TWI810010B - 具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置 - Google Patents

具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI810010B
TWI810010B TW111129523A TW111129523A TWI810010B TW I810010 B TWI810010 B TW I810010B TW 111129523 A TW111129523 A TW 111129523A TW 111129523 A TW111129523 A TW 111129523A TW I810010 B TWI810010 B TW I810010B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
current
voltage
output
transistor
electrically connected
Prior art date
Application number
TW111129523A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202408161A (zh
Inventor
李政道
賴炳文
Original Assignee
新唐科技股份有限公司
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 新唐科技股份有限公司 filed Critical 新唐科技股份有限公司
Priority to TW111129523A priority Critical patent/TWI810010B/zh
Priority to CN202211142082.4A priority patent/CN117559914A/zh
Priority to US18/298,598 priority patent/US20240048130A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI810010B publication Critical patent/TWI810010B/zh
Publication of TW202408161A publication Critical patent/TW202408161A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION 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
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02Details
    • H03B5/04Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators 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
    • H03K3/03Astable circuits
    • H03K3/0307Stabilisation of output, e.g. using crystal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION 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
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/02Details
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • H03K3/011Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • H03K5/135Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals by the use of time reference signals, e.g. clock signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

揭露一種具有溫度補償電路的低功耗振盪電路。振盪器之電流供 應單元用於輸出正比於參考電流的輸出電流。隨著溫度變高,溫度補償電路中的單向導通元件之第一閾值電壓會下降,參考電流會隨著溫度上升而下降。因振盪訊號之延遲時間正比於第一閾值電壓且反比於參考電流,故第一閾值電壓和參考電流對延遲時間的影響相消,致使本發明產生之振盪訊號的延遲時間不受溫度影響。

Description

具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置
本發明涉及一種具有溫度補償的低功耗振盪電路,且特別是一種具有溫度補償功能與低功耗的振盪器和其電子裝置,藉此消除溫度對振盪訊號延遲時間的影響,並且使其電路驅動之系統電壓有效降低,從而實現低頻飄與低功率的功效。
請參照圖1,圖1是先前技術振盪器電路圖。振盪器1包括電流鏡電路10、偏壓電路11、溫度補償電路12、電荷儲存電路13及電壓匹配電路14。
於圖1中,電流鏡電路10透過第一參考電流輸出端、第二參考電流輸出端、第三參考電流輸出端分別輸出第一參考電流Iref1、第二參考電流Iref2與第三參考電流Iref3,以及電流鏡電路10透過振盪電壓輸出端輸出振盪電壓,其中第一參考電流Iref1、第二參考電流Iref2與第三參考電流Iref3隨溫度上升而下降。
偏壓電路11電性連接偏壓端,並用於產生參考電壓Vref給電流鏡電路10做為偏壓使用。
溫度補償電路12電性連接第一參考電流輸出端,用於提供第一電壓V1給電流鏡電路10,以使電流鏡電路10產生溫度補償電壓,其中溫度補償電壓用於控制電流鏡電路10是否將第三參考電流Iref3輸出至第三參考電流輸出端,且溫度補償電壓隨溫度上升而下降。
電荷儲存電路13電性連接第二參考電流輸出端,用於接收第二參考電流Iref2以進行充電。電壓匹配電路14電性連接第三參考電流輸出端,用於提供第二電壓V2給電流鏡電路10,其中所述第二電壓V2相同於所述第一電壓V1與參考電壓Vref。
電壓匹配電路14電性連接第三參考電流輸出端,用於提供第二電壓V2給電流鏡電路10,其中第二電壓V2相同於第一電壓V1與參考電壓Vref。
由圖1中先前技術的振盪器1可知,參考電流Iref會隨著溫度變化而有所改變的情況發生,因而影響到振盪器1產生的振盪電壓訊號之頻率(或週期)。如果要減少頻率飄移的情況發生,就必須要額外設置振盪器補償電路進行控制補償,以穩定振盪訊號的頻率狀態。但是現行應用中會要求低功率,如果額外設置振盪器補償電路則會有額外的功率消耗情形產生。除此之外,振盪器1中的系統電壓VDD至接地電壓GND的路徑,經過的MOS電晶體為三個,致使系統電壓VDD可能不足夠高,而無法驅動振盪器1,但如果拉高系統電壓VDD,則又可能無法滿足低功率與低供應電壓的需求。因此,於振盪器1的設計中,低功率、低供應電壓與頻飄精準彼此為取捨(trade-off)的條件因子,仍有部分功效改善之空間。
本發明實施例提供一種具有溫度補償的低功耗振盪電路。此電路包括電流供應單元、溫度補償電路、偏壓電路及驅動電路。
電流供應單元具有參考電流輸出端、第一電流輸出端、第二電流輸出端、第三電流輸出端、第四電流輸出端,其中電流供應單元透過參考電流輸出端、第一電流輸出端、第二電流輸出端、第三電流輸出端、第四電流輸出端分別輸出參考電流、第一輸出電流、第二輸出電流、第三輸出電流及第四輸出電流。其中,參考電流隨著溫度上升而下降,且第一輸出電流、第二輸出電流、第三輸出電流及第四輸出電流正比於參考電流。
溫度補償電路電性連接所述第二電流輸出端,包括單向導通元件以及與單向導通元件並聯的電阻串。其中,單向導通元件具有決定導通與否的第一閾值電壓。而單向導通元件與電阻串並聯的一端連接上述第二電流輸出端且單向導通元件與電阻串的並聯連接的另一端為低電壓。
偏壓電路電性連接參考電流輸出端、第一電流輸出端及溫度補償電路,用於接收上述參考電流並產生參考電壓,以及輸出第一電流至電阻串之中間節點,以藉此使在電阻串之中間節點產生和參考電壓相同的電壓。其中,此電壓決定上述的第一閾值電壓。
驅動電路電性連接所述第三電流輸出端和第四電流輸出端,包括輸出電晶體和電容,其中電容的兩端分別電性連接輸出電晶體的閘極和源極,輸出電晶體的源極電性連接低電壓,輸出電晶體具有決定導 通與否的第二閾值電壓,且輸出電晶體透過導通與關閉產生振盪訊號,其中第一閾值電壓等於第二閾值電壓。
根據本發明一些實施例,上述電流供應單元包括複數個PMOS電晶體,其中輸出第三輸出電流的PMOS電晶體的通道寬長比值是其他複數個PMOS電晶體的複數個通道寬長比值的K倍,其中K大於0。
