多个放大器及多个限流电阻。放大器的输入端共同耦接至第一焊垫，其中放大器的跨导相互不同。多个限流电阻的第一端以一对一方式分别连接到多个放大器的输出端，而多个限流电阻的第二端共同耦接至第二焊垫。在本专利技术的一实施例中，上述的放大器中的任一个包括开关单元及反相器。开关单元其第一端耦接至第一焊垫。反相器其输入端耦接至开关单元的第二端，反相器的输出端耦接至多个限流电阻中的一对应限流电阻的第一端。在本专利技术的一实施例中，上述的放大器中的任一个包括第一传输门、第二传输门、第一晶体管以及第二晶体管。第一传输门其第一端耦接至第一焊垫。第二传输门其第一端耦接至第一焊垫。第一晶体管的第一端耦接第一电压源，第一晶体管的第二端耦接多个限流电阻中的一对应限流电阻的第一端，第一晶体管的控制端耦第一传输门的第二端。第二晶体管的第一端耦接第一晶体管的第二端，第二晶体管的第二端耦接第二电压源，第二晶体管的控制端耦第二传输门的第二端。在本专利技术的一实施例中，上述的增益级还包括第一二极管及第二二极管。第一二极管的阴极耦接第一电源轨线，以及第一二极管的阳极耦接第二焊垫。第二二极管的阴极耦接第二焊垫，以及第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。在本专利技术的一实施例中，上述的增益级还包括第一二极管及第二二极管。第一二极管的阴极耦接第一电源轨线，以及第一二极管的阳极耦接第一焊垫。第二二极管的阴极耦接第一焊垫，以及第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。在本专利技术的一实施例中，上述的晶体振荡电路，还包括第二电阻，其第一端耦接至第二焊垫，第二端耦接至振荡晶体模块的第二端与第二电容的第一端。本专利技术实施例提供一种晶体振荡电路的设计方法，包括以下多个步骤。首先，提供一规格。进行第一模拟步骤，以使晶体振荡电路进行第一模拟而获得第一模拟结果。接下来，依照规格与第一模拟结果的关系，改变晶体振荡电路的增益级的跨导。进行第二模拟步骤，以使晶体振荡电路使用跨导进行第二模拟而获得第二模拟结果。之后，依照规格与第二模拟结果的关系，改变晶体振荡电路的电阻的阻值。本专利技术实施例提供一种晶体振荡电路的增益级，包括基底、第一N型掺杂区、多个第一栅极、多个第一P+掺杂区、多个第二P+掺杂区、第一P型掺杂区、多个第二栅极、多个第一N+掺杂区、多个第二N+掺杂区以及多个金属导线。基底至少具有第一区域与第二区域。第一N型掺杂区配置在第一区域中。多个第一栅极相互平行配置在第一N型掺杂区上。多个第一P+掺杂区配置在第一N型掺杂区中。多个第二P+掺杂区配置在第一N型掺杂区中，其中第一P+掺杂区分别作为多个第一晶体管的源极，多个第一栅极分别作为多个第一晶体管的栅极，多个第二P+掺杂区分别作为多个第一晶体管的漏极。第一P型掺杂区配置在第二区域中，其中第一P型掺杂区平行于第一N型掺杂区。多个第二栅极相互平行配置在第一P型掺杂区上。多个第一N+掺杂区配置在第一P型掺杂区中。多个第二N+掺杂区配置在第一P型掺杂区中，其中多个第一N+掺杂区分别作为多个第二晶体管的源极，多个第二栅极分别作为多个第二晶体管的栅极，多个第二N+掺杂区分别作为多个第二晶体管的漏极。多个金属导线相互平行配置在第一N型掺杂区与第一P型掺杂区上，以及各自电性连接多个第一晶体管中的至少一第一对应晶体管的漏极，以及各自电性连接多个第二晶体管中的至少一第二对应晶体管的漏极。在本专利技术的一实施例中，上述的晶体振荡电路的增益级还包括第二N型掺杂区、多个第三栅极、多个第三P+掺杂区、多个第四P+掺杂区、第二P型掺杂区、多个第四栅极、多个第三N+掺杂区以及多个第四N+掺杂区。第二N型掺杂区配置在第一区域中，且平行于第一N型掺杂区。多个第三栅极相互平行配置在第二N型掺杂区上。多个第三P+掺杂区配置在第二N型掺杂区中。多个第四P+掺杂区配置在第二N型掺杂区中，其中多个第三P+掺杂区分别作为多个第三晶体管的源极，多个第三栅极分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体振荡电路的增益级，其特征在于，所述增益级包括：多个放大器，这些放大器的输入端共同耦接至第一焊垫，其中这些放大器的跨导相互不同，而该第一焊垫用以电性耦接至振荡晶体模块的第一端；以及多个限流电阻，这些限流电阻的第一端以一对一方式分别连接到这些放大器的输出端，而这些限流电阻的第二端共同耦接至第二焊垫，其中该第二焊垫用以电性耦接至该振荡晶体模块的第二端。

【技术特征摘要】
2015.06.16 TW 1041194431.一种晶体振荡电路的增益级，其特征在于，所述增益级包括：多个放大器，这些放大器的输入端共同耦接至第一焊垫，其中这些放大器的跨导相互不同，而该第一焊垫用以电性耦接至振荡晶体模块的第一端；以及多个限流电阻，这些限流电阻的第一端以一对一方式分别连接到这些放大器的输出端，而这些限流电阻的第二端共同耦接至第二焊垫，其中该第二焊垫用以电性耦接至该振荡晶体模块的第二端。2.如权利要求1所述的晶体振荡电路的增益级，其特征在于，这些放大器中的任一个包括：开关单元，其第一端耦接至该第一焊垫；以及反相器，其输入端耦接至该开关单元的第二端，该反相器的输出端耦接至这些限流电阻中的对应限流电阻的该第一端。3.如权利要求1所述的晶体振荡电路的增益级，其特征在于，这些放大器中的任一个包括：第一传输门，其第一端耦接至该第一焊垫；第二传输门，其第一端耦接至该第一焊垫；第一晶体管，该第一晶体管的第一端耦接一第一电压源，该第一晶体管的第二端耦接这些限流电阻中的一对应限流电阻的该第一端，该第一晶体管的控制端耦接该第一传输门的第二端；以及第二晶体管，该第二晶体管的第一端耦接该第一晶体管的第二端，该第二晶体管的第二端耦接第二电压源，该第二晶体管的控制端耦该第二传输门的第二端。4.如权利要求1所述的晶体振荡电路的增益级，其特征在于，所述增益级还包括：第一二极管，该第一二极管的阴极耦接第一电源轨线，以及该第一二极管的阳极耦接该第二焊垫；以及第二二极管，该第二二极管的阴极耦接该第二焊垫，以及该第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。5.如权利要求1所述的晶体振荡电路的增益级，其特征在于，所述增益
\t级还包括：一第一二极管，该第一二极管的阴极耦接一第一电源轨线，以及该第一二极管的阳极耦接该第一焊垫；以及第二二极管，该第二二极管的阴极耦接该第一焊垫，以及该第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。6.一种晶体振荡电路，其特征在于，所述晶体振荡电路包括：第一焊垫；第二焊垫；第一电阻，其第一端与第二端分别耦接至该第一焊垫及该第二焊垫；振荡晶体模块，其第一端与第二端分别耦接至该第一焊垫及该第二焊垫；第一电容，其第一端与第二端分别耦接至该第一焊垫与一参考电压源；以及第二电容，其第一端与第二端分别耦接至该第二焊垫与该参考电压源；以及增益级，其输入端与输出端分别耦接至该第一焊垫及该第二焊垫，其中该增益级包括：多个放大器，这些放大器的输入端共同耦接至该第一焊垫，其中这些放大器的跨导相互不同；以及多个限流电阻，这些限流电阻的第一端以一对一方式分别连接到这些放大器的输出端，而这些限流电阻的第二端共同耦接至该第二焊垫。7.如权利要求6所述的晶体振荡电路，其特征在于，这些放大器中的任一个包括：开关单元，其第一端耦接至该第一焊垫；以及反相器，其输入端耦接至该开关单元的第二端，该反相器的输出端耦接至这些限流电阻中的一对应限流电阻的该第一端。8.如权利要求6所述的晶体振荡电路，其特征在于，这些放大器中的任一个包括：第一传输门，其第一端耦接至该第一焊垫；第二传输门，其第一端耦接至该第一焊垫；第一晶体管，该第一晶体管的第一端耦接一第一电压源，该第一晶体管的第二端耦接这些限流电阻中的一对应限流电阻的该第一端，该第一晶体管
\t的控制端耦该第一传输门的第二端；以及第二晶体管，该第二晶体管的第一端耦接该第一晶体管的第二端，该第二晶体管的第二端耦接第二电压源，该第二晶体管的控制端耦该第二传输门的第二端。9.如权利要求6所述的晶体振荡电路，其特征在于，该增益级还包括：第一二极管，该第一二极管的阴极耦接第一电源轨线，以及该第一二极管的阳极耦接该第二焊垫；以及第二二极管，该第二二极管的阴极耦接该第二焊垫，以及该第二二极管的阳极耦接第二电源轨线。10.如权利要求6所述的晶体振荡电路，其特征在于，该增益级还包括：第一二极管，该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖伟杰，廖期圣，
申请(专利权)人：智原科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71