一种振荡电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种振荡电路。
【背景技术】
[0002]在大规模数字集成电路中，时钟信号已成为必不可少的部分。时钟信号可以通过振荡电路输出的振荡信号产生，在这些数字系统电路中，常用的振荡电路有三种:环形振荡电路、晶体振荡电路和RC (电阻-电容)振荡电路。
[0003]环形振荡电路的振荡范围很宽、稳定度较高，但环形振荡电路对电源的噪声很敏感、布局尺寸面积较大。晶体振荡电路频率很准，而且工作稳定，其精度只与所选择的晶体器件固有频率有关，但是晶体振荡电路的功耗很大、价格高，不能集成在芯片的内部。RC振荡电路由于其结构简单、成本较低和易于集成等优点而被广泛应用于集成电路。
[0004]如图1所示的一种现有技术的振荡电路，包括:充放电单元100、第一比较单元101、第二比较单元102、锁存单元103、以及整形单元104。
[0005]继续参考图1:
[0006]充放电单元100包括充电电流输入端、放电电流输出端、电平输出端及电容元件CO,充电电流输入端连接至充电电流Iin,放电电流输出端连接至放电电流lout,电平输出端输出电平Vs。充电电流输入端和放电电流输出端的联接点11与充电电流输入端之间通过开关管kl连接，联接点11与放电电流输出端之间通过开关管k2连接，电容元件CO的一端分别连接至联接点11及电平输出端，另一端接地。
[0007]第一比较单元101包括第一正端、第一负端及第一输出端，第二比较单元102包括第二正端、第二负端及第二输出端，所述电平输出端分别连接至所述第一正端及第二正端，所述第一负端连接至第一基准电压Vl，所述第二负端连接至第二基准电压V2。
[0008]继续参考图1，锁存单元103包括第一输入端、第二输入端、第一电平输出端和第二电平输出端，锁存单元103由相互交叉反馈相连的第一或非门31和第二或非门32构成；第一输入端连接至第一或非门31的其中一个输入端，第一或非门31的另一个输入端与第二电平输出端相连；第二输入端连接至第二或非门32的其中一个输入端，第二或非门32的另一个输入端与第一电平输出端相连。
[0009]第一电平输出端输出的第一电平CHB和第二电平输出端输出的第二电平CH互为反相电平，且第二电平CH用于控制开关管kl的开闭，第一电平CHB用于控制开关管k2的开闭；当第二电平CH为高电平、第一电平CHB为低电平时，开关管kl闭合，开关管k2断开，当第二电平CH为低电平、第一电平CHB为高电平时，开关管kl断开，开关管k2闭合。
[0010]继续参考图1，整形单元104接收第二电平CH并在输出端40输出振荡电路的输出信号F0UT，输出端40也为图1振荡电路的输出端。
[0011]图1所示的振荡电路还可以包括充电电流源al和放电电流源a2，充电电流源al连接至充电电流输入端，并为充电电流输入端提供充电电流Iin，放电电流源a2连接至放电电流输入端，并为放电电流输入端提供放电电流lout。
[0012]在上述结构的振荡电路工作时，电容元件CO上电压始终维持在Vl和V2之间，由电荷守恒定律可知:电容元件CO满足:
[0013]Q=IinXt=(Vl-V2) XC-------(I)
[0014]式(I)中，Q为电容元件CO内的电荷量，Vl为第一比较单元101的翻转电压，V2为第二比较单元102的翻转电压，C为所述电容元件CO的电容值，因此，可知图1所示振荡电路的振荡周期T为:
[0015]T=2 X t=2 X (V1-V2) X C/I in——(2)
[0016]从式⑵可知，振荡电路的振荡周期T与上述电压(VI和V2)、电流(Iin)及电容(C)有关，但上述电压(VI和V2)及电流(Iin)分别由电压源及电流源提供，上述器件的电压值和电流值都是对工艺敏感的参数，会导致振荡电路的振荡周期不稳定，影响振荡电路的输出精度。另外，图1所示的振荡电路具备两个比较单元，比较单元会消耗大量能耗，以达到较高的比较速率。因而，现有技术的振荡电路的能耗较高。
【发明内容】
[0017]本发明技术方案所解决的技术问题是，如何稳定振荡电路的振荡周期。
[0018]为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种振荡电路，适于输出振荡信号，该振荡电路包括:第一充放电单元、第二充放电单元、第一反相单元及第二反相单元，所述第一反相单元包括第一节点和第二节点，所述第二反相单元包括第三节点和第四节点；
[0019]所述第一充放电单元适于当所述振荡信号为第一信号时被充电，以使所述第一节点和第二节点上产生第一电平值和第二电平值；
[0020]所述第二充放电单元适于当所述振荡信号为第二信号时被充电，以使所述第三节点和第四节点上产生第三电平值和第四电平值；所述第一信号和第二信号互为反相信号；