根據本發明一些實施例,上述偏壓電路包括二個NMOS電晶體,其中二個NMOS電晶體的兩個閘極-源極電壓差相等。
根據本發明一些實施例,當溫度上升,第一閾值電壓下降,參考電流也會隨溫度上升而下降,因振盪訊號之延遲時間正比於第一閾值電壓且反比於參考電流,故第一閾值電壓和參考電流對延遲時間的影響相消,致使振盪訊號之延遲時間不受所述溫度影響。
根據本發明一些實施例,更包括時脈緩衝器,電性連接所述驅動電路,用以緩存所述振盪訊號,並輸出經緩衝的所述振盪訊號作為時脈訊號。
根據本發明一些實施例,上述電流供應單元包括第一PMOS電晶體、第二PMOS電晶體、第三PMOS電晶體、第四PMOS電晶體與第五PMOS電晶體。第一PMOS電晶體的源極、第二PMOS電晶體的源極、第三PMOS電晶體的源極、第四PMOS電晶體的源極與第五PMOS電晶體的源極電性連接系統電壓。第一PMOS電晶體的閘極電性連接第一PMOS電晶體的汲極、第二PMOS電晶體的閘極、第三PMOS電晶體的閘極、第四PMOS電晶體的閘極與所述第五PMOS電晶體的閘 極。第一PMOS電晶體的汲極做為參考電流輸出端,第二PMOS電晶體的汲極做為第一電流輸出端,第三PMOS電晶體的汲極做為第二電流輸出端,第四PMOS電晶體的汲極做為第三電流輸出端,第五PMOS電晶體的汲極做為第四電流輸出端。
根據本發明一些實施例,上述溫度補償電路的單向導通元件為第一NMOS電晶體,且電阻串包括第一溫度補償電阻與第二溫度補償電阻。第一溫度補償電阻串聯所述第二溫度補償電阻,且第一溫度補償電阻的一端電性連接所述第一NMOS電晶體的汲極,第一NMOS電晶體的汲極電性連接所述第一NMOS電晶體的閘極,其中第二溫度補償電阻的一端電性連接低電壓。
根據本發明一些實施例,上述偏壓電路包括第二NMOS電晶體、第三NMOS電晶體與偏壓電阻。第二NMOS電晶體的閘極電性連接第三NMOS電晶體的閘極和第三NMOS電晶體的汲極,其中所述偏壓電阻的第一端與第二端分別電性連接第二NMOS電晶體的源極與低電壓。
本發明實施例還提供一種電子裝置,包括上述任意一項之低功耗振盪電路之組合,以及功能電路電性連接上述低功耗振盪電路。低功耗振盪電路根據上述振盪訊號進行操作。
綜上所述,本發明實施例提供的振盪器除了具有與先前技術相同的振盪訊號溫度補償功效以外,更具備可使用更低的供應電壓VDD進行驅動的優點,系統電壓到低電壓(例如,接地電壓)的路徑上最多僅經過兩顆電晶體。
為了進一步理解本發明的技術、手段和效果,可以參考以下詳細描述和附圖,從而可以徹底和具體地理解本發明的目的、特徵和概念。然而,以下詳細描述和附圖僅用於參考和說明本發明的實現方式,其並非用於限制本發明。
1、2:振盪器
10:電流鏡電路
11:偏壓電路
12:溫度補償電路
13:電荷儲存電路
14:電壓匹配電路
Iref1~Iref3:第一參考電流、第二參考電流、第三參考電流
Vref:參考電壓
20:電流供應單元
21:溫度補償電路
22:偏壓電路
23:驅動電路
24:時脈緩衝器
MP1~MP5:PMOS電晶體
MN1~MN4:NMOS電晶體
R1:第一溫度補償電阻
R2:第二溫度補償電阻
R3:偏壓電阻
Iref:參考電流
Iout1:第一輸出電流
Iout2:第二輸出電流
Iout3:第三輸出電流
Iout4:第四輸出電流
Vth1:第一閾值電壓
Vth2:第二閾值電壓
V1:第一電壓
Vr:第一電壓
V2:第二電壓
C:電容
Vout:輸出端電壓
VDD:系統電壓
GND:接地電壓
提供的附圖用以使本發明所屬技術領域具有通常知識者可以進一步理解本發明,並且被併入與構成本發明之說明書的一部分。附圖示出了本發明的示範實施例,並且用以與本發明之說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1為先前技術的振盪器的電路圖。
圖2為本發明實施例的振盪器的電路圖。
現在將詳細參考本發明的示範實施例,其示範實施例會在附圖中被繪示出。在可能的情況下,在附圖和說明書中使用相同的元件符號來指代相同或相似的部件。另外,示範實施例的做法僅是本發明之設計概念的實現方式之一,下述的該等示範皆非用於限定本發明。
