[发明专利]一种基于绝缘体上硅工艺的CMOS环形振荡器

摘要

本发明公开了一种基于绝缘体上硅工艺的CMOS环形振荡器，其电路设计采用增强型绝缘体上硅体连接(BC)NMOS管源端接耗尽型绝缘体上硅浮体(FB)NMOS管，利用浮体管体区悬浮的特殊器件结构，改进了上升时间与电源电压的关系，并改进了频率输出与电源电压的相关性，从而更好地提供稳定频率输出，并利用绝缘体上硅工艺器件的高阻衬底及隐埋氧化层，显著降低串扰和最小化寄生电容，更好地屏蔽衬底噪声。本发明的振荡频率随电源电压的变化很小，线路简单，具有很强的实用性。

主权项

一种基于绝缘体上硅工艺的CMOS环形振荡器，该振荡器含IN端、OUT端、电源VDD和地线GND，其中IN端为监测端，OUT端为输出端，其特征在于，该振荡器还含第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十一MOS管M11、第十二MOS管M12、第十三MOS管M13、第十四MOS管M14、第十五MOS管M15、第十六MOS管M16、第十七MOS管M17、第十八MOS管M18、第十九MOS管M19、第二十MOS管M20、第二十一MOS管M21、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7，其中第一MOS管M1、第三MOS管M3、第五MOS管M5、第七MOS管M7、第九MOS管M9、第十一MOS管M11、第十三MOS管M13为增强型绝缘体上硅体连接(BC)PMOS管；第二MOS管M2、第四MOS管M4、第六MOS管M6、第八MOS管M8、第十MOS管M10、第十二MOS管M12、第十四MOS管M14为增强型绝缘体上硅体连接(BC)NMOS管；第十五MOS管M15、第十六MOS管M16、第十七MOS管M17、第十八MOS管M18、第十九MOS管M19、第二十MOS管M20、第二十一MOS管M21为耗尽型绝缘体上硅浮体(FB)NMOS管；具体电路形式为：第一MOS管M1与第二MOS管M2栅极、漏极分别连接在一起，第一MOS管M1的源极与电源连接，第二MOS管M2的源极与第十五MOS管M15的漏极连接，第十五MOS管M15的源极与栅极连接在一起后接地，第一MOS管M1、第二MOS管M2、第十五MOS管M15构成了环形振荡器的第一级(stage1)；第三MOS管M3与第四MOS管M4栅极、漏极分别连接在一起，第三MOS管M3的源极与电源连接，第四MOS管M4的源极与第十六MOS管M16的漏极连接，第十六MOS管M16的源极与栅极连接在一起后接地，第三MOS管M3、第四MOS管M4、第十六MOS管M16构成了环形振荡器的第二级(stage2)；第五MOS管M5与第六MOS管M6栅极、漏极分别连接在一起，第五MOS管M5的源极与电源连接，第六MOS管M6的源极与第十七MOS管M17的漏极连接，第十七MOS管M17的源极与栅极连接在一起后接地，第五MOS管M5、第六MOS管M6、第十七MOS管M17构成了环形振荡器的第三级(stage3)；第七MOS管M7与第八MOS管M8栅极、漏极分别连接在一起，第七MOS管M7的源极与电源连接，第八MOS管M8的源极与第十八MOS管M18的漏极连接，第十八MOS管M18的源极与栅极连接在一起后接地，第七MOS管M7、第八MOS管M8、第十八MOS管M18构成了环形振荡器的第四级(stage4)；第九MOS管M9与第十MOS管M10栅极、漏极分别连接在一起，第九MOS管M9的源极与电源连接，第十MOS管M10的源极与第十九MOS管M19的漏极连接，第十九MOS管M19的源极与栅极连接在一起后接地，第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十九MOS管M19构成了环形振荡器的第五级(stage5)；第十一MOS管M11与第十二MOS管M12栅极、漏极分别连接在一起，第十一MOS管M11的源极与电源连接，第十二MOS管M12的源极与第二十MOS管M20的漏极连接，第二十MOS管M20的源极与栅极连接在一起后接地，第十一MOS管M11、第十二MOS管M12、第二十MOS管M20构成了环形振荡器的第六级(stage6)；第十三MOS管M13与第十四MOS管M14栅极、漏极分别连接在一起，第十三MOS管M13的源极与电源连接，第十四MOS管M14的源极与第二十一MOS管M21的漏极连接，第二十一MOS管M21的源极与栅极连接在一起后接地，第十三MOS管M13、第十四MOS管M14、第二十一MOS管M21构成了环形振荡器的第七级(stage7)。