CN114553191A - 一种自适应温度和电源电压的环形振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，包括：电源电压－电流转换器、CATA电流发生器和电流控制振荡器；电源电压－电流转换器，用于对电路中产生的负温度特性和正温度特性进行抵消，输出与电源电压成正比的第一电流；CATA电流发生器，用于使预设阈值电压MOS管的宽长比大于常规阈值电压MOS管的宽长比，输出与温度成负斜率线性关系的第二电流；电流控制振荡器，用于获取第一电流和第二电流相减之后的总电流作为输入，输出振荡频率。与现有技术相比，该器件电路结构简单，实现对温度和电源电压的双重补偿，可广泛应用于SoC系统中，提高了器件的适用性。

Description

一种自适应温度和电源电压的环形振荡器

技术领域

本发明涉及振荡器的技术领域，特别是涉及一种自适应温度和电源电压的环形振荡器。

背景技术

开环的片上环形振荡器是SoC芯片的重要模块，SoC芯片要求其系统程序工作于稳定的时钟频率上，理想情况下不随外界环境变化而变化，其中，影响电路工作的环境因素指温度和电源电压。

片上环形振荡器的通用结构为电流源偏置的单端或差分的奇数级反相器链，其振荡频率由环路的总延时决定。假设反相器链上的每一级的结构相同，则总的延时大小由单级延时决定。单级反相器的延时由其尺寸、偏置电流、阈值电压、载流子迁移率及负载电容等决定。假设尺寸固定，则负载电容固定，反相器的延时主要取决于偏置电流、载流子迁移率及阈值电压。对于电流源偏置的反相器来说，其对负载电容的充放电时间与载流子迁移率相关度较小，因此可以忽略载流子迁移率对延时的影响。阈值电压直接影响翻转电平，且阈值电压随着温度增大而线性减小，因此恒定电流偏置环形振荡器谐振频率随着温度升高而线性增大，使得恒定电流偏置环形振荡器无法直接应用于SoC设计中。

如果需要得到与温度和电源无关的谐振频率，环形振荡器的偏置电流需要满足与温度成负斜率线性函数关系。且由于存在电流源电路沟道长度调制效应等非线性效应，偏置电流随着电源电压增大而增大，因此需要电源电压自适应补偿电路。基于上述分析可知，开环环形振荡器的谐振频率随着温度升高而增大，因此为了在全温度范围内获得恒定的谐振频率，需要设计特定的电流偏置电路，且满足与温度呈负斜率线性关系，并对沟道长度调制效应进行补偿。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，该器件电路结构简单，实现对温度和电源电压的双重补偿，可广泛应用于SoC系统中，提高了器件的适用性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，包括：电源电压－电流转换器、CATA电流发生器和电流控制振荡器；

其中，所述电源电压－电流转换器，用于对电路中产生的负温度特性和正温度特性进行抵消，输出与电源电压成正比的第一电流；

所述CATA电流发生器，用于通过设置预设阈值电压MOS管和常规阈值电压MOS管，以使所述预设阈值电压MOS管的宽长比大于所述常规阈值电压MOS管的宽长比，输出与温度成负斜率线性关系的第二电流；

所述电流控制振荡器，用于获取所述第一电流和所述第二电流相减之后的总电流作为所述电流控制振荡器的输入，输出振荡频率。

进一步地，所述电源电压－电流转换器，包括：

第一电源电压、第二电源电压、第一接地、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管和第一电阻；

其中，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的栅端分别与所述第二电源电压相连接；所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的源端分别与所述第一电源电压相连接；所述第一PMOS管的栅端和所述第二PMOS管的栅端、漏端分别与所述第一NMOS管的漏端相连接；所述第三PMOS管的栅端和第四PMOS管栅端、漏端分别与所述第二NMOS管的漏端相连接；所述第一PMOS管的源端与所述第一接地连接；所述第二PMOS管和所述第三PMOS管的源端分别与所述第一PMOS管的漏端相连接；所述第三PMOS管的漏端分别与所述第四PMOS管的源端和所述第一电阻的第一端相连接；栅漏短接的所述第三NMOS管的栅漏端和所述第四NMOS管的栅端分别与所述第一电阻的第二端相连接；所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的源端分别与所述第一电源电压相连接；栅漏短接的所述第五PMOS管的栅漏端和所述第六PMOS管的栅端分别与所述第四NMOS管的漏端相连接；所述第五PMOS管和所述第六PMOS管的源端分别与所述第一接地相连接，所述第六PMOS管的漏端为所述电源电压－电流转换器的电流输出端。