[0021]所述第一反相单元还包括所述第一节点和第二节点之间的第一正反馈单元，当所述第一电平值接近第一阈值电压，所述第一反相单元翻转以在所述第二节点输出翻转后的第二电平值；
[0022]所述第二反相单元还包括所述第三节点和第四节点之间的第二正反馈单元，当所述第三电平值接近于第二阈值电压，所述第一反相单元翻转以在所述第四节点输出所述翻转后的第四电平值；所述振荡信号基于所述第二电平值和第四电平值。
[0023]可选的，所述振荡电路还包括:电流单元；
[0024]所述电流单元，分别连接至所述第一充放电单元和第二充放电单元，适于提供第一充放电单元和第二充放电单元的充电电流。
[0025]可选的，所述电流单元包括:电流输入节点、第一 NMOS管、第二 NMOS管、第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管、电阻元件、第一电流输出节点及第二电流输出节点；
[0026]所述电流输入节点分别连接至所述第一 NMOS管的漏极和第二 NMOS管的栅极；所述第一 PMOS管栅漏相连，其源极连接至参考电压，漏极连接至所述第二 NMOS管的漏极；所述电阻元件的一端分别连接至所述第一 NMOS管的栅极和第二 NMOS管的源极，另一端连接至对地电压；所述第一 NMOS管的源极连接至所述对地电压；所述第二 PMOS管与所述第一PMOS管镜像，所述第二 PMOS管的漏极连接至所述第一电流输出节点；所述第三PMOS管与所述第一PMOS管镜像，所述第三PMOS管的漏极连接至所述第二电流输出节点；所述第一电流输出节点连接至所述第一充放电单元，所述第二电流输出节点连接至所述第二充放电单元;
[0027]所述第一阈值电压和第二阈值电压分别等于所述第一 NMOS管的阈值电压。
[0028]可选的,所述第一充放电单兀包括:第一充电PMOS管、第一放电NMOS管和第一电容单元；
[0029]所述第一充电PMOS管与第一放电NMOS管共栅且共漏，所述第一充电PMOS管的源极连接至所述第一电流输出节点；所述第一放电NMOS管的栅极连接至第一充放电信号，漏极连接至所述第一电容单元，源极连接至所述对地电压；所述第一电容单元的一端连接至参考电压，另一端分别连接至所述第一放电NMOS管和所述第一节点；
[0030]所述第二充放电单元包括:第二充电PMOS管、第二放电NMOS管和第二电容单元；
[0031]所述第二充电PMOS管与第二放电NMOS管共栅且共漏，所述第二充电PMOS管的源极连接至所述第二电流输出节点；所述第二放电NMOS管的栅极连接至第二充放电信号，漏极连接至所述第二电容单元，源极连接至所述对地电压；所述第二电容单元的一端连接至所述参考电压，另一端分别连接至所述第二放电NMOS管和所述第三节点；所述第一充放电信号和第二充放电信号分别与所述振荡信号相关。
[0032]可选的，所述第一电容单元包括:第一电容元件；
[0033]所述第一电容元件的一端连接至所述参考电压，另一端分别连接至所述第一放电NMOS管和所述第一节点；
[0034]所述第二电容单元包括:第二电容元件；
[0035]所述第二电容元件的一端连接至所述参考电压，另一端分别连接至所述第二放电NMOS管和所述第三节点。
[0036]可选的，所述第一电容单元包括:第一电容PMOS管；
[0037]所述第一电容PMOS管的源漏相连并连接至所述参考电压，栅极分别连接至所述第一放电NMOS管和所述第一节点；
[0038]所述第二电容单元包括:第二电容PMOS管；
[0039]所述第二电容PMOS管的源漏相连并连接至所述参考电压，栅极分别连接至所述第二放电NMOS管和所述第三节点。
[0040]可选的，所述第一充放电信号为所述振荡信号，所述第二充放电信号为所述振荡信号的反相信号。
[0041]可选的，所述第一反相单元包括第一反相PMOS管、第二反相PMOS管和第一反相NMOS 管；
[0042]所述第一反相PMOS管和第一反相NMOS管的栅极分别连接至所述第一节点，所述第一反相PMOS管和第一反相NMOS管的漏极分别连接至所述第二节点，所述第一反相PMOS管的源极连接至参考电压，所述第一反相NMOS管的源极连接至对地电压；所述第二反相PMOS管的栅极连接至所述第二节点，源极连接至所述参考电压，漏极连接至所述第一节占.
[0043]所述第二反相单元包括第三反相PMOS管、第四反相PMOS管和第二反相NMOS管；
[0044]所述第三反相PMOS管和第二反相NMOS管的栅极分别连接至所述第三节点，所述第三反相PMOS管和第二反相NMOS管的漏极分别连接至所述第四节点，所述第三反相PMOS管的源极连接至参考电压，所述第二反相NMOS管的源极连接至对地电压；所述第四反相PMOS管的栅极连接至所述第四节点，源极连接至所述