一种环形压控振荡器制造技术

本发明专利技术提供一种环形压控振荡器，涉及集成电路领域，所述振荡器包括依次连接的偏置产生单元、起振检测单元以及环形振荡器单元，所述偏置产生单元包括电流源Iptat，电流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及电阻R，所述起振检测单元包括MOS管MP2、MN1以及互补开关Φ1和Φ2，所述环形振荡器单元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。解决了现有技术中振荡频率随环境温度变化以及工艺变化产生的频率偏移问题，得到更稳定的振荡频率；同时可以快速起振，满足系统对振荡器启动速度的要求。

A ring VCO

【技术实现步骤摘要】
一种环形压控振荡器
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种环形压控振荡器。
技术介绍
片上压控振荡器电路广泛应用于各种时钟和高频载波电路。现有技术中，电流匮乏模式的环形压控振荡器是常用的电路结构。如图1所示，现有的一种由三级反相器构成的电流匮乏模式的环形压控振荡器电路示意图。其中，输入为Vtune，输出为Osc，环形振荡器由MOS管MP5,MN5,MP6,MN6,MP7,MN7构成三级反相器，第一级、第二级、第三级的电流源分别由MOS管MP2,MP3,MP4提供；第一级、第二级、第三级的电流分别由MOS管MN2,MN3,MN4提供。MP2,MP3,MP4电流源由MP0电流源拷贝得到，MN2,MN3,MN4电流由MN1电流沉拷贝得到，而MN1电流由MP1拷贝自MP0的电流源所决定。MP0电流源的大小由MN0的栅极输入电压Vtune决定。振荡器的震荡频率由三级反相器的延迟时间决定，三级反相器的延迟时间由电流源和电流的电流大小决定，而电流源和电流沉的电流大小由输入电压Vtune决定，所以，振荡器的震荡频率由输入电压Vtune决定，MP0～MP7和MN0～MN7构成了电流匮乏模式的三级环形振荡器。在很多应用场景中，要求片上压控振荡器的振荡频率随温度和工艺的偏移尽可能小，同时要求能够快速启动，现有的片上压控振荡器难以满足应用需求。因此，需要提供一种改进的电流匮乏模式的环形压控振荡器，以产生比普通的电流匮乏模式环形振荡器更稳定的频率，同时能够保证比普通的电流匮乏模式环形振荡器更快的启动速度。专利
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种环形压控振荡器，用于解决现有技术中振荡频率随环境温度变化以及工艺变化产生的频率偏移问题，得到更稳定的振荡频率；同时可以快速起振，满足系统对振荡器启动速度的要求。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种环形压控振荡器，所述振荡器包括依次连接的偏置产生单元、起振检测单元以及环形振荡器单元，所述偏置产生单元包括电流源Iptat，电流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及电阻R，所述起振检测单元包括MOS管MP2、MN1以及互补开关Φ1和Φ2，所述环形振荡器单元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。进一步的，所述电流源Iptat与温度成正相关，电流源Iref与温度无关，所述电流源Iptat和Iref由带隙基准电路产生。进一步的，所述MOS管MP0、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10为P沟道MOS管,MOS管MN0、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10为N沟道MOS管。进一步的，所述偏置产生单元的电流源Iptat和Iref下流到GND，MOS管MP0的栅极和漏极连接，且和电源Iptat和Iref连接，MOS管MP0的源极和电源VDD连接，栅极和MP1的栅极连接，MOS管MP1的源极和电源VDD连接，漏极向下连接电阻R的上端，同时引出频率控制电压Vtune，电阻R的下端连接MOS管MN0的漏极和栅极，MOS管MN0的源极和GND连接。进一步的，所述起振检测单元的MOS管MP2的栅极和MP0的栅极连接，源极与电源VDD连接，漏极连接开关Φ1的上端，且引出起振指示电压Vstart，开关Φ1的下端和MOS管MN1的栅极连接，且和开关Φ2上端连接，开关Φ2的下端和MOS管MN1的源极、漏极、GND连接。进一步的，所述环形振荡器单元的MOS管MN2的栅极和频率控制电压Vtune连接，源极和GND连接，漏极和MN3的漏极、MP3的栅极、漏极连接；MOS管MN3的栅极和起振指示电压Vstart连接，源极和GND连接；MOS管MP3管的漏极和栅极连接，源极和电源VDD连接；MOS管MP4管的栅极和MP3的栅极连接，源极和电源VDD连接，漏极和MN4的栅极、漏极连接；MOS管MN4的源极与GND连接；MOS管MP5的栅极与MP3、MP4的栅极连接，源极和电源VDD连接，漏极和MOS管MP8的源极连接；MOS管MP8的栅极和MN8的栅极连接，且和MP10、MN10的漏极、反向器INV0的输入端连接，MOS管MP8的漏极和MN8的漏极连接，且和MP9、MP10的栅极连接；MOS管MN8的源极和MN5的漏极连接；MOS管MN5的栅极和MN4的栅极连接，源极和GND相连接；MOS管MP6的栅极和MP3、MP4、MP5的栅极连接，源极和电源VDD连接，漏极与MP9的源极连接；MOS管MP9的漏极和MN10的漏极、MP10和MN10的栅极连接；MOS管MN9的源极和MN6的漏极连接；MOS管MN6的栅极和MN4、MN5的栅极连接，源极和GND连接；MOS管MP7的栅极和MP3、MP4、MP5的栅极连接，源极和电源VDD连接，漏极和MP10相连；MOS管MN10的源极和MN7的漏极连接；MOS管MN7的源极和GND连接；反向器INV0的输出连接INV1的输入且控制开关Φ1；反向器INV1的输出连接INV2的输入且控制开关Φ2；反向器INV2的输出即为振荡器的输出。如上所述，本专利技术的一种环形压控振荡器，具有以下有益效果：本专利技术可以减小振荡频率随环境温度变化以及工艺变化产生的频率偏移，得到更稳定的振荡频率；同时可以快速起振，满足系统对振荡器启动速度的要求。附图说明图1显示为本专利技术现有技术中公开的环形压控振荡器电路图；图2显示为本专利技术实施例中公开的环形压控振荡器电路图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图2所示，本专利技术提供种环形压控振荡器，所述振荡器包括依次连接的偏置产生单元、起振检测单元以及环形振荡器单元，所述偏置产生单元包括电流源Iptat，电流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及电阻R，所述起振检测单元包括MOS管MP2、MN1以及互补开关Φ1和Φ2，所述环形振荡器单元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。进一步的，所述电流源Iptat本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环形压控振荡器，其特征在于：所述振荡器包括依次连接的偏置产生单元、起振检测单元以及环形振荡器单元，所述偏置产生单元包括电流源Iptat，电流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及电阻R，所述起振检测单元包括MOS管MP2、MN1以及互补开关Φ1和Φ2，所述环形振荡器单元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。/n

