专利名称：一种振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振荡器，尤其涉及一种频率随温度可调的振荡器。
背景技术：
目前绝大部分数字系统设计中，时钟是不可或缺的部分，通常采用外接有源或者无源振荡器来提供时钟信号。通过外接振荡器来提供时钟信号的优点是性能稳定，设计简便，缺点是会增加版图面积。在高频设计时对电路布线和加工的要求比较严格，因此采用外接振荡器来提供时钟信号，无疑会增加系统成本和设计难度。
当前越来越多的设计是将振荡器做到片内，适合做到片内的振荡器一般有环形振荡器和RC振荡器。但是这两种振荡器不仅频率和功耗受电源电压和工艺的影响很大，而且频率随着振荡器温度的升高会变低。电阻作为一种常用器件，不仅受工艺影响波动很大，使得振荡器频率不稳定，而且要使用体积稍大的电阻，版图面积就会加大，提高了芯片的成本。
当需要振荡器的频率不随温度的变化而变慢，尤其是需要频率随温度升高而升高时，以上两种振荡器就无法实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种振荡器，其输出信号的频率随温度可调。
为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种振荡器，包括 参考电压产生电路，连接电源电压和地，输出第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压和第三参考电压； 参考电流产生电路，与所述参考电压产生电路相连，在所述第一参考电压和第三参考电压作用下，产生正比于绝对温度的参考电流； 振荡信号产生电路，与所述参考电压产生电路和参考电流产生电路相连，在所述参考电流、第一参考电压和第二参考电压作用下，产生振荡信号。
如上所述的振荡器中，所述参考电压产生电路，可以包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中 所述基础电路连接电源电压和地，输出偏置电压； 各级参考电压提供电路均连接电源电压和地，依次级联后在所述偏置电压的作用下提供逐级升高的参考电压，相邻两级参考电压提供电路的电压差可调。
进一步地，所述基础电路，可以包括漏极相连的P型MOSFET管P0和N型MOSFET管N0； P0管的源极接电源电压，栅极和漏极连接在一起，引出所述偏置电压； N0管的衬底接地，栅极和源极提供给参考电压提供电路的级联。
更进一步地，各级参考电压提供电路均可以包括一个供电P型MOSFET管和由两个共栅连接的N型MOSFET管组成的共栅N管对，供电P型MOSFET管Pk管所属参考电压提供单元中 Pk管的栅极为第一级联点，连接P0管的栅极； Pk管的源极为第二级联点，连接电源电压； 组成所述共栅N管对的Nk1管和Nk2管，衬底连接在一起为第三级联点，接地； Nk1管的漏极连接Pk管的漏极； Nk2管的漏极为参考电压引出点和级联引出点； Nk2管的源极为第四级联点，第1级参考电压提供单元的第四级联点接N0管的源极，往后各级参考电压提供电路的第四级联点接前一级的级联引出点。
还进一步地，所述相邻两级参考电压提供电路的电压差，可以通过改变所述各级参考电压提供电路中Nk1管和Nk2管的宽长比的比值来调节。
如上所述的振荡器中，所述参考电压产生电路产生的参考电压，可以进一步各通过一滤波电容，输出给所述参考电流产生电路和振荡信号产生电路。
进一步地，所述滤波电容可以由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述滤波电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述滤波电容的另一端。
如上所述的振荡器中，参考电流产生电路，可以包括电流镜。
如上所述的振荡器中，所述振荡信号产生电路可以包括锯齿波产生电路和方波产生电路，其中 锯齿波产生电路，与所述参考电压产生电路和参考电流产生电路相连，在所述第一参考电压、参考电流和电源电压作用下，产生锯齿波； 方波产生电路，与所述参考电压产生电路和锯齿波产生电路相连，在所述第二参考电压作用下，产生与所述锯齿波同频率的方波。
