TWI670929B - 無帶隙基準的自偏置積體振盪器 - Google Patents

無帶隙基準的自偏置積體振盪器 Download PDF

Info

Publication number
TWI670929B
TWI670929B TW106141443A TW106141443A TWI670929B TW I670929 B TWI670929 B TW I670929B TW 106141443 A TW106141443 A TW 106141443A TW 106141443 A TW106141443 A TW 106141443A TW I670929 B TWI670929 B TW I670929B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
capacitor
coupled
inverter
transistor
flop
Prior art date
Application number
TW106141443A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201822456A (zh
Inventor
楊黎
卿樂 吳
Original Assignee
美商豪威科技股份有限公司
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 美商豪威科技股份有限公司 filed Critical 美商豪威科技股份有限公司
Publication of TW201822456A publication Critical patent/TW201822456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI670929B publication Critical patent/TWI670929B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/023—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
    • H03K3/0231—Astable circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H03B5/20—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
    • H03B5/24—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator active element in amplifier being semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/011—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/012—Modifications of generator to improve response time or to decrease power consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/037—Bistable circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/354—Astable circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/36—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductors, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/50—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

積體振盪器具有：R-S正反器；第一電容和第二電容；電流源電晶體；第一電流引導電晶體和第二電流引導電晶體，各自之源極耦接至電流源電晶體，且各自之汲極分別耦接至第一電容和第二電容。第一電流引導電晶體之閘極耦接至R-S正反器之第一輸出，且第二電流引導電晶體之閘極耦接至R-S正反器之第二輸出。振盪器具有第一感測反相器和第二感測反相器，第一感測反相器之輸入來自第一電容，第一感測反相器由回饋電路供電，回饋電路適於感測第一電容和第二電容上之電壓；第二感測反相器之輸入來自第二電容，第二感測反相器由回饋電路供電。R-S正反器之第一輸入耦接至第一感測反相器之輸出，R-S正反器之第二輸入耦接至第二感測反相器之輸出。

