CN115833753A - 低功率晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本公开的各实施例涉及低功率晶体振荡器。一种具有高功率部分和低功率部分的低功率晶体振荡器电路。使用高功率部分使振荡初始化。一旦晶体处于稳定振荡下，电路就会切换到低功率部分并且继续长时间操作。

Description

低功率晶体振荡器

技术领域

本发明涉及一种驱动输出振荡信号的晶体的电路，具体涉及一种在长期操作期间输出稳定频率的同时具有低功耗的晶体电路。

背景技术

本公开涉及用于优先考虑低功耗的应用中的晶体振荡器电路系统。例如，一些设备为电池供电设备，并且可能会长时间置于偏远位置。即使当在睡眠模式下时，晶体振荡器通常也会为在睡眠模式下操作的那些少数电路输出稳定频率。

晶体振荡器凭借通过谐波电路激励晶体来操作，该谐波电路通常包括电阻器、电容器和晶体管。一些电路也被构造为提供负电阻，而另一些电路则基于不同原理来操作。对于那些使用负电阻的电路，它由晶体管的跨导建立。跨导越大，晶体振荡器的操作就越稳定。然而，跨导越大，晶体管消耗的电流就越多，振荡器电路消耗的功率也就越大。

为了降低功耗，需要低跨导来稳定操作晶体振荡器。然而，随着功耗的降低，对误差的容忍度也就越来越小，并且电路就更容易出现故障。

发明内容

根据本发明的低功率晶体振荡器电路包括与电阻器耦合的晶体、第一电容器和第二电容器、以及形成振荡器的第一晶体管。晶体还通过启动控制晶体管集合被耦合到第一电流镜晶体管集合和第二电流镜晶体管集合。启动控制晶体管形成允许晶体与第一电流镜晶体管集合或第二电流镜晶体管集合耦合的电开关。启动控制晶体管被配置为接收将晶体耦合到第一电流镜晶体管集合的启动信号。第一电流镜晶体管集合的宽长比大于第二电流镜晶体管集合的宽长比。第二电流镜晶体管集合还通过第三电容器被耦合到晶体。除了第一晶体管之外，电流镜晶体管还提供跨导以维持晶体的稳定振荡。

一种低功率晶体振荡器的操作方法包括：将第一极性的启动信号发送到晶体振荡器电路，维持启动信号直到晶体达到稳定振荡为止；以及反转启动信号的第一极性以使电路以低功耗操作。当启动信号为第一极性时，晶体振荡器电路被配置为以高功耗操作以初始化并维持稳定振荡。一旦启动信号的极性反转，晶体振荡器电路就会切换到使用低功率操作。

附图说明

图1示出了晶体振荡器电路。

图2示出了根据本公开的低功率晶体振荡器电路的实施例。

图3示出了低功率晶体振荡器电路的备选实施例。

图4A至图4E是图2和图3所示的实施例的各种操作参数。

图5示出了低功率晶体振荡器电路操作的各个阶段。

图6是根据本发明的低功率晶体振荡器电路的示意性框图。

具体实施方式

图1示出了当前众所周知的晶体振荡器电路10，该晶体振荡器电路10具有晶体12，该晶体12具有输入端子XTALIN和输出端子XTALOUT。该电路包括被耦合到第一电流镜晶体管20的端子的电流源18，该第一电流镜晶体管20被耦合到第二电流镜晶体管22。第二电流镜晶体管22供应的用于驱动晶体管24的电流是电流源18的倍数。电阻器26被并联耦合到晶体12。第一电容器28被耦合在晶体与接地或低功率电源之间。第二电容器30被耦合在晶体与接地之间。

晶体管24提供跨导以启动和维持晶体的振荡。电阻器26是偏置电阻器。第一电容器28和第二电容器30提供谐波谐振以维持晶体振荡。在晶体输出端子XTALOUT处测量输出信号。为了维持振荡，晶体管24必须操作以提供负电阻。gm的值越高，振荡器电路操作就越稳定。存在晶体振荡器稳定的最小可接受的gm值。然而，gm的值越高，电流晶体管24所需的电流就越高，从而产生的功耗就更高。

