本发明专利技术披露一种振荡器，该振荡器包括具有输入支路、第一输出支路和第二输出支路的电流镜，第一晶体管，第二晶体管，放电电路，第三晶体管，和延时电路，其中第一晶体管的漏极连接在第一输出支路上，其栅极和漏极相连；第二晶体管的漏极连接在输入支路上，其栅极和第一晶体管的栅极相连，其源极上连接有电阻；第三晶体管的漏极连接在第二输出支路上，其栅极连接到第二晶体管的栅极，其源极连接有电容；其中延时电路连接在第三晶体管的漏极和放电电路的控制端之间，放电电路根据来自第三晶体管漏极的信号对电容充放电。本发明专利技术的振荡器与传统振荡器相比，工作电压更低，振荡频率不随电源电压的变化而变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种振荡器，具体地说涉及低电压工作的振荡器。
技术介绍
振荡器被广泛应用于如DC-DC,锂电池保护电路，锂电池充电电路， 复位器，以及控制电路等各种系统中。然而，简单的反相器环振(如图l)或基于RC的反相器环振电路(如 图2)的振荡频率则随电源电压变化剧烈，不适用于对时间精度要求高的应 用中。另外，图3示意了另一种现有技术的振荡器。随着输入电源降低，该 振荡器由于输入电压限制而停止工作。该振荡器需要的最低工作电压为 Max{VGSNi+VGSN2+VDSP1, VGSN1+VDSN2+VGSP2}。其中，VGSN1为MN1的栅源 电压，在一般5V的CMOS工艺中， 一般大于0.7V; VcsN2为MN2的栅源电 压，考虑到衬偏效应， 一般大于0.8V; Vostn为MP1的漏源电压， 一般大于 0.1V; VosN2为MN2的漏源电压， 一般大于0.1V; V(^2为MP2的栅源电压， 一般大于0.8V。所以，该振荡器的最低工作电压将大于1.6V。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低电压工作的振荡器，它还具有不随电源 电压变化，输出频率准确，电流消耗低的优点。为此，本专利技术提供一种振荡器。该振荡器包括振荡器，该振荡器包 括具有输入支路、第一输出支路和第二输出支路的电流镜，第一晶体 管，第二晶体管，放电电路，第三晶体管，和延时电路，其中第一晶 体管的漏极连接在第一输出支路上，其栅极和漏极相连；第二晶体管 的漏极连接在输入支路上，其栅极和第一晶体管的栅极相连，其源极 上连接有电阻；第三晶体管的漏极连接在第二输出支路上，其栅极连接到第二晶体管的栅极，其源极连接有电容；其中延时电路连接在第 三晶体管的漏极和放电电路的控制端之间，放电电路根据来自第三晶 体管漏极的信号对电容充放电。本专利技术的振荡器与传统振荡器相比，工作电压更低，工作电流可以 更小，振荡频率不随电源电压的变化而变化。附图说明下面将参照附图对本专利技术的具体实施方案进行更详细的说明，附图中图1是现有技术的反相器环振电路；图2是现有技术的基于RC的反相器环振电路；图3示意了另一种现有技术的振荡器；图4是根据本专利技术第一实施方案的振荡器原理图5给出了启动电路的电路图6是根据本专利技术第二实施方案的振荡器原理图7是根据本专利技术第三实施方案的振荡器原理图；以及图8是根据本专利技术第四实施方案的振荡器原理图。具体实施例方式图4是根据本专利技术第一实施方案的振荡器原理图。如图4所示，整个振荡器由电流源产生电路，充电电路，比较电路， 电容C1，放电电路和延时电路组成。电流源产生电路包括启动电路，MP1， MP2, MN1， MN2， Rl。 MP1 和MP2构成电流镜，其电流镜像比例可以为1:1,也可以为其它比例。MN1 和MN2构成放大电路，它会调整使得Rl上电压降等于VGSN1- VGSN2。MP4构成充电电路，它与MP2构成电流镜，复制MP2的电流。MN4构成比较电路，它比较MN2的源极(节点SN2)电压和MN4的源 极(节点Ramp)电压来决定输出结果，其比较结果由节点DN4输出。当MN4 的源极电压等于MN2的源极电压时，MN4的漏极电压翻转。放电电路由MN3构成，当其栅极电压超过其阈值电压时将电容放电。需要说明，放电电路也可以由三极管或其它类型的开关电路实现。反相器Ul和U2构成延时电路，此延时电路也可以由更多的反相器单 元构成，但数目应为偶数。根据具体设计，还可能在某些中间节点增加其 它延时电路，如RC组成的延时电路来增加延时，其延时要求为足够长时 MN3导通时可以把C1的电压放完至地电平。