Description

無帶隙基準的自偏置積體振盪器
本發明是有關於振盪器技術領域，且特別是有關於無帶隙基準的自偏置積體振盪器。
許多系統需要振盪器，特別是具有彼此通信的兩個或更多個模組的那些系統，其中振盪器通常存在於每個模組中。為可靠的串列通信，通信模組中的振盪器是被期望成具有良好的穩定性並在靠近期望的額定工作頻率處合理地工作--為此，許多模組包含晶體或陶瓷諧振振盪器。然而，晶體或陶瓷諧振器是昂貴的。
為避免晶體和陶瓷諧振器的造價，已經使用張弛振盪器(relaxation oscillator)，遺憾的是其典型地在低頻率處工作並需要精密元件，例如外部電阻和電容。
在本領域中眾所周知，儘管可以製造具有相當精密比例的電阻和電容，但是標準積體電路工藝產生的電阻和電容仍具有與高溫和電壓係數耦合的顯著工藝相關變數。此外，電晶體閾值電壓(threshold voltage)和飽和電流還經常改變。雖然使用附加的電阻層和雷射微調可以製造晶載(on-chip)精密設備，但是額外的層和雷射微調對積體電路製造增加顯著的費用。為此，晶載張弛振盪器通常使用一個或多個外部精密電阻和/或電容來確定工作頻率。
外部的精密電阻和/或電容不僅增加系統費用，還需要積體電路上的電路板空間和專用接腳以許可與這些外部部件的連接。此外，典型的張弛 振盪器設計以比一些應用所期望的頻率更低的頻率工作。
積體振盪器具有：R-S正反器；第一電容和第二電容；電流源電晶體；第一電流引導電晶體和第二電流引導電晶體，各自之源極耦接至電流源電晶體，而各自之汲極分別耦接至第一電容和第二電容。第一電流引導電晶體之閘極耦接至R-S正反器之第一輸出，且第二電流引導電晶體之閘極耦接至R-S正反器之第二輸出。振盪器具有第一感測反相器以及第二感測反相器，第一感測反相器之輸入來自第一電容，第一感測反相器由回饋電路供電，回饋電路適於感測第一電容和第二電容上之電壓，第二感測反相器之輸入來自第二電容，第二感測反相器由回饋電路供電。R-S正反器之第一輸入耦接至第一感測反相器之輸出，R-S正反器之第二輸入耦接至第二感測反相器之輸出。
100‧‧‧傳統振盪器
102‧‧‧帶隙基準
104、106、108‧‧‧電阻
110‧‧‧上比較器參考電壓
112‧‧‧下比較器參考電壓
116‧‧‧外部精密電阻
118‧‧‧電壓至電流轉換器
120‧‧‧參考電流
122‧‧‧正電流源
124‧‧‧負電流源
126‧‧‧正開關
128‧‧‧負開關
130‧‧‧電容
134‧‧‧正比較器
136‧‧‧負比較器
140‧‧‧振盪器輸出
142‧‧‧反相器
200‧‧‧振盪器
202‧‧‧電流源電晶體/P通道電晶體/P電晶體
203‧‧‧電流源參考電壓VIR
204‧‧‧第一電流引導電晶體
206‧‧‧第二電流引導電晶體
208‧‧‧第一振盪器電容/電容/第一電容
210‧‧‧第二振盪器電容/電容/第二電容
212‧‧‧第一振盪器電壓/差分信號VC1/電壓
214‧‧‧第二振盪器電壓/差分信號VC2/電壓
220‧‧‧第一反及閘/反及閘
222‧‧‧第二反及閘/反及閘
224‧‧‧振盪器輸出VOSC
226‧‧‧振盪器輸出VOSCX
230‧‧‧P電晶體/電晶體
232‧‧‧N電晶體/電晶體
236‧‧‧P電晶體/電晶體
238‧‧‧N電晶體/電晶體
240‧‧‧N通道電荷轉存電晶體/N電晶體
242‧‧‧N通道電荷轉存電晶體/N電晶體
249‧‧‧振盪器子系統
250‧‧‧偏置子系統
251‧‧‧參考電壓(Vref)產生器
252‧‧‧反相器
253‧‧‧共模回饋
254‧‧‧電阻
255‧‧‧差分放大器和回饋電壓(VFV)產生器
256‧‧‧輸出
258‧‧‧放大器
260‧‧‧P型輸出電晶體/P通道電晶體
262、264‧‧‧電阻
266‧‧‧分壓器輸出
268、270‧‧‧電阻
272‧‧‧放大器
274‧‧‧電容
276‧‧‧單位增益暫存器
280‧‧‧回饋電壓VFV
302‧‧‧初始時間
304‧‧‧閾值電壓
306‧‧‧轉變時間點/時間
308‧‧‧轉變時間點/時間
400‧‧‧系統
402、412、430‧‧‧子系統
404、414‧‧‧微控制器
406、416‧‧‧程式記憶體
408、418、432‧‧‧序列埠
410、420‧‧‧時鐘驅動器/振盪器時鐘驅動器電路/振盪器時鐘驅動器
422‧‧‧串列網路
434‧‧‧振盪器時鐘驅動器
436‧‧‧諧振器
圖1是現有技術張弛振盪器的框圖。
圖2是在改進的振盪器中與圖3的偏置子系統一起使用的振盪子系統的實施例的框圖。
