振荡器的制造方法

文档序号:9434976阅读:514来源:国知局
振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体集成电路,特别是涉及一种振荡器。
【背景技术】
[0002]片上低功耗低频RC振荡器在智能卡(smart card),微控制器(MCU)等产品中用于LCD驱动,待机时钟,上电计数等。典型低功耗低频振荡器频率为32KHz,功耗为I μ A以下。低功耗低频振荡器不依赖外部信号输入,模拟基准都为IP(知识产权核)内部产生,往往因为使用了兆欧姆的电阻而面积都很大,面积典型值为0.1毫米2。
[0003]如图1所示,是现有RC振荡器的电路图,图1所示的振荡器为应用于低功耗低频的振荡器,振荡器主要包括:由电容Cl和C2,四个开关S1、S2、SlB和S2B,以及两个比较器101和102以及RS触发器103组成的振荡产生部分。PMOS管Ρ4为电容Cl和C2提供充电电流,参考电压VREF输入到比较器101和102的反相输入端,电容Cl的电压VCAPl和电容C2的电压VCAP2和参考电压VREF进行比较,将比较结果输入到RS触发器103的S端或R端实现对RS触发器103的置O或置1,从而从Q端或Q非端输出振荡信号,Q端输出的振荡信号连接到开关SI和S2B,Q非端输出的振荡信号连接到开关S2和S1B,实现对开关S1、S2、SlB和S2B的控制,并控制电容Cl和C2的充放电。
[0004]由PMOS管Pl和Ρ2,NMOS管NI和Ν2形成镜像电流源,其中PMOS管Pl和Ρ2和Ρ4呈镜像电流关系;NM0S管NI和N2的栅源电压差除以电阻Rl的值确定PMOS管P2和NMOS管N2的路径的电流的大小从而确定各镜像电流路径中的镜像电流大小。
[0005]由PMOS管P3和电阻R2提供参考电压VREF,其中PMOS管P3和PMOS管Pl和P2也呈镜像电流关系,由PMOS管P3路径的电流乘以电阻R2的值确定参考电压VREF的大小。
[0006]图1所示的RC振荡器使用了兆欧姆的电阻,如图1中的电阻Rl和R2,Ipl = Ip2=AVgs/Rl, VREF = Ip3XR2 ;Ipl、Ip2 和 Ip3 分别表示 PMOS 管 P1、P2 和 P3 的电流,AVgs表示 PMOS 管 P1、P2 的栅源电压差;典型值 Rl = 1ΜΩ,R2 = 20Ω,Ip3 = 30nA,VREF =0.6V0

