對于過程、溫度和電壓變化而具有穩(wěn)定頻率的cmos振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及時鐘生成，并且更具體地，設(shè)及一種對于過程、溫度和電壓變化而具有 穩(wěn)定頻率的CMOS振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002] 時鐘生成是任何電子系統(tǒng)中的重要的部分。在集成電路器件中，晶體振蕩器可 W跨越多個與集成電路技術(shù)有關(guān)的運行變量，例如制造偏差、電壓供應變化W及溫度變化 (被認為是在工業(yè)中的PVT變化）提供優(yōu)秀的穩(wěn)定性。用于運樣的晶體振蕩器的最常見的 材料是石英。然而，通常不能使用常規(guī)的CMOS工藝將晶體振蕩器集成在集成電路忍片上， 因為運樣的步驟不是IC加工工藝的一部分，并且因此，晶體振蕩器必須在之后集成在相應 的板中。另外，要求客戶將石英晶體振蕩器安裝在集成電路忍片外部可能增加忍片封裝所 占據(jù)的覆蓋區(qū)，并且，因此，可能使得集成電路忍片不適合于其中電路板面積非常短缺的應 用。
[0003] 為了克服在晶體振蕩器中對石英晶體的需要，CMOS環(huán)形振蕩器是一種常規(guī)的解決 方案，其為集成電路計時提供了現(xiàn)成的解決方案。然而，CMOS環(huán)形振蕩器的輸出頻率不能 相對于PVT的變化保持恒定。換言之，PVT變化導致在生成的時鐘信號中的不期望的頻率 波動，并且因此，PVT變化對于要求更加穩(wěn)定的時鐘信號的應用是有問題的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種器件，包括：節(jié)點，被配置為接收電壓信號； 第一電路，被禪合到所述節(jié)點并且被配置為響應于所述電壓信號而生成時鐘信號；W及第 二電路，被禪合到所述第一電路并且被配置為響應于運行條件而更改生成的所述時鐘信 號。 陽〇化]優(yōu)選地，所述運行條件包括運行溫度。
[0006] 優(yōu)選地，生成的所述時鐘信號的更改對應于由于制造偏差而引起的補償。
[0007] 優(yōu)選地，所述運行條件包括供應電壓的電壓電平。
[0008] 優(yōu)選地，所述第一電路包括CMOS振蕩器。
[0009] 優(yōu)選地，所述CMOS振蕩器包括：電平移位器；第一電流饑餓型反相器，被禪合到所 述電平移位器；第一緩沖器，被禪合到所述第一電流饑餓型反相器；第一電容器，被禪合到 所述第一電流饑餓型反相器并且被禪合到所述電平移位器；第二電流饑餓型反相器，被禪 合到所述電平移位器；第二緩沖器，被禪合到所述第二電流饑餓型反相器；W及第二電容 器，被禪合到所述第二電流饑餓型反相器并且被禪合到所述電平移位器。
[0010] 優(yōu)選地，所述CMOS振蕩器還包括：第=反相器，被禪合到所述第一電流饑餓型反 相器并且被禪合到所述第一緩沖器；W及第四反相器，被禪合到所述第二電流饑餓型反相 器并且被禪合到所述第二緩沖器。
[0011] 優(yōu)選地，所述第二電路包括：晶體管電路，被配置為在節(jié)點處生成響應于所述器件 中的過程和溫度變量的改變的電壓；電流生成器，被禪合到所述晶體管電路并且被配置為 生成與在所述節(jié)點處的電壓對應的校正電流；W及轉(zhuǎn)換電路，被禪合到所述電流生成器并 且被配置為將所述校正電流轉(zhuǎn)換為與所述過程和溫度變量的改變對應的偏置電流。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二電路包括電壓調(diào)節(jié)器，所述電壓調(diào)節(jié)器被配置為生成經(jīng)調(diào)節(jié)的 供應電壓，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的供應電壓響應于供應電壓的電壓電平的變化。
[0013] 根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種振蕩器，包括：電壓供應節(jié)點；參考節(jié)點；第 一晶體管，具有第一傳導節(jié)點、禪合到所述參考節(jié)點的第二傳導節(jié)點、W及控制節(jié)點；第二 晶體管，具有第一傳導節(jié)點、禪合到所述參考節(jié)點的第二傳導節(jié)點、W及控制節(jié)點；第=晶 體管，具有禪合到所述電壓供應節(jié)點的第一傳導節(jié)點、禪合到所述第一晶體管的所述第一 傳導節(jié)點的第二傳導節(jié)點、W及禪合到所述第二晶體管的所述第一傳導節(jié)點的控制節(jié)點； 第四晶體管，具有禪合到所述電壓供應節(jié)點的第一傳導節(jié)點、禪合到所述第二晶體管的所 述第一傳導節(jié)點的第二傳導節(jié)點、W及禪合到所述第一晶體管的所述第一傳導節(jié)點的控制 節(jié)點；第一電流饑餓型反相器，具有禪合到所述第=晶體管的所述控制節(jié)點的輸入節(jié)點W 及禪合到所述第一晶體管的所述第一傳導節(jié)點的輸出節(jié)點；第二電流饑餓型反相器，具有 禪合到所述第四晶體管的所述控制節(jié)點的輸入節(jié)點W及禪合到所述第二晶體管的所述第 一傳導節(jié)點的輸出節(jié)點；第一電容器，具有禪合到所述第一晶體管的所述第一節(jié)點的第一 節(jié)點W及禪合到所述參考節(jié)點的第二節(jié)點；W及第二電容器，具有禪合到所述第二晶體管 的所述第一節(jié)點的第一節(jié)點W及禪合到所述參考節(jié)點的第二節(jié)點。