本公开旨在提供一种在不增加电流消耗的情况下增加gm的有效值的振荡电路。

图2是低功率晶体振荡器电路210，该低功率晶体振荡器电路210具有晶体212，该晶体212具有输入端子XTALIN和输出端子XTALOUT。该电路包括被耦合到第一电流镜晶体管220的端子的电流源218，该第一电流镜晶体管220通过它们的栅极端子被耦合到第二电流镜晶体管222。电流源218将确保如由电流源提供的选定电流穿过晶体管220。在一个实施例中，电流源218提供1.0nA的电流。第二电流镜晶体管222供应的用于驱动晶体管224的电流为电流源218的倍数。通过晶体管222的电流量将基于晶体管222的W/L与晶体管220的W/L之比从通过电流源218的电流放大。通过使晶体管222的W/L大于晶体管220的W/L，用于驱动晶体的电流量可能比电流源218的值大一些选定量。在各种实施例中，它可能在20倍到200倍的范围内。电阻器226被并联耦合到晶体212。第一电容器228被耦合在晶体输入XTALIN与低功率电源之间。第二电容器230被耦合在晶体输出XTALOUT与低功率电源之间。

该电路还具有第三电流镜晶体管32，该第三电流镜晶体管32通过共享它们的栅极端子被耦合到第一电流镜晶体管220和第二电流镜晶体管222。第一启动控制晶体管34被耦合到第三电流镜晶体管32。第二启动控制晶体管36被耦合到第一启动晶体管34。第一启动晶体管34与第二启动晶体管36之间的共享端子被耦合到晶体输出XTALOUT。第四电流镜晶体管38被耦合在第二启动晶体管36与低功率电源之间。第四电流镜晶体管的栅极端子被耦合到晶体管224的栅极端子，该晶体管224也被耦合到晶体输入XTALIN。

该电路还包括被耦合到第五电流镜晶体管42的第二电流源40，该第五电流镜晶体管42通过它们的栅极端子被耦合到第六电流镜晶体管44。第六电流镜晶体管44的栅极端子通过第三电容器48被耦合到晶体输入XTALIN。第三启动控制晶体管46被耦合在第六电流镜晶体管44与晶体输出XTALOUT之间。第四启动控制晶体管56通过耦合到晶体输出XTALOUT而被耦合到第三启动控制晶体管46。第四启动控制晶体管56被耦合到第七电流镜晶体管54，并且由其供电。

第七电流镜晶体管的栅极端子被耦合到第八电流镜晶体管52，该第八电流镜晶体管52被耦合到第三电流源50。第四电容器58将第八电流镜晶体管52和第七电流镜晶体管54的栅极端子耦合到晶体管224的晶体输入XTALIN，该晶体管224提供跨导以启动并维持晶体的振荡。电阻器226是偏置电阻器。第一电容器228和第二电容器230提供谐波谐振以维持晶体振荡。晶体管52由电流源50偏置，并且电流源50的值远低于用于启动晶体212并且开始其初始操作的电流源218的值。在一个实施例中，电流源50的值是电流源218的值的五分之一，因此，在晶体已经基于电流源218使用较大电流以正常操作启动之后，启动信号被禁用，这对于P沟道晶体管34而言变高，并且晶体的振荡基于电流源50所提供的低得多的偏置电流而继续。

在一个实施例中，第二电流镜晶体管222的宽长比的值与第一电流镜晶体管220和晶体管224的宽长比的值相同。该值被称为X。在一个实施例中，第三电流镜晶体管32和第四电流镜晶体管38的宽长比为200X。在其他实施例中，它可能为300X或400X。在一些实施例中，第三电流镜32的宽长比可能与第四电流镜晶体管38的宽长比不同，诸如大于第四电流镜晶体管38的宽长比。例如，在一些实施例中，该比可能分别为300X和200X，但这不是标准实施例，并且在大多数实施例中，它们具有相同的宽长比。第三电流镜晶体管32供应电流以维持第一启动控制晶体管34、第二启动控制晶体管36和第四电流镜晶体管38的正常操作。第一启动控制晶体管34的栅极端子被连接以接收启动信号STARTUP。第二启动控制晶体管36的栅极端子被连接以接收与启动信号STARTUP逻辑相反的反向启动信号STARTUPB。第一启动控制晶体管34的第二端子连接到第二启动控制晶体管36的第二端子。第一启动控制晶体管34的第二端子和第二启动控制晶体管36的第二端子与晶体输出XTALOUT耦合。

