一种压频转换电路和环振型模数转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及电子电路设计领域，更具体地说，涉及一种压频转换电路和环振型模数转换器。
【背景技术】
[0002]压频转换电路是一种基于电路振荡原理输出特定频率信号的电子电路模块，在微电子领域得到了广泛的应用。
[0003]传统压频转换电路的拓扑结构是由输入电压作为供电电源的多达几十级的奇数个非门谐振电路。为了满足起振与维持振荡的要求，其输入电压一般都大于IV，且输出信号频率一般都大于1MHz，因而不能满足脑植入传感器的前端信号的超低电压输入和低频输出的要求。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本申请提供一种压频转换电路和环振型模数转换器，在保证容易起振和维持振荡的要求下，降低了输入电压和输出信号频率的等级，满足脑植入传感器的前端信号的要求。
[0005]为了实现上述目的，现提出的方案如下:
[0006]—种压频转换电路，应用于环振型模数转换器，包括:
[0007]多级CMOS非门电路，其中所述CMOS非门电路的级数为奇数级，所述多级CMOS非门电路的PMOS管和NMOS为近零阈值PMOS管和近零阈值NMOS管；
[0008]连接在所述多级的CMOS非门电路的非门输入端和非门输出端之间的电阻；
[0009]与所述多级CMOS非门电路输入端相连，且接地的电容；
[0010]与所述多级CMOS非门电路的PMOS管的源极相连的输入电源，所述输入电源与信号输入端相连。
[0011]优选的，还包括:用于提高输出信号带负载能力的一级CMOS非门电路；
[0012]其中，所述一级CMOS非门电路的非门输入端与所述多级CMOS非门电路的非门输出端相连；
[0013]所述一级CMOS非门电路的非门输出端与信号输出端相连；
[0014]所述一级CMOS非门电路的PMOS管的源极与所述电源相连，NMOS管的源极接地。
[0015]优选的，所述多级CMOS非门电路为三级CMOS非门电路、五级CMOS非门电路或7级CMOS非门电路。
[0016]优选的，所述多级CMOS非门电路的PMOS管为大宽长比的PMOS管，NMOS管为大宽长比NMOS管；
[0017]所述多级CMOS非门电路的PMOS管的衬底与所述输入电源相连，所述NMOS管的衬底接地。
[0018]优选的，所述多级CMOS非门电路的PMOS管和NMOS管的衬底接地。
[0019]优选的，所述多级CMOS非门电路的PMOS管的宽长比为2.5mm/180nm,NMOS管的宽长比为 lmm/180nm。
[0020]优选的，所述多级CMOS非门电路的PMOS管的宽长比和NMOS管的宽长比均为100 μm/nm0
[0021]优选的，所述电阻的阻值为50kQ?100kQ，所述电容的电容值为80fF?8pF。
[0022]优选的，所述一级CMOS非门电路的PMOS管的宽长比为300 μ m/180nm, NMOS管的宽长比为200 ym/180nm。
[0023]—种环振型模数转换器，包括权利要求1至权利要求9中任意一项权利要求所述的压频转换电路。
[0024]经由上述技术方案可知，本申请公开了一种压频转换电路以及包含该压频转换电路的环振型模数转换器。该压频转换电路包括多级CMOS非门电路、电阻、电容、输入电源端、以及信号输入端和信号输出端。其中所述电阻连接在多级CMOS非门电路的非门输入端和非门输出端，所述电容与多级CMOS非门电路的非门输入端相连，且接地，以组成振荡电路。在本发明中多级CMOS非门电路中的PMOS管和NMOS采用近零阈值MOS管，依据近零阈值MOS管的e指数电流响应工作原理，其漏极电流是关于e指数的栅压幂率，能够获得较大的电压增益，因而采用超低输入电压即可实现振荡电路的起振以及维持振荡电路的持续振荡，且由于近零阈值MOS管具有低通滤波的作用，因而能降低输出信号的频率。由此可见，本发明所公开的压频转换电路具有超低输入电压和低频输出的特点，从而满足脑植入传感器的前端信号的要求。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0026]图1示出了本发明一个实施例公开的一种压频转换电路的电路图；
[0027]图2示出了本发明另一个实施例公开的一种压频转换电路的电路图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]参见图1示出了本发明一个实施例公开的一种压频转换电路的电路图。
[0030]由图1可知，该压频转换电路包括:多级CMOS非门电路N、电阻R、电容C、输入电源Vdc以及信号输入端Vin。
[0031 ] 其中，所述多级CMOS非门电路的级数为奇数级，且所述多级CMOS非门电路的PMOS管和NMOS管均为近零阈值的MOS管。需要说明的是，在超低电压为电子领域中所述近零阈值的MOS管的实际阈值处于20mV左右。
[0032]该压频转换电路的具体连接关系如下:
[0033]所述电阻R连接在于所述多级CMOS非门电路N的非门输入端和非门输出端之间。
[0034]所述电容C与所述多级CMOS非门电路N的非门输入端相连，且另一端接地。
[0035]所述输入电压与所述多级CMOS非门电路N中所有PMOS管的源极相连，且所述输入电压和信号输入端直接相连。
[0036]通过上述的连接方式，多级CMOS非门电路N、电阻R、电容C、输入电源Vdc、输入信号端Vin组成振荡电路，用于实现压频转换。
[0037]由于在本实施例中，多级CMOS非门电路中的PMOS管和NMOS采用近零阈值MOS管，依据近零阈值MOS管的e指数电流响应工作原理，其漏极电流是关于e指数的栅压幂率，能够获得较大的电压增益，因而采用超低输入电压即可实现振荡电路的起振以及维持振荡电路的持续振荡，且由于近零阈值MOS管具有低通滤波的作用，因而能降低输出信号的频率。由此可见，本发明所公开的压频转换电路具有超低输入电压和低频输出的特定，从