意图包括复数形式。还将理 解，当在说明书中被使用时，术语"包括"和/或"包含"指定存在所陈述的特征、区域、整体、 步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、区域、整体、 步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0046] 除非另外定义，否则这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本 发明所属的技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将进一步理解，除非 在这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语应被解释为具有与在现有技术和/或 本申请的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于形式化的意义。
[0047] 图1是示出根据本发明构思的实施例的温度补偿振荡器1的示意性框图。图2是 示出根据本总体发明构思的实施例的可用作图1的振荡单元1〇〇的振荡单元100A的示意 性电路图。参照图1和图2,温度补偿振荡器1包括振荡单元100、偏置电路200和电压产 生单元300。
[0048] 振荡单元100使用第一操作电压VDD和第二操作电压VSS以及操作电流Id产生 具有输出频率的振荡信号so。振荡信号SO是参考时钟信号，并可被施加到与参考时钟信号 或从参考时钟信号产生的时钟信号同步地操作的逻辑电路（未示出）。振荡信号SO可被输 出到包括逻辑电路的电子装置的一个或更多个组件，从而可根据振荡信号SO执行电子装 置的功能。
[0049] 如图2中所示，振荡单元100A可被实现为使用第一操作电压VDD、第二操作电压 VSS和操作电流Id的环形振荡器，但是本发明构思不限于此。环形振荡器（S卩，振荡单元 100A)可包括反相器链103,其中，在反相器链103中，多个（或奇数个）反相器IV(IV1至 IVn)(其中，"n"为奇数）以环形形状连接。振荡单元100A可包括一个或更多个电流源。 振荡单元100A可包括至少两个电流源101(101-1至101-n)和102(102-1至102-n)以将 操作电流Id提供给反相器IV(IV1至IVn)。
[0050] 第一电流源101(101-1至101-n)中的每个电流源连接在第一操作电压VDD和反 相器IV(IV1至IVn)中的相应的一个反相器之间。第二电流源102 (102-1至102-n)中的每 个电流源连接在反相器IV(IV1至IVn)中的相应的一个反相器和第二操作电压VSS之间。 由偏置电路200控制第一电流源101(101-1至101-n)和第二电流源102(102-1至102-n)。 地电压可用作第二操作电压VSS。
[0051] 图3是示出图2的振荡单元IlOA的块110-n的等效电路图。这里，地电压可用作 第二操作电压VSS。
[0052] 参照图3,块110-n可被表示为包括提供操作电流Id的单个电流源、电阻器Rtot、电 容器Ctrt和开关SW的等效电路。因此，从振荡单元100A输出的振荡信号SO的频率f。,。（在 下文中，称为振荡频率f。%)可被定义为等式I:
【主权项】
1. 一种温度补偿振荡器，包括： 振荡单元，被配置为使用操作电流和操作电压产生振荡信号； 偏置电路，被配置为控制操作电流，使得振荡信号的频率随着温度升高而增加； 电压产生单元，被配置为产生随着温度变化的操作电压， 其中，电压产生单元通过控制操作电压使得振荡信号的频率随着温度升高而减小，与 偏置电路互补地补偿振荡信号的频率相对于温度改变的改变。
2. 如权利要求1所述的温度补偿振荡器，其中，振荡单元包括： 奇数个反相器，W环形形状串联连接； 第一电流源和第二电流源中的至少一个电流源，第一电流源连接在操作电压的第一操 作电压和相应反相器之间并由偏置电路控制，第二电流源连接到相应反相器和操作电压的 第二操作电压并由偏置电路控制。
3. 如权利要求2所述的温度补偿振荡器，其中，偏置电路包括与绝对温度成正比的 PTAT电流源，W产生随着温度升高而增加的操作电流。
4. 如权利要求3所述的温度补偿振荡器，其中，电压产生单元包括操作电压产生晶体 管，所述操作电压产生晶体管连接在电源电压和第一操作电压之间并具有二极管连接。
5. 如权利要求4所述的温度补偿振荡器，其中，电压产生单元还包括衬底电压控制器， 所述衬底电压控制器被配置为响应于至少两比特的数字控制信号而控制操作电压产生晶 体管的衬底电压。
6. 如权利要求5所述的温度补偿振荡器，其中，衬底电压控制器包括： 至少两个衬底电压控制晶体管，均被配置为具有共同连接到操作电压产生晶体管的衬 底的栅极和漏极； 开关电路，被配置为连接到衬底电压控制晶体管中的至少一个并响应于数字控制信号 而断开和闭合。
