一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路制造技术

一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路包括启动电路、偏置电路、温度补偿电路和振荡器电路。振荡器电路中的充放电电容为MIM电容，其电容值具有负温度特性，即随着温度的上升，电容值减小，一般其温度系数为‑50ppm/℃。为补偿该电容的负温度特性，本发明专利技术采用正温度系数的偏置电路和温度补偿电路，选用不同正温度系数的电阻组合对电容的充放电电流进行温度补偿，以抵消电容的负温度特性，实现振荡器时钟频率的精确输出。

【技术实现步骤摘要】
一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路
本专利技术涉及一种补偿电路，特别提供一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路。
技术介绍
传统振荡器电路一般采用片外晶体振荡器来得到时钟信号，晶体振荡器和锁相环结合能得到稳定的时钟，但需要芯片提供单独的引脚，不利于集成和产品的小型化，并增加了应用成本。而可片内集成的振荡器电路，一般通过对电容的充放电实现，其结构简单，但振荡频率易受生产工艺和应用温度的影响，产品的一致性较差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供了一种振荡器时钟频率精确输出的可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路包括启动电路、偏置电路、温度补偿电路和振荡器电路；所述启动电路包括P型场效应管MP1、MP2，N型场效应管MN1、MN2和电容C1；所述P型场效应管MP1的栅极与P型场效应管MP2的栅极连接后接地，漏极和P型场效应管MP2的漏极连接电源，源极连接N型场效应管MN1的漏极；所述N型场效应管MN1的漏极与栅极两端相连，栅极连接N型场效应管MN2的栅极，源极接地；所述N型场效应管MN2的漏极连接P型场效应管MP2的源极和电容C1的一端，源极连接电容C1另一端；所述偏置电路包括P型场效应管MP3、MP4、MP5，三极管Q1、Q2和电阻R1、R2；所述P型场效应管MP3、MP4、MP5的漏极连接电源，P型场效应管MP3的栅极连接P型场效应管MP4的栅极，源极连接启动电路的N型场效应管MN2的源极和三极管Q1的集电极；所述P型场效应管MP4的栅极与源极两端相连，源极连接P型场效应管MP5的栅极和三极管Q2的集电极；所述三极管Q1的集电极与基极两端相连，基极连接三极管Q2的基极，发射极接地；所述三极管Q2的发射极串接电阻R1后和P型场效应管MP5的源极串接电阻R2后并联接地；所述温度补偿电路包括电阻R3、R4，修调电阻阵列Rtrim，PNP型三极管Q3，NPN型三极管Q4和P型场效应管MP6；所述电阻R3的一端和P型场效应管MP6的漏极接电源，所述电阻R3的另一端连接三极管Q3的发射极，所述P型场效应管MP6的栅极和源极两端相连，源极连接三极管Q4的集电极；所述三极管Q4的发射极通过修调电阻阵列Rtrim接地，基极接于电阻R3和三极管Q3之间；所述三极管Q3的基极接于偏置电路中的P型场效应管MP5和电阻R2之间，集电极通过电阻R4接地；所述振荡器电路包括电容C2、P型场效应管MP7、MP8、MP9、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14，N型场效应管MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10和振荡器OSC；所述P型场效应管MP7、MP8、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14的漏极接电源；所述P型场效应管MP7、MP8、MP10、MP11的栅极与温度补偿电路中的P型场效应管MP6的栅极连接；所述P型场效应管MP7的源极连接N型场效应管MN3的漏极；所述N型场效应管MN3的漏极和栅极两端相连，栅极连接N型场效应管MN4的栅极，源极和N型场效应管MN4的源极连接，接地；所述N型场效应管MN4的漏极连接N型场效应管MN5的源极；所述N型场效应管MN5的漏极通过电容C2接地，栅极连接P型场效应管MP9的栅极；所述P型场效应管MP9的源极连接N型场效应管MN5的漏极，漏极连接P型场效应管MP8的源极；所述N型场效应管MN6、MN7、MN8、MN9、MN10的源极接地；所述N型场效应管MN6的栅极接于N型场效应管MN5和电容C2之间，漏极连接P型场效应管MP10的源极和N型场效应管MN7的栅极；所述N型场效应管MN7的漏极连接P型场效应管MP11的源极；所述N型场效应管MN8的栅极与P型场效应管MP12的栅极连接后接于N型场效应管MN7和P型场效应管MP11之间；所述N型场效应管MN8的漏极连接P型场效应管MP12的源极；所述N型场效应管MN9的栅极与P型场效应管MP13的栅极连接后接于N型场效应管MN8和P型场效应管MP12之间；所述N型场效应管MN9的漏极和P型场效应管MP13的源极连接后接于N型场效应管MN5和P型场效应管MP9之间；所述N型场效应管MN10的栅极和P型场效应管MP14的栅极连接后接于N型场效应管MN9和P型场效应管MP13之间；所述N型场效应管MN10的漏极和P型场效应管MP14的源极连接后接振荡器OSC。