进一步地，所述锯齿波产生电路可以包括电流源、比较器、充电电容、N型MOSFET管MN1和缓冲器，其中 所述参考电流输入到连接电源电压的所述电流源，所述电流源还连接MN1管的漏极；MN1管的源极接地；充电电容一端连接电源电压，另一端通过连接点S同时连接MN1管的漏极和所述比较器的同相输入端；所述比较器的反相输入端输入所述第一参考电压，输出端经所述缓冲器连接MN1管的栅极； 所述比较器输出为低电平时MN1关闭，在参考电流作用下所述电源电压通过所述充电电容对S点充电；S点电压达到所述第一参考电压时，所述比较器翻转输出为高电平，开启MN1，S点迅速放电到电压为零，所述比较器再翻转输出为低电平，关闭MN1，形成一个锯齿波并经S点输出。
以及，所述方波产生电路可以包括比较器和缓冲器，所述比较器的同相输入端接入所述锯齿波，反相输入端接入所述第二参考电压，输出端连接所述缓冲器；在所述锯齿波和第二参考电压作用下，所述比较器的输出端经所述缓冲器，产生与所述锯齿波同频率的方波。
更进一步地，所述充电电容可以由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述充电电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述充电电容的另一端。
本发明还提出了一种参考电压产生电路，包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中 所述参考电压产生电路，包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中 所述基础电路连接电源电压和地，输出偏置电压； 各级参考电压提供电路均连接电源电压和地，依次级联后在所述偏置电压的作用下提供逐级升高的参考电压，相邻两级参考电压提供电路的电压差可调。
如上所述的参考电压产生电路中，所述基础电路，可以包括漏极相连的P型MOSFET管P0和N型MOSFET管N0； P0管的源极接电源电压，栅极和漏极连接在一起，引出所述偏置电压； N0管的衬底接地，栅极和源极提供给参考电压提供电路的级联。
如上所述的参考电压产生电路中，各级参考电压提供电路均可以包括一个供电P型MOSFET管和由两个共栅连接的N型MOSFET管组成的共栅N管对，供电P型MOSFET管Pk管所属参考电压提供单元中 Pk管的栅极为第一级联点，连接P0管的栅极； Pk管的源极为第二级联点，连接电源电压； 组成所述共栅N管对的Nk1管和Nk2管，衬底连接在一起为第三级联点，接地； Nk1管的漏极连接Pk管的漏极； Nk2管的漏极为参考电压引出点和级联引出点； Nk2管的源极为第四级联点，第1级参考电压提供单元的第四级联点接N0管的源极，往后各级参考电压提供电路的第四级联点接前一级的级联引出点。
进一步地，所述相邻两级参考电压提供电路的电压差，可以通过改变所述各级参考电压提供电路中Nk1管和Nk2管的宽长比的比值来调节。
更进一步地，所述参考电压产生电路可以进一步包括若干个滤波电容，所述参考电压经所述滤波电容滤波后输出。
还进一步地，所述滤波电容可以由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述滤波电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述滤波电容的另一端。
与现有技术相比，本发明具有以下优点 (1)低功耗，整个振荡器上的全部电流只有几微安； (2)面积小，整个振荡器电路板上一共只有几十个晶体管； (3)振荡器输出信号的频率不受电源电压和工艺的影响； (4)振荡器输出信号的频率可跟随温度的变化而调节； (5)整个电路没有使用电阻。
图1是本发明振荡器实施例的结构示意图； 图2是本发明实施例中参考电压产生电路结构示意图； 图3是本发明实施例中参考电流产生电路结构示意图； 图4是本发明实施例中锯齿波产生电路结构示意图； 图5是本发明实施例中方波产生电路结构示意图。
具体实施例方式 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明的基本思想是振荡器中不使用电阻，而且采用与绝对温度成正比的PTAT(proportional to absolute temperature，正比于绝对温度)电流作为输入电流，通过引入参考电压来实现振荡信号的输出。这样实现的振荡器不仅功耗低、面积小，输出频率与电源电压及工艺无关，而且振荡器的频率能随着温度的变化而调节。