7. 如权利要求4所述的温度补偿振荡器，其中，PTAT电流源包括： 第一晶体管，具有共同连接到第一节点的栅极和漏极； 第四晶体管，具有共同连接到第H节点的栅极和漏极； 第五晶体管，具有连接到第H节点的栅极和连接到第四节点的漏极； 第六晶体管，具有连接到电源电压的源极、连接到第四节点的栅极和连接到第H节点 的漏极； 第走晶体管，具有共同连接到第四节点的栅极和漏极W及连接到电源电压的源极； 第八晶体管，具有连接到第四节点的栅极、连接到电源电压的源极和连接到第一节点 的漏极。
8. 如权利要求7所述的温度补偿振荡器，其中，第一节点连接到第二电流源。
9. 如权利要求7所述的温度补偿振荡器，其中： PTAT电流源还包括： 第二晶体管，具有连接到第一节点的栅极和连接到第二节点的漏极； 第H晶体管，具有共同连接到第二节点的栅极和漏极W及连接到第一操作电压的源 极， 其中，第二节点连接到第一电流源。
10. 如权利要求3所述的温度补偿振荡器，其中，电压产生单元包括操作电压产生晶体 管，所述操作电压产生晶体管连接在地电压和第二操作电压之间并具有二极管连接。
11. 如权利要求10所述的温度补偿振荡器，其中，PTAT电流源包括： 第一晶体管，具有连接到第一节点的漏极和连接到第H节点的栅极； 第四晶体管，具有共同连接到第H节点的栅极和漏极； 第五晶体管，具有连接到第H节点的栅极和连接到第四节点的漏极； 第六晶体管，具有连接到电源电压的源极、连接到第四节点的栅极和连接到第H节点 的漏极； 第走晶体管，具有共同连接到第四节点的栅极和漏极W及连接到电源电压的源极； 第八晶体管，具有连接到第一节点的漏极。
12. 如权利要求11所述的温度补偿振荡器，其中，第一节点连接到第一电流源。
13. 如权利要求11所述的温度补偿振荡器，其中，PTAT电流源还包括： 第二晶体管，具有共同连接到第二节点的栅极和漏极W及连接到第二操作电压的源 极； 第H晶体管，具有连接到第一节点的栅极和连接到第二节点的漏极， 其中，第二节点连接到第二电流源。
14. 如权利要求11所述的温度补偿振荡器，其中，偏置电路还包括；偏置调节电路，所 述偏置调节电路被配置为调节第一晶体管和第四晶体管至第八晶体管之中的至少一个晶 体管的衬底电压电平。
15. 如权利要求14所述的温度补偿振荡器，其中，偏置调节电路包括： 至少两个衬底电压控制晶体管，共同连接到第一晶体管和第四晶体管至第八晶体管之 中的至少一个晶体管的衬底； 开关电路，被配置为连接到衬底电压控制晶体管中的至少一个并响应于数字控制信号 而断开和闭合。
16. -种电子装置，包括： 温度补偿振荡器，被配置为产生具有对温度改变不敏感的输出频率的振荡信号； 逻辑电路，被配置为响应于所述振荡信号而操作， 其中，温度补偿振荡器包括： 振荡单元，被配置为使用W环形形状串联连接的奇数个反相器产生振荡信号； 偏置电路，被配置为随着温度升高而增加每个反相器的操作电流； 电压产生单元，被配置为随着温度升高而增加横跨每个反相器两端的操作电压。
17. 如权利要求16所述的电子装置，其中： 振荡单元包括第一电流源和第二电流源中的至少一个电流源，其中，第一电流源连接 在第一操作电压和反相器之间并由偏置电路控制，第二电流源连接到反相器和第二操作电 压并由偏置电路控制， 电压产生单元包括第一操作电流产生晶体管和第二操作电流产生晶体管中的至少一 个晶体管，其中，第一操作电流产生晶体管连接在电源电压和第一操作电压之间并具有二 极管连接，第二操作电流产生晶体管连接在地电压和第二操作电压之间并具有二极管连 接。
18. -种能够用于电子装置的温度补偿振荡器，包括： 振荡单元，具有作为环形振荡器的反相器W被提供有能够根据温度改变而变化的操作 电压和操作电流并输出振荡信号，使得操作电流的特性和操作电压的特性能够被抵消W保 持振荡信号的频率稳定而不管温度改变如何。
19. 如权利要求18所述的温度补偿振荡器，还包括： 偏置电路，具有晶体管，用于产生当温度升高时增加的操作电流； 电压产生单元，用于产生将随温度改变的操作电压。
20. 如权利要求18所述的温度补偿振荡器，其中，可变操作电压和可变操作电流被同 时施加到振荡单元的相应反相器。
【专利摘要】提供一种温度补偿振荡器和包括温度补偿振荡器的装置。所述温度补偿振荡器包括：振荡单元，被配置为使用操作电流和操作电压产生振荡信号；偏置电路，被配置为控制操作电流，使得振荡信号的频率随着温度升高而增加；电压产生单元，被配置为产生随着温度变化的操作电压。
【IPC分类】H03B5-04
【公开号】CN104601114
【申请号】CN201410601633
【发明人】金俊镐, 赵锺弼
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月30日
【公告号】DE102014222133A1, US20150116042