在工作时，电流源产生电路中产生的电流源被mp4镜像出为电容a充电。当C1上的电压充高至R1上的电压时，比较电路MN4逻辑反转，输 出高电平。该高电平经过延时电路后开启放电电路MN3， MN3开启后对C1 放电。Cl放电完成后，比较电路MN4的输出逻辑反转，输出低电平，经延 时电路后关断MN3,终止放电。Cl又经MP4和MN4慢慢充电，充到Rl 电压后再放电，周而复始，形成振荡。Cl上的电压表现为锯齿波。与传统的振荡器相比，它具有三个特点一，其工作电压很低，仅需要Max{VGSP2+VDSN2+VR1, VGSN1 + VDSP1}， V(u可设计约为50mV，所以仅需要0.8V+0.1V+0.05V二0.95V。二，对于相同的振荡频率输出(相同的R1和C1)时，其电流消耗更 小，对于图三所示的振荡器，毎个恒流支路需要Vthn/R1的电流，而本专利技术 中，每个恒流支路耗电AVGS/R1, AVGs—般设计为50mV左右，Vthn—般在 800mV左右。三，其振荡频率由Rl, Cl决定，不随电源电压的变化而变化。在图4中，如果MP1， MP2和MP4的宽度和长度一样，它们形成电流 镜，其电流相等，MN1的宽长比应设为比MN2的宽长比小，MN1和MN2 的电流相同，则VGSN1>VGSN2，电阻Rl上的压降AVgs-Vgsni-Vgsn2。<formula>formula see original document page 6</formula>设计MN4与MN2的宽度和长度都相同。当电容C1上的电压为零时，MN4的漏电流将对Cl充电，直至MN4 的源级电压等于MN2的源级电压时，反相器Ul的输出将变为低，反相器 U2的输出将变为高，MN3将导通，电容C1上的电压将被放电为零，反相 器U1的输出将变为高，反相器U2的输出将变为低，MN3截止，MN4的漏 电流将重新对C1充电。周而复始下去，电路形成振荡。放电时间很短，振荡周期主要由充电时间决定,一个充电时间应为￡>4由于MPl, MP2， MP4形成1:1:1的电流镜，所以A)4 =々1 = ^D2△7,/ 1可以得到根据MOS管电流特性方程r 6'A' r 77/ T<formula>formula see original document page 7</formula>设<formula>formula see original document page 7</formula>(3)由于MP1和MP2的宽度和长度一样，所以 、，=/02 所以(3)可变为<formula>formula see original document page 7</formula>此电流也是与电源电压无关的量。因为其中使用的电流源产生电路存在为零的状态，所以有可能死锁在 零电流状态，/人而需要启动电路。图5给出了启动电路的电路图。启动电路中MPstl检测电流源产生电路中的电流，如果有电流，MPstl 的电流会将MPst2的栅极拉高，关断MPst2;如果没有电流，MPst2的栅极 会被电阻Rstl拉低，从而MPst2导通，向电流源产生电路中注入电流，直 至其启动。需要指出，启动电路也可以有许多现有技术已知的各种方法实现。另外，如果晶体管MN1， MN2和MN4中的一部分晶体管采用耗尽型 晶体管，死锁状态可得以避免，则无需采用启动电路。实施例中的反相器Ul和U2可以为多个反相器链组成，例如4个，6 个等，但Ul和U2的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种振荡器，包括具有输入支路、第一输出支路和第二输出支路的电流镜，第一晶体管，第二晶体管，放电电路，第三晶体管，和延时电路，其中第一晶体管的漏极连接在第一输出支路上，其栅极和漏极相连；第二晶体管的漏极连接在输入支路上，其栅极和第一晶体管的栅极相连，其源极上连接有电阻；第三晶体管的漏极连接在第二输出支路上，其栅极连接到第二晶体管的栅极，其源极连接有电容；其中延时电路连接在第三晶体管的漏极和放电电路的控制端之间，放电电路根据来自第三晶体管漏极的信号对电容充放电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，董贤辉，杨喆，郑儒富，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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