圖3是用於改進的振盪器的偏置子系統的實施例的框圖。
圖4是示出圖2的振盪子系統與圖3的偏置子系統相互連接的振盪器的框圖。
圖5是示出圖2的實施例中的振盪器電容上之電壓的波形圖。
圖6是可以使用包含振盪子系統的積體電路的系統的框圖。
在如圖1所示的傳統振盪器100中，帶隙基準102提供穩定的參 考電壓至由電阻104、106、108形成的電阻分壓器，以提供上比較器參考電壓110和下比較器參考電壓112。典型地，參考電壓相對於溫度和電源電壓是穩定的。
從帶隙基準102抽取的參考電壓還被提供至外部精密電阻116，外部精密電阻116作為提供參考電流120的電壓至電流轉換器118的部分。參考電流120控制正電流源122和負電流源124。
根據R-S正反器132的狀態，來自正電流源122的電流被正開關126切換並進入至電容130，當關閉(disable)負開關128時，開啟(enable)正開關126，反之亦然。來自負電流源124的電流通過負開關128進入電容130，產生電容130上的鋸齒波(sawtooth waveform)。電容130為兩個比較器(正比較器134和負比較器136)提供輸入。
操作中，電容130上之電壓隨著來自正電流源122和正開關126的電流升高，直到正比較器134檢測到電容130上之電壓高於上比較器參考電壓110，此時，R-S正反器132改變狀態。然後，電容130上之電壓隨著來自負電流源124的電流通過負開關128進入電容130而下降，直到負比較器136檢測到電容130上之電壓低於下比較器參考電壓112。從R-S正反器132的任一邊沿，通過反相器142抽取振盪器輸出140。正比較器134和負比較器136的固有延遲顯著地限制振盪器速度。
改進的工藝補償的振盪器200(圖2)具有由電流源參考電壓(VIR)203控制的電流源電晶體202。來自電流源電晶體202的電流由第一電流引導電晶體204和第二電流引導電晶體206切換以進入第一振盪器電容208和第二振盪器電容210中的一個；第一振盪器電容208上之電壓形成第一振盪器電壓212且第二振盪器電容210上之電壓形成第二振盪器電壓214。
第一電流引導電晶體204和第二電流引導電晶體206由R-S正反器控制，此R-S正反器是由第一反及閘(NAND gate)220和第二反及閘222形成； 第一反及閘和第二反及閘之輸出被看作是振盪器輸出224、226。其是具有幾乎50/50負載循環(duty circle)的互補輸出。在可選的實施例中，第一反及閘220和第二反及閘222可以不是雙輸入反及閘，例如第一反及閘220和第二反及閘222中的一個或兩個可以是具有附加輸入的及或非閘(AND-OR-INVERT gate)，而配置為將振盪器初始化至已知狀態以許可測試使用振盪器的系統。
第一振盪器電容208之電壓由第一可控閾值反相器(controllable-threshold inverter)感測，此第一可控閾值反相器由P電晶體230和N電晶體232形成；第一可控閾值反相器耦接至第一反及閘220以作為由第一反及閘220和第二反及閘222形成的R-S正反器之低態啟動Set輸入(active-low SET input)。
相似地，第二振盪器電容210之電壓由第二可控閾值反相器感測，此第二可控閾值反相器由P電晶體236和N電晶體238形成；第二可控閾值反相器耦接至第二反及閘222以作為由第一反及閘220和第二反及閘222形成的R-S正反器之低態啟動Reset輸入(active-low RESET input)。
當由第一反及閘220和第二反及閘222形成的R-S正反器處於第一狀態時，耦接N通道電荷轉存電晶體(N-channel charge-dump transistor)240以釋放(dump)第一振盪器電容208上的電荷，且當由第一反及閘220和第二反及閘222形成的R-S正反器處於第二狀態時，耦接N通道電荷轉存電晶體242以釋放第二振盪器電容210上的電荷。
在振盪器子系統249(圖4)中，圖2的振盪器與偏置子系統250(圖3)協同工作，而偏置子系統250具有參考電壓(Vref)產生器251、共模回饋253、以及差分放大器和回饋電壓(VFV)產生器255。
在偏置子系統250中，電阻254耦接回至反相器252之輸入，而在反相器252的跳變點(trip point)處提供輸出256，輸出256將根據反相器252之閾值電壓和如實際製造的其構成電晶體之汲極-源極電流特性而改變，因此提 供追蹤過程變數的電壓。反相器252是由一對電晶體230、232和一對電晶體236、238組成的環路反相器的複製。輸出256緩存於由小放大器258和P型輸出電晶體260形成的單位增益電壓暫存器，這供電至由電阻262、264形成的分壓器；我們注意到，雖然電阻262、264的數值是溫度敏感的且隨著過程多達20%的變化，但是電阻262數值和電阻264數值的比值在大多數積體電路工藝中可以被控制在1%以內。由電阻262、264形成的分壓器具有分壓器輸出266，以對差分信號VC1 212和差分信號VC2 214(圖2)的共模提供目標平均電壓。