第一启动控制晶体管34和第二启动控制晶体管36对作为逻辑开关操作。当STARTUP处的启动电压的值为逻辑低时，第四电流镜晶体管38被耦合到XTALOUT，并且除了晶体管224之外，还向晶体12提供跨导。第三电流镜晶体管32解耦到XTALOUT。当STARTUP处的启动电压的值为逻辑高时，第四电流镜晶体管38与XTALOUT解耦并且变为非激活状态。

在一个实施例中，第六电流镜晶体管44和第七电流镜晶体管54的宽长比小于第三电流镜晶体管32和第四电流镜晶体管38的宽长比。具体而言，在一个实施例中，第六电流镜晶体管44和第七电流镜晶体管54的宽长比的值均为40Y。第五电流镜晶体管42的宽长比为Y。

第五电流镜晶体管42的栅极端子连接到第五电流镜晶体管42的第二端子。第五电流镜晶体管42的第二端子被耦合到第二电流源40。第六电流镜晶体管44的栅极端子被耦合到第五电流镜晶体管42的栅极端子。第六电流镜晶体管44的栅极端子被耦合到第三电容器48的第一端子。第三电容器48的第二端子连接到晶体输入端子XTALIN。第八电流镜晶体管52的宽长比为X。第八电流镜晶体管52的栅极端子连接到第八电流镜晶体管52的第二端子。第八电流镜晶体管52的第二端子被耦合到第三电流源50。第七电流镜晶体管54的栅极端子被耦合到第四电容器58的第一端子。

第四电容器58的第二端子连接到晶体输入端子XTALIN。第三启动控制晶体管46的栅极端子被连接以接收启动信号STARTUP。第四启动控制晶体管56的栅极端子被连接以接收反向启动信号STARTUPB。第三启动控制晶体管46的第二端子连接到第四启动控制晶体管56的第二端子。第四启动控制晶体管56的第二端子和第三启动控制晶体管46的第二端子与晶体输出XTALOUT耦合。第四启动控制晶体管56的第三端子连接到第七电流镜晶体管54的第二端子。第三启动控制晶体管46的第三端子连接到第六电流镜晶体管44的第二端子。

第三启动控制晶体管46和第四启动控制晶体管56对作为逻辑开关操作。当STARTUP的启动电压的值为逻辑高时，第六电流镜晶体管44和第七电流镜晶体管54经由第三电容器48和第四电容器58被耦合到XTALOUT，并且向晶体12提供额外跨导。当启动电压的值为逻辑低时，第六电流镜晶体管44和第七电流镜晶体管54变为非激活状态。晶体12操作所需的跨导小于启动振荡所需的跨导。晶体管52和42分别由电流源50和40偏置。这些电流源50和40的值远低于用于启动晶体212并且开始其初始操作的电流源218的值。因此，在启动阶段之后用于驱动晶体212的功率要低得多。

在一个实施例中，电流源40和50的值是电流源218的值的五分之一，因此，在晶体已经基于电流源218使用较大电流以正常操作启动之后，启动信号被禁用，这对于P沟道晶体管34而言变高，并且晶体的振荡基于电流源40和50所提供的低得多的偏置电流而继续。

在一些但并非全部实施例中，可以实现在启动之后使用较低功率来驱动晶体212的另一方式。在这些其他实施例中，第七电流镜晶体管54的W/L与晶体管52的W/L之比可能小于晶体管32与晶体管220的W/L之比。同样，第六电流镜晶体管44的W/L与晶体管42的W/L之比可能小于晶体管32与晶体管220的W/L之比。因此，由电流源50(和电流源40，如果存在)提供的偏置电流没有像由电流源218提供的偏置电流那样放大。在一些实施例中，这可以是另一设计选项，以当晶体振荡器电路210在启动模式结束之后操作时，使得电流消耗更小。

只有振荡期间的AC信号才需要跨导。第六电流镜晶体管44和第七电流镜晶体管54通过第三电容器48和第四电容器58进行DC隔离，这进一步降低了电压，因此降低了晶体振荡器在启动之后的功耗。

如上文所指出的，在一个实施例中，第一电流源218供应1.0nA的电流，第二电流源40和第三电流源50各自供应0.2nA的电流。

图3是低功率晶体振荡器电路310的另一实施例，该低功率晶体振荡器电路310包括被耦合在输入XTALIN与输出XTALOUT之间的晶体312。第一晶体管324被耦合在XTALOUT与可以是接地的低功率电源之间。电阻器326被并联耦合在晶体312的输入和输出之间。第一电容器328被耦合在晶体输入XTALIN与低功率电源之间。第二电容器330被耦合在晶体输出XTALOUT与低功率电源之间。第一晶体管324的栅极端子被耦合到晶体输入。第一晶体管324在振荡器电路工作期间向晶体312提供跨导。

第一电流源318被耦合以向第一电流镜晶体管320提供偏置电流。第一电流镜晶体管320的栅极端子被耦合到第一电流镜晶体管320的第二端子。第一电流镜晶体管320的栅极端子被耦合到第二电流镜晶体管322的栅极端子。第二电流镜晶体管的第二端子被耦合到第一晶体管324的晶体输出和第二端子。第二电流镜晶体管322提供电流以提供功率并且维持第一晶体管324的操作，并且当晶体312开始振荡时帮助在启动模式下驱动晶体312，该电流是第一电流源318的电流的倍数。

第三电流镜晶体管332也被耦合到第一电流镜晶体管320。第三电流镜晶体管332的栅极端子被耦合到第二电流镜晶体管322的栅极端子。第一启动控制晶体管334被耦合到第三电流镜晶体管332。第一启动控制晶体管的栅极端子被耦合以接收启动信号STARTUP。第一启动控制晶体管的第一端子被耦合到第三电流镜晶体管332的第一端子。第一启动控制晶体管334的第二端子被耦合到晶体输出XTALOUT。第三电流镜晶体管332提供的用于向第一启动控制晶体管334提供功率的电流是第一电流镜晶体管320所提供的电流的倍数。

第二电流源350被耦合以为第四电流镜晶体管352提供偏置电流。第四电流镜晶体管的栅极端子被耦合到第四电流镜晶体管352的第一端子。第四电流镜晶体管352的第一端子被耦合到第二电流源350的端子。第四电流镜晶体管352的栅极端子被耦合到第五电流镜晶体管354的栅极端子。第五电流镜晶体管的第一端子被耦合到第二启动控制晶体管356的第一端子。第二启动控制晶体管356的第二端子被耦合到晶体输出XTALOUT。第二启动控制晶体管的栅极端子被耦合以接收与启动信号STARTUP逻辑相反的反向启动信号STARTUPB。

第三电容器358将第四电流镜晶体管352和第五电流镜晶体管354的栅极端子耦合到晶体输入XTALIN。

第一启动控制晶体管334和第二启动控制晶体管356作为逻辑开关工作。当启动信号STARTUP的电压为逻辑低，从而意味着反向启动信号STARTUPB的电压为逻辑高时，第三电流镜晶体管被耦合到晶体输出XTALOUT并且提供除第一晶体管所供应的跨导之外的跨导324。当启动信号STARTUP的值为逻辑高，从而意味着反向启动信号STARTUPB的电压为逻辑低时，第三电流镜晶体管332与晶体输出XTALOUT解耦，并且第五电流镜晶体管354被耦合到晶体输出XTALOUT以提供跨导。

