张弛振荡器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明总的来说涉及用于集成电路的时钟信号的产生，更具体地说，涉及比较器和使用比较器的张驰振荡器。
[0002]张驰振荡器电路已被应用于多种电子电路并经常被用于产生控制该电子电路时序的时钟信号。例如，张驰振荡器电路可被用在DC/DC变换器、计数器、移位器、微控制器和调制电路中。典型的，由张驰振荡器电路提供的时钟信号的周期主要取决于两个电容器的充电和放电。
[0003]图1示出了一种已知的张驰振荡器电路，其具有参考电压Vref、给第一电容器102提供充电电流的第一电流源101、第一电容器开关103、给第二电容器105提供充电电流的第二电流源104、第二电容器开关106、第一比校器107、第二比较器108以及提供输出时钟信号的触发器109。第三电流源110和第四电流源110和111分别为第一比较器107和第二比较器108提供偏置电流。通过操作第一开关103,第一电容器102在输出时钟信号的第一半周期期间充电并在输出时钟信号的第二半周期期间放电。通过操作第二开关106，第二电容器105在输出时钟周期的第二半周期期间充电并在输出时钟信号的第一半周期期间放电。第一比较器107被设置为通过持续地对第一电容器两端的电压和参考电压Vref进行比较来提供输出。第二比较器108被设置为通过持续地对第二电容器两端的电压和参考电压Vref进行比较来提供输出。触发器109具有Q和/Q输出，Q和/Q输出产生输出时钟信号CLK和反相输出时钟信号/CLK，其被提供给比较器。输出时钟信号CLK和和/CLK分别对第二开关106和第一开关103进行操作。
[0004]这种典型张驰振荡器的功耗相对较高，这是因为其具有四个电流源101，104，110和111，这些电流源需要在电容器102和105的所有充电和放电阶段有效。此外，为了获得良好的时钟周期的精确度，比较器的响应速度应当足够迅速。这就需要更多的功率，而这在低功率应用中可能是不可接受的。因此，提供一种消耗较低功率的张驰振荡器将是非常有利的。
【附图说明】
[0005]结合附图参考下文对优选实施例的描述，将能最好的理解本发明及其目的和优点，其中:
[0006]图1是已知张驰振荡器电路的简化电路图；
[0007]图2是根据本发明第一实施例的张驰振荡器电路的简化电路图；
[0008]图3是根据本发明第二实施例的张驰振荡器电路的简化电路图；以及
[0009]图4是根据本发明第三实施例的张驰振荡器电路的简化电路图。
【具体实施方式】
[0010]下文联系附图进行的详细描述意在对本发明的当前优选实施例进行描述，而不代表可以实施本发明的唯一形式。应当理解，可以通过包含在本发明精神和范围中的不同实施例来完成相同或等价的功能。在图中，相同的附图标记始终用于指代相同的元件。另外，术语“包括，”、“包含”或其其它任何变形均意在覆盖非排除性的包含，这样，包括一系列元件或步骤的模块、电路、设备元件、结构和方法步骤并不仅仅包含这些元件，而是还可包含未明确列出或者这些模块、电路、设备元件或步骤所固有的其他元件或步骤。接有“包括…”的元件或步骤在没有更多限制的情况下，并不排除包括该元件或步骤的其他相同元件或步骤的存在。
[0011]在一个实施例中，本发明提供了一种振荡器电路，其包括用于产生时钟信号的触发器、第一和第二电容器、以及用于分别将第一和第二电容器两端的电压与参考电压进行比较的第一和第二比较器。每个比较器具有连接至触发器输入的输出。开关电路连接至触发器的输出。开关电路被设置为在时钟信号的第一半周期将充电电流从第一电流源引导至第一电容器并将偏置电流从第二电流源引导至第一比较器。在时钟信号的第二半周期，开关电路被设置为将充电电流从第二电流源引导至第二电容器并将偏置电流从第一电流源引导至第二比较器。
[0012]在另一实施例中，本发明提供了一种振荡器电路，其包括用于产生时钟信号的触发器、第一和第二电容器、以及用于分别将第一和第二电容器两端的电压与参考电压进行比较的第一和第二比较器。每个比较器具有连接至触发器输入的输出。开关电路连接至触发器的输出。开关电路被设置为在时钟信号的第一半周期将充电电流从第一电流源引导至第一电容器并将偏置电流从第二电流源引导至第一比校器。在时钟信号的第二半周期，开关电路被设置为将充电电流从第一电流源引导至第二电容器并将偏置电流从第二电流源引导至第二比较器。