來自振盪器200的第一振盪器電壓212(VC1)和第二振盪器電壓214(VC2)是藉由等值電阻268、270(圖3)而相加及平均，並藉由電容274和放大器272的操作而低通濾波，其中截止頻率是由電容274和電阻268、270確定。來自振盪器電容的濾波平均電壓是藉由放大器272而有效地與分壓器輸出266比較，並被單位增益暫存器276緩存，以提供回饋電壓VFV 280，回饋電壓VFV 280被回饋以控制振盪器之環路反相器閾值電壓。放大器272之反相輸入(inverting input)耦接至電阻268、270，且放大器272之非反相輸入(non-inverting input)的耦接至分壓器輸出266。
通過調整電源電壓至由P電晶體230(圖2)和N電晶體232形成的第一可控閾值環路反相器以及由P電晶體236和N電晶體238形成的第二可控閾值環路反相器，回饋電壓VFV 280(圖2、3)控制振盪器頻率。隨著這些環路反相器的電源電壓(VFV 280)改變，環路反相器之閾值電壓相應地改變，其轉而分別改變差分信號VC1、VC2之轉變時間點306、308，因此以負反饋方式調整輸出頻率。
放大器258(圖3)(單位增益暫存器的放大器以驅動由電阻262、264組成的電阻分壓器)的輸出被抽取以提供電流源參考電壓VIR 203。電流源參考電壓VIR是偏置電壓，以將P通道電晶體260用作電流源並將P通道電晶體202(圖2)用作電流源而對電容208、210充電。電容208、210是在具有良好的電壓和溫度係數的大多數CMOS工藝中可獲得的金屬-絕緣體-金屬電容。
通過經由P電晶體202線性充電第一電容208，振盪器工作如圖5中示出的差分信號VC1，從初始時間302直到第一電容208上之電壓在時間306處超過反相器之閾值電壓304，而此反相器是由回饋電壓VFV 280所調整的P電晶體230(圖2)和N電晶體232形成，R-S正反器的反及閘220改變狀態且然後振盪器輸出VOSCX 226切換。振盪器輸出VOSCX 226的切換觸發R-S正反器的反及閘222切換並因此改變振盪器輸出VOSC 224的狀態。振盪器輸出VOSCX 226在時間306處切換後，第一電容208上的電荷通過N電晶體240放電，且第二電容210被線性充電直到電容210上之電壓VC2在時間308處超過反相器之閾值電壓304，而此反相器是由回饋電壓VFV 280所調整的P電晶體236(圖2)和N電晶體238形成；此時振盪器輸出VOSC 224和振盪器輸出VOSCX 226以相反的形式再次切換。振盪器輸出VOSC 224切換後，第二電容210上的電荷通過N電晶體242放電，引起第二電容210上之電壓VC2隨著第一電容208被線性充電而衰減。重複此迴圈。
包含在此描述的振盪器的實施例的系統400示於圖6。第一子系統402具有小的微控制器404，微控制器404具有程式記憶體406和序列埠(series port)408，通過時鐘驅動器410的驅動以參考圖2描述的完全內部的振盪器提供的時序而工作。子系統402具有可以在或可以不在同一積體電路上的附加元件，在第一特定實施例中，子系統402包括用於汽車中乘客側窗戶的窗戶致動器驅動器，在第二特定實施例中，子系統402包括電子照相機。可以在子系統402中使用許多其他類型的附加元件，第一和第二特定實施例僅是示例。
系統400還包括具有小的微處理器414的第二子系統412，微處理器414具有程式記憶體416和序列埠418，通過時鐘驅動器410的驅動以參考圖2描述的另一振盪器提供的時序而工作。子系統412具有可以在或可以不在同一積體電路上的附加元件，在第一特定實施例中，子系統412包括汽車的司機側的窗戶與鎖控制台，在第二特定實施例中，子系統412包括用於電子照相機的圖像壓縮處理器。儘管過程變化和溫度改變，穩定的振盪器時鐘驅動器電路410、420允許子系統402、412在時鐘驅動器410的控制下經由串列網路422使用序列埠408、418通信，以便在第一特定實施例中窗戶操作命令可以從第一 子系統傳送至第二子系統，以及在第二特定實施例中原始未壓縮圖像可以被傳送至第二子系統用於圖像壓縮。相似地，照相機可以使圖像捕獲與遠端閃光照明系統同步。