在一个实施例中，第一电流镜晶体管322和第二电流镜晶体管332的宽长比具有值X。第三电流镜晶体管332的宽长比具有200X的值。这意味着第三电流镜晶体管332携载的电流是第一电流源318的200倍。第四电流镜晶体管352的宽长比为X，第五电流镜晶体管354的宽长比为40X，该宽长比小于第三电流镜晶体管的宽长比。在一个实施例中，第一电流源318供应1.0nA的电流，而第二电流源350供应0.2nA的电流。

晶体312操作所需的跨导小于启动振荡所需的跨导。具有较小的宽长比意味着操作第五电流镜晶体管354的电流消耗小于第三电流镜晶体管332的电流消耗。晶体振荡器电路可以在启动时以较高功耗使振荡初始化，并且在启动之后维持低功耗。

只有振荡期间的AC信号才需要跨导。第五电流镜晶体管354通过第三电容器358进行DC隔离，这进一步降低了第五电流镜晶体管354上的DC增益所需的功耗。

图4A示出了启动信号的电压电平与时间的关系。启动最初处于逻辑低。在18ms时，启动被设置为逻辑高。

图4B示出了在晶体输入节点XTALIN处测量的电压与时间的关系。一旦施加功率，晶体212就开始振荡。振荡在约8ms内稳定，并且在另一10ms内保持完全稳定，直到约18ms时，启动信号被禁用，因为该电路变为逻辑高电平。有时，用于驱动晶体212的电流基于图2的实施例中的电流源50或图3的实施例中的电流源350来提供。图2和图3的电流源218和318分别被关闭，并且晶体消耗的总电流要低得多。所消耗的电流量现在基于电流源50(或350)，其远低于电流源218(或318)的值。通过在启动之后基于来自不同电流源的较低偏置电流来驱动晶体212(或312)并且关闭启动电流源及其关联电流镜，节省了大量功率。

XTALIN处的电压也会随着电路过渡到低功率操作而降低。如图4B和图4C所示，电路在较低电压下约35ms时以降低的电压达到稳定振荡。在优选实施例中，长期稳定操作时的电压输出是启动时电压的一半。这可以通过查看图4B和图4C中从启动到启动完成后的电压相对降低来看出。图4C示出了在晶体输入节点XTALOUT处测量的电压与时间的关系。与图4B类似，启动时电压输出很高。一旦启动信号变为逻辑高，XTALOUT处的输出电压就会随着晶体振荡器电路过渡到低功率稳定操作而降低。

电路所消耗的功率是电流和电压的倍数，P＝IV。由于在启动之后，大大降低了电流并且也降低了电压，所以显着降低了总功率。在一个实施例中，在标准操作模式期间由晶体电路消耗的电流在启动之后减少了在启动模式期间使用的电流的20倍至25倍。进一步地，电压降低了大约一半，因此在标准操作模式期间的总功率会是在启动模式下的总功率的50分之一至40分之一。在其他实施例中，功率降低可能为两个数量级，即，从启动模式到标准操作模式约100倍。这可以基于选择在启动期间用于偏置电路的电流源的值与在标准操作模式期间用于偏置电路的电流源的值进行比较以及选择相应电流镜中的晶体管的相对晶体管比来获得。

图4D1示出了图3所示的实施例的电流消耗。最初，电流消耗约为1.0nA。一旦启动达到高电平，晶体管332就关闭，并且电路切换到低功率模式，从而与晶体管354一起操作，仅消耗0.4nA。

图4D2示出了图2所示的实施例的电流消耗。最初，电流消耗约为1.0nA。一旦启动达到高电平，晶体管32和晶体管38就关闭，电路切换到低功率模式，从而与晶体管44和晶体管54一起操作，仅消耗0.2nA。

图4E示出了本申请中呈现的低功率晶体振荡器电路的典型功耗。稳定操作功耗是启动功耗的100分之一。

图5示出了低功率晶体振荡器电路操作的各个阶段的流程图500。在步骤510处，启动信号的电压电平被设置为逻辑低。在步骤512处，晶体振荡器电路使用高功率操作。在步骤514处，晶体达到稳定振荡。在步骤516处，启动阶段结束，并且启动信号的电压电平被设置为逻辑高。在步骤518处，晶体振荡器过渡到使用非常低的功率来维持操作。

图6示出了根据本公开的低功率晶体振荡器电路600的示意性框图。晶体612被耦合到开关614。开关614将晶体612耦合到高功率电路618或低功率电路620。低功率电路620还通过电容器616被耦合到晶体612。高功率电路618和低功率电路620被配置为为振荡器电路的操作提供跨导。电容器616在振荡器的操作期间还对低功率电路620进行DC隔离。

在一个实施例中，开关614包括多个启动控制晶体管，该多个启动控制晶体管被配置为接收启动信号和反向启动信号。在一个实施例中，高功率电路618和低功率电路620利用不同宽长比的电流镜晶体管来调节功耗。在一个实施例中，低功率电路620不仅通过开关614DC被耦合到晶体612，而且还通过电容器616AC被耦合到晶体612。

可以组合上述各种实施例以提供其他实施例。在本说明书中提及和/或在申请数据表中列出的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利公开通过引用整体并入本文。如果需要，则可以修改实施例的各方面以采用各种专利、申请和出版物的概念来提供又其他实施例。

可以根据以上详细描述对实施例进行这些和其他改变。一般而言，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制为在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而应被解释为包括所有可能实施例以及这些权利要求享有权利的全部范围的等同物。因而，权利要求不受本公开的限制。

Claims (17)

1.一种低功率晶体振荡器电路，包括：

晶体，具有输入端子和输出端子；

高功率电源；

低功率电源；

第一电容器，具有被耦合到所述晶体输入端子的第一端子以及被耦合到所述低功率电源的第二端子；

第一电流镜晶体管，具有被耦合到所述高功率电源的第一端子以及被耦合到所述第一电流镜晶体管的第二端子的栅极端子，所述第一电流镜晶体管具有带有第一宽长比的沟道；

第一电流源，输出第一值的电流，所述第一电流源具有被耦合到所述第一电流镜晶体管的所述第二端子的第一端子以及被耦合到所述低功率电源的第二端子；

第二电流镜晶体管，具有被耦合到所述高功率电源的第一端子、被耦合到所述第一电流镜晶体管的所述栅极端子的栅极以及第二端子，所述第二电流镜晶体管具有的第二宽长比是所述第一宽长比的X倍；

第一启动控制晶体管，具有被耦合到所述第二电流镜晶体管的所述第二端子的第一端子、被配置为接收启动控制信号的栅极端子以及被耦合到所述晶体输出端子的第二端子；

第三电流镜晶体管，具有被耦合到所述高功率电源的第一端子以及被耦合到所述第三电流镜晶体管的第二端子的栅极端子，所述第三电流镜晶体管具有第三宽长比；

第二电流源，输出第二值的电流，所述第二电流源具有被耦合到所述第三电流镜晶体管的所述第二端子的第一端子以及被耦合到所述低功率电源的第二端子，所述第二值的所述电流小于所述第一值的所述电流；

第四电流镜晶体管，具有被耦合到所述高功率电源的第一端子、被耦合到所述第三电流镜晶体管的所述栅极端子的栅极以及第二端子，所述第四电流镜晶体管具有的第四宽长比是所述第三宽长比的Y倍；

