一种振荡电路和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种振荡电路和电子装置，具体而言涉及一种具有补偿单元的振荡电 路和使用该振荡电路的电子装置。
【背景技术】
[0002] 目前，振荡器（oscilator)在模拟电路中被广泛应用，主要用于将直流电能转换 为具有一定频率的交流电能，其中环形（ring)结构最为简单易实现。现有技术中的一种环 形振荡器（ring oscillator)的电路图如图1所示，包括3个以上奇数级的延迟（delay) 单元。该环形振荡器由每一级延迟单元产生延迟（delay)和相位差，实现所需要的振荡频 率。
[0003] 在现有技术中，由于振荡器容易受温度和工艺的影响，不做任何补偿的振荡器的 偏差往往可能超过±40%以上。产生上述偏差的主要因素包括：工艺偏差导致的晶体管 (例如：M0S管）的阈值电压（Vth)、栅极电容等参数的变化，温度变化导致的载流子迁移率 和器件特性的变化等。此外，振荡器内的各种无源器件也会随工艺的变化而变化。
[0004] 通常，在对精度有要求的情况下，传统做法是对振荡器进行外部triming (修整）， 艮P，通过增加 trimming和校准逻辑，配合一定的数字控制信号，实现频率的调整，以使振荡 器达到所需要的精度。其中，图2示出了现有技术中的一种采用外部校准方式的振荡电路 的示意图。显然，该做法具有如下缺点：（1)需要输入一个基准时钟（reference clock); (2)需要增加数字逻辑电路（digital logic circuit)。
[0005] 由此可见，现有技术中的振荡器在不进行外部校准的情况下，其精确往往难以满 足实际应用的需要；而如果进行外部校准，则需要增加基准时钟以及数字逻辑电路，不仅耗 费外部资源，而且造成整体结构过于复杂。因此，为解决现有技术中的上述问题，有必要提 出一种新的振荡电路和电子装置。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种振荡电路和电子装置，该振荡电路具有与 振荡器相连的补偿电路，可以降低工艺和温度对振荡器频率的影响，在不需要外部校准的 情况下达到一定的精度。该电子装置使用了该振荡电路，同样具有上述优点。
[0007] 本发明实施例一提供一种振荡电路，包括振荡器和压控电压产生电路，其中，所述 振荡器用于输出具有一定频率的交流电信号，所述压控电压产生电路用于为所述振荡器提 供对温度和工艺进行补偿的压控电压。
[0008] 可选地，所述压控电压产生电路包括输入单元和补偿单元，其中，所述输入单元用 于为所述补偿单元提供PTAT电流和PTAR电流，所述补偿单元用于产生对温度和工艺进行 补偿的压控电压。
[0009] 可选地，所述输入单元还为所述补偿单元提供工作电压。
[0010] 可选地，所述输入单元包括第一电流镜和第二电流镜，其中，所述第一电流镜包括 第一 P型晶体管与第二P型晶体管，用于输出PTAT电流；所述第二电流镜包括第三P型晶 体管和第四P型晶体管，用于输出PTAR电流；所述第一电流镜和所述第二电流镜的输出端 相连，作为所述补偿单元的一个输入端。
[0011] 可选地，所述第一 P型晶体管的源极与所述第二P型晶体管的源极、所述第三P型 晶体管的源极以及所述第四P型晶体管的源极相连并连接至Vdd，所述第一 P型晶体管的漏 极与所述第三P型晶体管的漏极相连并连接至Vss，所述第一 P型晶体管的栅极与所述第 二P型晶体管的栅极以及所述第一 P型晶体管的漏极相连，所述第二P型晶体管的漏极与 所述第四P型晶体管的漏极相连，所述第三P型晶体管的栅极与所述第四P型晶体管的栅 极以及所述第三P型晶体管的漏极相连。
[0012] 可选地，所述第二P型晶体管的漏极与所述第四P型晶体管的漏极为所述输入单 元的输出端，用于输出所述PTAT电流和所述PTAR电流。
