[实用新型]一种带温度补偿及带工艺误差修正的时钟产生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域 ，具体涉及一种带工艺误差修正和带温度补偿的时钟产生器。

背景技术

时序电路系统都需要时钟产生器产生系统所需的准确的不随温度工艺显著变化的时钟信号。因为CMOS工艺的晶体管在不同温度下的各种特征值会有显著变化，如阀值电压（Vth）会随温度升高显著降低等，所以即使提供给时钟产生器的基准电压或基准电流不随温度变化，CMOS工艺的晶体管的阀值电压（Vth）随温度的变化也将显著影响时钟信号的频率。而且位于不同的晶圆之间或相同晶圆不同位置的芯片，会存在因为加工误差引起的不同程度的工艺误差，这个误差也将直接影响时钟信号的频率。

目前虽然存在针对时钟产生器进行温度和工艺补偿的实施例，但由于补偿后的输出为电压信号，还需要将电压转换为电流，非常消耗功耗且需要进行额外的电路设计。随着通信移动设备的兴起和发展，低电压低功耗设计也成为趋势。因此，为了解决上述问题，设计超低电压低功耗带工艺修正及温度补偿的时钟产生器是很有必要的。

发明内容

本实用新型提供了一种带温度补偿及工艺误差修正的时钟产生器，实用新型温度补偿效果显著，电路简单灵活，且可以结合各种不同结构的环形振荡器电路使用，不局限于某一种环形振荡器电路。

本实用新型的技术方案如下：

一种带温度补偿及带工艺误差修正的时钟产生器，其特征在于，所述的时钟产生器包括电流模式带隙基准模块、环形振荡器模块和时钟整形模块。

所述的电流模式带隙基准模块的核心电路，用于产生正温度系数电流（）和负温度系数电流（）。

所述的正温度系数电流（）和负温度系数电流（）最终与电阻作用产生一个系统需要的不随温度变化的基准电压。

所述的电流模式带隙基准模块的N位电流镜，用于产生偏置电流（）供所述的环形振荡器模块运作。

所述的环形振荡器模块用于产生带时钟频率信息的输出信号，且随着偏置电流（）变化其震荡频率会发生改变。

所述的时钟整形模块对环形振荡器的输出进行占空比调整和电压峰峰值调整，形成最终的时钟信号。

所述的偏置电流=2^N·(n₁· +n₂·)，所述的n₁和n₂为正温度系数电流（）和负温度系数电流（）的比例系数，所述的N为电流镜的N位值。12.所述的温度补偿，通过改变正温度系数电流（）和负温度系数电流（）的比例系数n₁和n₂，对CMOS工艺晶体管的阀值电压（Vth）的温度变化进行补偿，防止频率随温度变化漂移。

所述的工艺误差修正，通过改变所述带温度补偿的偏置电流产生模块的电流镜的N值，调整提供给环形振荡器模块的偏置电流（）的范围,并通过开关控制接入的电流大小进行工艺补偿。

与现有实用新型相比，本实用新型产生了如下有益效果。

本实用新型提供了基于电流补偿的方法。

本实用新型的温度补偿方式，更加适用于现在的低电压低功耗纳米工艺，没有1.2V的带隙电压限制，可以随意调整和的比例及绝对大小。

本实用新型的温度补偿方式非常灵活，根据不同的系统要求，可以在不改变核心电路的基础上简易地进行调整。

本实用新型的工艺修正方式简单灵活，且不显著增加芯片的面积，节省了大量生产成本。

附图说明

图一是本实用新型的结构示意图。

图二是本实用新型温度补偿和工艺误差修正的原理图。

具体实施方式

下面结合示意图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型一种带温度补偿及带工艺误差修正的时钟产生器包括：电流模式带隙基准模块a、环形振荡器电路b、时钟整形模块c 。

如图2所示，电流模式带隙基准模块a包含核心电路a1和N位电流镜a2。核心电路a1 用于产生正温度系数电流（）和负温度系数电流（）；N位电流镜部分a2是对时钟信号频率漂移实现温度补偿和对工艺误差修正的核心模块，由电流镜构成，用于产生环形振荡器电路所需的偏置电流。环形振荡器产生的输出信号的频率与偏置电流成正相关，偏置电流越大，时钟信号的频率越大，即通过改变偏置电流()可改变时钟信号的频率，保证了环形振荡器的温度和工艺稳定性。