系統400還可以具有另外的子系統430，其中序列埠432在晶體或陶瓷諧振器436的控制下以由振盪器時鐘驅動器434控制的時序而工作，原因是振盪器時鐘驅動器410、420的振盪器對於經由串列連接422使用序列埠408、418的工作是足夠穩定。
在可選的實施例中，環路反相器(電晶體230、232和電晶體236、238)中的一個或全部是由其他類型數位閘(例如反及閘)代替，以提供額外的功能(例如對測試包含振盪器的系統是有用的重置和設置功能)；在其它可選的實施例中，環路反及閘220、222可以被相似地替換(例如使用及或非閘)，以提供相似的功能。在其它實施例中，對電阻262、264的附加溫度補償可以由傳統二極體溫度感測實現。
組合
在此描述的振盪器可用多種變形建構。如下面所描述的。
在A指定的實施例中，積體振盪器具有R-S正反器；第一電容和第二電容；電流源電晶體；第一電流引導電晶體和第二電流引導電晶體，各自之源極耦接至電流源電晶體，且各自之汲極分別耦接至第一電容和第二電容。第一電流引導電晶體之閘極耦接至R-S正反器之第一輸出，且第二電流引導電晶體之閘極耦接至R-S正反器之第二輸出。振盪器具有第一感測反相器和第二感測反相器，第一感測反相器之輸入來自第一電容，第一感測反相器由回饋電路供電，回饋電路適於感測第一電容和第二電容上之電壓；第二感測反相器之輸入來自第二電容，第二感測反相器由回饋電路供電。R-S正反器之第一輸入耦接至第一感測反相器之輸出，且R-S正反器之第二輸入耦接至第二感測反相器之輸出。
在AA指定的實施例中，包括A指定的積體振盪器，其中R-S正反器之第一輸入是低態啟動Set輸入(active-low SET input)。
在AB指定的實施例中，包括A或AA指定的積體振盪器，其中回饋電路包括第一差分放大器和第三電容，第一差分放大器之反相輸入通過第一電阻耦接至第一電容並通過第二電阻耦接至第二電容，且第三電容耦接在第一差分放大器之反相輸入與第一差分放大器之輸出之間。
在AC指定的實施例中，包括A、AA或AB指定的積體振盪器，其中第一電流源電晶體之閘極耦接至偏置電路之輸出，偏置電路包括參考反相器和第二差分放大器，參考反相器之輸入耦接至參考反相器之輸出，第二差分放大器之非反相輸入耦接至參考反相器之輸出，第二差分放大器之反相輸入耦接至偏置電路之輸出。
AD指定的積體振盪器包括A、AA、AB或AC指定的積體振盪器，其中參考反相器之閾值匹配第一感測反相器。
AE指定的積體振盪器包括A、AA、AB、AC或AD指定的積體振盪器，其中R-S正反器具有至少一個附加輸入，以配置為將R-S正反器置於用於測試的已知狀態。
B指定的生成信號的方法，包括：生成第一控制電流；將第一控制電流切換至選擇電容上，此選擇電容是根據R-S正反器之至少一個輸出而從由第一電容和第二電容組成的群組中選擇；檢測第一電容上之電壓到達振盪器閾值電壓並切換R-S正反器的狀態；以及檢測第二電容上之電壓到達振盪器閾值電壓並切換R-S正反器的狀態。
BA指定的方法包括B指定的方法，其中振盪器閾值電壓是參考反相器之閾值電壓，此參考反相器包括N型電晶體和P型電晶體，N型電晶體之源極耦接至地的，此N型電晶體之閘極耦接至參考反相器之輸入，N型電晶 體之汲極耦接至參考反相器之輸出，此P型電晶體之源極耦接至控制電壓，P型電晶體之閘極耦接至參考反相器之輸入，P型電晶體之汲極耦接至參考反相器之輸出。
BB指定的方法包括BA指定的方法，其中控制電壓由回饋控制電路確定，此回饋控制電路之輸入來自第一電容上之電壓和第二電容上之電壓。
BC指定的方法包括B、BA或BB指定的方法，其中，參考反相器匹配感測反相器，感測反相器檢測第一電容上之電壓。
在不脫離其範圍的情況下，可以對上述方法和系統做出改變。因此，應該注意的是，在上述描述中包含的或在附圖中示出的方式，應該被理解為說明性的且不具有限制意義。所附專利申請範圍旨在覆蓋在此描述的所有共用和特定特徵，以及本方法和本系統的範圍的在語言上的所有聲明應被認為落入其間。

Claims (9)

  1. 一種積體振盪器，包括：一R-S正反器；一第一電容和一第二電容；一第一電流源電晶體，具有汲極和閘極；一第一電流引導電晶體和一第二電流引導電晶體，該第一電流引導電晶體之源極和該第二電流引導電晶體之源極耦接至該第一電流源電晶體的汲極，該第一電流引導電晶體之汲極耦接至該第一電容，且該第二電流引導電晶體之汲極耦接至該第二電容，該第一電流引導電晶體之閘極耦接至該R-S正反器之第一輸出，且該第二電流引導電晶體之閘極耦接至該R-S正反器之第二輸出；一第一感測反相器，該第一感測反相器之輸入耦接至該第一電容，該第一感測反相器由一回饋電路供電，該回饋電路適於感測該第一電容上之電壓和該第二電容上之電壓；一第二感測反相器，該第二感測反相器之輸入耦接至該第二電容，該第二感測反相器由該回饋電路供電；其中該R-S正反器之第一輸入耦接至該第一感測反相器之輸出，且該R-S正反器之第二輸入耦接至該第二感測反相器之輸出；以及其中該R-S正反器之該第一輸入是低態啟動Set輸入。
