CN110995158A - 一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构 - Google Patents

一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构 Download PDF

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吴汉明
周航
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02—Details
    • H03B5/04—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature

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Abstract

本发明提供一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，其包括运算放大器A1、与该运算放大器A1相连的与工艺角无关的基准电压Vref、与运算放大器A1相连的PMOS管M1、与所述PMOS管M1串联相连的PMOS管M5和NMOS管M6、PMOS管M2、运算放大器A2、PMOS管M3、PMOS管M4、NMOS管M7、NMOS管M8、电阻R1、NMOS管M9以及NMOS管M1O；本方案通过上述电流结构，使得震荡器的输出电流随工艺角变化，以此来补偿震荡器的输出频率，进而使得震荡器输出频率在不同工艺角下都能保持稳定的输出频率。

Description

一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构
技术领域
本发明涉及震荡器技术领域，具体涉及一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构。
背景技术
在环形震荡器应用时，震荡器的频率会随工艺角变化而导致输出频率发生变化，通常情况下，在相同电流时环形震荡器在SNSP工艺角时震荡频率会变小，在FNFP工艺角时震荡频率会变大；然而环形震荡器的震荡频率随电流的变化成正比，在相同工艺角相同时，电流值越大震荡器频率就越大，因此需要一种带工艺角补偿的电流来补偿震荡器的振荡频率，从而使震荡器的输出频率不会受到工艺角的变化而发生变化。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，该电流结构其可以实现输出电流随工艺角变化而来补偿震荡器的输出频率，从而使得输出频率在不同工艺角下能够输出稳定的频率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，所述电流结构包括运算放大器A1、与该运算放大器A1相连的与工艺角无关的基准电压Vref、与运算放大器A1相连的PMOS管M1、与所述PMOS管M1串联相连的PMOS管M5和NMOS管M6、PMOS管M2、运算放大器A2、PMOS管M3、PMOS管M4、NMOS管M7、NMOS管M8、电阻R1、NMOS管M9以及NMOS管M1 O，其中PMOS管M2与所述NMOS管M7串联相连，所述运算放大器A2与所述基准电压Vref相连，所述PMOS管M4与所述运算放大器A2相连，PMOS管M4与所述电阻R1串联相连，PMOS管M3与所述NMOS管M8串联相连，NMOS管M9和NMOS管M1 O并联连接在所述NMOS管M8的两端，所述PMOS管M5和NMOS管M6通过二极管的连接方式相连，其中经所述NMOS管M1 O流出的输出电流
Figure BDA0002291503120000021
其中RP为PMOS管M5的等效电阻，RN为NMOS管M6的等效电阻。
进一步，所述PMOS管M1与PMOS管M2构成电流镜的方式相连。
进一步，所述PMOS管M3与PMOS管M4构成电流镜的方式相连。
进一步，所述NMOS管M7与NMOS管M8构成电流镜的方式相连。
进一步，所述NMOS管M9与NMOS管M10构成电流镜的方式相连。
与传统的技术方案相比，本方案具有的有益技术效果为：本方案通过上述电流结构，使得震荡器的输出电流随工艺角变化，以此来补偿震荡器的输出频率，进而使得震荡器输出频率在不同工艺角下都能保持稳定的输出频率。
附图说明
图1为本实施例中电流结构工作原理方框示意图。
图2为本实施例中电流结构系统结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
本发明是针对现有的震荡器其在实际应用时，其震荡器的震荡频率会随工艺角变化而导致输出频率发生变化的问题，进而提出的一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，该电流结构其可以实现输出电流随工艺角变化而来补偿震荡器的输出频率，从而使得输出频率在不同工艺角下能够输出稳定的频率。
