CN110706642A - 一种用于led显示屏驱动芯片的振荡电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，在偏置产生电路与延时单元组之间设置零号PMOS管、一号PMOS管、零号NMOS管、一号NMOS管、二号NMOS管及缓冲器，零号PMOS管及零号NMOS管两个管的栅极和漏极共四个极连接在一起，零号PMOS管的源极连接缓冲器的输入端，缓冲器的输出端连接一号PMOS管的源极以及一号NMOS管的漏极；零号NMOS管、一号NMOS管及二号NMOS管三个管的源极连接在一起，一号NMOS管及二号NMOS管两个管的栅极连接在一起并与一号NMOS管的漏极连接，一号PMOS管及二号NMOS管两个管的漏极连接在一起并与一号PMOS管的栅极连接；本发明提供的用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，具有对电源不敏感的、对NMOS管的阈值电压和温度都有一定补偿的优点，其提高通用环形振荡器的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种振荡电路，具体地涉及一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路。
背景技术
用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，振荡器的性能指标直接关系到电路功能的准确性，现有设计中振荡器的频率准确性不高，依赖于Bandgap提供偏置电路或者偏置电压高精度的振荡电路，对电源敏感、对MOS管的阈值电压和温度没有补偿。
因此，如何解决上述技术问题成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，其不依赖于Bandgap提供偏置电路或者偏置电压高精度的振荡电路，具有对电源不敏感的、对NMOS管的阈值电压和温度都有一定补偿的优点，其提高通用环形振荡器的精度。
为了解决上述技术问题，本发明的一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，该电路包括零号PMOS管、一号PMOS管、零号NMOS管、一号NMOS管、二号NMOS管、缓冲器、延时单元组及偏置产生电路，零号PMOS管及零号NMOS管两个管的栅极和漏极共四个极连接在一起，零号PMOS管的源极连接缓冲器的输入端，缓冲器的输出端连接一号PMOS管的源极以及一号NMOS管的漏极；
所述的零号NMOS管、一号NMOS管及二号NMOS管三个管的源极连接在一起，一号NMOS管及二号NMOS管两个管的栅极连接在一起并与一号NMOS管的漏极连接，一号PMOS管及二号NMOS管两个管的漏极连接在一起并与一号PMOS管的栅极连接；
所述的延时单元组为若干奇数个延时单元组成的环形振荡器，每个延时单元分别与一号PMOS管的源极和二号NMOS管的源极连接；
所述的偏置产生电路分别与零号PMOS管的源极、一号NMOS管的漏极和零号NMOS管的源极连接。
进一步所述的偏置产生电路包括三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管、六号PMOS管、三号NMOS管、四号NMOS管和电阻R0,三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管及六号PMOS管四个管的源极连在一起；三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管及六号PMOS管四个管的栅极极连在一起；
所述的三号PMOS管及三号NMOS管两个管的漏极连在一起并与四号NMOS管的栅极连接，四号PMOS管及四号NMOS管两个管的漏极连在一起并与四号PMOS管的栅极连接，三号NMOS管的栅极与四号NMOS管的源极连接在一起并与电阻R0的第一端连接，电阻R0的另一端标记为第二端，其连接三号NMOS管的源极；
所述的偏置产生电路中五号PMOS管的漏极连接零号PMOS管的源极，六号PMOS管的漏极连接一号NMOS管的漏极，电阻R0的第二端连接零号NMOS管的源极。
进一步所述的偏置产生电路包括启动电路，三号PMOS管的源极和漏极以及三号NMOS管的源极分别与启动电路连接。
进一步所述的每个延时单元分别包括五号NMOS管、六号NMOS管、七号PMOS管和八号PMOS管，五号NMOS管的源极连接二号NMOS管的源极，五号NMOS管的漏极连接六号NMOS管的源极，六号NMOS管的漏极连接七号PMOS管的漏极，六号NMOS管的栅极连接七号PMOS管的栅极，七号PMOS管的源极连接八号PMOS管的漏极，八号PMOS管的源极连接一号PMOS管的源极。