為了解決先前技術的問題,本發明實施例提供了一種具有溫度補償的低功耗振盪電路及其的電子裝置。透過上述振盪電路具有的溫度補償功效,由本發明實施例的振盪器所產生的振盪訊號的頻率(或週期,其與頻率互相為倒數關係),具有低頻飄(意指頻率不隨溫度變化而有所改變)之效果。振盪電路不須額外設置補償電路,使其對振盪電路產生 的振盪訊號進行頻飄補償,且與圖1先前技術之具有溫度補償的振盪電路相比,本發明振盪器電路最大的優勢就是減少圖1中的NMOS電晶體MN6和NMOS電晶體MN7,因此本發明之振盪器電路需要的系統電壓更低(即,降低整體振盪電路之供應電源)。因此,本發明實施例的振盪器除了包含先前技術中的低頻飄功效,更具備了較低系統驅動電壓之需求(意指整體電路之低功耗成效)。
請參照圖2,圖2是本發明實施例的振盪器2的電路圖。具有溫度補償功能的振盪器2電路包括電流供應單元20、溫度補償電路21、偏壓電路22、驅動電路23與時脈緩衝器24。電流供應單元20電性連接溫度補償電路21、偏壓電路22、驅動電路23。驅動電路23透過輸出電晶體之閘極導通與否產生振盪訊號傳送至時脈緩衝器24,以讓時脈緩衝器24緩存上述振盪訊號,並輸出經緩衝後的振盪訊號作為時脈訊號。在此注意,於一些應用中時脈緩衝器24不必為振盪器電路架構必要之元件。
電流供應單元20具有參考電流輸出端、第一電流輸出端、第二電流輸出端、第三電流輸出端、第四電流輸出端。電流供應單元20透過參考電流輸出端、第一電流輸出端、第二電流輸出端、第三電流輸出端、第四電流輸出端分別輸出參考電流Iref、第一輸出電流Iout1、第二輸出電流Iout2、第三輸出電流Iout3及第四輸出電流Iout4。其中,參考電流Iref隨著溫度上升而下降,且第一輸出電流Iout1、第二輸出電流Iout2、第三輸出電流Iout3及第四輸出電流Iout4因電流鏡電路特性的關係而正比於參考電流Iref。
進一步地說明,上述電流供應單元20包括複數個PMOS電晶體。其中,輸出第三輸出電流Iout3的PMOS電晶體的通道寬長比值(W/L)是其他複數個PMOS電晶體的複數個通道寬長比值(W/L)的K倍,其中K大於0。
於此實施例中,電流供應單元20包括PMOS電晶體MP1~MP5。PMOS電晶體MP1~MP5每一者的源極電性連接供應電壓VDD。PMOS電晶體MP1的閘極電性連接PMOS電晶體MP1的汲極和PMOS電晶體MP2~MP5每一者的閘極。PMOS電晶體MP1的汲極作為參考電流輸出端。PMOS電晶體MP2~MP5每一者的汲極分別作為第一電流輸出端、第二電流輸出端、第三電流輸出端和第四電流輸出端。
溫度補償電路21電性連接第二電流輸出端,包括單向導通元件以及與單向導通元件並聯的電阻串,其中單向導通元件具有決定導通與否的第一閾值電壓Vth1,單向導通元件與電阻串並聯的一端連接上述第二電流輸出端,且單向導通元件與電阻串的並聯連接的另一端為低電壓(或接地電壓GND)。
於此實施例中,當溫度上升,第一閾值電壓Vth1下降,參考電流Iref也會隨所述溫度上升而下降。因振盪訊號之延遲時間正比於第一閾值電壓Vth1且反比於所述參考電流Iref,故第一閾值電壓Vth1和參考電流Iref對延遲時間(Delay time)的影響相消,致使振盪訊號之延遲時間不受溫度影響,藉此達到溫度補償的結果。
於此實施例中,單向導通元件為NMOS電晶體MN1,且電阻串包括第一溫度補償電阻R1與第二溫度補償電阻R2。第一溫度補 償電阻R1串聯第二溫度補償電阻R2,且第一溫度補償電阻的一端電性連接NMOS電晶體MN1的汲極,NMOS電晶體MN1的汲極電性連接NMOS電晶體MN1的閘極。第二溫度補償電阻R2為可變電阻,且所述第二溫度補償電阻的一端電性連接所述低電壓(或接地電壓GND)。
偏壓電路22電性連接參考電流輸出端、第一電流輸出端及溫度補償電路。上述偏壓電路用於接收參考電流,並以此參考電流產生參考電壓Vref於偏壓電阻R3,並輸出第一電流至電阻串之中間節點,以藉此在所述電阻串之所述中間節點產生和參考電壓Vref相同的第一電壓Vr。而在此需注意的是,由於第一電壓Vr與第一閾值電壓Vth1具有電壓分壓關係。因此,第一電壓Vr會影響第一閾值電壓Vth1。
進一步地說明,偏壓電路22包括二個NMOS電晶體,其中所述二個NMOS電晶體的兩個閘極-源極電壓差相等(VGS1=VGS2)。
於此實施例中,偏壓電路22包括NMOS電晶體MN2、MN3與偏壓電阻R3。NMOS電晶體MN2的閘極電性連接NMOS電晶體MN3的汲極。偏壓電阻R3的第一端和第二端分別電性連接NMOS電晶體MN2的源極與低電壓(或接地電壓GND)。在此注意,雖然圖2的實施例中,偏壓電路22僅有一個偏壓電阻R3實現,但是本發明不以此為限制。