  2. 一種積體振盪器，包括：一R-S正反器；一第一電容和一第二電容；一第一電流源電晶體，具有汲極和閘極；一第一電流引導電晶體和一第二電流引導電晶體，該第一電流引導電晶體之 源極和該第二電流引導電晶體之源極耦接至該第一電流源電晶體的汲極，該第一電流引導電晶體之汲極耦接至該第一電容，且該第二電流引導電晶體之汲極耦接至該第二電容，該第一電流引導電晶體之閘極耦接至該R-S正反器之第一輸出，且該第二電流引導電晶體之閘極耦接至該R-S正反器之第二輸出；一第一感測反相器，該第一感測反相器之輸入耦接至該第一電容，該第一感測反相器由一回饋電路供電，該回饋電路適於感測該第一電容上之電壓和該第二電容上之電壓；一第二感測反相器，該第二感測反相器之輸入耦接至該第二電容，該第二感測反相器由該回饋電路供電；其中該R-S正反器之第一輸入耦接至該第一感測反相器之輸出，且該R-S正反器之第二輸入耦接至該第二感測反相器之輸出；以及其中該回饋電路包括一第一差分放大器，該第一差分放大器之反相輸入通過一第一電阻耦接至該第一電容並通過一第二電阻耦接至該第二電容，以及一第三電容，耦接在該第一差分放大器之反相輸入與該第一差分放大器之輸出之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之積體振盪器，其中該第一電流源電晶體之閘極耦接至一偏置電路之輸出，該偏置電路包括：一參考反相器，該參考反相器之輸入耦接至該參考反相器之輸出；以及一第二差分放大器，該第二差分放大器之非反相輸入耦接至該參考反相器之輸出，該第二差分放大器之反相輸入耦接至該偏置電路之輸出。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之積體振盪器，其中該參考反相器之閾值匹配該第一感測反相器。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之積體振盪器，其中該R-S正反器具有至少一個 附加輸入，以配置為將該R-S正反器置於用於測試的已知狀態。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之積體振盪器，其中該R-S正反器具有至少一個附加輸入，以配置為將該R-S正反器置於用於測試的已知狀態。
  7. 一種用於生成信號的方法，包括：生成第一控制電流；將該第一控制電流切換到一選擇電容上，該選擇電容是根據一R-S正反器之至少一個輸出而從由一第一電容和一第二電容組成的群組中選擇；以一第一感測反相器檢測該第一電容上之電壓到達一振盪器閾值電壓，並切換該R-S正反器之一狀態；以及以一第二感測反相器檢測該第二電容上之電壓到達該振盪器閾值電壓，並切換該R-S正反器之該狀態；其中該振盪器閾值電壓是一參考反相器之閾值電壓，該參考反相器包括一N型電晶體，該N型電晶體之源極耦接至地，該N型電晶體之閘極耦接至該參考反相器之輸入，該N型電晶體之汲極耦接至該參考反相器之輸出，以及一P型電晶體，該P型電晶體之源極耦接至一控制電壓，該P型電晶體之閘極耦接至該參考反相器之該輸入，該P型電晶體之汲極耦接至該參考反相器之該輸出。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於生成信號的方法，其中該參考反相器匹配一感測反相器，而該感測反相器檢測該第一電容上之電壓。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之用於生成信號的方法，其中該控制電壓由一回饋控制電路確定，該回饋控制電路之輸入來自該第一電容上之電壓和該第二電容上之電壓。
TW106141443A 2016-11-30 2017-11-28 無帶隙基準的自偏置積體振盪器 TWI670929B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/365,605 2016-11-30
US15/365,605 US10312887B2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Self-biasing integrated oscillator without bandgap reference

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201822456A TW201822456A (zh) 2018-06-16