【发明内容】

[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种振荡器,能降低功耗和面积。
[0008]为解决上述技术问题,本发明提供的振荡器包括:第一电容和第二电容,所述第一电容的第一端通过第一开关接第一电流源、所述第一电容的第一端和第二端通过第二开关连接,所述第二电容的第一端通过第三开关接第一电流源、所述第二电容的第一端和第二端通过第四开关连接,所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端都连接到公共端。
[0009]第一比较器和第二比较器,所述第一比较器的第一输入端连接所述第一电容的第一端,所述第二比较器的第一输入端连接所述第二电容的第一端;所述第一比较器的第二输入端和所述第一比较器的第二输入端都连接一比较电压。
[0010]RS触发器,所述RS触发器的S端连接所述第一比较器的输出端,所述RS触发器的R端连接到所述第二比较器的输出端,所述RS触发器的Q端和Q非端分别输出频率信号,所述Q端输出的频率信号连接到所述第一开关和所述第四开关的控制端实现对所述第一开关和所述第四开关的控制,所述Q非端输出的频率信号连接到所述第二开关和所述第三开关的控制端实现对所述第二开关和所述第三开关的控制。
[0011]第二电流路径和第三电流路,所述第二电流路径包括第二电流源和第一 MOS晶体管,所述第三电流路径包括第三电流源和第二 MOS晶体管。
[0012]所述第一电流源、所述第二电流源和所述第三电流源互为镜像电流。
[0013]所述第一MOS晶体管的漏极、栅极和所述第二MOS晶体管的栅极连接在一起,所述第一 MOS晶体管的源极连接到所述公共端,所述第二 MOS晶体管的源极通过第一电阻连接到所述公共端,所述第一 MOS晶体管的漏极连接所述第二电流源,所述第二 MOS管的漏极连接所述第三电流源,由所述第一 MOS晶体管和所述第二 MOS晶体管的栅源电压差除以所述第一电阻的值确定所述第三电流源的大小;所述第一 MOS晶体管的栅极作为所述比较电压的输出端,所述比较电压由所述第一 MOS晶体管的栅源电压确定。
[0014]进一步的改进是,所述第一 MOS晶体管为NMOS管,所述第二 MOS管为NMOS管,所述公共端为接地端。
[0015]进一步的改进是,所述第一电流源包括第一 PMOS管,所述第二电流源包括第二PMOS管,所述第三电流源包括第三PMOS管;所述第一 PMOS管的栅极、所述第二 PMOS管的栅极和所述第三PMOS管的栅极和漏极连接在一起;所述第一 PMOS管的源极、所述第二 PMOS管的源极和所述第三PMOS管的源极都接电源电压;所述第一 PMOS管的漏极为所述第一镜像电流的输出端;所述第二 PMOS管的漏极为所述第二镜像电流的输出端;所述第三PMOS管的漏极为所述第三镜像电流的输出端。
[0016]进一步的改进是,所述第一 MOS晶体管为PMOS管,所述第二 MOS管为PMOS管,所述公共端为电源电压端。
[0017]进一步的改进是,所述第一电流源包括第一 NMOS管,所述第二电流源包括第二NMOS管,所述第三电流源包括第三NMOS管;所述第一 NMOS管的栅极、所述第二 NMOS管的栅极和所述第三NMOS管的栅极和漏极连接在一起;所述第一 NMOS管的源极、所述第二 NMOS管的源极和所述第三NMOS管的源极都接地;所述第一 NMOS管的漏极为所述第一镜像电流的输出端;所述第二 NMOS管的漏极为所述第二镜像电流的输出端;所述第三NMOS管的漏极为所述第三镜像电流的输出端。
[0018]进一步的改进是,所述第一电阻的值为1ΜΩ。
[0019]本发明振荡器的电容的充分电的比较电压直接采用电流源路径中的MOS晶体管的栅源电压,相对于现有技术中需要采用额外的具有兆欧级电阻的电流路径,本发明能节约采用兆欧级电阻所占用的面积以及增加的电流路径所带来的功耗,所以本发明能够使功耗和面积都得到降低。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0021]图1是现有RC振荡器的电路图;
[0022]图2是本发明实施例振荡器的电路图。
【具体实施方式】
[0023]如图2所示,是本发明实施例振荡器的电路图。本发明实施例振荡器包括:第一电容Cl和第二电容C2,所述第一电容Cl的第一端通过第一开关SI接第一电流源、所述第一电容Cl的第一端和第二端通过第二开关SlB连接,所述第二电容C2的第一端通过第三开关S2接第一电流源、所述第二电容C2的第一端和第二端通过第四开关S2B连接,所述第一电容Cl的第二端和所述第二电容C2的第二端都连接到公共端。
[0024]第一比较器101和第二比较器102,所述第一比较器101的第一输入端连接所述第一电容Cl的第一端,所述第二比较器102的第一输入端连接所述第二电容C2的第一端;所述第一比较器101的第二输入端和所述第一比较器101的第二输入端都连接一比较电压VREF0
[0025]RS触发器103,所述RS触发器103的S端连接所述第一比较器101的输出端,所述RS触发器103的R端连接到所述第二比较器102的输出端,所述RS触发器103的Q端和Q非端分别输出频率信号,所述Q端输出的频率信号连接到所述第一开关SI和所述第四开关S2B的控制端实现对所述第一开关SI和所述第四
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