驅動電路23電性連接第三電流輸出端和第四電流輸出端。上述驅動電路23包括輸出電晶體MN4和電容C。電容的兩端分別電性連接輸出電晶體MN4的閘極和源極,且輸出電晶體MN4的源極電性連接 低電壓。輸出電晶體MN4具有決定導通與否的第二閾值電壓,透過導通與關閉輸出電晶體MN4產生振盪訊號。
進一步地說明,當上述輸出電晶體MN4因第二閾值電壓Vth2大於或等於輸出電晶體MN4的臨界電壓(Threshold voltage)導通,輸出振盪訊號的輸出端電壓(Vout)會被拉至低電位(或接地電壓GND);反之,當上述輸出電晶體MN4因第二閾值電壓Vth2小於輸出電晶體MN4的臨界電壓(Threshold voltage)而不導通,輸出振盪訊號的Vout端電壓會被拉至高電位(於此電路,Vout電壓數值接近VDD)。於此電路,上述第一閾值電壓Vth1等於所述第二閾值電壓Vth2。
在一種實施方式中,上述驅動電路中的輸出電晶體MN4為NMOS電晶體。
於此實施例中,振盪電路最終產生的振盪電壓訊號之週期和頻率如下式5和式6表示。由式5和式6可得知振盪訊號之週期與頻率中,與溫度有關係的僅有延遲時間td。但如前面所述,當溫度上升,第一閾值電壓Vth1下降,參考電流Iref也會隨溫度上升而下降,因振盪訊號之延遲時間td正比於第一閾值電壓Vth1且反比於參考電流Iref,故第一閾值電壓Vth1和參考電流Iref對延遲時間td的影響相消,致使振盪訊號之延遲時間td不受所述溫度影響,因此振盪訊號之週期、頻率與溫度之間並無關係。詳細的數學關係描述如下。
Vth1=Vth2
R1=R3=KR2,K為常數
Iref=[Vr+(VGS1-VGS2)]/R3 (式1)
當VGS1=VGS2,會產生下式2,Iref=Vr/R3 (式2)
可變電阻R2上的電壓Vr藉由克希勒夫電流公式(KCL)產生式3,並將式3帶入式2,即可產生式4,Vr=Vth1*(R1/R2) (式3)
Iref=Vr/R3=Vth1/(K*R) (式4)
T=2((C*Vth/Iref)+td)=2(K*RC+td) (式5)
f=1/(2((K*RC)+td)) (式6)
時脈緩衝器24電性連接驅動電路23。上述時脈緩衝器24用於緩存振盪訊號,並輸出經緩衝的振盪訊號作為時脈訊號。
另外,本發明實施例還提供一種電子裝置,且此電子裝置包括前述振盪器2與功能電路。功能電路電性連接振盪器2,並根據振盪器2輸出的振盪訊號進行相對應的操作。而功能電路與電子裝置的類型相關,例如,電子裝置可以是微控制裝置,功能電路於此則可為微控制器(MCU);又例如,電子裝置可以是記憶體裝置。上述電子裝置與功能電路類型皆非用於限制本發明。
應當理解,本文描述的示例和實施例僅用於說明目的,並且鑑於其的各種修改或改變將被建議給本領域技術人員,並且將被包括在本申請的精神和範圍以及所附權利要求的範圍之內。
2:振盪器
20:電流供應單元
21:溫度補償電路
22:偏壓電路
23:驅動電路
24:時脈緩衝器
MP1~MP5:PMOS電晶體
MN1~MN4:NMOS電晶體
R1:第一溫度補償電阻
R2:第二溫度補償電阻
R3:偏壓電阻
Vref:參考電壓
Iref:參考電流
Iout1:第一輸出電流
Iout2:第二輸出電流
Iout3:第三輸出電流
Iout4:第四輸出電流
Vth1:第一閾值電壓
Vth2:第二閾值電壓
Vr:第一電壓
C:電容
Vout:輸出端電壓
VDD:系統電壓
GND:接地電壓

Claims (10)

  1. 一種具有溫度補償的低功耗振盪電路,包括:電流供應單元,具有參考電流輸出端、第一電流輸出端、第二電流輸出端、第三電流輸出端、第四電流輸出端,所述電流供應單元透過所述參考電流輸出端、所述第一電流輸出端、所述第二電流輸出端、所述第三電流輸出端、所述第四電流輸出端分別輸出參考電流、第一輸出電流、第二輸出電流、第三輸出電流及第四輸出電流,其中所述參考電流隨著溫度上升而下降,以及所述第一輸出電流、所述第二輸出電流、所述第三輸出電流及所述第四輸出電流正比於所述參考電流;溫度補償電路,電性連接所述第二電流輸出端,包括單向導通元件以及與所述單向導通元件並聯的電阻串,其中所述單向導通元件具有決定導通與否的第一閾值電壓,所述單向導通元件與所述電阻串並聯的一端連接所述第二電流輸出端,且所述單向導通元件與所述電阻串並聯連接的另一端為低電壓;偏壓電路,電性連接所述參考電流輸出端、所述第一電流輸出端及所述溫度補償電路,用於接收所述參考電流並產生參考電壓,以及輸出所述第一電流至所述電阻串之中間節點,以藉此使所述電阻串之所述中間節點的電壓和所述參考電壓相同,其中,所述中間節點的所述電壓決定所述第一閾值電壓;以及驅動電路,電性連接所述第三電流輸出端和所述第四電流輸出端,包括輸出電晶體和電容,其中所述電容的兩端分別電性連接所述輸出電晶體的閘極和源極,所述輸出電晶體的源極電性連接所述低電 壓,所述輸出電晶體具有決定導通與否的第二閾值電壓,且所述輸出電晶體透過導通與關閉產生振盪訊號,其中所述第一閾值電壓等於所述第二閾值電壓。
