CN1494207A - 中频频率基准源 - Google Patents

中频频率基准源 Download PDF

Info

Publication number
CN1494207A
CN1494207A CNA021377693A CN02137769A CN1494207A CN 1494207 A CN1494207 A CN 1494207A CN A021377693 A CNA021377693 A CN A021377693A CN 02137769 A CN02137769 A CN 02137769A CN 1494207 A CN1494207 A CN 1494207A
Authority
CN
China
Prior art keywords
source
reference voltage
nmos
pmos
links
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA021377693A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100353661C (zh
Inventor
任建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd filed Critical Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Priority to CNB021377693A priority Critical patent/CN100353661C/zh
Publication of CN1494207A publication Critical patent/CN1494207A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100353661C publication Critical patent/CN100353661C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于集成电路中的中频频率基准源。传统的频率基准源由于采用无温度系数的带隙基准源提供基准电压，而环状振荡器一般都具有负温度系数，因此，传统的频率源存在着基准频率变化较大的问题。本发明的目的在于提供一种具有温度补偿的中频频率基准源。其中频频率基准源包括：基准电压源，用于输出基准电压，其具有正温度系数；环形振荡器，与所述基准电压源相连，接收所述基准电压源输出的基准电压，产生振荡信号，所述环形振荡器具有负温度系数。