本发明采用上述结构后，此电路有如下特性：
延时单元的延时时间即延时单元对节点OUT充放电的时间
tpHL：High to Low Delay Time高电平到低电平延时；
tpLH：Low to High Delay Time低电平到高电平延时。
输入电压VIN由低到高变化，延时tpLH分为2部分：
(1)当VIN>Vthn(NMOS管的阈值电压)时，六号NMOS管NM6开启，五号NMOS管NM5由偏置电压VBN偏置产生ib2镜像电流对OUT放电，延时时间为t1；
t1＝Cout(VR_OSC-Vdsatn)/ib2
(2)当OUT端电压小于五号NMOS管NM5的Vdsatn时，五号NMOS管NM5进入线性区，延时时间为t2，时间常数为
τn≈Ron5*Cout
输入电压VIN由高到低变化，延时tpHL也分为2部分：
(1)当VR_OSC-VIN>|Vthp|时，Vthp为PMOS管的阈值电压，七号PMOS管PM7开启，八号PMOS管PM8由偏置电压VBP偏置产生ib2镜像电流对OUT放电，延时时间为t3：
t3＝Cout(VDD-Vdsatp)/ib2
(2)当OUT端电压大于八号NMOS管NM8的Vdsatp时，八号PMOS管PM8进入线性区，延时时间为t4，时间常数为：
τp≈Ron8*Cout
线性区MOS管的导通电阻Ron为：
时间常数越大，放电时间越长，则
环形振荡器OSC的输出频率为：
1.环形振荡器OSC的输出频率与环形振荡器的输入电压VR_OSC成反比关系，
在其它条件不变的情况下，VR_OSC增大，则t1、t3增大，t2、t4不变，OSC输出频率降低；
2.环形振荡器OSC的输出频率与电流ib2成正比关系，
在其它条件不变的情况下，电流ib2增大，则t1、t3减小，t2、t4不变，OSC输出频率增大；
3.当电流ib1、ib2和环形振荡器的输入电压VR_OSC不变的时候，OSC的输出频率与温度成反比关系，
当电流ib1、ib2和VR_OSC不变，温度升高时，Ron增大，OSC输出频率降低。
所以，可以得出以下结论：
1.环形振荡器的输入电压VR_OSC与电源无关，所以环形振荡器OSC的输出频率对电源电压VDD不敏感；
2.所有的NMOS管的阈值电压Vthn变化的时候，会产生正比关系的电流，使环形振荡器OSC的输出频率变大，也同时会产生正比关系的VR_OSC，使环形振荡器OSC的输出频率变小，最终使环形振荡器OSC的输出频率相互补偿；
3.温度变化的时候，所有的NMOS管的阈值电压Vthn和所有的PMOS管的阈值电压的绝比值|Vthp|与温度成反比，所以：VR_OSC会与温度成反比，使输出频率与温度成正比；电流ib1和ib2与温度成反比，使输出频率与温度成反比，最终使环形振荡器OSC的输出频率相互补偿。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
如图1所示，本发明的一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，包括零号PMOS管、一号PMOS管、零号NMOS管、一号NMOS管、二号NMOS管、缓冲器、延时单元组及偏置产生电路，零号PMOS管及零号NMOS管两个管的栅极和漏极共四个极连接在一起，零号PMOS管的源极连接缓冲器的输入端，缓冲器的输出端连接一号PMOS管的源极以及一号NMOS管的漏极；
如图1所示，零号NMOS管、一号NMOS管及二号NMOS管三个管的源极连接在一起，一号NMOS管及二号NMOS管两个管的栅极连接在一起并与一号NMOS管的漏极连接，一号PMOS管及二号NMOS管两个管的漏极连接在一起并与一号PMOS管的栅极连接；
如图1所示，延时单元组为若干奇数个延时单元组成的环形振荡器，每个延时单元分别与一号PMOS管的源极和二号NMOS管的源极连接；
如图1所示，偏置产生电路分别与零号PMOS管的源极、一号NMOS管的漏极和零号NMOS管的源极连接。
如图1所示，偏置产生电路包括三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管、六号PMOS管、三号NMOS管、四号NMOS管和电阻R0,三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管及六号PMOS管四个管的源极连在一起；三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管及六号PMOS管四个管的栅极极连在一起；