【技术特征摘要】
1.一种环形压控振荡器，其特征在于：所述振荡器包括依次连接的偏置产生单元、起振检测单元以及环形振荡器单元，所述偏置产生单元包括电流源Iptat，电流源Iref，MOS管MP0、MP1、MN0以及电阻R，所述起振检测单元包括MOS管MP2、MN1以及互补开关Φ1和Φ2，所述环形振荡器单元包括MOS管MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10以及反向器INV0、INV1、INV2。


2.根据权利要求1所述的环形压控振荡器，其特征在于：所述电流源Iptat与温度成正相关，电流源Iref与温度无关，所述电流源Iptat和Iref由带隙基准电路产生。


3.根据权利要求1所述的环形压控振荡器，其特征在于：所述MOS管MP0、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10为P沟道MOS管,MOS管MN0、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10为N沟道MOS管。


4.根据权利要求1所述的环形压控振荡器，其特征在于：所述偏置产生单元的电流源Iptat和Iref下流到GND，MOS管MP0的栅极和漏极连接，且和电源Iptat和Iref连接，MOS管MP0的源极和电源VDD连接，栅极和MP1的栅极连接，MOS管MP1的源极和电源VDD连接，漏极向下连接电阻R的上端，同时引出频率控制电压Vtune，电阻R的下端连接MOS管MN0的漏极和栅极，MOS管MN0的源极和GND连接。


5.根据权利要求1所述的环形压控振荡器，其特征在于：所述起振检测单元的MOS管MP2的栅极和MP0的栅极连接，源极与电源VDD连接，漏极连接开关Φ1的上端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：史广达，丁万新，陶晶晶，邓晓东，陈东坡，
申请(专利权)人：上海川土微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31