进一步地，所述CATA电流发生器，包括：

第三电源电压、第二接地、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第二电阻和第一电容；

其中，所述第五NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管和所述第八NMOS管的源端分别与所述第三电源电压相连接；所述第五NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管和所述第八NMOS管的栅端相互连接；栅漏短接的所述第七NMOS管的栅漏端和所述第八PMOS管的漏端相连接；所述第七PMOS管的漏端分别与所述第七PMOS管的栅端和所述第二电阻的第一端相连接；所述第二电阻的第二端与栅漏断接的所述第九PMOS管的栅漏端相连接；所述第九PMOS管和所述第七PMOS管的源端分别与所述第三电源电压相连接；所述第七PMOS管的漏端分别与所述第六NMOS管的漏端、所述第一电容的第一端和所述第八PMOS管的栅端相连接；所述第一电容的第二端与所述第三电源电压相连接；所述第八PMOS管的源端与所述第三电源电压相连接；所述第八NMOS管的漏端为所述CATA电流发生器的电流输出端。

进一步地，还包括：CATA电流发生器启动电路；

所述CATA电流发生器启动电路包括第九NMOS管、第十NMOS管、第十PMOS管、第四电源电压和第三接地；

其中，所述第一NMOS管的栅偏置电压分别与所述第十PMOS管和所述第十NMOS管的栅端相连接；所述第十PMOS管的源端与所述第三接地相连接；所述第十PMOS管的漏端分别与所述第九NMOS管的栅端和所述第十NMOS管的漏端相连接；所述第九NMOS管和第十NMOS管的源端分别与第四电源电压相连接；所述第九NMOS管的漏端对于所述第八PMOS管的栅端节点相连接。

进一步地，所述电流控制振荡器包括反相器，其中，所述反相器的数量为奇数，且每个反相器首尾相连。

进一步地，所述电流控制振荡器输出的振荡频率与所述总电流成正比关系。

进一步地，所述第七PMOS管和所述第八PMOS管为所述预设阈值电压MOS管。

进一步地，将所述第一PMOS管和所述第二PMOS管偏置在亚阈值区。

本发明实施例一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过设计自适应温度和电源电压的环形振荡器包括电源电压－电流转换器、CATA电流发生器和电流控制振荡器；通过将所述电源电压－电流转换器中的MOS管对电路中产生的负温度特性和正温度特性进行抵消，输出与电源电压成正比的第一电流，用于调整电源电压－电流转换器输出电流－电源电压特性曲线的斜率，以达到完全补偿电流控制振荡器及CTAT电流发生器的电源特性；同时对CATA电流发生器设置预设阈值电压MOS管和常规阈值电压MOS管，以使所述预设阈值电压MOS管的宽长比大于所述常规阈值电压MOS管，输出与温度成负斜率线性关系的第二电流，以使来调整CTAT电流发生器输出电流温度特性曲线的斜率，以达到完全补偿电流控制振荡器的温度特性的目的；并将获取的第一电流和第二电流相减之后的总电流作为电流控制振荡器的输入，输出振荡频率。与现有技术相比，该器件电路结构简单，实现对温度和电源电压的双重补偿，可广泛应用于SoC系统中，提高了器件的适用性。

附图说明

图1是本发明提供的自适应温度和电源电压的环形振荡器的一种实施例的结构示意图。

图2是本发明提供的自适应温度和电源电压的环形振荡器的一种实施例的电源电压－电流转换器结构示意图；

图3是本发明提供的自适应温度和电源电压的环形振荡器的一种实施例的CATA电流发生器电路结构示意图；

图4是本发明提供的自适应温度和电源电压的环形振荡器的一种实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，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作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。

实施例1

参见图1，图1是本发明提供的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器的一种实施例的结构示意图，如图1所示，该结构包括电源电压－电流转换器101、CATA电流发生器102和电流控制振荡器103，具体如下：