图1示出了本发明实施例的结构示意图，包括 参考电压产生电路10，用于产生三个与电源电压Vdd无关的参考电压，其中第一参考电压Vref1和第三参考电压Vref3供给参考电流产生电路20，第二参考电压Vref2供给方波产生电路40，第一参考电压Vref1还供给锯齿波产生电路30，其中第一参考电压Vref1大于第三参考电压Vref3； 参考电流产生电路20，产生一个参考电流Iref供给锯齿波产生电路30，参考电流Iref的大小由第一参考电压Vref1和第三参考电压Vref3的差值决定，参考电流Iref为PTAT电流。
锯齿波产生电路30，在第一参考电压Vref1和参考电流Iref作用下，产生锯齿波OUT1，并输出给方波产生电路40； 方波产生电路40，在参考电压产生电路10产生的第二参考电压Vref2作用下，根据锯齿波产生电路30输出的锯齿波OUT1，产生与锯齿波OUT1同频率的方波，作为时钟信号clk输出。
上述锯齿波产生电路30和方波产生电路40，实际上是振荡器的振荡信号产生电路，在本发明实施例当中，是以输出占空比为50％的方波来进行说明本发明的。在本发明的其他实施例当中，如果需要输出其他性质的振荡信号，依据本发明的基本思想，在本发明提出的参考电压产生电路10和参考电流产生电路20基础之上，完全可以选用现有技术中已有的其他振荡信号产生电路来产生相应的振荡信号。
结合图2所示，上述参考电压产生电路10所产生的三个参考电压，都各接一个滤波电容(图中未示出)后再接入到参考电流产生电路20、锯齿波产生电路30和方波产生电路40中，起到稳定滤波的作用，滤波电容由MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)实现，该MOSFET管的栅极为一端，源极、漏极和衬底连接在一起为另一端。本电路中MOSFET管工作在深度线性区，耗电极小。另外本电路只用了少量MOSFET管子，占用版图面积很小。
如图2所示，参考电压产生电路10由若干级参考电压提供电路级联在一个基础电路上。其中的基础电路包括一个P型MOSFET管P0和一个N型MOSFET管N0，P0管为二极管连接方式(MOSFET管的栅极和漏极连接到一起)，源极连接电源电压Vdd，且P0管的漏极和N0管的漏极相连，N0管的衬底接Vss(接地GND)。P0管的栅极和源极，用来提供偏置电压给各级参考电压提供电路。另外需要说明的是，本说明书中如未特别指明各MOSFET管衬底的连接方式，均表示各MOSFET管的衬底与源极相连。
参考电压产生电路10的每一级参考电压提供电路，均包括一个供电P型MOSFET管Pk(k为大于等于1的正整数，用来表示某一级参考电压提供电路的级数)和一个共栅N管对，其中的共栅N管对为两个栅极连接在一起的N型MOSFET管，分别称之为Nk1和Nk2。图2共示出了从第1至第m共m级参考电压提供电路，其中m＝n+1。图中所示的m级参考电压提供电路除了第1级之外，其余各级均采用同样的级联方式连接到前一级参考电压提供电路上。以下分别叙述第1、2级参考电压提供电路的内部结构和连接方式，以清楚说明各级参考电压提供电路是如何级联到基础电路上，并如何产生三个与电源电压Vdd无关的参考电压的。
首先说明第1级参考电压提供电路的内部结构和连接方式。第1级参考电压提供电路中的供电P型MOSFET管P1，其栅极作为第1级参考电压提供电路的第一级联点连接到P0管的栅极，源极作为第1级参考电压提供电路的第二级联点连接到P0管的源极，漏极接到第1级参考电压提供电路中的共栅N管对的两个N型MOSFET管的栅极上。共栅N管对包括N型MOSFET管N11和N12，N11管也以二极管连接方式连接，且N11管和N12管的衬底连接在一起，作为第1级参考电压提供电路的第三级联点连接Vss，N11管的源极连接N12管的漏极，N12管的漏极还连接基础电路中的N0管的栅极，N12管的源极作为第1级参考电压提供电路的第四级联点连接到N0管的源极。N12在第1级参考电压提供电路中实现电阻的功能。N12管的漏极为第1级参考电压提供电路的级联引出点，同时也是参考电压的引出点，如果需要从第1级参考电压提供电路中引出参考电压，则从N12管的漏极也即共栅N管对的源漏极相接处引出。