TWI670929B true TWI670929B (zh) 2019-09-01

Family

ID=62190579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106141443A TWI670929B (zh) 2016-11-30 2017-11-28 無帶隙基準的自偏置積體振盪器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10312887B2 (zh)
CN (1) CN108123703B (zh)
TW (1) TWI670929B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108880211A (zh) * 2018-08-31 2018-11-23 上海艾为电子技术股份有限公司 一种锯齿波产生器、dc-dc变换器及电子设备
US10873292B2 (en) * 2018-12-11 2020-12-22 Analog Devices International Unlimited Company Relaxation oscillators with delay compensation
US11271566B2 (en) * 2018-12-14 2022-03-08 Integrated Device Technology, Inc. Digital logic compatible inputs in compound semiconductor circuits
US10644711B1 (en) * 2018-12-19 2020-05-05 Qualcomm Incorporated Self-biased digitally controlled oscillator architecture
US10734975B1 (en) * 2019-05-08 2020-08-04 Nxp Usa, Inc. Current-controlled oscillator
CN113258916B (zh) * 2021-05-07 2024-09-10 上海艾为电子技术股份有限公司 电容触摸检测电路、芯片和电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020792A (en) * 1998-03-19 2000-02-01 Microchip Technology Inc. Precision relaxation oscillator integrated circuit with temperature compensation
TWI362823B (en) * 2009-10-13 2012-04-21 Himax Analogic Inc Oscillator
US8988157B2 (en) * 2011-08-11 2015-03-24 Renesas Electronics Corporation Oscillation circuit and semiconductor integrated circuit including the same
US20150270832A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Zhengxiang Wang Relaxation oscillator
TWI542153B (zh) * 2013-06-14 2016-07-11 凌通科技股份有限公司 弛張振盪器
US9401703B1 (en) * 2015-07-14 2016-07-26 Freescale Semiconductor, Inc. Variable frequency relaxation oscillator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7893778B2 (en) * 2009-06-19 2011-02-22 Alpha & Omega Semiconductor Incorporated Flexible low current oscillator for multiphase operations