[0013]这样，在一些实施例中，当所供给的充电电流实际上并未用于充电时，与已知配置中该充电电流导入地相比，其相反地作为偏置电流流入其中一个比较器。
[0014]现在参见图2，其示出了用于在输出线路201上提供时钟信号CLK的张驰振荡器电路200的第一实例。线路201上的时钟信号可被用于电子电路设备(未不出)再，在一些实施例中，张驰振荡器电路200可被包含在该设备中。
[0015]包括P沟道MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)的第一电流源202和同样包括PM0SFET的第二电流源203的源极端均连接至供电电压VDD，其栅极端连接在一起并连接至偏置电压VB。第一电流源202的漏极端连接至第一开关204和第二开关205。第一开关204和第二开关205中的每一个均包括PM0SFET。第一开关204和第二开关205的源极端连接至构成第一电流源202的PM0SFET的漏极端。第一开关204的栅极端接收来自触发器206的反相时钟信号(/CLK)输出。第二开关205的栅极端通过第一反相器207接收来自触发器206的反相时钟信号。第一开关204的漏极端连接至第一充电电容器208的第一端。第一充电电容器208的第二端连接至供电电压VSS(其可接地)。第三开关209连接在第一充电电容器208的两端。第三开开关209包括N沟道M0SFET，N沟道MOSFET的漏极端连接至第一开关204的漏极端，源极端连接至供电电压VSS，栅极端连接至触发器206的反相输出(即，/CLK)。从而第一开关204和第三开关209的操作，以及因此的第一电容器208的充电和放电，由反相时钟信号(/CLK)控制。第一电容器208的第一端还连接至第一比较器210的非反相输入。第一比较器210的反相输入连接至参考电压源VREF。第一比较器210将第一电容器208两端的电压与参考电压VREF进行比较。第一比较器210的输出连接至触发器206的第一输入。在所示实施例中，触发器206包括SR触发器(或锁存器)，并且第一比较器210的输出连接至R输入端，时钟信号CLK产生在Q输出，反相时钟信号/CLK产生在/Q输出。
[0016]第二电流源203的漏极端连接至第四开关211和第五开关212。第四开关211和第五开关212中的每一个均包括PM0SFET，其源极端连接至第二电流源203的漏极端。第四开关211的栅极端通过第二反相器213接收来自触发器206的时钟信号CLK，第五开关212的栅极端接收来自触发器206的时钟信号CLK。第五开关212的漏极端连接至第二充电电容器214的第一端。第二充电电容器214的第二端连接至供电电压VSS。第六开关215跨接第二电容器214。在所示实施例中，第六开关214包括NM0SFET，其漏极端连接至第五开关212的漏极端，源极端连接至VSS，栅极端连接至触发器206的Q输出以用于接收时钟信号CLK。从而第五开关212和第六开关215的操作，以及因此的第二电容器214的充电和放电，由触发器206输出的时钟信号CLK控制。
[0017]第二电容器214的第一端还连接至第二比较器216的非反相输入。第二比较器216的反相输入连接至参考电压源VREF。因此，第二比较器216将第二电容器214两端的电压与VREF进行比校。第二比较器216的输出连接至触发器206的S输入端。
[0018]第四开关211的漏极端将线路217上的第一偏置(或“轨”)电流提供给第一比较器210，第二开关205的漏极端将线路218上的第二偏置电流提供给第二比较器216。因此，各比较器210，216的偏置电流的供给同样由触发器206输出的时钟信号(或反相时钟信号)来控制。
[0019]通过操作第三开关209,第一电容器208在时钟信号CLK的第一半周期充电并在时钟信号CLK的第二半周放电。通过操作第六开关215，第二电容器214在时钟信号CLK的第二半周充电并在时钟信号CLK的第一半周期放电。当第一电容器208两端的电压达到参考电压VREF时，第一比较器210翻转，当第二电容器214两端的电压达到参考电压VREF时，第二比较器216翻转。触发