本發(fā)明涉及集成電路領域，更具體地說涉及一種基于mos管組成的壓控振蕩器偏置電路。

背景技術：

壓控振蕩器(vco)是鎖相環(huán)電路一個重要的組成部分，所述壓控振蕩器主要用于根據輸入的控制電壓控制輸出信號的頻率，所述壓控振蕩器種類較多，其中基于mos管組成的壓控振蕩器應用最為廣泛。壓控振蕩器中輸出信號的頻率與控制電壓的比值稱為壓控振蕩器的增益kv，如果增益kv變化過大容易影響鎖相環(huán)電路的穩(wěn)定性。

實際應用中壓控振蕩器所述增益kv波動變化的原因在于受mos管工藝以及溫度的影響，mos管工藝上的差異以及溫度對其造成的影響表現在mos管閾值電壓vth的差異，根據mos管平方率公式(id-mos管電流，cox-mos管柵氧電容，vgs-mos管柵源電壓，vth-mos管閾值電壓，vds-mos管漏源電壓)可知，由于mos管工藝上的差異和溫度對閾值電壓vth的影響導致流經mos管的電流發(fā)生變化，從而影響到mos管源極或漏極端電壓，最終影響到壓控振蕩器的增益kv。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種帶工藝和溫度補償的壓控振蕩器偏置電路。

本發(fā)明解決其技術問題的解決方案是：

一種帶工藝和溫度補償的壓控振蕩器偏置電路，包括由mos管組成的延遲環(huán)、溫度補償偏置電路以及工藝補償偏置電路，所述工藝補償偏置電路輸入端輸入控制電壓，所述溫度補償偏置電路輸出端以及工藝補償偏置電路輸出端均與延遲環(huán)輸入端相連，所述工藝補償偏置電路以及溫度補償偏置電路共同維持延遲環(huán)輸入端電流恒定。

作為上述技術方案的進一步改進，所述工藝補償偏置電路包括第一理想電流源，所述工藝補償偏置電路被配置為第一理想電流源電流與輸入端控制電壓所產生的輸入電流的差跟輸出到延遲環(huán)電流值成正相關。

作為上述技術方案的進一步改進，所述工藝補償偏置電路包括mos管n1、第一鏡像電流模塊、第二鏡像電流模塊以及第三鏡像電流模塊，所述mos管n1柵極輸入控制電壓，所述mos管n1源極或漏極與第一鏡像電流模塊輸入端相連，所述第一理想電流源與第二鏡像電流模塊輸入端相連，所述第二鏡像電流模塊輸出端以及第一鏡像電流模塊輸出端均與第三鏡像電流模塊輸入端相連，所述第三鏡像電流模塊輸出端與延遲環(huán)輸入端相連。

作為上述技術方案的進一步改進，所述溫度補償偏置電路輸入端輸入理想偏置電壓，所述溫度補償偏置電路包括第二理想電流源，所述溫度補償偏置電路被配置為第二理想電流源電流與輸入端偏置電壓所產生的輸入電流的差跟輸出到延遲環(huán)電流值成正相關。

作為上述技術方案的進一步改進，所述溫度補償偏置電路包括運算放大器、mos管n2、第四鏡像電流模塊、第五鏡像電流模塊以及第六鏡像電流模塊，所述運算放大器同相輸入端輸入偏置電壓，所述運算放大器輸出端與mos管n2柵極相連，所述運算放大器反相輸入端以及mos管n2管源極或漏極均與第四鏡像電流模塊輸入端相連，所述第二理想電流源與第五鏡像電流模塊輸入端相連，所述第四鏡像電流模塊輸出端以及第五鏡像電流模塊輸出端均與第六鏡像電流模塊輸入端相連，所述第六鏡像電流模塊輸出端與延遲環(huán)輸入端相連。

作為上述技術方案的進一步改進，所述延遲環(huán)包括多級由mos管組成的反相器，所述反相器的級數為奇數，前一級反相器的輸出端與后一級反相器的輸入端相連，首端反相器輸入端與末端反相器輸入端相連，所述反相器的電源端作為延遲環(huán)輸入端，所述反相器接地端接地。

作為上述技術方案的進一步改進，所述反相器包括一個n型mos管和一個p型mos管，所述p型mos管柵極與n型mos管柵極相連且作為反相器輸入端，所述p型mos管漏極與n型mos管漏極相連且作為反相器輸出端，所述n型mos管源極作為反相器接地端接地，所述p型mos管源極作為反相器的電源端也作為延遲環(huán)輸入端。

其中，上述第一至第六鏡像電流模塊中可能包含一個或者多個鏡像電流源。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過工藝補償偏置電路以及溫度補償偏置電路同時控制延遲環(huán)輸入端的電流，當延遲環(huán)輸入端電流由于延遲環(huán)內mos管受生產工藝或者溫度影響而發(fā)生變化時，通過工藝補償偏置電路以及溫度補償偏置電路輸入端電流進行補償，從而穩(wěn)定延遲環(huán)輸入端的電流電壓大小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。

圖1是本發(fā)明的電路框架圖；

圖2是本發(fā)明工藝補償偏置電路以及溫度補償偏置電路實施例原理圖；

圖3是本發(fā)明延遲環(huán)的電路框架圖；

圖4是本發(fā)明延遲環(huán)的實施例原理圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，文中所提到的所有連接關系，并非單指元件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少連接元件，來組成更優(yōu)的連接電路。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