电源电压－电流转换器101，用于对电路中产生的负温度特性和正温度特性进行抵消，输出与电源电压成正比的第一电流。

本实施例中，所述电源电压－电流转换器，包括第一电源电压V_DD、第二电源电压V_BP、第一接地V_SS、第一NMOS管M₀、第二NMOS管M₁、第三NMOS管M₆、第四NMOS管M₇、第一PMOS管M₂、第二PMOS管M₃、第三PMOS管M₄、第四PMOS管M₅、第五PMOS管M₈、第六PMOS管M₉和第一电阻R₀，其中，第一电源电压V_DD和第二电源电压V_BP不为同一种电源提供。

本实施例中，所述第一NMOS管M₀和所述第二NMOS管M₁的栅端分别与所述第二电源电压V_BP相连接；所述第一NMOS管M₀和所述第二NMOS管M₁的源端分别与所述第一电源电压V_DD相连接；所述第一PMOS管M₂的栅端和所述第二PMOS管M₃的栅端、漏端分别与所述第一NMOS管M₀的漏端相连接；所述第三PMOS管M₄的栅端和第四PMOS管M₅栅端、漏端分别与所述第二NMOS管M₁的漏端相连接；所述第一PMOS管M₂的源端与所述第一NMOS管M₀连接；所述第二PMOSM₃管和所述第三PMOS管M₄的源端分别与所述第一PMOS管M₂的漏端相连接；所述第三PMOS管M₄的漏端分别与所述第四PMOS管M₅的源端和所述第一电阻R₀的第一端相连接；栅漏短接的所述第三NMOS管M₆的栅漏端和所述第四NMOS管M₇的栅端分别与所述第一电阻R₀的第二端相连接；所述第三NMOS管M₆和所述第四NMOS管M₇的源端分别与所述第一电源电压V_DD相连接；栅漏短接的所述第五PMOS管M₈的栅漏端和所述第六PMOS管M₉的栅端分别与所述第四NMOS管M₇的漏端相连接；所述第五PMOS管M₈和所述第六PMOS管M₉的源端分别与所述第一接地V_SS相连接，所述第六PMOS管M₉的漏端为所述电源电压－电流转换器的电流输出端，电源电压－电流转换器的电路结构，如附图2所示。

本实施例中，将第一PMOS管M₂和第二PMOS管M₃偏置在亚阈值区，则第一PMOS管M₂的漏源电压满足与绝对温度成正比的PTAT特性，基于第一PMOS管M₂的漏端与第二PMOS管M₃的源端相连接，因此第二PMOS管M₃的源极电压也是PTAT型的，同理第三PMOS管M₄的漏源电压满足与绝对温度成正比的PTAT特性，因此第四PMOS管M₅的源端电压为第二PMOS管M₃和第三PMOS管M₄的PTAT电压之和，记为V_PTAT。

具体的，对于将MOS管偏置在亚阈值区，主要是在特定的MOS管的宽长比下，对MOS管施加小的偏置电流则可以使其进入亚阈值区，同理，特定电流下，增大MOS管的宽长比也可以使其进入亚阈值区。

作为本实施例中的一种举例，如附图2的电路图所示，当第一NMOS管M₀和第二NMOS管M₁的电流相等且都为I_B，如果第一电阻R₀很大，则可以忽略第一电阻R₀流过第三PMOS管M₄和第一PMOS管M₂的电流。因此流过第一PMOS管M₂的电流为2I_B，流过第二PMOS管M₃的电流为I_B，流过第三PMOS管M₄和第四PMOS管M₅的电流都为I_B。假设第一PMOS管M₂、第二PMOS管M₃、第三PMOS管M₄、第四PMOS管M₅的宽长比都很大，则可以将第一PMOS管M₂和第二PMOS管M₃偏置在亚阈值区，其中，亚阈值区电流公式，如下所示：

式中，W/L表示MOS管宽长比，k为玻尔兹曼常量，T为绝对温度，q为电子电荷，V_T为热电势，V_GS为栅源电压，V_TH为阈值电压。

又由于上述可知，流过第一PMOS管M₂的电流为2I_B，流过第二PMOS管M₃的电流为I_B，即第一PMOS管M₂的电流是第二PMOS管M₃的两倍，由此计算第二PMOS管M₃的源极电压，第二PMOS管M₃的源极电压的计算公式如下所示：