Description

中频频率基准源
技术领域
本发明涉及频率源，尤其涉及一种用于集成电路中的中频频率基准源。
背景技术
在许多集成电路中，一般都集成了许多各种电路，频率源是较为常见的一种电路。以前，只是将部分频率源电路制作于集成电路中，而其中体积较大的电容器等元件以外接元件的形式设置。随着集成电路工艺的发展进步以及对体积要求的提高，人们设置出了一种全部集成在一块集成电路内部的(即在集成电路内部实现的)、不需要外接元器件的频率基准源。
图1示出了一种传统的在集成电路内部实现的频率基准源的方框图。它包括两个部分组成，标号11为带隙基准源，用于产生一个基准电压，其为一个零温度系数的电路。也就是说，其输出的基准电压与其工作温度无关。标号12为一个环形振荡器，该环形振荡器的控制极与带隙基准源11的输出端相连，用于接收带隙基准源11的基准电压，作为其控制电压。环形振荡器12的振荡频率受到该控制电压的控制。但由于环形振荡器12本身一般有负温度系数，而且环形振荡器的集成工艺本身的偏差也会造成输出频率的变化。最终导致传统的基准频率源在不同的温度下、不同批次生产的芯片，其基准频率变化较大。包含这种基准频率源的芯片在实际使用时环境条件比较苛刻，或者造成成品率明显降低。而且，带隙基准源要用到CMOS工艺中的寄生PNP晶体管，造成面积和功耗增大。
发明内容
基于上述的背景技术，本发明的目的在于提供一种具有温度补偿的中频频率基准源。
为实现上述目的，本发明提供的中频频率基准源包括：
基准电压源，用于输出基准电压，其具有正温度系数；
环形振荡器，与所述基准电压源相连，接收所述基准电压源输出的基准电压，产生振荡信号，所述环形振荡器具有负温度系数。
在如上所述的中频频率基准源中，所述基准电压源包括一个电流源电路和一个偏置电路。
在如上所述的中频频率基准源中，所述电流源电路包括四个MOS管和一个电阻器R40构成；所述四个MOS管中其中两个为PMOS管(P40和P41)，另两个为NMOS管(N40和N41)；所述两个PMOS管(P40和P41)的栅极相连；所述两个NMOS管(N40和N41)的栅极相连；所述两个PMOS管中的一个PMOS管(P40)的漏极与所述两个NMOS中的一个NMOS管(N40)的漏极相连，所述两个PMOS管中的另一个PMOS管(P41)的漏极与所述两个NMOS管中的另一个NMOS管(N41)的漏极相连；所述两个PMOS管(P40和P41)的源极与电源Vdd相连，所述两个NMOS管中的一个NMOS管(N40)的源极接地；所述两个NMOS中的另一个NMOS管(N41)的源极通过一电阻器(R40)接地。
在如上所述的中频频率基准源中，所述偏置电路包括两个PMOS管(P42和P43)；所述两个PMOS管(P42和P43)的漏极相连，该连接点作为基准电压信号输出。
附图说明
下面将结合附图详细描述本发明的实施例，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将通过下面的实施例得以进一步体现。附图中：
图1是传统的频率基准源的方框图；
图2是本发明的频率基准源的方框图；
图3是图2所示的本发明的频率基准源中环形振荡器的电路图；
图4是图2所示的本发明的频率基准源中基准电压源的电路图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的中频频率基准源与传统的频率基准源在组成相似，包括一个基准电压源21和环形振荡器22。两者之间的差别在于，本发明的基准电压源21是一个具有正温度系数的电压源，也就是说，其输出的基准电压与温度成正比例关系，即，工作温度升高，其输出的基准电压也升高；工作温度降低，其输出的基准电压也降低。
由于如前所述，环形振荡器22一般都具有负温度系数，因此，采用正温度系数的基准电压源21正好能补偿环形振荡器22的负温度系数特性。也就是说，当芯片的工作温度升高时，环形振荡器22由于其负温度系数特征，其输出的信号源的频率将降低；此时，由于基准电压源21具有正温度系数特征，其输出的基准电压将随温度的升高而提高。从而使环形振荡器22输出的信号源的频率提高，补偿由于温度变化而产生的频率变化。
图3示出了图2所示的本发明的频率基准源中环形振荡器的电路图。如图3所示，该环形振荡器是由五个反相器组成的五阶环形振荡器。其中PMOS管P60和NMOS管N60构成第一反相器PMOS管P61和NMOS管N61构成第二反相器；PMOS管P62和NMOS管N62构成第三反相器；PMOS管P63和NMOS管N60构成第四反相器PMOS管P64和NMOS管N64构成第五反相器。各反相器之间串接构成一个环形链路。在各反相器的串接点与接地点之间，连接一个NMOS电容器nc0-nc4。基准电压源21提供的基准电压从图中的Vosc点输入，作为环形振荡器的控制电压。环形振荡器的振荡频率受该控制电压的控制。
由于反相器的工作频率具有负温度系数，由反相器构成的环形振荡器也就具有负温度系数。即当温度降低时，频率升高；温度升高时，频率降低。同时，该电路的振荡频率在工艺参数偏差的情况下，受pmos的影响大于nmos的影响。即当pmos处于fast model时，振荡频率加快；当pmos处于slow model时，振荡频率减慢。
图4示出了图2所示的本发明的频率基准源中基准电压源的电路图。如图4所示，该基准电压源由两部分组成：电流源电路和偏置电路。电流源电路是四个MOS管和一个电阻器R40构成。四个MOS管中其中两个为PMOS管P40和P41，另两个为NMOS管N40和N41。两个PMOS管P40和P41的栅极相连；两个NMOS管N40和N41的栅极相连。一个PMOS管P40的漏极与一个NMOS管N40的漏极相连，另一个PMOS管P41的漏极与另一个NMOS管N41的漏极相连；两个PMOS管P40和P41的源极与电源Vdd相连，一个NMOS管N40的源极接地；另一个NMOS管N41的源极通过电阻器R40接地。
这种结构的电流源电路的特点是b2点的电压随电源电压Vdd的影响较小。同时当温度上升时，工作电流减小，使b2点电压增大，即b2点的电压具有正温度系数。但这种结构存在的问题是在集成工艺变化时，b2点的电压受nmos的影响很大。
为解决这一问题，本发明的基准电压源再加一级偏置电路。它由两个PMOS管P42和P43组成。两个PMOS管P42和P43的漏极相连，该连接点作为基准电压信号输出。该偏置电路利用PMOS管P42作恒流源，根据器件的尺寸按比例复制流经PMOS管P41和NMOS管N41的电流，传递过来正温度系数，PMOS管P43按二极管接法，在这里类似于一个电阻，提供参考电压。在pmos处于fast model时阻值减小，使参考电压降低，slow model时电阻增大，使参考电压上升。这样，用该参考电压对环形振荡器供电，可进行温度补偿和工艺补偿，使环形振荡器输出稳定的频率。
本发明与传统的频率基准源相比，具有如下特点：
1.频率稳定度高，基本不随温度、电源电压、工艺偏差而变化；
2.成品率高，应用范围宽；
3.面积小。传统的带隙基准源要用到双极型器件，在同样的工艺条件下，本发明的MOS工艺面积要更小一些；
4.功耗低，由于全用CMOS电路实现，工作电流可以作得较小。