进一步，所述P型场效应管MP1和MP2的沟道长度远大于沟道宽度，为倒比管。进一步，所述偏置电路中的电阻R1、R2为相同类型电阻。进一步，所述修调电阻阵列Rtrim选用不同正温度系数的电阻组合。进一步，所述振荡器电路中的电容C2为MIM电容，其电容值具有负温度特性，即随着温度的上升，电容值减小，一般其温度系数为-50ppm/℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术振荡器电路中的充放电电容为MIM电容，其电容值具有负温度特性，即随着温度的上升，电容值减小，一般其温度系数为-50ppm/℃。为补偿该电容的负温度特性，本专利技术采用正温度系数的偏置电路和温度补偿电路，选用不同正温度系数的电阻组合对电容的充放电电流进行温度补偿，以抵消电容的负温度特性，实现振荡器时钟频率的精确输出。附图说明图1为本专利技术电路框架图；图2为本专利技术电路图。具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。如图1，一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路包括启动电路、偏置电路、温度补偿电路和振荡器电路；启动电路在电路的上电过程中，实现偏置电路的启动；上电结束后，脱离偏置电路；偏置电路产生正温度特性的电容充放电电流；温度补偿电路根据振荡器电路输出时钟信号频率的温度特性，调整偏置电路产生的正温度特性的充放电电流的温度系数，实现温度补偿；振荡器电路是主体时钟信号产生电路。如图2，所述启动电路包括P型场效应管MP1、MP2，N型场效应管MN1、MN2和电容C1。P型场效应管MP1和MP2的沟道长度远大于沟道宽度，为倒比管，上电时候的启动电流很小，N型场效应管MN1和MN2构成电流镜的关系。P型场效应管MP2和N型场效应管MN2在电源电压VDD上电初始时，为三极管Q1提供提供初始电流，同时P型场效应管MP2对电容C1充电；当电源电压VDD上电过程结束后，电容C1上极板被充电到高电平VDD，P型场效应管MP2源端和漏端达到相同电平，无电流通过，则N型场效应管MN2脱离了主电路，从而完成该电路的启动过程。如图2，所述偏置电路包括P型场效应管MP3、MP4、MP5，三极管Q1、Q2和电阻R1、R2。P型场效应管MP4的电流由以下式子决定：式中，VbeQ1和VbeQ2分别为三极管Q1和Q2基极与发射极正向导通电压；VT为热电压；IC1和IC2分别为三极管Q1和Q2的集电极电流，本例中IC1＝IC2；IS1和IS2为三极管Q1和Q2的集电极饱和电流，该物理量跟三极管的基极-发射极结面积有关，本例中设定三极管Q2的基极-发射极结面积为Q1的N倍，即IS2＝N*IS1。式(1)可以简化为：P型场效应管MP4和MP5构成电流镜，P型场效应管MP5的宽长比为P型场效应管MP4的M倍，因此两者的漏端电流成比例关系：Id(MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路，其特征在于：包括启动电路、偏置电路、温度补偿电路和振荡器电路；所述启动电路包括P型场效应管MP1、MP2，N型场效应管MN1、MN2和电容C1；所述P型场效应管MP1的栅极与P型场效应管MP2的栅极连接后接地，漏极和P型场效应管MP2的漏极连接电源，源极连接N型场效应管MN1的漏极；所述N型场效应管MN1的漏极与栅极两端相连，栅极连接N型场效应管MN2的栅极，源极接地；所述N型场效应管MN2的漏极连接P型场效应管MP2的源极和电容C1的一端，源极连接电容C1另一端；所述偏置电路包括P型场效应管MP3、MP4、MP5，三极管Q1、Q2和电阻R1、R2；所述P型场效应管MP3、MP4、MP5的漏极连接电源，P型场效应管MP3的栅极连接P型场效应管MP4的栅极，源极连接启动电路的N型场效应管MN2的源极和三极管Q1的集电极；所述P型场效应管MP4的栅极与源极两端相连，源极连接P型场效应管MP5的栅极和三极管Q2的集电极；所述三极管Q1的集电极与基极两端相连，基极连接三极管Q2的基极，发射极接地；所述三极管Q2的发射极串接电阻R1后和P型场效应管MP5的源极串接电阻R2后并联接地；所述温度补偿电路包括电阻R3、R4，修调电阻阵列Rtrim，PNP型三极管Q3，NPN型三极管Q4和P型场效应管MP6；所述电阻R3的一端和P型场效应管MP6的漏极接电源，所述电阻R3的另一端连接三极管Q3的发射极，所述P型场效应管MP6的栅极和源极两端相连，源极连接三极管Q4的集电极；所述三极管Q4的发射极通过修调电阻阵列Rtrim接地，基极接于电阻R3和三极管Q3之间；所述三极管Q3的基极接于偏置电路中的P型场效应管MP5和电阻R2之间，集电极通过电阻R4接地；所述振荡器电路包括电容C2、P型场效应管MP7、MP8、MP9、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14，N型场效应管MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10和振荡器OSC；所述P型场效应管MP7、MP8、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14的漏极接电源；所述P型场效应管MP7、MP8、MP10、MP11的栅极与温度补偿电路中的P型场效应管MP6的栅极连接；所述P型场效应管MP7的源极连接N型场效应管MN3的漏极；所述N型场效应管MN3的漏极和栅极两端相连，栅极连接N型场效应管MN4的栅极，源极和N型场效应管MN4的源极连接，接地；所述N型场效应管MN4的漏极连接N型场效应管MN5的源极；所述N型场效应管MN5的漏极通过电容C2接地，栅极连接P型场效应管MP9的栅极；所述P型场效应管MP9的源极连接N型场效应管MN5的漏极，漏极连接P型场效应管MP8的源极；所述N型场效应管MN6、MN7、MN8、MN9、MN10的源极接地；所述N型场效应管MN6的栅极接于N型场效应管MN5和电容C2之间，漏极连接P型场效应管MP10的源极和N型场效应管MN7的栅极；所述N型场效应管MN7的漏极连接P型场效应管MP11的源极；所述N型场效应管MN8的栅极与P型场效应管MP12的栅极连接后接于N型场效应管MN7和P型场效应管MP11之间；所述N型场效应管MN8的漏极连接P型场效应管MP12的源极；所述N型场效应管MN9的栅极与P型场效应管MP13的栅极连接后接于N型场效应管MN8和P型场效应管MP12之间；所述N型场效应管MN9的漏极和P型场效应管MP13的源极连接后接于N型场效应管MN5和P型场效应管MP9之间；所述N型场效应管MN10的栅极和P型场效应管MP14的栅极连接后接于N型场效应管MN9和P型场效应管MP13之间；所述N型场效应管MN10的漏极和P型场效应管MP14的源极连接后接振荡器OSC。...

【技术特征摘要】
1.一种可单片集成的正温度系数补偿振荡器电路，其特征在于：包括启动电路、偏置电路、温度补偿电路和振荡器电路；所述启动电路包括P型场效应管MP1、MP2，N型场效应管MN1、MN2和电容C1；所述P型场效应管MP1的栅极与P型场效应管MP2的栅极连接后接地，漏极和P型场效应管MP2的漏极连接电源，源极连接N型场效应管MN1的漏极；所述N型场效应管MN1的漏极与栅极两端相连，栅极连接N型场效应管MN2的栅极，源极接地；所述N型场效应管MN2的漏极连接P型场效应管MP2的源极和电容C1的一端，源极连接电容C1另一端；所述偏置电路包括P型场效应管MP3、MP4、MP5，三极管Q1、Q2和电阻R1、R2；所述P型场效应管MP3、MP4、MP5的漏极连接电源，P型场效应管MP3的栅极连接P型场效应管MP4的栅极，源极连接启动电路的N型场效应管MN2的源极和三极管Q1的集电极；所述P型场效应管MP4的栅极与源极两端相连，源极连接P型场效应管MP5的栅极和三极管Q2的集电极；所述三极管Q1的集电极与基极两端相连，基极连接三极管Q2的基极，发射极接地；所述三极管Q2的发射极串接电阻R1后和P型场效应管MP5的源极串接电阻R2后并联接地；所述温度补偿电路包括电阻R3、R4，修调电阻阵列Rtrim，PNP型三极管Q3，NPN型三极管Q4和P型场效应管MP6；所述电阻R3的一端和P型场效应管MP6的漏极接电源，所述电阻R3的另一端连接三极管Q3的发射极，所述P型场效应管MP6的栅极和源极两端相连，源极连接三极管Q4的集电极；所述三极管Q4的发射极通过修调电阻阵列Rtrim接地，基极接于电阻R3和三极管Q3之间；所述三极管Q3的基极接于偏置电路中的P型场效应管MP5和电阻R2之间，集电极通过电阻R4接地；所述振荡器电路包括电容C2、P型场效应管MP7、MP8、MP9、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14，N型场效应管MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10和振荡器OSC；所述P型场效应管MP7、MP8、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14的漏极接电源；所述P型场效应管MP7、MP8、MP10、MP11的栅极与温度补偿电路中的P型场...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梁堂，蔡志猛，李志阳，杨静，汤丽华，
申请(专利权)人：厦门华厦学院，
类型：发明
国别省市：福建,35