同理，对于第四PMOS管M₅的源端电压V_PTAT的计算公式，如下所示：

式中，k₀为简写后的温度系数，且温度系数k₀大于零；设置不同的宽长比W/L可以修改温度系数k₀，同时基于上述公式可知第四PMOS管M₅的源端电压V_PTAT与绝对温度T成正比。

本实施例中，由于MOS管的栅源电压与温度成负斜率线性关系，则第三NMOS管M₆的栅源电压V_GS6可以表示为：

V_GS6＝V₀-k₁T；

其中，-k₁为温度系数，k₁大于零，V₀为常温下的V_GS6。

本实施例中，如果调整k₀使得k₀＝k₁，在合理的电路设置下可以保证V_GS6的负温度特性与V_PTAT的正温度特性相互抵消，在此基础上，流过第三NMOS管M₆、第四NMOS管M₇、第五PMOS管M₈或所述第六PMOS管M₉输出的第一电流可以表示为：

V_GS6+V_PTAT＝V₀-k₁T+k₀T＝V₀；

其中，I_VDD为第一电流，且第一电流为与电源电压成正比的电流，即该电流源的输出电流随着电源电压增大而增大，且该电流需要满足只与电源电压有关而与温度无关。

本实施例中，电源电压－电流转换器的电路结构的最低工作电压不到两个MOS管V_GS，因此可以应用于低电源电压。

本实施例中，通过调整电源电压－电流发生器输出电流－电源电压特性曲线的斜率，以达到完全补偿电流控制振荡器103及CTAT电流发生器102的电源特性。

CATA电流发生器102，用于通过设置预设阈值电压MOS管和常规阈值电压MOS管，以使所述预设阈值电压MOS管的宽长比大于所述常规阈值电压MOS管的宽长比，输出与温度成负斜率线性关系的第二电流。

本实施例中，所述CATA电流发生器102，包括第三电源电压V_DD、第二接地V_SS、第五NMOS管M₁₀、第六NMOS管M₁₁、第七NMOS管M₁₄、第八NMOS管M₁₅、第七PMOS管M₁₂、第八PMOS管M₁₃、第九PMOS管M₁₆、第二电阻R₁和第一电容C₁。

本实施例中，所述第五NMOS管M₁₀、所述第六NMOS管M₁₁、所述第七NMOS管M₁₄和所述第八NMOS管M₁₅的源端分别与所述第三电源电压V_DD相连接；所述第五NMOS管M₁₀、所述第六NMOS管M₁₁、所述第七NMOS管M₁₄和所述第八NMOS管M₁₅的栅端相互连接；栅漏短接的所述第七NMOSM₁₄管的栅漏端和所述第八PMOS管M₁₃的漏端相连接；所述第七PMOS管M₁₂的漏端分别与所述第七PMOS管M₁₂的栅端和所述第二电阻R₁的第一端相连接；所述第二电阻R₁的第二端与栅漏断接的所述第九PMOS管M₁₆的栅漏端相连接；所述第九PMOS管M₁₆和所述第七PMOS管M₁₂的源端分别与所述第三电源电压V_DD相连接；所述第七PMOS管M₁₂的漏端分别与所述第六NMOS管M₁₁的漏端、所述第一电容C₁的第一端和所述第八PMOS管M₁₃的栅端相连接；所述第一电容C₁的第二端与所述第三电源电压V_DD相连接；所述第八PMOS管M₁₃的源端与所述第三电源电压V_DD相连接；所述第八NMOS管M₁₅的漏端为所述CATA电流发生器的电流输出端，CTAT电流发生器的电路结构，如图3所示。

本实施例中，第七PMOS管M₁₂与第八PMOS管M₁₃为预设阈值电压NMOS管，其它MOS管都为常规阈值电压MOS管，第七PMOS管M₁₂与第八PMOS管M₁₃的阈值电压比其它PMOS管阈值电压高；虽然第七PMOS管M₁₂、第八PMOS管M₁₃的阈值电压高于常规PMOS管，但是其阈值电压的温度系数是相同的。

本实施例中，由于第七PMOS管M₁₂的阈值电压比第九PMOS管M₁₆的阈值电压高，因此第七PMOS管M₁₂的栅源电压V_GS12就比第九PMOS管M₁₆的栅源电压V_GS16高，该电压差就是第一电阻R₁R1上的压降，因此可以产生目标电流，其中，目标电流为第二电流I_CTAT。