然后说明第2级参考电压提供电路的内部结构和连接方式。第2级参考电压提供电路中的供电P型MOSFET管P2的栅极作为第2级参考电压提供电路的第一级联点连接到P0管的栅极，源极作为第2级参考电压提供电路的第二级联点连接到P0管的源极，漏极连接到第2级参考电压提供电路中的共栅N管对的两个N型MOSFET管N21和N22的栅极上，其中N22在第2级参考电压提供电路中实现电阻的功能。N21管也以二极管连接方式连接，N21管和N22管的衬底连接在一起，作为第2级参考电压提供电路的第三级联点连接Vss，N21管的源极连接N22管的漏极，N22管的源极作为第2级参考电压提供电路的第四级联点连接到N12管的漏极。N22管的漏极或者说共栅N管对的源漏极相接处为第2级参考电压提供电路的级联引出点，提供给第3级参考电压提供电路的第四级联点完成级联。同时，如果需要从第2级参考电压提供电路引出参考电压，则从第2级参考电压提供电路共栅N管对的源漏极相接处引出。
从第3级参考电压提供电路开始，往后各级参考电压提供电路的内部结构和连接方式，可以参考第2级参考电压提供电路的内部结构和连接方式；往后各级参考电压提供电路是如何级联到前一级参考电压提供电路上，可以参考第2级参考电压提供电路是如何级联到第1级参考电压提供电路上的。从第3级开始的往后各级参考电压提供电路，其中的供电P型MOSFET管Pk的栅极作为该级参考电压提供电路的第一级联点连接到P0管的栅极，源极作为该级参考电压提供电路的第二级联点连接到P0管的源极，共栅N管对中的Nk1管和Nk2管的衬底连接在一起，作为该级参考电压提供电路的第三级联点连接Vss，Nk2管的源极作为该级参考电压提供电路的第四级联点连接到前一级参考电压提供电路共栅N管对中源漏极相接处。Nk2管的漏极或者说共栅N管对的源漏极相接处为该级参考电压提供电路的级联引出点，提供给后一级级参考电压提供电路的第四级联点完成级联。同时，如果需要从某一级参考电压提供电路引出参考电压，则从该级的源漏极相接处引出。从第3级开始的往后各级参考电压提供电路，其内部结构和连接方式，以及如何级联到前一级参考电压提供电路的具体内容，不再详细描述。
紧接着说明参考电压产生电路10是如何提供三个参考电压的。参考电压从第1级参考电压提供电路开始逐级等值升高，直到第m级为最高。每一级电压的升高幅度是一样的，由于第1级的电压非常低，在实际应用中基本不会使用。三个参考电压都是从共栅N管对中源漏极相接处引出，也即如果在第m级引出这三个参考电压中的其中之一，那就是在Nm1管的源极和Nm2管的漏极连接处引出。不同之处在于，引出三个参考电压的参考电压提供电路中，引出第一参考电压Vref1的参考电压提供电路级数为最高，引出第二参考电压Vref2和第三参考电压Vref3的参考电压提供电路的级数要小于引出第一参考电压Vref1的参考电压提供电路级数，也即要保证Vref2和Vref3小于Vref1。
相邻两级参考电压提供电路之间的电压差是等值的，假设为ΔV，如果Vref1与Vref3之间相差n级参考电压提供电路，那么 (式1) 其中 k为玻尔兹曼常数； q为一个电子的电荷量； T为绝对温度； S1为上述Nk1管的宽长比 S2为上述Nk2管的宽长比。
其中，每一对共栅N管对中，两个N型MOSFET管宽长比的比值S1/S2都是相等的。由式1可知，调节S1/S1，就会改变Vref1与Vref3的差值。
参考电压产生电路10采用从深度线形区开始的电压，通过各级参考电压提供电路中共栅N管对这一电路逐级升高电压大小，因此本发明振荡器具有超低功耗的特点。
图3示出了本发明参考电流产生电路示意图，典型的可以采用不含有电阻的电流镜结构，节省版图面积。在本发明的其他实施例当中，参考电流产生电路20也可以通过其他现有技术即可实现的电路来代替。图中电源电压Vdd连接一个P型MOSFET管的Pb2的源极，以及x个P型MOSFET管的Pb1<x:0>的源极，其中的x表示的是Pb1和Na2的数量，根据具体需要可自行选择。Pb1<x:0>的栅极和漏极相连，构成二极管连接方式，且Pb1<x:0>的栅极还与Pb2管的栅极相连。Pb1<x:0>的漏极连接一个N型MOSFET管的Na1的漏极，Na1管的栅极接入第一参考电压Vref1。Pb2管的漏极连接x个N型MOSFET管的Na2<x:0>的漏极，Na2<x:0>的漏极还与栅极相连，也构成二极管连接方式，第三参考电压Vref3从Pb2管的漏极接入。参考电流Iref从Na1管的漏极引出，Na1管的源极和Na2<x:0>的源极均接Vss。
