一種振蕩電路和電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種振蕩電路和電子裝置，具體而言涉及一種具有補(bǔ)償單元的振蕩電 路和使用該振蕩電路的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，振蕩器（oscilator)在模擬電路中被廣泛應(yīng)用，主要用于將直流電能轉(zhuǎn)換 為具有一定頻率的交流電能，其中環(huán)形（ring)結(jié)構(gòu)最為簡單易實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有技術(shù)中的一種環(huán) 形振蕩器（ring oscillator)的電路圖如圖1所示，包括3個(gè)以上奇數(shù)級(jí)的延遲（delay) 單元。該環(huán)形振蕩器由每一級(jí)延遲單元產(chǎn)生延遲（delay)和相位差，實(shí)現(xiàn)所需要的振蕩頻 率。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，由于振蕩器容易受溫度和工藝的影響，不做任何補(bǔ)償?shù)恼袷幤鞯?偏差往往可能超過±40%以上。產(chǎn)生上述偏差的主要因素包括：工藝偏差導(dǎo)致的晶體管 (例如：M0S管）的閾值電壓（Vth)、柵極電容等參數(shù)的變化，溫度變化導(dǎo)致的載流子遷移率 和器件特性的變化等。此外，振蕩器內(nèi)的各種無源器件也會(huì)隨工藝的變化而變化。
[0004] 通常，在對精度有要求的情況下，傳統(tǒng)做法是對振蕩器進(jìn)行外部triming (修整）， 艮P，通過增加 trimming和校準(zhǔn)邏輯，配合一定的數(shù)字控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)整，以使振蕩 器達(dá)到所需要的精度。其中，圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用外部校準(zhǔn)方式的振蕩電路 的示意圖。顯然，該做法具有如下缺點(diǎn)：（1)需要輸入一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘（reference clock); (2)需要增加數(shù)字邏輯電路（digital logic circuit)。
[0005] 由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的振蕩器在不進(jìn)行外部校準(zhǔn)的情況下，其精確往往難以滿 足實(shí)際應(yīng)用的需要；而如果進(jìn)行外部校準(zhǔn)，則需要增加基準(zhǔn)時(shí)鐘以及數(shù)字邏輯電路，不僅耗 費(fèi)外部資源，而且造成整體結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，有必要提 出一種新的振蕩電路和電子裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種振蕩電路和電子裝置，該振蕩電路具有與 振蕩器相連的補(bǔ)償電路，可以降低工藝和溫度對振蕩器頻率的影響，在不需要外部校準(zhǔn)的 情況下達(dá)到一定的精度。該電子裝置使用了該振蕩電路，同樣具有上述優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例一提供一種振蕩電路，包括振蕩器和壓控電壓產(chǎn)生電路，其中，所述 振蕩器用于輸出具有一定頻率的交流電信號(hào)，所述壓控電壓產(chǎn)生電路用于為所述振蕩器提 供對溫度和工藝進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膲嚎仉妷骸?br>[0008] 可選地，所述壓控電壓產(chǎn)生電路包括輸入單元和補(bǔ)償單元，其中，所述輸入單元用 于為所述補(bǔ)償單元提供PTAT電流和PTAR電流，所述補(bǔ)償單元用于產(chǎn)生對溫度和工藝進(jìn)行 補(bǔ)償?shù)膲嚎仉妷骸?br>[0009] 可選地，所述輸入單元還為所述補(bǔ)償單元提供工作電壓。
[0010] 可選地，所述輸入單元包括第一電流鏡和第二電流鏡，其中，所述第一電流鏡包括 第一 P型晶體管與第二P型晶體管，用于輸出PTAT電流；所述第二電流鏡包括第三P型晶 體管和第四P型晶體管，用于輸出PTAR電流；所述第一電流鏡和所述第二電流鏡的輸出端 相連，作為所述補(bǔ)償單元的一個(gè)輸入端。
[0011] 可選地，所述第一 P型晶體管的源極與所述第二P型晶體管的源極、所述第三P型 晶體管的源極以及所述第四P型晶體管的源極相連并連接至Vdd，所述第一 P型晶體管的漏 極與所述第三P型晶體管的漏極相連并連接至Vss，所述第一 P型晶體管的柵極與所述第 二P型晶體管的柵極以及所述第一 P型晶體管的漏極相連，所述第二P型晶體管的漏極與 所述第四P型晶體管的漏極相連，所述第三P型晶體管的柵極與所述第四P型晶體管的柵 極以及所述第三P型晶體管的漏極相連。
[0012] 可選地，所述第二P型晶體管的漏極與所述第四P型晶體管的漏極為所述輸入單 元的輸出端，用于輸出所述PTAT電流和所述PTAR電流。