  2. 如請求項1所述的低功耗振盪電路,其中所述電流供應單元包括複數個PMOS電晶體,其中輸出所述第三輸出電流的所述PMOS電晶體的通道寬長比值是其他所述複數個PMOS電晶體的複數個通道寬長比值的K倍,其中K大於0。
  3. 如請求項1所述的低功耗振盪電路,其中所述偏壓電路包括二個NMOS電晶體,其中所述二個NMOS電晶體的閘極-源極電壓差相等。
  4. 如請求項1所述的低功耗振盪電路,當所述溫度上升,所述第一閾值電壓下降,所述參考電流也會隨所述溫度上升而下降,因所述振盪訊號之延遲時間正比於所述第一閾值電壓且反比於所述參考電流,故所述第一閾值電壓和所述參考電流對所述延遲時間的影響相消,致使所述振盪訊號之所述延遲時間不受所述溫度影響。
  5. 如請求項1所述的低功耗振盪電路,更包括:時脈緩衝器,電性連接所述驅動電路,用以緩存所述振盪訊號,並輸出經緩衝的所述振盪訊號作為時脈訊號。
  6. 如請求項1所述的低功耗振盪電路,其中所述電流供應單元包括第一PMOS電晶體、第二PMOS電晶體、第三PMOS電晶體、第四PMOS電晶體與第五PMOS電晶體,所述第一PMOS電晶體的源極、所述第二PMOS電晶體的源極、所述第三PMOS電晶體的源極、所 述第四PMOS電晶體的源極與所述第五PMOS電晶體的源極電性連接系統電壓,所述第一PMOS電晶體的閘極電性連接所述第一PMOS電晶體的汲極、所述第二PMOS電晶體的閘極、所述第三PMOS電晶體的閘極、所述第四PMOS電晶體的閘極與所述第五PMOS電晶體的閘極,所述第一PMOS電晶體的汲極做為所述參考電流輸出端,所述第二PMOS電晶體的汲極做為所述第一電流輸出端,所述第三PMOS電晶體的汲極做為所述第二電流輸出端,所述第四PMOS電晶體的汲極做為所述第三電流輸出端,所述第五PMOS電晶體的汲極做為所述第四電流輸出端。
  7. 如請求項6所述的低功耗振盪電路,其中所述溫度補償電路的所述單向導通元件為第一NMOS電晶體,且所述電阻串包括第一溫度補償電阻與第二溫度補償電阻,所述第一溫度補償電阻串聯所述第二溫度補償電阻,且所述第一溫度補償電阻的一端電性連接所述第一NMOS電晶體的汲極,所述第一NMOS電晶體的汲極電性連接所述第一NMOS電晶體的閘極,其中所述第二溫度補償電阻的一端電性連接所述低電壓。
  8. 如請求項7所述的低功耗振盪電路,其中所述偏壓電路包括第二NMOS電晶體、第三NMOS電晶體與偏壓電阻,所述第二NMOS電晶體的閘極電性連接所述第三NMOS電晶體的閘極和所述第三NMOS電晶體的汲極,其中所述偏壓電阻的第一端與第二端分別電性連接所述第二NMOS電晶體的源極與所述低電壓。
  9. 一種具有溫度補償的低功耗振盪電路,包括: 電流供應單元,用於產生參考電流,並根據所述參考電流產生正比於所述參考電流的第一電流、第二電流、第三電流與第四電流;溫度補償電路,電性連接所述電流供應單元,包括單向導通元件以及與所述單向導通元件並聯的電阻串,並接收所述第二電流,其中所述單向導通元件具有決定導通與否的第一閾值電壓,所述單向導通元件與所述電阻串連接的一端接收所述第二電流且所述單向導通元件與所述電阻串的並聯連接的另一端為低電壓;偏壓電路,電性連接所述電流供應單元及所述溫度補償電路,接收所述參考電流並產生參考電壓,以及輸出一輸出電流於所述電阻串的中間節點,以藉此使在所述電阻串的所述中間節點產生與所述參考電壓相同的電壓,其中,所述電壓決定所述第一閾值電壓;以及驅動電路,電性連接所述電流供應單元,包括輸出電晶體與電容,其中所述電容的一端與另一端電性分別連接所述輸出電晶體的閘極與源極,所述輸出電晶體的所述源極電性連接所述低電壓,所述電容的該端與所述輸出電晶體的汲極分別接收所述第三電流與所述第四電流,所述輸出電晶體具有決定導通與否的第二閾值電壓,所述第二閾值電壓相同於所述第一閾值電壓,以及所述輸出電晶體的所述汲極用於輸出振盪訊號。
  10. 一種電子裝置,包括:如請求項1至9其中一項所述之低功耗振盪電路;以及功能電路,電性連接所述低功耗振盪電路,用於根據所述振盪訊號進行操作。
