CN204615786U - 一种新型电流控制cmos振荡器电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电流控制技术领域，尤其是一种新型电流控制CMOS振荡器电路。它包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第一反相器和第二反相器，第七MOS管的栅极与漏极之间连接有第一电容，第一反相器的输入端连接第一MOS管的漏极和第三MOS管的漏极、输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第一MOS管的栅极。本实用新型通过反相器阀值电压控制电流对电容的充放电状态切换来产生周期振荡，消除了传统电流控制CMOS振荡器不可避免地延迟时间矛盾问题同时能实现宽温度范围内高稳定性。该电路结构简单，摆脱了传统实现思路，节省了比较器电路、反馈控制电路，能满足实际应用的要求。

Description

一种新型电流控制CMOS振荡器电路
技术领域
本实用新型涉及电流控制技术领域，尤其是一种新型电流控制CMOS振荡器电路。
背景技术
近年来，便携式电子产品的迅速发展要求开关电源具有高效率、高精度、高集成度。振荡器作为开关电源不可或缺的模块，设计要求是低成本、高效、宽温度范围，较强的工艺和电源偏差容忍度。CMOS振荡器相比晶体和陶瓷谐振器，体积小，集成度高，对振动、冲击、电磁干扰EMI不敏感。电流控制CMOS振荡器通过内部预置电流对储能元件交替充放电，实现电流控制振荡器输出周期信号。
现有的CMOS电流控制方波振荡器利用电容、比较器、反馈控制电路实现，结构复杂，并存在延迟时间引起毛刺和输出波形上冲、下冲相矛盾的问题。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、基于反相器阀值电压控制输出翻转产生周期振荡来消除延迟时间引起的矛盾并能实现宽温度范围内高稳定性的新型电流控制CMOS振荡器电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种新型电流控制CMOS振荡器电路，它包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第一反相器和第二反相器；
所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的源极和VDD电压、漏极连接所述第三MOS管的漏极和第一反相器的输入端、栅极连接所述第二反相器的输出端；
所述第二MOS管的漏极连接所述第三MOS管的栅极和第四MOS管的漏极、栅极连接所述第五MOS管的栅极和第八MOS管的栅极；
所述第三MOS管的漏极连接所述第一反相器的输入端、源极接地并连接所述第四MOS管的源极、栅极连接所述第四MOS管的栅极；
所述第四MOS管的漏极与源极相连、源极接地；
所述第五MOS管的源极连接VDD电压、栅极连接所述第八MOS管的栅极、漏极连接所述第六MOS管的源极；
所述第六MOS管的栅极连接所述第一反相器的输入端和第七MOS管的栅极、漏极连接所述第七MOS管的漏极并通过第一电容连接所述第七MOS管的栅极；
所述第七MOS管的源极连接所述第八MOS管的漏极，所述第八MOS管的源极接地；
所述第一反相器的输出端连接所述第二反相器的输入端和第一MOS管的栅极，所述第二反相器的输出端连接所述第一MOS管的栅极。
由于采用了上述方案，本实用新型通过反相器阀值电压控制电流对电容的充放电状态切换来产生周期振荡，消除了传统电流控制CMOS振荡器不可避免地延迟时间矛盾问题同时能实现宽温度范围内高稳定性。该电路结构简单，摆脱了传统实现思路，节省了比较器电路、反馈控制电路，能满足实际应用的要求。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实施例的一种新型电流控制CMOS振荡器电路，它包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第一反相器INV1和第二反相器INV2。
第一MOS管M1的源极连接第二MOS管M2的源极和VDD电压、漏极连接第三MOS管M3的漏极和第一反相器INV1的输入端、栅极连接第二反相器INV2的输出端。
第二MOS管M2的漏极连接第三MOS管M3的栅极和第四MOS管M4的漏极、栅极连接第五MOS管M5的栅极和第八MOS管M8的栅极。
第三MOS管M3的漏极连接第一反相器INV1的输入端、源极接地并连接第四MOS管M4的源极、栅极连接第四MOS管M4的栅极。
第四MOS管M4的漏极与源极相连、源极接地。
第五MOS管M5的源极连接VDD电压、栅极连接第八MOS管M8的栅极、漏极连接第六MOS管M6的源极。