Claims (4)

1、一种中频频率基准源，包括：
基准电压源，用于输出基准电压，其具有正温度系数；
环形振荡器，与所述基准电压源相连，接收所述基准电压源输出的基准电压，产生振荡信号，所述环形振荡器具有负温度系数。
2.如权利要求1所述的中频频率基准源，其特征在于，所述基准电压源包括一个电流源电路和一个偏置电路。
3.如权利要求2所述的中频频率基准源，其特征在于，所述电流源电路包括四个MOS管和一个电阻器R40构成；所述四个MOS管中其中两个为PMOS管(P40和P41)，另两个为NMOS管(N40和N41)；所述两个PMOS管(P40和P41)的栅极相连；所述两个NMOS管(N40和N41)的栅极相连；所述两个PMOS管中的一个PMOS管(P40)的漏极与所述两个NMOS中的一个NMOS管(N40)的漏极相连，所述两个PMOS管中的另一个PMOS管(P41)的漏极与所述两个NMOS管中的另一个NMOS管(N41)的漏极相连；所述两个PMOS管(P40和P41)的源极与电源Vdd相连，所述两个NMOS管中的一个NMOS管(N40)的源极接地；所述两个NMOS中的另一个NMOS管(N41)的源极通过一电阻器(R40)接地。
4.如权利要求2所述的中频频率基准源，其特征在于，所述偏置电路包括两个PMOS管(P42和P43)；所述两个PMOS管(P42和P43)的漏极相连，该连接点作为基准电压信号输出。
CNB021377693A 2002-10-31 2002-10-31 中频频率基准源 Expired - Fee Related CN100353661C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021377693A CN100353661C (zh) 2002-10-31 2002-10-31 中频频率基准源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021377693A CN100353661C (zh) 2002-10-31 2002-10-31 中频频率基准源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1494207A true CN1494207A (zh) 2004-05-05
CN100353661C CN100353661C (zh) 2007-12-05

Family

ID=34231696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021377693A Expired - Fee Related CN100353661C (zh) 2002-10-31 2002-10-31 中频频率基准源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100353661C (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101141121B (zh) * 2006-09-05 2010-08-11 硅谷数模半导体（北京）有限公司 振荡频率波动减小的环形振荡电路及具有该电路的ic芯片
CN101282126B (zh) * 2007-04-04 2012-01-18 麦奎尔有限公司 能够接收不同载波频率的至少两个射频信号的超外差接收机及其实施的方法
CN102882471A (zh) * 2012-09-14 2013-01-16 苏州锐控微电子有限公司 基于cmos工艺实现的高精度片上时钟振荡器
CN103326719A (zh) * 2013-05-31 2013-09-25 江汉大学 一种用于原子频标的压控晶振装置
CN103795344A (zh) * 2014-01-21 2014-05-14 深圳市芯海科技有限公司 带有温度补偿的振荡器电路
CN104242820A (zh) * 2013-06-21 2014-12-24 西安电子科技大学 一种具有温度补偿的低功耗流控环形振荡器
CN105227180A (zh) * 2015-05-06 2016-01-06 上海晟矽微电子股份有限公司 一种环形振荡器电路
CN106209083A (zh) * 2015-04-29 2016-12-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 环形振荡电路和环形振荡器
CN109709999A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 普冉半导体（上海）有限公司 控制输出频率温度系数的实现方法及电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5072197A (en) * 1991-01-03 1991-12-10 Hewlett-Packard Company Ring oscillator circuit having improved frequency stability with respect to temperature, supply voltage, and semiconductor process variations
JP3026474B2 (ja) * 1993-04-07 2000-03-27 株式会社東芝 半導体集積回路
US5661428A (en) * 1996-04-15 1997-08-26 Micron Technology, Inc. Frequency adjustable, zero temperature coefficient referencing ring oscillator circuit
JP2000009547A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Hitachi Ltd 温度センサおよびそれを用いた液晶表示装置並びに投写型液晶表示装置
JP2001068976A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Nec Kansai Ltd 発振器