[0013] 可选地，所述补偿单元包括第一电阻和与所述第一电阻相连的第一 N型晶体管， 其中，所述第一 N型晶体管的源极与所述第一电阻的一端相连，所述第一 N型晶体管被连接 成二极管结构，所述第一电阻的另一端与所述输入单元提供的所述PTAT电流和所述PTAR 电流相连。
[0014] 可选地，所述补偿单元包括第一电阻、第二电阻、第一 N型晶体管、第二N型晶体 管、第三N型晶体管、第五P型晶体管和第六P型晶体管，其中，所述第一电阻的一端与所述 输入单元提供的所述PTAT电流和所述PTAR电流相连，所述第一电阻的另一端与所述第一N 型晶体管的源极相连，所述第一 N型晶体管的栅极与所述第三N型晶体管的栅极以及所述 第一 N型晶体管的源极相连，所述第一 N型晶体管的漏极与所述第二N型晶体管的漏极以 及所述第三N型晶体管的漏极相连并连接至Vss，所述第三N型晶体管的源极与所述第五P 型晶体管的漏极以及所述第五P型晶体管的栅极相连，所述第五P型晶体管的源极与所述 第六P型晶体管的源极相连并连接至Vdd，所述第五P型晶体管的栅极与所述第六P型晶体 管的栅极相连，所述第六P型晶体管的漏极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的 另一端与所述第二N型晶体管的源极以及所述第二N型晶体管的栅极相连。
[0015] 可选地，所述第五P型晶体管与所述第六P型晶体管构成第三电流镜。
[0016] 可选地，所述第六P型晶体管的漏极为所述补偿单元的一个输出端，用于输出所 述对温度和工艺进行补偿的压控电压。
[0017] 可选地，所述振荡器为环形振荡器。
[0018] 可选地，所述振荡器包括三个以上奇数级的延迟单元，其中，每个所述延迟单元包 括由P型晶体管和N型晶体管构成的反相器以及与所述反相器相连的压控管，所述压控管 的源极与所述反相器中的N型晶体管的漏极相连，所述压控管的漏极与Vss相连，所述压控 管的栅极与所述压控电压产生电路提供的所述对温度和工艺进行补偿的压控电压相连。
[0019] 可选地，所述压控管为N型晶体管。
[0020] 可选地，所述反相器中的P型晶体管的源极与Vdd相连，并且，每一级延迟单元中 的所述反相器的输出端和与其相邻的下一级延迟单元中的所述反相器的输入端相连，最后 一级延迟单元中的所述反相器的输出端与第一级延迟单元中的所述反相器的输入端相连 并作为所述振荡电路的输出端。
[0021 ] 本发明实施例二提供一种电子装置，包括振荡电路，其中，所述振荡电路包括振荡 器和压控电压产生电路，所述振荡器用于输出具有一定频率的交流电信号，所述压控电压 产生电路用于为所述振荡器提供对温度和工艺进行补偿的压控电压。
[0022] 本发明的振荡电路，通过在振荡器上增加能够产生对温度和工艺进行补偿的压控 电压的压控电压产生电路，可以降低工艺和温度对振荡器的输出频率的影响，在省略外部 校准的情况下保证振荡电路的精度。本发明的电子装置，使用了上述振荡电路，因而同样具 有上述优点。
【附图说明】
[0023] 本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发 明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0024] 附图中：
[0025] 图1为现有技术中的一种环形振荡器的电路图；
[0026] 图2为现有技术中的一种采用外部校准方式的振荡电路的示意图；
[0027] 图3为本发明实施例一的振荡电路的一种示意图；
[0028] 图4为振荡器的压控电压（VCTRL)与输出频率的关系曲线；
[0029] 图5a为现有技术中的振荡器的频率与工艺的关系曲线；
[0030] 图5b为现有技术中的振荡器的频率与温度的关系曲线；
[0031] 图5c为本发明实施例一的振荡电路中的压控电压的变化曲线；
[0032] 图6为本发明实施例一的振荡电路中的压控电压产生电路产生压控电压的第一 种原理图；
[0033] 图7为本发明实施例一的振荡电路中的压控电压产生电路产生压控电压的第二 种原理图；
[0034] 图8为本发明实施例一的振荡电路中的压