第六MOS管M6的栅极连接第一反相器INV1的输入端和第七MOS管M7的栅极、漏极连接第七MOS管M7的漏极并通过第一电容C1连接第七MOS管M7的栅极。
第七MOS管M7的源极连接第八MOS管M8的漏极，第八MOS管M8的源极接地。
第一反相器INV1的输出端连接第二反相器INV2的输入端和第一MOS管M1的栅极，第二反相器INV2的输出端连接第一MOS管M1的栅极。
本实施例的工作原理是通过第一反相器INV1的阀值电压控制电流对第一电容C1的充放电状态切换，产生周期振荡。图中的VC1、VC2分别为第一电容的两端电压，VC2控制第一反相器INV1翻转；VS为控制充放电电路开关电压信号。振荡器方波输出为VOUT，同时反馈控制电流开关电路。并通过电路的仿真与验证可知该振荡器电路在宽范围内具有很高的稳定性和精度。
该电路具体工作过程为：设第六MOS管、第七MOS管M7工作在电流IO的饱和区，第一反相器INV1的阀值电压为Vm。(1)初始状态，VOUT＝0，第一MOS管M1导通，第二MOS管M2关断，第一电容C1两端电压不能突变，故VS为高电平；(2)第八MOS管M8打开，第七MOS管M7工作在饱和区,跨度很大，第一MOS管M1导通电流I1＝IO对第一电容C1反向充电，VC1电压值下降，VC2不变；(3)VC1低至第七MOS管M7进入线性区，跨度变小，VC2电压值上升至第一反相器INV1阀值电压Vm,瞬间Vs＝VC2＝Vm，第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8导通，电流很大，VC1瞬间被拉高，第一电容C1两端电压不能突变，VC2随VC1上升相同电压值，反相器翻转，VS变为低电平，VOUT为高电平，第一MOS管M1关断，第二MOS管M2导通；(5)第五MOS管M5打开，第六MOS管M6工作在饱和区，VC1电压值跟随VC2上升相同值，跨度很大，第二MOS管M2导通电流I2＝IO对第一电容C1正向充电，VC1电压值上升，VC2电压值不变；(6)VC1高至第六MOS管M6进入线性区，跨度变小，VC2电压值下降；(7)VC2电压值下降至第一反相器INV1阀值电压Vm，瞬间Vs＝VC2＝Vm，第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8导通，电流很大，VC1瞬间被拉高，第一电容C1两端电压不能突变，VC2随VC1上升相同电压值，反相器翻转，VS变为高电平，VOUT为低电平，第二MOS管M2关断，第一MOS管M1导通；(8)第八MOS管M8打开，第七MOS管M7工作在饱和区，VC1电压值跟随VC2下降相同电压值，跨度很大，第一MOS管M1导通电流I1＝IO对第一电容C1反向充电，VC1电压值下降，VC2电压值不变；(9)重复(3)至(8)周期振荡。
本实施例通过反相器阀值电压控制电流对电容的充放电状态切换来产生周期振荡，消除了传统电流控制CMOS振荡器不可避免地延迟时间矛盾问题同时能实现宽温度范围内高稳定性。该电路结构简单，摆脱了传统实现思路，节省了比较器电路、反馈控制电路，能满足实际应用的要求。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种新型电流控制CMOS振荡器电路，其特征在于：它包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第一反相器和第二反相器；
所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的源极和VDD电压、漏极连接所述第三MOS管的漏极和第一反相器的输入端、栅极连接所述第二反相器的输出端；
所述第二MOS管的漏极连接所述第三MOS管的栅极和第四MOS管的漏极、栅极连接所述第五MOS管的栅极和第八MOS管的栅极；
所述第三MOS管的漏极连接所述第一反相器的输入端、源极接地并连接所述第四MOS管的源极、栅极连接所述第四MOS管的栅极；
所述第四MOS管的漏极与源极相连、源极接地；
所述第五MOS管的源极连接VDD电压、栅极连接所述第八MOS管的栅极、漏极连接所述第六MOS管的源极；
所述第六MOS管的栅极连接所述第一反相器的输入端和第七MOS管的栅极、漏极连接所述第七MOS管的漏极并通过第一电容连接所述第七MOS管的栅极；
所述第七MOS管的源极连接所述第八MOS管的漏极，所述第八MOS管的源极接地；
所述第一反相器的输出端连接所述第二反相器的输入端和第一MOS管的栅极，所述第二反相器的输出端连接所述第一MOS管的栅极。
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