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101141121B (zh) * 2006-09-05 2010-08-11 硅谷数模半导体（北京）有限公司 振荡频率波动减小的环形振荡电路及具有该电路的ic芯片
CN101282126B (zh) * 2007-04-04 2012-01-18 麦奎尔有限公司 能够接收不同载波频率的至少两个射频信号的超外差接收机及其实施的方法
CN102882471B (zh) * 2012-09-14 2016-01-20 苏州锐控微电子有限公司 基于cmos工艺实现的高精度片上时钟振荡器
CN102882471A (zh) * 2012-09-14 2013-01-16 苏州锐控微电子有限公司 基于cmos工艺实现的高精度片上时钟振荡器
CN103326719A (zh) * 2013-05-31 2013-09-25 江汉大学 一种用于原子频标的压控晶振装置
CN104242820B (zh) * 2013-06-21 2017-09-08 西安电子科技大学 一种具有温度补偿的低功耗流控环形振荡器
CN104242820A (zh) * 2013-06-21 2014-12-24 西安电子科技大学 一种具有温度补偿的低功耗流控环形振荡器
CN103795344A (zh) * 2014-01-21 2014-05-14 深圳市芯海科技有限公司 带有温度补偿的振荡器电路
CN106209083A (zh) * 2015-04-29 2016-12-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 环形振荡电路和环形振荡器
CN106209083B (zh) * 2015-04-29 2019-07-16 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 环形振荡电路和环形振荡器
CN105227180A (zh) * 2015-05-06 2016-01-06 上海晟矽微电子股份有限公司 一种环形振荡器电路
CN109709999A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 普冉半导体（上海）有限公司 控制输出频率温度系数的实现方法及电路
CN109709999B (zh) * 2018-12-27 2020-12-01 普冉半导体(上海)股份有限公司 控制输出频率温度系数的实现方法及电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN100353661C (zh) 2007-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5136260A (en) PLL clock synthesizer using current controlled ring oscillator
CN102386848B (zh) 一种环形压控振荡器
CN1494207A (zh) 中频频率基准源
CN101533285B (zh) 一种基准电压缓冲电路
CN2884287Y (zh) 一种电流源或电压源的启动电路
CN110377088A (zh) 一种集成电路、低压差线性稳压电路及其控制方法
CN215452775U (zh) 一种宽摆幅自适应斜坡产生电路
CN103532546A (zh) 振荡器
CN1266838C (zh) 低电源电压下亦可产生稳定恒流的半导体集成电路器件
CN106209086A (zh) 电压控制环形振荡器
CN202261165U (zh) 一种环形压控振荡器
CN106656111A (zh) 环形振荡器
CN101237226A (zh) 一种振荡器
CN116566326A (zh) 一种低功耗晶振起振电路和相关芯片及相关电子设备
CN112953526A (zh) 一种环形振荡电路、方法以及集成芯片
CN2669476Y (zh) 带温度及工艺补偿功能的环形振荡器
CN102545779A (zh) 一种无晶振时钟电路
CN100449935C (zh) 低电压差分信号环形压控振荡器
CN215072364U (zh) 一种环形振荡电路以及集成芯片
Yang et al. Design of high-power white LED drive chip with fully integrated PWM dimming function
CN210137471U (zh) 一种用于白光led调光的脉冲输入检测电路
JPH04117716A (ja) 出力回路
CN111510135A (zh) 一种基于柔性材料的环形振荡器
WO2020000238A1 (en) Circuit for reducing noise signal
CN102707763A (zh) 高低压转换电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071205

Termination date: 20171031

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee