产生振荡信号的电路和方法技术

本发明专利技术提供了一种产生振荡信号的电路和方法，该电路包括：振荡器模块(10)，该模块包括：第一MOS晶体管(MN7)，具有栅极，耦接至参考电压节点的源极，以及耦接至该振荡器模块的第一触发节点的漏极，用于通过被交替地关断和导通来产生该振动器模块的振荡输出信号；第一电容(C1)，耦接在第一MOS晶体管的栅极和源极之间，并被配置为相应于该振荡信号而交替地被充电或放电，以将该第一MOS晶体管导通或关断；该电路还包括：电流源(20)，被配置为控制流经该第一MOS晶体管的电流，以使得当该第一MOS晶体管被导通时，该第一MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于一第一值。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及电路，尤其涉及振荡电路。
技术介绍
目前存在数种类型的振荡电路。图1至图4分别示出了其中的一种。但是，这些振荡电路都有它们的缺点，尤其是当振荡频率被设置在20MHz附加时这些缺点尤其显著。图1中的RC振荡电路的频率受限于比较器的速度。图2中的RC振荡电路会受施密特触发器的门限变化的影响，并且由于RC处于振荡回路中，频率的调整(trimming)比较困难。图3中的振荡电路易于调整，但是仍然会受到开关门限不确定性的影响。图4中的RC振荡电路难于调整，并且电容的非线性也会影响它的性能。更重要地，由于工作状况，例如温度、供电电压的不同，以及制造晶体管时所用的半导体工艺变化，晶体管无法在所有情况下都具有相同的特性，也就是说晶体管无法稳定地工作，因此带有晶体管的振荡电路不能实现稳定的高频振荡。因此，需要实现一种稳定的振荡电路，而不论变化的工作状况和变化的半导体工艺。同时,也需要实现一种容易调整频率的振荡电路。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供了一种电路，包括:-振荡器模块(10)，该模块包括:-第一MOS晶体管(MN7)，具有栅极，耦接至参考电压节点的源极，以及耦接至该振荡器模块的第一触发节点的漏极，用于通过被交替地关断和导通来产生该振动器模块的振荡输出信号；-第一电容(Cl)，耦接在第一MOS晶体管的栅极和源极之间，并被配置为相应于该振荡信号而交替地被充电或放电，以将该第一 MOS晶体管导通或关断；该电路还包括:-电流源(20)，被配置为控制流经该第一MOS晶体管的电流，以使得当该第一 MOS晶体管被导通时，该第一 MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于一第一值。在该方面中，电流源被配置为向第一 MOS晶体管提供合适的电流，该u允许第一MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于第一值。因此，不论工作状态如何变化，第一触发节点的电压可以被控制，因此该电路能够提供稳定的振荡输出。根据一个优选的实施方式，该电流源包括:第二 MOS晶体管(MN4)，具有与第一 MOS晶体管相同的结构；电压控制模块，被配置为:在该第二 MOS晶体管被导通时，控制第二 MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于该第一值；电流镜，具有一个电阻，该电阻耦接在第二 MOS晶体管的栅极和源极之间，其中，该电流镜泄放与流过该电阻的电流相同的电流通过第一 MOS晶体管。在该实施方式中，由于第二 MOS晶体管具有与第一 MOS晶体管相同的结构，因此这两个晶体管的工作状况和半导体工艺也是相同的。因此，通过控制第二 MOS晶体管，并将与流过第二 MOS晶体管的电流相同的电流作为偏置电流来流过第一 MOS晶体管，该第一MOS晶体管也应处于与第二 MOS晶体管相同的状态中，而不论工作状况以及半导体工业的变化。在一个优选的实施方式中，该电流镜泄放与流过该电阻的电流相同的电流来充电该第一电容。在该实施方式中，振荡器模块的频率取决于该电阻的阻抗以及该第一电容的容量。因此，通过调节该电阻的阻抗，该振荡器模块能够很容易地被平衡(trimmed)，并且不会受到寄生参数的影响。在一个优选的实施方式中，该电压控制模块包括:第三MOS晶体管(MN3)，具有耦接到第二 MOS晶体管的漏极的源极；第四MOS晶体管(MNl)，具有耦接到该第三MOS晶体管的栅极的源极；第五MOS晶体管(MN6)，具有耦接到第四MOS晶体管的栅极和第三MOS晶体管的漏极的栅极，以及耦接到该第二 MOS晶体管的栅极的源极；和第六MOS晶体管(MN2)，具有都耦接到第四MOS晶体管的源极的漏极和栅极；第七MOS晶体管(MN5)，具有耦接至第六MOS晶体管的源极的漏极和耦接至第二MOS晶体管的源极的源极；其中，该第二、第三、第四、第五、第六和第七MOS晶体管具有相同的结构，且，其中，该电流镜泄放相同的电流通过该第三MOS晶体管(MN3)、第四MOS晶体管(MNl)和第五MOS晶体管。该实施方式提供了电压控制模块的一个具体的实现方式。在一个优选的实施方式中，该电流源进一步包括:第一电容滤波器(CF1)，耦接在第五MOS晶体管(MN6)的栅极和第二 MOS晶体管(MN4)的源极之间。[0031 ] 在该实施方式中，第一电容滤波器能够避免电流振荡的问题。在一个优选的实施方式中，该振荡器模块还包括:第八MOS晶体管(MN8)，具有栅极，耦接于参考电压节点的源极，以及耦接到该振荡器模块的第二触发节点的漏极，用于被交替地导通和关断以生成该振荡器模块的振荡输出信号，第八MOS晶体管具有与第一 MOS晶体管相同的结构，和第二电容(C2)，耦接在第八MOS晶体管的栅极和源极之间，并被配置为响应于该振荡输出信号而被交替地充电或放电，以将该第八MOS晶体管导通或关断；其中，该振荡器模块交替地充电该第一和该第二电容，从而交替地导通该第一和该第八MOS晶体管；且其中，该电流源被配置为控制流过第八MOS晶体管的电流，使得当第八MOS晶体管被导通时该第八MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于第一值。