[0013] 可選地，所述補(bǔ)償單元包括第一電阻和與所述第一電阻相連的第一 N型晶體管， 其中，所述第一 N型晶體管的源極與所述第一電阻的一端相連，所述第一 N型晶體管被連接 成二極管結(jié)構(gòu)，所述第一電阻的另一端與所述輸入單元提供的所述PTAT電流和所述PTAR 電流相連。
[0014] 可選地，所述補(bǔ)償單元包括第一電阻、第二電阻、第一 N型晶體管、第二N型晶體 管、第三N型晶體管、第五P型晶體管和第六P型晶體管，其中，所述第一電阻的一端與所述 輸入單元提供的所述PTAT電流和所述PTAR電流相連，所述第一電阻的另一端與所述第一N 型晶體管的源極相連，所述第一 N型晶體管的柵極與所述第三N型晶體管的柵極以及所述 第一 N型晶體管的源極相連，所述第一 N型晶體管的漏極與所述第二N型晶體管的漏極以 及所述第三N型晶體管的漏極相連并連接至Vss，所述第三N型晶體管的源極與所述第五P 型晶體管的漏極以及所述第五P型晶體管的柵極相連，所述第五P型晶體管的源極與所述 第六P型晶體管的源極相連并連接至Vdd，所述第五P型晶體管的柵極與所述第六P型晶體 管的柵極相連，所述第六P型晶體管的漏極與所述第二電阻的一端相連，所述第二電阻的 另一端與所述第二N型晶體管的源極以及所述第二N型晶體管的柵極相連。
[0015] 可選地，所述第五P型晶體管與所述第六P型晶體管構(gòu)成第三電流鏡。
[0016] 可選地，所述第六P型晶體管的漏極為所述補(bǔ)償單元的一個(gè)輸出端，用于輸出所 述對溫度和工藝進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膲嚎仉妷骸?br>[0017] 可選地，所述振蕩器為環(huán)形振蕩器。
[0018] 可選地，所述振蕩器包括三個(gè)以上奇數(shù)級(jí)的延遲單元，其中，每個(gè)所述延遲單元包 括由P型晶體管和N型晶體管構(gòu)成的反相器以及與所述反相器相連的壓控管，所述壓控管 的源極與所述反相器中的N型晶體管的漏極相連，所述壓控管的漏極與Vss相連，所述壓控 管的柵極與所述壓控電壓產(chǎn)生電路提供的所述對溫度和工藝進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膲嚎仉妷合噙B。
[0019] 可選地，所述壓控管為N型晶體管。
[0020] 可選地，所述反相器中的P型晶體管的源極與Vdd相連，并且，每一級(jí)延遲單元中 的所述反相器的輸出端和與其相鄰的下一級(jí)延遲單元中的所述反相器的輸入端相連，最后 一級(jí)延遲單元中的所述反相器的輸出端與第一級(jí)延遲單元中的所述反相器的輸入端相連 并作為所述振蕩電路的輸出端。
[0021 ] 本發(fā)明實(shí)施例二提供一種電子裝置，包括振蕩電路，其中，所述振蕩電路包括振蕩 器和壓控電壓產(chǎn)生電路，所述振蕩器用于輸出具有一定頻率的交流電信號(hào)，所述壓控電壓 產(chǎn)生電路用于為所述振蕩器提供對溫度和工藝進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膲嚎仉妷骸?br>[0022] 本發(fā)明的振蕩電路，通過在振蕩器上增加能夠產(chǎn)生對溫度和工藝進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膲嚎?電壓的壓控電壓產(chǎn)生電路，可以降低工藝和溫度對振蕩器的輸出頻率的影響，在省略外部 校準(zhǔn)的情況下保證振蕩電路的精度。本發(fā)明的電子裝置，使用了上述振蕩電路，因而同樣具 有上述優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023] 本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā) 明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0024] 附圖中：
[0025] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種環(huán)形振蕩器的電路圖；
[0026] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用外部校準(zhǔn)方式的振蕩電路的示意圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的振蕩電路的一種示意圖；
[0028] 圖4為振蕩器的壓控電壓（VCTRL)與輸出頻率的關(guān)系曲線；
[0029] 圖5a為現(xiàn)有技術(shù)中的振蕩器的頻率與工藝的關(guān)系曲線；
[0030] 圖5b為現(xiàn)有技術(shù)中的振蕩器的頻率與溫度的關(guān)系曲線；
[0031] 圖5c為本發(fā)明實(shí)施例一的振蕩電路中的壓控電壓的變化曲線；
[0032] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的振蕩電路中的壓控電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生壓控電壓的第一 種原理圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例一的振蕩電路中的壓控電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生壓控電壓的第二 種原理圖；
[0034] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例一的振蕩電路中的壓