TW111129523A 2022-08-05 2022-08-05 具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置 TWI810010B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW111129523A TWI810010B (zh) 2022-08-05 2022-08-05 具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置
CN202211142082.4A CN117559914A (zh) 2022-08-05 2022-09-20 具有温度补偿的低功耗振荡电路及电子设备
US18/298,598 US20240048130A1 (en) 2022-08-05 2023-04-11 Low power oscillator circuit with temperature compensation circuit and electronic apparatus thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW111129523A TWI810010B (zh) 2022-08-05 2022-08-05 具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI810010B true TWI810010B (zh) 2023-07-21
TW202408161A TW202408161A (zh) 2024-02-16

Family

ID=88149481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111129523A TWI810010B (zh) 2022-08-05 2022-08-05 具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240048130A1 (zh)
CN (1) CN117559914A (zh)
TW (1) TWI810010B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI794081B (zh) * 2022-04-20 2023-02-21 新唐科技股份有限公司 具有溫度補償的震盪器與使用其的電子裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040251980A1 (en) * 2001-11-22 2004-12-16 Infineon Technologies Ag Temperature-stabilized oscillator circuit
US20080055012A1 (en) * 2006-06-01 2008-03-06 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Micropower rc oscillator
CN101753115A (zh) * 2008-10-09 2010-06-23 盛群半导体股份有限公司 具有温度补偿的电路及方法
US20180069531A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-08 Nxp Usa, Inc. Low temperature coefficient clock signal generator
CN111697947A (zh) * 2020-06-17 2020-09-22 长沙锐逸微电子有限公司 一种对温度不敏感的高精度宽范围张弛振荡器
US10848133B2 (en) * 2018-06-15 2020-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Low power RC oscillator with switched bias current
US11171602B2 (en) * 2019-07-29 2021-11-09 Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation RC oscillating circuit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040251980A1 (en) * 2001-11-22 2004-12-16 Infineon Technologies Ag Temperature-stabilized oscillator circuit