该实施方式使用非稳态多谐振荡器来实现该振荡器模块。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种方法，包括如下步骤:-通过导通和关断第一MOS晶体管，经由该第一MOS晶体管(MN7)的漏极和源极将触发输入耦接到参考电压节点；-控制流过该第一MOS晶体管的电流，使得当该第一 MOS晶体管被导通时在第一MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于第一值。在该方面中，流过第一 MOS晶体管的电流被控制以允许第一 MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于第一值。因此不论工作状态如何变化，第一触发节点的电压可以被控制，因此该电路能够提供稳定的振荡输出。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更加明显:图1至图4分别示出了传统类型的振荡电路；图5示出了根据本专利技术的优选实施方式的电路1，包括振荡模块10和电流源20 ；图6详细地示出了图5中的电路I的电流源20 ；图7示出了图5中的电路I的振荡模块10的第一 MOS晶体管的开关特性；图8示出了图5中的电路I的相对于温度变化的频率变化；图9示出了图5中的电路I的频率变化的蒙特卡洛分析。除非另有说明，在各附图中，对应的编号和符号指示相对应的部件。附图被描绘以清楚地使出本公开的实施方式的相关方面，它们并不一定是按比例绘制的。为了更清楚地示出某些实施方式，示出相同结构、材料或过程步骤的变化方式的字母可能放在附图编号之后。【具体实施方式】以下将描述本专利技术的实施方式的制造和使用。应能理解，本专利技术提供了很多具有实用性的创造性构思，它们可以实现在各种特定的场景下。以下将描述的实施方式仅仅描述制造和使用本专利技术的特定方式，而并不限制本专利技术的范围。本专利技术提供了一种电路，包括:-振荡器模块，该模块包括:-第一MOS晶体管，具有栅极，耦接至参考电压节点的源极，以及耦接至该振荡器模块的第一触发节点的漏极，用于通过被交替地关断和导通来产生该振动器模块的振荡输出信号；-第一电容，耦接在第一MOS晶体管的栅极和源极之间，并被配置为相应于该振荡信号而交替地被充电或放电，以将该第一 MOS晶体管导通或关断；该电路还包括:-电流源，被配置为控制流经该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，其特征在于，包括：‑振荡器模块(10)，该模块包括：‑第一MOS晶体管(MN7)，具有栅极，耦接至参考电压节点的源极，以及耦接至该振荡器模块的第一触发节点的漏极，用于通过被交替地关断和导通来产生该振动器模块的振荡输出信号；‑第一电容(C1)，耦接在第一MOS晶体管的栅极和源极之间，并被配置为相应于该振荡信号而交替地被充电或放电，以将该第一MOS晶体管导通或关断；该电路还包括：‑电流源(20)，被配置为控制流经该第一MOS晶体管的电流，以使得当该第一MOS晶体管被导通时，该第一MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于一第一值。

【技术特征摘要】
1.一种电路，其特征在于，包括: -振荡器模块(10)，该模块包括: -第一 MOS晶体管(MN7)，具有栅极，耦接至参考电压节点的源极，以及耦接至该振荡器模块的第一触发节点的漏极，用于通过被交替地关断和导通来产生该振动器模块的振荡输出信号； -第一电容(Cl)，耦接在第一MOS晶体管的栅极和源极之间，并被配置为相应于该振荡信号而交替地被充电或放电，以将该第一 MOS晶体管导通或关断； 该电路还包括: -电流源(20)，被配置为控制流经该第一 MOS晶体管的电流，以使得当该第一 MOS晶体管被导通时，该第一 MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于一第一值。2.根据权利要求1所述的电路，其中，该电流源包括: 第二 MOS晶体管(MN4)，具有与第一 MOS晶体管相同的结构； 电压控制模块，被配置为:在该第二 MOS晶体管被导通时，控制第二 MOS晶体管的漏极和源极之间的电压不大于该第一值； 电流镜，具有一个电阻，该电阻耦接在第二 MOS晶体管的栅极和源极之间，其中，该电流镜泄放与流过该电阻的电流相同的电流通过第一 MOS晶体管。3.根据权利要求2所述的电路，其中，该电压控制模块包括: 第三MOS晶体管(MN3)，具有耦接到第二 MOS晶体管的漏极的源极； 第四MOS晶体管(MNl)，具有耦接到该第三MOS晶体管的栅极的源极； 第五MOS晶体管(MN6)，具有耦接到第四MOS晶体管的栅极和第三MOS晶体管的漏极的栅极，以及耦接到该第二 MOS晶体管的栅极的源极；和 第六MOS晶体管(MN2)，具有都耦接到第四MOS晶体管的源极的漏极和栅极； 其中，该第二、第三、第四、第五和第六MOS晶体管具有相同的结构，且， 其中，该电流镜泄放相同的电流通过该第三MOS晶体管(MN3)、第四MOS晶体管(MNl)和第五MOS晶体管。4.根据权利要求3所述的电路，其中，该电压控制控制进一步包括: 第七MOS晶体管(MN5)，具有耦接至第六MOS晶体管的源极的漏极和耦接至第二 MOS晶体管的源极的源极， 其中，该第七MOS晶体管具有与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鸿武，
申请(专利权)人：意法半导体研发深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44