第二启动控制晶体管，具有被耦合到所述第四电流镜晶体管的所述第二端子的第一端子、被配置为接收反向启动控制信号的栅极端子以及被耦合到所述晶体输出端子的第二端子；以及

第三电容器，具有被耦合到所述第三电流镜晶体管和所述第四电流镜晶体管的所述栅极的第一端子以及被耦合到所述晶体的所述输入端子的第二端子。

2.根据权利要求1所述的低功率晶体振荡器电路，其中所述值X大于100。

3.根据权利要求1所述的低功率晶体振荡器电路，其中所述值Y小于50。

4.根据权利要求1所述的低功率晶体振荡器电路，其中所述值X是所述值Y的5倍。

5.根据权利要求1所述的低功率晶体振荡器，其中由所述第二电流源输出的所述第二电流值远小于由所述第一电流源输出的所述第一电流值。

6.根据权利要求1所述的低功率晶体振荡器电路，还包括：

第五电流镜晶体管，具有被耦合到所述低功率电源的第一端子、被耦合到所述第五电流镜晶体管的第二端子的栅极端子，所述第五电流镜晶体管具有第五宽长比；

第三电流源，输出第三值的电流，所述第三电流源具有被耦合到所述第五电流镜晶体管的所述第二端子的第一端子以及被耦合到所述高功率电源的第二端子；以及

第四电容器，具有被耦合到所述晶体输入端子的第一端子以及被耦合到所述第五电流镜晶体管的所述栅极端子的第二端子。

7.根据权利要求6所述的低功率晶体振荡器电路，其中所述第五宽长比与所述第三宽长比相同。

8.根据权利要求6所述的低功率晶体振荡器电路，还包括：

第三启动控制晶体管，具有被耦合到所述晶体输出端子的第一端子、第二端子以及被配置为接收所述反向启动控制的栅极端子；

第六电流镜晶体管，具有被耦合到所述低功率电源的第一端子、被耦合到所述晶体输出端子的栅极端子以及被耦合到所述第三启动控制晶体管的所述第二端子的第二端子，所述第六电流镜晶体管具有带有第四宽长比的沟道，所述第四宽长比是所述第一宽长比的Z倍；

第四启动控制晶体管，具有被耦合到所述晶体输出端子的第一端子、第二端子以及被配置为接收所述启动控制的栅极端子；以及

第七电流镜晶体管，具有被耦合到所述低功率电源的第一端子、被耦合到所述第五电流镜晶体管的所述栅极端子的栅极端子以及被耦合到所述第四启动控制晶体管的所述第二端子的第二端子，，所述第七电流镜晶体管具有带有第五宽长比的沟道，所述第五宽长比是所述第一宽长比的W倍。

9.根据权利要求8所述的低功率晶体振荡器，其中所述值W与所述值Y相同。

10.根据权利要求8所述的低功率晶体振荡器，其中所述值W小于50。

11.根据权利要求8所述的低功率晶体振荡器，其中所述Z值与所述值X相同。

12.根据权利要求8所述的低功率晶体振荡器，其中所述值Z大于100。

13.一种低功率晶体振荡器电路的操作方法，包括以下步骤：

向晶体振荡器电路的启动端子发送第一极性的启动信号，所述晶体振荡器电路具有输出端子和电流源；

通过第一电流镜以第一安培的电流驱动所述晶体振荡器电路，所述第一电流镜具有第一电流镜晶体管和第二电流镜晶体管，所述第一电流镜晶体管具有的宽长比是所述第一电流镜中的所述第二电流镜晶体管的所述宽长比的一百倍以上；

在所述启动端子处维持所述第一极性的所述启动信号第一时段；

在所述启动端子上反转所述启动信号的所述第一极性以使得所述第一电流镜关断并且停止汲取电流；

通过第一电流镜以第二安培的电流驱动所述晶体振荡器电路，所述第一电流镜具有第一电流镜晶体管和第二电流镜晶体管，所述第一电流镜晶体管具有的宽长比是所述第一电流镜中的所述第二电流镜晶体管的所述宽长比的一百倍以上；以及

从所述电流源汲取第二安培值的电流，所述第二安培值是所述第一安培值的J分之一，并且所述晶体振荡器电路在所述输出端子处输出第二电压值的电压，所述第二电压值是所述第一电压值的K分之一。

14.根据权利要求13所述的低功率晶体振荡器电路的操作方法，其中所述值J大于2。

15.根据权利要求13所述的低功率晶体振荡器电路的操作方法，其中所述值K大于2。

16.根据权利要求13所述的低功率晶体振荡器电路的操作方法，其中J和K的乘积大于10。

17.根据权利要求13所述的低功率晶体振荡器电路的操作方法，其中所述第一时间值大于0微秒且小于20微秒。

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