[0014] 優(yōu)選地，所述振蕩器還包括：第一電流注入節(jié)點，被配置為接收響應于運行條件的 改變的第一電流，所述第一電流注入節(jié)點被禪合到所述第一電流饑餓型反相器；W及第二 電流注入節(jié)點，被配置為接收響應于所述運行條件的改變的第二電流，所述第二電流注入 節(jié)點被禪合到所述第二電流饑餓型反相器。
[0015] 優(yōu)選地，所述振蕩器還包括偏置電流生成器，所述偏置電流生成器被配置為生成 所述第一電流和所述第二電流，所述偏置電流生成器具有：晶體管電路，被配置為在節(jié)點處 生成響應于過程和溫度變量的改變的電壓；電流生成器，被禪合到所述晶體管電路并且被 配置為生成與在所述節(jié)點處的電壓對應的校正電流；W及轉(zhuǎn)換電路，被禪合到所述電流生 成器并且被配置為將所述校正電流轉(zhuǎn)換為與所述過程和溫度變量的改變對應的所述第一 電流和所述第二電流。
[0016] 優(yōu)選地，所述振蕩器還包括：第一緩沖器，被禪合在所述第一電流饑餓型反相器的 所述輸入節(jié)點與所述第=晶體管的所述控制節(jié)點之間；第二緩沖器，被禪合在所述第二電 流饑餓型反相器的所述輸入節(jié)點與所述第四晶體管的所述控制節(jié)點之間。
[0017] 優(yōu)選地，所述振蕩器還包括：第=反相器，具有禪合到所述第一電流饑餓型反相器 的所述輸入節(jié)點的輸入節(jié)點；W及第四反相器，具有禪合到所述第二電流饑餓型反相器的 所述輸入節(jié)點的輸入節(jié)點。
[001引根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種系統(tǒng)，包括時鐘生成電路，具有：節(jié)點，被配置 為接收電壓信號；第一電路，被禪合到所述節(jié)點并且被配置為響應于所述電壓信號而生成 時鐘信號；W及第二電路，被禪合到所述第一電路并且被配置為響應于運行條件而更改生 成的所述時鐘信號。
[0019]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：處理器，被禪合到所述時鐘信號生成電路；W及存儲 器，被禪合到所述處理器。
[0020] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括單個集成電流裸片。
[0021] 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括多個集成電流裸片。
[0022] 根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種方法，包括：在具有電壓供應信號的電路中， 生成具有響應于所述電壓供應信號的周期的振蕩時鐘信號；W及響應于運行條件的改變來 更改所述時鐘信號的生成，使得所述周期被保持。
[0023] 優(yōu)選地，所述方法還包括響應于所述電路中的運行溫度的改變而更改所述時鐘信 號的生成。
[0024] 優(yōu)選地，所述方法還包括響應于所述電路中的所述電壓供應的電壓電平的改變而 更改所述時鐘信號的生成。
[00巧]優(yōu)選地，所述方法還包括響應于所述電路中的過程的傳輸時間的改變而更改所述 時鐘信號的生成。
【附圖說明】
[00%] 權(quán)利要求的方面和多個隨之帶來的優(yōu)點在結(jié)合所附的附圖的情況下通過參考下 面的詳細描述將變得更加容易領(lǐng)會W及變得更加容易理解，其中：
[0027] 圖1是常規(guī)CMOS環(huán)形振蕩器的電路圖。
[002引圖2是與電流饑餓型CMOS環(huán)形振蕩器相結(jié)合使用的常規(guī)延遲單元的電路圖。
[0029] 圖3A-3B為利用了圖2中的延遲單元的常規(guī)電流饑餓型CMOS環(huán)形振蕩器和參考 信號生成器的電路圖。
[0030] 圖4A-4B為供應補償?shù)碾娏黟囸I型CMOS環(huán)形振蕩器的電路圖。
[0031] 圖5為依據(jù)在本文中公開的主題的實施例的PVT補償?shù)碾娏黟囸I型環(huán)形振蕩器的 電路圖。
[0032] 圖6為依據(jù)在本文中公開的主題的實施例的電流饑餓型的、基于電平移位器的環(huán) 形振蕩器的電路圖。
[0033] 圖7為依據(jù)在本文中公開的主題的實施例的、與圖5中的環(huán)形振蕩器相結(jié)合使用 的過程和溫度變化生成器的電路圖。
[0034]圖8為依據(jù)在本文中公開的主題的實施例的、具有數(shù)模轉(zhuǎn)換控制電路的PVT補償 的電流饑餓型環(huán)形振蕩器的電路圖。
[0035] 圖9為依據(jù)在本文中公開的主題的實施例的、具有PVT補償?shù)碾娏黟囸I型環(huán)形振 蕩器的系統(tǒng)的方框圖。
【具體實施方式】
[0036] 提出下面的討論，W使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┗蚴褂迷诒疚闹泄_的主 題。在不偏離當前的詳細描述的精神和范圍的情況下，在本文中描述的一般原理能夠應用 在上面詳述的實施例和應用之外的實施例和應用中。本公開并非旨在限于示出的實施例， 而是旨在給予與在本文中公開或建議的原理和特征一致的最大范圍。
[0037] 總體來看，在本文中公開的主題可W是時鐘信號生成電路，其配置為生成具有跨 越多個運行條件的變化而被保持的頻率的時鐘信號，運些變化例如是供應電壓和溫度的改 變W及由于制造偏差造成的變化。在實施例中，PVT補償?shù)腃MOS環(huán)形振蕩器的生成的時鐘 信號的頻率擴展配置用于補償供應電壓的變化W及用于經(jīng)由過程和溫度補償電路來補償 過程和溫度的變化。PVT補償?shù)腃MOS環(huán)形振蕩器包括經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓供應電路，W生成抵抗 由于總供應電壓的改變而導致的變化的供應