作为本实施例中的一种举例，若预设阈值电压MOS管为第七PMOS管M₁₂的阈值电压为V_THH，常规阈值电压MOS管为第九PMOS管M₁₆的阈值电压为V_THL，且经每条支路的电流相同，即第七PMOS管M₁₂的电流与第九PMOS管M₁₆的电流相同，计算第二电阻R₁上的压降，并基于第二电阻R₁上的压降，计算第二电阻R₁上的电流I_CTAT，其计算公式如下所示：

其中，(W/L)12与(W/L)16分别为第七PMOS管M₁₂和第九PMOS管M₁₆的宽长比，设置N大于1，可以保证I_CTAT与温度成负斜率线性关系。

本实施例中，第二电流I_CTAT为产生随温度升高而减小的线性电流，但是由于场效应管不可避免的沟道长度调制效应，会导致第二电流I_CTAT电流随着电源电压增大而增大。

本实施例中，通过调整CTAT电流发生器输出电流温度特性曲线的斜率，以达到完全补偿ICO的温度特性的目的。

电流控制振荡器103，用于获取所述第一电流和所述第二电流相减之后总电流作为所述电流控制振荡器的输入，输出振荡频率。

本实施例中，所述电流控制振荡器103包括反相器，其中，所述反相器的数量为奇数，且每个反相器首尾相连。

本实施例中，所有反相器的地合并，且所有反相器的电源端合并作为电流控制振荡器103的输入端，在输入电流增加的情况下，电流控制振荡器103的谐振频率也会随之增加。

本实施例中，将CTAT电流发生器的输出电流减去电源电压－电流转换器的输出电流的总电流作为电流控制振荡器103的输入偏置电流，实现对温度和电源电压的双重补偿，且该输入偏置电流满足两个条件，条件之一是与电源电压无关，条件之二是随着温度升高电流线性减小。

本实施例中，自适应温度和电源电压的环形振荡器还包括CATA电流发生器启动电路；所述CATA电流发生器启动电路包括第九NMOS管M₁₈、第十NMOS管M₁₉、第十PMOS管M₁₇、第四电源电压V_DD和第三接地V_SS，其中，第十PMOS管M₁₇为倒比管。

本实施例中，所述第一NMOS管M₀的栅偏置电压分别与所述第十PMOS管M₁₇和所述第十NMOS管M₁₉的栅端相连接，且第五NMOS管M₁₀、第六NMOS管M₁₁和第七NMOS管M₁₄的栅偏置电压与第一NMOS管M₀和第二NMOS管M₁的栅偏置电压相同；所述第十PMOS管M₁₇的源端与所述第三接地V_SS相连接；所述第十PMOS管M₁₇的漏端分别与所述第九NMOS管M₁₈的栅端和所述第十NMOS管M₁₉的漏端相连接；所述第九NMOS管M₁₈和第十NMOS管M₁₉的源端分别与第四电源电压V_DD相连接；所述第九NMOS管M₁₈的漏端对于所述第八PMOS管M₁₃的栅端节点相连接。

本实施例中，CATA电流发生器启动电路的作用是帮助电流源电路启动，因为自偏置电流源电路有可能存在多个工作状态，其中一种工作状态是所有器件均没有电流，电路也能维持稳定，这种状态称为。在电路处于锁定态的情况下，CATA电流发生器启动电路用于对电路中的任意一条支路注入电流，从而帮助电路跳入正常状态。

本实施例中，自适应温度和电源电压的环形振荡器集成了电源电压－电流发生器、CATA电流发生器和电流控制振荡器，基于CATA电流发生器启动电路，将电源电压－电流发生器和CATA电流发生器相连接，如图4所示。电路集成后，第一电源电压、第三电源电压和第四电源电压为同一电源电压。

综上，本发明一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，包括：电源电压－电流转换器、CATA电流发生器和电流控制振荡器；其中，电源电压－电流转换器，用于对电路中产生的负温度特性和正温度特性进行抵消，输出与电源电压成正比的第一电流；CATA电流发生器，用于通过设置预设阈值电压MOS管和常规阈值电压MOS管，以使预设阈值电压MOS管的宽长比大于常规阈值电压MOS管的宽长比，输出与温度成负斜率线性关系的第二电流；电流控制振荡器，用于获取第一电流和第二电流相减之后的电流作为电流控制振荡器的输入，输出振荡频率。与现有技术相比，该器件电路结构简单，实现对温度和电源电压的双重补偿，可广泛应用于SoC系统中，提高了器件的适用性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，包括：电源电压－电流转换器、CATA电流发生器和电流控制振荡器；

其中，所述电源电压－电流转换器，用于对电路中产生的负温度特性和正温度特性进行抵消，输出与电源电压成正比的第一电流；

所述CATA电流发生器，用于通过设置预设阈值电压MOS管和常规阈值电压MOS管，以使所述预设阈值电压MOS管的宽长比大于所述常规阈值电压MOS管的宽长比，输出与温度成负斜率线性关系的第二电流；

所述电流控制振荡器，用于获取所述第一电流和所述第二电流相减之后的总电流作为所述电流控制振荡器的输入，输出振荡频率。

2.如权利要求1所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，所述电源电压－电流转换器，包括：

第一电源电压、第二电源电压、第一接地、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管和第一电阻；

其中，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的栅端分别与所述第二电源电压相连接；所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的源端分别与所述第一电源电压相连接；所述第一PMOS管的栅端和所述第二PMOS管的栅端、漏端分别与所述第一NMOS管的漏端相连接；所述第三PMOS管的栅端和第四PMOS管栅端、漏端分别与所述第二NMOS管的漏端相连接；所述第一PMOS管的源端与所述第一接地连接；所述第二PMOS管和所述第三PMOS管的源端分别与所述第一PMOS管的漏端相连接；所述第三PMOS管的漏端分别与所述第四PMOS管的源端和所述第一电阻的第一端相连接；栅漏短接的所述第三NMOS管的栅漏端和所述第四NMOS管的栅端分别与所述第一电阻的第二端相连接；所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的源端分别与所述第一电源电压相连接；栅漏短接的所述第五PMOS管的栅漏端和所述第六PMOS管的栅端分别与所述第四NMOS管的漏端相连接；所述第五PMOS管和所述第六PMOS管的源端分别与所述第一接地相连接，所述第六PMOS管的漏端为所述电源电压－电流转换器的电流输出端。

3.如权利要求2所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，所述CATA电流发生器，包括：

第三电源电压、第二接地、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第二电阻和第一电容；

其中，所述第五NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管和所述第八NMOS管的源端分别与所述第三电源电压相连接；所述第五NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管和所述第八NMOS管的栅端相互连接；栅漏短接的所述第七NMOS管的栅漏端和所述第八PMOS管的漏端相连接；所述第七PMOS管的漏端分别与所述第七PMOS管的栅端和所述第二电阻的第一端相连接；所述第二电阻的第二端与栅漏断接的所述第九PMOS管的栅漏端相连接；所述第九PMOS管和所述第七PMOS管的源端分别与所述第三电源电压相连接；所述第七PMOS管的漏端分别与所述第六NMOS管的漏端、所述第一电容的第一端和所述第八PMOS管的栅端相连接；所述第一电容的第二端与所述第三电源电压相连接；所述第八PMOS管的源端与所述第三电源电压相连接；所述第八NMOS管的漏端为所述CATA电流发生器的电流输出端。

4.如权利要求3所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，还包括：CATA电流发生器启动电路；

所述CATA电流发生器启动电路包括第九NMOS管、第十NMOS管、第十PMOS管、第四电源电压和第三接地；

其中，所述第一NMOS管的栅偏置电压分别与所述第十PMOS管和所述第十NMOS管的栅端相连接；所述第十PMOS管的源端与所述第三接地相连接；所述第十PMOS管的漏端分别与所述第九NMOS管的栅端和所述第十NMOS管的漏端相连接；所述第九NMOS管和第十NMOS管的源端分别与第四电源电压相连接；所述第九NMOS管的漏端对于所述第八PMOS管的栅端节点相连接。

5.如权利要求3所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，所述电流控制振荡器包括反相器，其中，所述反相器的数量为奇数，且每个反相器首尾相连。

6.如权利要求2所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，所述电流控制振荡器输出的振荡频率与所述总电流成正比关系。

7.如权利要求3所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，所述第七PMOS管和所述第八PMOS管为所述预设阈值电压MOS管。

8.如权利要求2所述的一种自适应温度和电源电压的环形振荡器，其特征在于，将所述第一PMOS管和所述第二PMOS管偏置在亚阈值区。

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