如图1所示，三号PMOS管及三号NMOS管两个管的漏极连在一起并与四号NMOS管的栅极连接，四号PMOS管及四号NMOS管两个管的漏极连在一起并与四号PMOS管的栅极连接，三号NMOS管的栅极与四号NMOS管的源极连接在一起并与电阻R0的第一端连接，电阻R0的另一端标记为第二端，其连接三号NMOS管的源极；
如图1所示，偏置产生电路中五号PMOS管的漏极连接零号PMOS管的源极，六号PMOS管的漏极连接一号NMOS管的漏极，电阻R0的第二端连接零号NMOS管的源极。
如图1所示，偏置产生电路包括启动电路，三号PMOS管的源极和漏极以及三号NMOS管的源极分别与启动电路连接。
如图1所示，每个延时单元分别包括五号NMOS管、六号NMOS管、七号PMOS管和八号PMOS管，五号NMOS管的源极连接二号NMOS管的源极，五号NMOS管的漏极连接六号NMOS管的源极，六号NMOS管的漏极连接七号PMOS管的漏极，六号NMOS管的栅极连接七号PMOS管的栅极，七号PMOS管的源极连接八号PMOS管的漏极，八号PMOS管的源极连接一号PMOS管的源极。
该用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路不依赖于Bandgap提供偏置电路或者偏置电压高精度的振荡电路，具有对电源不敏感的、对NMOS管的阈值电压和温度都有一定补偿的优点，其提高通用环形振荡器的精度。
综上所述，本发明已如说明书及图示内容目前已制成实际样品在长期测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (4)
1.一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，其特征在于：该电路包括零号PMOS管、一号PMOS管、零号NMOS管、一号NMOS管、二号NMOS管、缓冲器、延时单元组及偏置产生电路，零号PMOS管及零号NMOS管两个管的栅极和漏极共四个极连接在一起，零号PMOS管的源极连接缓冲器的输入端，缓冲器的输出端连接一号PMOS管的源极以及一号NMOS管的漏极；
所述的零号NMOS管、一号NMOS管及二号NMOS管三个管的源极连接在一起，一号NMOS管及二号NMOS管两个管的栅极连接在一起并与一号NMOS管的漏极连接，一号PMOS管及二号NMOS管两个管的漏极连接在一起并与一号PMOS管的栅极连接；
所述的延时单元组为若干奇数个延时单元组成的环形振荡器，每个延时单元分别与一号PMOS管的源极和二号NMOS管的源极连接；
所述的偏置产生电路分别与零号PMOS管的源极、一号NMOS管的漏极和零号NMOS管的源极连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，其特征在于，所述的偏置产生电路包括三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管、六号PMOS管、三号NMOS管、四号NMOS管和电阻R0,三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管及六号PMOS管四个管的源极连在一起；三号PMOS管、四号PMOS管、五号PMOS管及六号PMOS管四个管的栅极极连在一起；
所述的三号PMOS管及三号NMOS管两个管的漏极连在一起并与四号NMOS管的栅极连接，四号PMOS管及四号NMOS管两个管的漏极连在一起并与四号PMOS管的栅极连接，三号NMOS管的栅极与四号NMOS管的源极连接在一起并与电阻R0的第一端连接，电阻R0的另一端标记为第二端，其连接三号NMOS管的源极；
所述的偏置产生电路中五号PMOS管的漏极连接零号PMOS管的源极，六号PMOS管的漏极连接一号NMOS管的漏极，电阻R0的第二端连接零号NMOS管的源极。
3.根据权利要求2所述的一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，其特征在于：所述的偏置产生电路包括启动电路，三号PMOS管的源极和漏极以及三号NMOS管的源极分别与启动电路连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种用于LED显示屏驱动芯片的振荡电路，其特征在于：所述的每个延时单元分别包括五号NMOS管、六号NMOS管、七号PMOS管和八号PMOS管，五号NMOS管的源极连接二号NMOS管的源极，五号NMOS管的漏极连接六号NMOS管的源极，六号NMOS管的漏极连接七号PMOS管的漏极，六号NMOS管的栅极连接七号PMOS管的栅极，七号PMOS管的源极连接八号PMOS管的漏极，八号PMOS管的源极连接一号PMOS管的源极。
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