流控环形振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种流控环形振荡器，包括N个依次顺序连接的延迟单元，且N为大于1的奇数，其中每个延迟单元均包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管及电流源；第一场效应管、第二场效应管的栅极连接，第一场效应管、第四场效应管的源极均与电流源的一端连接，电流源另一端与外部电源连接，第一场效应管、第二场效应管的漏极连接；第二场效应管的源极与第三场效应管的漏极连接；外部电压信号输入第三场效应管与第六场效应管的栅极；第四场效应管、第五场效应管的栅极连接，第四场效应管、第五场效应管的漏极连接；第五场效应管的源极与第六场效应管的漏极连接。本发明专利技术的流控环形振荡器对电源和地的共模干扰敏感度变低，增加了抗噪声能力且其应用范围更广。

【技术实现步骤摘要】
流控环形振荡器
本专利技术涉及集成电路领域，更具体地涉及一种流控环形振荡器。
技术介绍
通常，环形振荡器是由奇数个延迟单元首尾依次相连而形成的，如图1所示，且图1所示的环形振荡器由3个延迟单元组成。如图1所示的现有技术的环形振荡器中，假设环形振荡器中传输的信号经过每个延迟单元的延迟时间为Td,延迟单元的个数为N,那么环形振荡器的输出频率为F＝1/(2*N*Td)。为了实时控制环形振荡器的输出频率，可以通过改变延迟时间Td的方式实现。而流控环形振荡器就是控制延迟单元的输入电流改变延迟时间Td,从而达到控制环形振荡器输出频率的目的。因此延迟单元的设计直接决定流控环形振荡器的整体性能。现有技术的延迟单元原理图如图2所示：该延迟单元由电流源S1、P型MOS管M1、N型MOS管M2所构成，其输入节点Vi同时连接MOS管M1和MOS管M2的栅极，输出节点Vo同时连接MOS管M1和MOS管M2的漏极。为了计算该延迟单元的延迟时间Td，设定电流源S1提供的电流大小为I，电源电压为Vdd，输出节点Vo到地的总电容大小为Co。当输入节点Vi的输入信号为大小由Vdd到0的反向阶跃信号时，P型MOS管M1导通，电流I流经MOS管M1对输出节点Vo的电容Co进行充电，充电时间为Tc＝Co*Vdd/I,充电完成后，输出节点Vo的电压为Vdd，该充电时间Tc可以被认为是反向阶跃信号的输入延迟。另外，当输入信号为大小由0到Vdd的正向阶跃信号时，N型MOS管M2导通，输出节点Vo处储存的电荷由MOS管M2快速释放，输出节点Vo电压变为0，其放电时间Tf可以忽略不计。该延迟单元的总延迟时间Td为Tc和Tf的平均值，其大小近似为Td＝k*Tc(k为比例常数，其大小在0到1之间，由MOS管M1,M2的特性和尺寸所决定)。将奇数个现有技术的延迟单元首尾相连就形成了流控环形振荡器(如图1所示)，其振荡频率受延迟单元的电流源S1电流大小I所控制，频率大小F为如上所述，现有技术的流控环形振荡器一旦制成，其频率随电流的增益(即)是固定不变的，增益大小等于流控环形振荡器的增益大小直接决定了其输出频率F的变化范围，由于现有技术的增益不能发生改变，因此其应用范围受到了限制；而且上述现有技术的流控环形振荡器的输出信号是单端输出的，单端输出信号对于电源和地的共模干扰敏感度较高，抗噪声特性较差。因此，有必要提供一种改进的流控环形振荡器来克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种流控环形振荡器，本专利技术的流控环形振荡器对电源和地的共模干扰敏感度变低，增加了抗噪声能力且其应用范围更广。为实现上述目的，本专利技术提供一种流控环形振荡器，包括N个依次顺序连接的延迟单元，且N为大于1的奇数，第1个所述延迟单元的正向输入端与第N个所述延迟单元的反向输出端连接，第1个所述延迟单元的反向输入端与第N个所述延迟单元的正向输出端连接，第N个所述延迟单元的正向输出端与反向输出端输出差分输出信号；其中，N个所述延迟单元具有完全相同的结构特征，每个所述延迟单元均包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管及电流源；所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的栅极连接并形成当前延迟单元的反向输入端，所述第一场效应管的源极与所述电流源的一端连接，所述电流源的另一端与外部电源连接，所述第一场效应管的漏极与第二场效应管的漏极连接并形成当前延迟单元的正向输出端；所述第二场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极连接；外部电压信号输入所述第三场效应管的栅极与所述第六场效应管的栅极，所述第三场效应管的源极与所述第六场效应管的源极均接地；所述第四场效应管的栅极与第五场效应管的栅极连接并形成当前延迟单元的正向输入端，所述第四场效应管的源极与所述电流源的一端连接，所述第四场效应管的漏极与第五场效应管的漏极连接并形成当前延迟单元的反向输出端；所述第五场效应管的源极与所述第六场效应管的漏极连接。较佳地，所述第一场效应管与第四场效应管为P型场效应管。较佳地，所述第二场效应管、第三场效应管、第五场效应管及第六场效应管为N型场效应管。较佳地，每个所述延迟单元的正向输入端与正向输出端之间还连接有第七场效应管，每个所述延迟单元的反向输入端与反向输出端之间还连接有第八场效应管。较佳地，所述第七场效应管的栅极与外部电源连接，其漏极与当前延迟单元的正向输出端连接，其源极与当前延迟单元的正向输入端连接。较佳地，所述第八场效应管的栅极与外部电源连接，其漏极与当前延迟单元的反向输入端连接，其源极与当前延迟单元的反向输出端连接。与现有技术相比，本专利技术的流控环形振荡器为差分输入与差分输出，并通过差分输出端输出差分信号，提高了输出信号抵抗电源和地共模干扰的能力；而且输出信号的增益可以通过外部输入的电压信号进行适时调整，扩宽了其应用范围通过以下的描述并结合附图，本专利技术将变得更加清晰，这些附图用于解释本专利技术的实施例。附图说明图1为现有技术的流控环形振荡器的结构图。图2为现有的技术的延迟单元的电路结构图。图3为本专利技术流控环形振荡器一实施例的结构图。图4为本专利技术流控环形振荡器的延迟单元的电路结构图。具体实施方式现在参考附图描述本专利技术的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本专利技术提供了一种流控环形振荡器，本专利技术的流控环形振荡器对电源和地的共模干扰敏感度变低，增加了抗噪声能力且其应用范围更广。本专利技术的流控环形振荡器，包括N个依次顺序连接的延迟单元(L1、L2、L3……LN),且N为大于1的奇数，第1个所述延迟单元L1的正向输入端与第N个所述延迟单元LN的反向输出端连接，第1个所述延迟单元L1的反向输入端与第N个所述延迟单元LN的正向输出端连接，其它相邻延迟单元的输入端与输出端依次顺序连接；第N个所述延迟单元LN的正向输出端与其反向输出端输出差分输出信号。作为本专利技术的一具体实施例，请参考图3，图3为本专利技术流控环形振荡器一实施例的结构图，在图3中N取值为3；如图所示，第1个所述延迟单元L1的正向输入端Vip1与第3个所述延迟单元L3的反向输出端Von3连接，第1个所述延迟单元L1的反向输入端Vin1与第3个所述延迟单元L3的正向输出端Vop3连接；第一个所述延迟单元L1的正向输出端Vop1与第2个所述延迟单元L2的正向输入端Vip2连接，第1个所述延迟单元L1的反向输出端Von1与第2个所述延迟单元L2的反向输入端Vin2连接；第2个所述延迟单元L2的正向输出端Vop2与第3个所述延迟单元L3的正向输入端Vip3连接，第2个所述延迟单元L2的反向输出端Von2与第3个所述延迟单元L3的反向输入端Vin3连接；第3个所述延迟单元L3的正向输出端Vop3与其反向输出端Von3输出差分输出信号Foutp与Foutn。在本专利技术中，第1个所述延迟单元L1的正向输入端Vip1及反向输入端Vin1，与第3个所述延迟单元L3的反向输出端Von3及正向输出端Vop3交叉连接(具体如图3所示)，这样就可以避免流控环形振荡器输出电压锁死在固定电平，且使得流控环形振荡器可正常起振；且，在具体的应用中，通常为第1个所述延迟单元L1的两输入端与第N个所述延迟单元LN的两输出端之间交叉连接即可，当然并不限于此方式。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流控环形振荡器，包括N个依次顺序连接的延迟单元，且N为大于1的奇数，第1个所述延迟单元的正向输入端与第N个所述延迟单元的反向输出端连接，第1个所述延迟单元的反向输入端与第N个所述延迟单元的正向输出端连接，第N个所述延迟单元的正向输出端与反向输出端输出差分输出信号；其特征在于，N个所述延迟单元具有完全相同的结构特征，每个所述延迟单元均包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管及电流源；所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的栅极连接并形成当前延迟单元的反向输入端，所述第一场效应管的源极与所述电流源的一端连接，所述电流源的另一端与外部电源连接，所述第一场效应管的漏极与第二场效应管的漏极连接并形成当前延迟单元的正向输出端；所述第二场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极连接；外部电压信号输入所述第三场效应管的栅极与所述第六场效应管的栅极，所述第三场效应管的源极与所述第六场效应管的源极均接地；所述第四场效应管的栅极与第五场效应管的栅极连接并形成当前延迟单元的正向输入端，所述第四场效应管的源极与所述电流源的一端连接，所述第四场效应管的漏极与第五场效应管的漏极连接并形成当前延迟单元的反向输出端；所述第五场效应管的源极与所述第六场效应管的漏极连接。...

【技术特征摘要】
1.一种流控环形振荡器，包括N个依次顺序连接的延迟单元，且N为大于1的奇数，第1个所述延迟单元的正向输入端与第N个所述延迟单元的反向输出端连接，第1个所述延迟单元的反向输入端与第N个所述延迟单元的正向输出端连接，第N个所述延迟单元的正向输出端与反向输出端输出差分输出信号；其特征在于，N个所述延迟单元具有完全相同的结构特征，每个所述延迟单元均包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管及电流源；所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的栅极连接并形成当前延迟单元的反向输入端，所述第一场效应管的源极与所述电流源的一端连接，所述电流源的另一端与外部电源连接，所述第一场效应管的漏极与第二场效应管的漏极连接并形成当前延迟单元的正向输出端；所述第二场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极连接；外部电压信号输入所述第三场效应管的栅极与所述第六场效应管的栅极，所述第三场效应管的源极与所述第六场效应管的源极均接地；所述第四场效应管的栅极与第五场效应管的栅极连接并形成当前延迟单元的正向...

【专利技术属性】
技术研发人员：何力，
申请(专利权)人：四川和芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51