下式为参考电流Iref与温度的关系表达式 (式2) 其中 μn为负温度系数，由工艺决定； Cox为栅电容； W/L为Na1管的宽长比； V2＝Vref1-Vref3，为正温度系数； m＝1/ab，其中a是Na2的宽长比比上Na1的宽长比的比值，b是Pb1的宽长比比上Pb2的宽长比的比值。
由式2可以得出，参考电流的温度系数可以调节，其中负温度系数μn可以通过工艺来调节，正温度系数V2由参考电压的级数来调节。调节共栅N管对中两个N型MOSFET管宽长比的比值S1/S2，就可以调节参考电流Iref与温度的关系，并且加大比值S1/S2就可以使参考电流加大的速度随着温度的升高而更快，反之温度升高，但参考电流加大速度降低(需要说明的是，参考电流仍然是加大，但是速度会慢下来)。参考电流Iref的变化会直接导致锯齿波产生电路30产生的锯齿波频率的变化。
如图4所示，上述锯齿波产生电路30包括用于输出锯齿波的第一比较器cmp1和用于接受电源电压Vdd充电的充电电容C1，锯齿波产生电路30的充电电流由参考电流Iref决定。参考电流Iref输入到一连接电源电压Vdd的电流源，该电流源连接一用于电压翻转时放电的N型MOSFET管MN1的漏极，MN1管的衬底和源极接地。充电电容C1由MOSFET实现，接入到电路中的方法也是栅极为一端，源极、漏极和衬底连接在一起为另一端。连接电源电压Vdd的充电电容C1，另一端通过连接点S同时连接到MN1的漏极和第一比较器cmp1的同相输入端。电源电压经充电电容C1后，输入到第一比较器cmp1的同相输入端，第一比较器cmp1的反相输入端接入参考电压产生电路10产生的第一参考电压Vref1，第一比较器cmp1的输出端经第一缓冲器buffer1，输入到MOSFET管MN1的栅极。
由于比较器都是低功耗元器件，其转换速度(slew rate)较慢，为了得到较规则的锯齿波，通过引入对电压变化较敏感的缓冲器来弥补slew rate较慢的缺陷，也即如图所示的由第一缓冲器buffer1来驱动MN1。
以下结合锯齿波产生电路30的工作过程，详细说明锯齿波产生电路30的工作原理。设S点初始电压为零，第一比较器cmp1输出为低电平，MN1关闭。电源电压Vdd通过充电电容C1对S点进行充电，充电电流由参考电流Iref决定。当S点的电压达到第一参考电压Vref1时，第一比较器cmp1翻转输出为高电平，开启MN1，使得S点迅速放电到电压为零，第一比较器cmp1再翻转输出为低电平，从而关闭MN1，形成一个锯齿波并经S点输出。S点电压为零后，再次由电源电压Vdd对其进行充电，重复上述充放电过程，据此形成连续的锯齿波OUT1输出。锯齿波OUT1的峰值为第一参考电压Vref1。
锯齿波的周期由第一参考电压Vref1，充电电容C1和参考电流Iref的值决定。具体的，由电学基本原理可知 C＝Q/U(式3) 其中 C为充电电容C1的电容值； Q为充电电容C1上积聚的电荷； U为充电电容C1上的电压值，此处为第一参考电压Vref1的值。
再因为充电电容C1上积聚的电荷Q等于充电电流与充电时间的乘积，结合式3可得 T＝C*U/I(式4) 其中 T为锯齿波产生电路30所产生的锯齿波的周期； I为所述参考电流Iref的值，此处为PTAT电流值。
由式4可以得出，随着温度的升高，PTAT电流值就会增大，在充电电容C1的电容值及第一参考电压Vref1值保持不变的情况下，与PTAT电流值成反比的锯齿波周期就会变小，因此本发明振荡器的频率随温度的变化可以调整。
由于充电电容C1由MOSFET实现，而且充电电容C1和第一参考电压Vref1的值是不随工艺和电源电压Vdd变化的，再加上参考电流Iref是PTAT电流，所以锯齿波的周期随温度升高而加快。
如图5所示，上述方波产生电路40包括第二比较器cmp2和第二缓冲器buffer2。第二比较器cmp2的同相输入端接入锯齿波产生电路30输出的锯齿波OUT1，第二比较器cmp2的反相输入端接入参考电压产生电路10产生的第二参考电压Vref2，第二参考电压Vref2的值为第一参考电压Vref1的一半，这是根据方波的占空比为50％而决定的。如果输出的波形是其他占空比，则根据占空比的具体数值，来确定第二参考电压Vref2与第一参考电压Vref1的比例关系。第二比较器cmp2在锯齿波OUT1和第二参考电压Vref2的作用下，输出与锯齿波OUT1同频率的方波OUT2。方波OUT2经第二缓冲器buffer2的作用，作为时钟信号clk输出。引入第二缓冲器buffer2的原因，同前述锯齿波产生电路30中第一缓冲器buffer1所起作用相同，用以驱动后继电路。
本发明实现了一种频率可调，与电源电压和工艺无关的振荡器，减小了振荡器的静态电流，使得振荡器的功耗很小；同时本发明振荡器不包含电阻仅用几十个MOSFET实现，使得布线简单，版图面积小。本发明典型地可以作为随机存取存储器电路刷新时钟发生器应用。随机存储器的漏电会随着温度的升高而加快，需要以更高的频率来刷新，补偿电荷损失，因此本发明振荡器就能作为随机存取存储器电路刷新时钟发生器应用，同时本发明振荡器的功耗小，减小了随机存储器的静态电流。另外本发明振荡器的晶体管数量少，减小了芯片面积。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1、一种振荡器，其特征在于，包括
参考电压产生电路，连接电源电压和地，输出第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压和第三参考电压；
参考电流产生电路，与所述参考电压产生电路相连，在所述第一参考电压和第三参考电压作用下，产生正比于绝对温度的参考电流；
振荡信号产生电路，与所述参考电压产生电路和参考电流产生电路相连，在所述参考电流、第一参考电压和第二参考电压作用下，产生振荡信号。
2、如权利要求1所述的振荡器，其特征在于
所述参考电压产生电路，包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中
所述基础电路连接电源电压和地，输出偏置电压；
各级参考电压提供电路均连接电源电压和地，依次级联后在所述偏置电压的作用下提供逐级升高的参考电压，相邻两级参考电压提供电路的电压差可调。
3、如权利要求2所述的振荡器，其特征在于
所述基础电路，包括漏极相连的P型MOSFET管P0和N型MOSFET管N0；
P0管的源极接电源电压，栅极和漏极连接在一起，引出所述偏置电压；
N0管的衬底接地，栅极和源极提供给参考电压提供电路的级联。
4、如权利要求3所述的振荡器，其特征在于
各级参考电压提供电路均包括一个供电P型MOSFET管和由两个共栅连接的N型MOSFET管组成的共栅N管对，供电P型MOSFET管Pk管所属参考电压提供单元中
Pk管的栅极为第一级联点，连接P0管的栅极；
Pk管的源极为第二级联点，连接电源电压；
组成所述共栅N管对的Nk1管和Nk2管，衬底连接在一起为第三级联点，接地；
Nk1管的漏极连接Pk管的漏极；
Nk2管的漏极为参考电压引出点和级联引出点；
Nk2管的源极为第四级联点，第1级参考电压提供单元的第四级联点接N0管的源极，往后各级参考电压提供电路的第四级联点接前一级的级联引出点。
5、如权利要求4所述的振荡器，其特征在于
所述相邻两级参考电压提供电路的电压差，通过改变所述各级参考电压提供电路中Nk1管和Nk2管的宽长比的比值来调节。
6、如权利要求1所述的振荡器，其特征在于
所述参考电压产生电路产生的参考电压，进一步各通过一滤波电容，输出给所述参考电流产生电路和振荡信号产生电路。
7、如权利要求6所述的振荡器，其特征在于
所述滤波电容由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述滤波电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述滤波电容的另一端。
8、如权利要求1所述的振荡器，其特征在于
参考电流产生电路，包括电流镜。
9、如权利要求1所述的振荡器，其特征在于
所述振荡信号产生电路包括锯齿波产生电路和方波产生电路，其中
锯齿波产生电路，与所述参考电压产生电路和参考电流产生电路相连，在所述第一参考电压、参考电流和电源电压作用下，产生锯齿波；
方波产生电路，与所述参考电压产生电路和锯齿波产生电路相连，在所述第二参考电压作用下，产生与所述锯齿波同频率的方波。
10、如权利要求9所述的振荡器，其特征在于
所述锯齿波产生电路包括电流源、比较器、充电电容、N型MOSFET管MN1和缓冲器，其中
所述参考电流输入到连接电源电压的所述电流源，所述电流源还连接MN1管的漏极；MN1管的源极接地；充电电容一端连接电源电压，另一端通过连接点S同时连接MN1管的漏极和所述比较器的同相输入端；所述比较器的反相输入端输入所述第一参考电压，输出端经所述缓冲器连接MN1管的栅极；
所述比较器输出为低电平时MN1关闭，在参考电流作用下所述电源电压通过所述充电电容对S点充电；S点电压达到所述第一参考电压时，所述比较器翻转输出为高电平，开启MN1，S点迅速放电到电压为零，所述比较器再翻转输出为低电平，关闭MN1，形成一个锯齿波并经S点输出。
11、如权利要求10所述的振荡器，其特征在于
所述充电电容由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述充电电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述充电电容的另一端。
12、如权利要求9所述的振荡器，其特征在于
所述方波产生电路包括比较器和缓冲器，所述比较器的同相输入端接入所述锯齿波，反相输入端接入所述第二参考电压，输出端连接所述缓冲器；在所述锯齿波和第二参考电压作用下，所述比较器的输出端经所述缓冲器，产生与所述锯齿波同频率的方波。
13、一种参考电压产生电路，其特征在于，包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中
所述参考电压产生电路，包括基础电路和若干级参考电压提供电路，其中
所述基础电路连接电源电压和地，输出偏置电压；
各级参考电压提供电路均连接电源电压和地，依次级联后在所述偏置电压的作用下提供逐级升高的参考电压，相邻两级参考电压提供电路的电压差可调。
14、如权利要求13所述的参考电压产生电路，其特征在于
所述基础电路，包括漏极相连的P型MOSFET管P0和N型MOSFET管N0；
P0管的源极接电源电压，栅极和漏极连接在一起，引出所述偏置电压；
N0管的衬底接地，栅极和源极提供给参考电压提供电路的级联。
15、如权利要求13所述的参考电压产生电路，其特征在于
各级参考电压提供电路均包括一个供电P型MOSFET管和由两个共栅连接的N型MOSFET管组成的共栅N管对，供电P型MOSFET管Pk管所属参考电压提供单元中
Pk管的栅极为第一级联点，连接P0管的栅极；
Pk管的源极为第二级联点，连接电源电压；
组成所述共栅N管对的Nk1管和Nk2管，衬底连接在一起为第三级联点，接地；
Nk1管的漏极连接Pk管的漏极；
Nk2管的漏极为参考电压引出点和级联引出点；
Nk2管的源极为第四级联点，第1级参考电压提供单元的第四级联点接N0管的源极，往后各级参考电压提供电路的第四级联点接前一级的级联引出点。
16、如权利要求15所述的参考电压产生电路，其特征在于
所述相邻两级参考电压提供电路的电压差，通过改变所述各级参考电压提供电路中Nk1管和Nk2管的宽长比的比值来调节。
17、如权利要求13至16中任一项权利要求所述的参考电压产生电路，其特征在于
所述参考电压产生电路进一步包括若干个滤波电容，所述参考电压经所述滤波电容滤波后输出。
18、如权利要求17所述的参考电压产生电路，其特征在于
所述滤波电容由MOSFET管实现，MOSFET管的栅极为所述滤波电容的一端，源极、漏极和衬底连接在一起为所述滤波电容的另一端。
全文摘要
本发明公开了一种振荡器，其输出信号的频率随温度可调，该振荡器包括连接电源电压和地的参考电压产生电路，输出第一、第二和第三参考电压，第一参考电压大于第二、第三参考电压；与参考电压产生电路相连的参考电流产生电路，在第一、第三参考电压作用下，产生正比于绝对温度的参考电流；以及与参考电压产生电路和参考电流产生电路相连的振荡信号产生电路，在参考电流，第一、第二参考电压作用下，产生振荡信号。本发明振荡器整个电路没有使用电阻，输出信号的频率可跟随温度的变化而调节。
文档编号H03K4/502GK101237226SQ20081005790
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月20日 优先权日2008年2月20日
发明者赛 张, 刘奎伟 申请人:北京芯技佳易微电子科技有限公司