CN103580651B (zh) * 2013-11-22 2016-05-04 无锡中感微电子股份有限公司 低相位抖动的振荡器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020792A (en) * 1998-03-19 2000-02-01 Microchip Technology Inc. Precision relaxation oscillator integrated circuit with temperature compensation
TWI362823B (en) * 2009-10-13 2012-04-21 Himax Analogic Inc Oscillator
US8988157B2 (en) * 2011-08-11 2015-03-24 Renesas Electronics Corporation Oscillation circuit and semiconductor integrated circuit including the same
TWI542153B (zh) * 2013-06-14 2016-07-11 凌通科技股份有限公司 弛張振盪器
US20150270832A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Zhengxiang Wang Relaxation oscillator
US9401703B1 (en) * 2015-07-14 2016-07-26 Freescale Semiconductor, Inc. Variable frequency relaxation oscillator

Also Published As

Publication number Publication date
US20180152177A1 (en) 2018-05-31
CN108123703A (zh) 2018-06-05
CN108123703B (zh) 2021-02-05
TW201822456A (zh) 2018-06-16
US10312887B2 (en) 2019-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI670929B (zh) 無帶隙基準的自偏置積體振盪器
CN110212902B (zh) 一种上电复位电路
JP5225876B2 (ja) パワーオンリセット回路
US8242852B2 (en) Oscillator arrangement and method for generating a periodic signal
KR20120122983A (ko) 파워 온 리셋 회로 및 리셋 방법
US9831831B2 (en) Integrated oscillator circuitry
CN107534436B (zh) 用于在集成电路中实施充电/放电开关的电路和方法
CN105743493A (zh) 具有频率控制环路的振荡器
JP2008301042A5 (zh)
US8427245B2 (en) Ultra low power oscillator
US9306493B2 (en) Oscillator circuit
US6271735B1 (en) Oscillator controller with first and second voltage reference
KR102108777B1 (ko) 지연 회로, 발진 회로 및 반도체 장치
CN210201804U (zh) 一种上电复位电路
US7446597B2 (en) Voltage-controlled current source and frequency scanner using the same
US6552622B1 (en) Oscillator having reduced sensitivity to supply voltage changes
CN114123769B (zh) 双模式开关频率控制电路
CN111884591A (zh) 一种高精度低温漂的振荡器
CN216451288U (zh) 双模式开关频率控制电路
US6515537B2 (en) Integrated circuit current source with switched capacitor feedback
CN218273198U (zh) Cmos温度传感器电路
JP4852969B2 (ja) 発振回路
US10056910B2 (en) Oscillation circuit device
JP2022172851A (ja) スイッチング電源回路
JP2001127592A (ja) 発振回路