參照圖1～圖4，本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種帶工藝和溫度補償的壓控振蕩器偏置電路，包括由mos管組成的延遲環(huán)、溫度補償偏置電路以及工藝補償偏置電路，所述工藝補償偏置電路輸入端輸入控制電壓，所述溫度補償偏置電路輸出端以及工藝補償偏置電路輸出端均與延遲環(huán)輸入端相連，所述工藝補償偏置電路以及溫度補償偏置電路共同維持延遲環(huán)輸入端電流恒定。具體地，當延遲環(huán)因內部mos管受溫度影響而導致延遲環(huán)輸入端電壓電流發(fā)生變化時，本發(fā)明創(chuàng)造通過溫度補償偏置電路以補償其變化；當延遲環(huán)因內部mos管受生產工藝影響而導致延遲環(huán)輸入端電壓電流發(fā)生變化時，本發(fā)明創(chuàng)造通過工藝補償偏置電路以補償其變化。本發(fā)明創(chuàng)造通過溫度補償偏置電路以及工藝補償偏置電路的共同作用從而穩(wěn)定延遲環(huán)輸入端的電流電壓大小。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，為實現所述工藝補償偏置電路的功能，本發(fā)明創(chuàng)造具體實施方式中所述工藝補償偏置電路包括第一理想電流源，所述工藝補償偏置電路被配置為第一理想電流源電流與輸入端控制電壓所產生的輸入電流的差跟輸出到延遲環(huán)電流值成正相關，使輸出到延遲環(huán)的電流ivco1滿足如下公式1，(其中iptat1-第一理想電流源電流值，vctrl-控制電壓)，根據mos管平方率公式可知，mos管電流與閾值電壓成反相關，而由公式1可知，控制電壓保持不變，工藝補償偏置電路輸出到延遲環(huán)的電流ivco1與mos管閾值電壓vth成正相關，以此補償延遲環(huán)因內部mos管受生產工藝影響而導致延遲環(huán)輸入端電壓電流的變化。

具體地，本發(fā)明創(chuàng)造具體實施例中所述工藝補償偏置電路包括mos管n1、第一鏡像電流模塊a1、第二鏡像電流模塊a2以及第三鏡像電流模塊a3，所述mos管n1柵極輸入控制電壓，所述mos管n1源極或漏極與第一鏡像電流模塊輸入端相連，所述第一理想電流源與第二鏡像電流模塊輸入端相連，所述第二鏡像電流模塊輸出端以及第一鏡像電流模塊輸出端均與第三鏡像電流模塊輸入端相連，所述第三鏡像電流模塊輸出端與延遲環(huán)輸入端相連。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，為實現所述溫度補償偏置電路的功能，本發(fā)明創(chuàng)造所述溫度補償偏置電路輸入端輸入理想偏置電壓，所述溫度補償偏置電路包括第二理想電流源，所述溫度補償偏置電路被配置為第二理想電流源電流與輸入端偏置電壓所產生的輸入電流的差跟輸出到延遲環(huán)電流值成正相關，使溫度補償偏置電路輸出到延遲環(huán)的電流ivco2滿足如下公式2，(其中iptat2-第二理想電流源電流值，vref-溫度補償偏置電路偏置電壓)，而由公式2可知，偏置電壓保持恒定，溫度補償偏置電路輸出到延遲環(huán)的電流ivco2與mos管閾值電壓vth成正相關，以此補償延遲環(huán)因內部mos管受溫度影響而導致延遲環(huán)輸入端電壓電流的變化。

具體地，本發(fā)明創(chuàng)造具體實施方式中所述溫度補償偏置電路包括運算放大器、mos管n2、第四鏡像電流模塊a4、第五鏡像電流模塊a5以及第六鏡像電流模塊a6，所述運算放大器同相輸入端輸入偏置電壓，所述運算放大器輸出端與mos管n2柵極相連，所述運算放大器反相輸入端以及mos管n2管源極或漏極均與第四鏡像電流模塊輸入端相連，所述第二理想電流源與第五鏡像電流模塊輸入端相連，所述第四鏡像電流模塊輸出端以及第五鏡像電流模塊輸出端均與第六鏡像電流模塊輸入端相連，所述第六鏡像電流模塊輸出端與延遲環(huán)輸入端相連。其中所述運算放大器用于對所述mos管漏極電位進行鉗位，以防止mos管漏極電位受溫度的影響而發(fā)生變化。

以上所述第一至第六鏡像電流模塊可以包括一個或者多個鏡像電流源，至于各個鏡像電流模塊中的鏡像電流源數目與實際應用中延遲環(huán)不受溫度和工藝影響的電流與受溫度和工藝影響的電流的比值有關。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明創(chuàng)造具體實施方式中，所述延遲環(huán)包括多級由mos管組成的反相器，所述反相器的級數為奇數，前一級反相器的輸出端與后一級反相器的輸入端相連，首端反相器輸入端與末端反相器輸入端相連，所述反相器的電源端作為延遲環(huán)輸入端，所述反相器接地端接地。

具體地，本發(fā)明創(chuàng)造具體實施例中，所述反相器包括一個n型mos管和一個p型mos管，所述p型mos管柵極與n型mos管柵極相連且作為反相器輸入端，所述p型mos管漏極與n型mos管漏極相連且作為反相器輸出端，所述n型mos管源極作為反相器接地端接地，所述p型mos管源極作為反相器的電源端也作為延遲環(huán)輸入端。

以上對本發(fā)明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含。