US20080055012A1 (en) * 2006-06-01 2008-03-06 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Micropower rc oscillator
CN101753115A (zh) * 2008-10-09 2010-06-23 盛群半导体股份有限公司 具有温度补偿的电路及方法
US20180069531A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-08 Nxp Usa, Inc. Low temperature coefficient clock signal generator
US10848133B2 (en) * 2018-06-15 2020-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Low power RC oscillator with switched bias current
US11171602B2 (en) * 2019-07-29 2021-11-09 Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation RC oscillating circuit
CN111697947A (zh) * 2020-06-17 2020-09-22 长沙锐逸微电子有限公司 一种对温度不敏感的高精度宽范围张弛振荡器

Also Published As

Publication number Publication date
TW202408161A (zh) 2024-02-16
US20240048130A1 (en) 2024-02-08
CN117559914A (zh) 2024-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3752107B2 (ja) 集積回路用パワーオンリセット回路
JP3156664B2 (ja) 基準電圧発生回路
US7288978B2 (en) Delay circuit and ring oscillator using the same
US20050258911A1 (en) Ring oscillation circuit
US9929643B2 (en) Charge pump circuit and method for operating a charge pump circuit
JP2007043661A (ja) 遅延回路
TWI810010B (zh) 具有溫度補償的低功耗振盪電路及電子裝置
JPH11161353A (ja) 半導体集積回路装置
US7532035B2 (en) Address transition detector for fast flash memory device
KR19980043784A (ko) 외부전압에 둔감한 백바이어스전압 레벨 감지기
US7126434B2 (en) Oscillator circuit for semiconductor device
US6380792B1 (en) Semiconductor integrated circuit
KR20040009857A (ko) 외부 전압 글리치에 안정적인 내부 전압 발생 회로
JPH07120905B2 (ja) バイアス電圧発生器
TWI794081B (zh) 具有溫度補償的震盪器與使用其的電子裝置
JPH06164360A (ja) 半導体集積回路装置
US10651831B2 (en) Oscillation circuit
JPH06245489A (ja) 定電位発生回路
KR930003005B1 (ko) 지연회로
TWI520479B (zh) 電壓控制振盪器
JPH03230617A (ja) 半導体集積回路
JP5702624B2 (ja) 電流電圧変換回路、発振回路
JP3510228B2 (ja) 電圧比較回路
TW202322616A (zh) 電子裝置
JPS58221421A (ja) 電源電圧検出回路