参见附图1所示，为了更好的表达本发明的思路，本实施例首先结合附图1,进行简单的说明。假设产生一路电流I1，电流I1其在SNSP工艺角时变小，在FNFP工艺角时电流I1变大；再产生一路与MOS工艺角无关的电流I2，通过I1与I2电流做逻辑运算相减得到I3电流，这样就可以得到电流I3在SNSP工艺角时变大，在FNFP工艺角时变小，利用电流I3为震荡器提供电流，则可以使得震荡器的输出频率不会受到MOS管工艺角变化而发生变化。
参照附图2所示，具体给出了本实施例中电流结构系统结构原理示意图。在虚线方框S1中，Vref为一个与工艺角无关的基准电压，A1为一个运算放大器，运算放大器A1其与PMOS管M1连接并形成负反馈，以使得节点X1等于基准电压Vref，PMOS管M5和NMOS管M6二者之间采用二极管连接方式，假设PMOS管M5的等效电阻为RP，NMOS管的等效电阻为RN，则可以得到流经PMOS管M1上的电流
Figure BDA0002291503120000031
同时由于PMOS管MI和PMOS管M2构成电流镜，则流经PMOS管M2上的电流I2，则电流
Figure BDA0002291503120000032
在虚线方框S2中，A2为一个运算放大器，其与PMOS管M4相连并形成负反馈，使得节点X2等于基准电压Vref，则可以得到流经PMOS管M4上的电流
Figure BDA0002291503120000033
PMOS管M3与PMOS管M4构成电流镜，则流经PMOS管M3上的电流
Figure BDA0002291503120000034
可以看出流经PMOS管M3上的电流I3不会受到MOS管工艺角的变化而发生变化。
在虚线方框S3中，NMOS管M7与NMOS管M8组成电流镜，所以流经NMOS管M8的电流I5等于流经NMOS管M7的电流，即I2，流经NMOS管M8的电流I5和流经NMOS管M9的电流I6之和为I3，所以可以得到流经NMOS管M9的电流I6，I6＝I3-I5；由于NMOS管M9与NMOS管M10构成电流镜，因此可以得到流经NMOS管M10的输出电流I7＝I6＝I3-I5；
因此，可以得到输出电流
Figure BDA0002291503120000041
由于基准电压Vref，电阻R1不会随工艺角的变化而变化，RP和RN在SNSP工艺角时会变大，所以在SNSP工艺角下输出电流I7会变大；额RP和RN在FNFP工艺角时会变小，所以在FNFP工艺角下输出电流I7会变小；利用输出电流I7为震荡器提供电流，通过电流补偿MOS管工艺角对震荡器的影响，则可以使得震荡器的输出频率不会受到MOS管工艺角变化而发生变化。
综上所述，本方案通过上述电流结构，使得震荡器的输出电流随工艺角变化，以此来补偿震荡器的输出频率，进而使得震荡器输出频率在不同工艺角下都能保持稳定的输出频率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，其特征在于：所述电流结构包括运算放大器A1、与该运算放大器A1相连的与工艺角无关的基准电压Vref、与运算放大器A1相连的PMOS管M1、与所述PMOS管M1串联相连的PMOS管M5和NMOS管M6、PMOS管M2、运算放大器A2、PMOS管M3、PMOS管M4、NMOS管M7、NMOS管M8、电阻R1、NMOS管M9以及NMOS管M1O，其中PMOS管M2与所述NMOS管M7串联相连，所述运算放大器A2与所述基准电压Vref相连，所述PMOS管M4与所述运算放大器A2相连，PMOS管M4与所述电阻R1串联相连，PMOS管M3与所述NMOS管M8串联相连，NMOS管M9和NMOS管M1O并联连接在所述NMOS管M8的两端，所述PMOS管M5和NMOS管M6通过二极管的连接方式相连，其中经所述NMOS管M1O流出的输出电流
Figure FDA0002291503110000011
其中RP为PMOS管M5的等效电阻，RN为NMOS管M6的等效电阻。
2.根据权利要求1所述的一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，其特征在于：所述PMOS管M1与PMOS管M2构成电流镜的方式相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，其特征在于：所述PMOS管M3与PMOS管M4构成电流镜的方式相连。
4.根据权利要求1所述的一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，其特征在于：所述NMOS管M7与NMOS管M8构成电流镜的方式相连。
5.根据权利要求1所述的一种补偿环形震荡器工艺角变化的电流结构，其特征在于：所述NMOS管M9与NMOS管M10构成电流镜的方式相连。
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