[发明专利]一种环形压控振荡器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种环形压控振荡器。

背景技术

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。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明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，本发明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。