宽电源、高稳定性的石英晶体振荡电路的制作方法
【专利摘要】宽电源、高稳定性的石英晶体振荡电路，涉及集成电路【技术领域】。本实用新型包括选频网络电路、偏置电路一、偏置电路二、放大器电路和输出电路。同现有技术相比，本实用新型是一种具备低电源电压、输出频率稳定的晶体振荡电路，能充分保证振荡电路工作的可靠性。
【专利说明】宽电源、高稳定性的石英晶体振荡电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及集成电路【技术领域】，特别是可集成到芯片内部的一种宽电源、高稳定性的石英晶体振荡电路。
【背景技术】
[0002]随着大规模集成电路的高速发展，特别是在全球定位系统、计量、通信、时间和频率计量等领域，对基准频率源的通用度、精确度、稳定度提出了越来越高的要求。因而，对宽电源、高稳定性石英晶体震荡电路的设计和研究具有非常重要的意义。
[0003]参看图1，现有技术中，集成电路里常用的皮尔斯晶体振荡器电路包括反馈放大器电路、选频网络电路和缓冲级。反馈放大器电路:限流电阻(或者是有源电阻、电流源)一端接电源VDD，另一端接MPl晶体管的源极，MPl晶体管的漏极接丽I晶体管的漏极，并作为反馈放大器的输出端Vout，MNl晶体管的源极接限流电阻(或者是有源电阻、电流源)一端，另一端接VSS，MNl晶体管的栅极和MPl晶体管的栅极相连接，并作为反馈放大器的输入端Vin0反馈电阻为反馈放大器提供直流偏置，Vin和Vout之间增加的反馈电阻使放大器在Vout = Vin时产生偏置，迫使反相器工作在线性区域，但反馈电阻直接作为负载功耗太大，且电阻占用的版图面积大，不利于芯片集成。选频网络电路:电容器的一端接地VSS，另一端接石英晶体的一端，电容器的一端接地VSS，另一端接石英晶体的另一端。
[0004]传统的皮尔斯晶体振荡器电路由于反馈电阻％提供直流偏置，使得反相器的输入端(Vin)等于输出端(Vout),也就是Vout = Vin=VDD/2,此时反相器的跨导为:
【权利要求】
1.宽电源、闻稳定性的石英晶体振荡电路，其特征在于，它包括选频网络电路(101)、偏置电路一(102_1 )、偏置电路二( 102_2)、放大器电路(103)和输出电路(104); 选频网络电路(101)包括:第一电容器(Cl)、第二电容器(C2)和第一晶体振荡器，第一电容器(Cl)的一端和第二电容器(C2)的一端相连接并接地VSS,第一电容器(Cl)的另一端接第一晶体振荡器的XTAL_OUT端并作为选频网络的输出端，第二电容器(C2)的另一端接第一晶体振荡器的XTAL_IN端并作为选频网络的输入端； 偏置电路一(102_1)包括:第五PMOS晶体管(MP5 )、第四PMOS晶体管(MP4)和第三PMOS晶体管(MP3);第五PMOS晶体管(MP5)的源极接电源VDD，第五PMOS晶体管(MP5)的漏极接其栅极并作为偏置电路的输入端Iin，第五PMOS晶体管(MP5)的栅极还连接到第四PMOS晶体管(MP4)的栅极，第四PMOS晶体管(MP4)的源极接电源VDD，第四PMOS晶体管(MP4)的漏极接第四NMOS晶体管(MN4)的漏极，第四PMOS晶体管(MP4)的栅极接第三PMOS晶体管(MP3)的栅极，第三PMOS晶体管(MP3)的源极接电源VDD，第三PMOS晶体管(MP3)的漏极作为偏置电路的第一输出端1utl ； 偏置电路二(102_2)包括:第四NMOS晶体管(MN4)和第三NMOS晶体管(MN3);第四NMOS晶体管(MN4)的源极接地VSS，第四NMOS晶体管(MN4)的栅极接其漏极，并接第三NMOS晶体管(丽3)的栅极，第三NMOS晶体管(丽3)的漏极作为偏置电路的第二输出端1ut2 ；放大器电路(103)包括:第二 NMOS晶体管(MN2)、第一 NMOS晶体管(MNl )、第一 PMOS晶体管(MPI)、第二 PMOS晶体管(MP2 )、第三电容器(C3 )和第四电容器(C4 );第二 NMOS晶体管(丽2)的漏极接偏置电路的第一输出端1utI，并接第二 NMOS晶体管(丽2)栅极，第二 NMOS晶体管(MN2)的源极接第一 NMOS晶体管(MNl)的漏极，第一 NMOS晶体管(MNl)的源极接地VSS，第一 NMOS晶体管(丽I)的栅极接第二 NMOS晶体管(丽2)的栅极，第三电容器(C3)的一端接第一 NMOS晶体管(MNl)的栅极，第三电容器(C3)另一端接第四电容器(C4)的一端并作为放大器的输入端，第四电容器(C4)的另一端接第一 PMOS晶体管(MPl)的栅极,第一PMOS晶体管(MPl)的源极接电源VDD，第一 PMOS晶体管(MPl)的漏极接第二 PMOS晶体管(MP2)的源极，第一 PMOS晶体管(MPl)的栅极接第二 PMOS晶体管(MP2)的栅极，第二 PMOS晶体管(MP2)的漏极接偏置电路的第二输出端1ut2，并接第二 PMOS晶体管(MP2)的栅极，第一 NMOS晶体管(MNl)的漏极与第一 PMOS晶体管(MPl)的漏极相连接，并作为放大器的输出端XTAL0UT ;放大器电路(103)的输入端与第一晶体振荡器的XTAL_IN端相连接，放大器电路(103)的输出端CL0CK_0UT与第一晶体振荡器的XTAL_0UT端相连接； 输出电路(104)包括:依次连接的第一施密特触发器(SI)、第一 CMOS反相器(2)和第二 CMOS反相器(3);第一施密特触发器(SI)的输入端CL0CK_IN接放大器的输出端XTAL0UT，第二 CMOS反相器(3)的输出端CL0CK_0UT输出一个稳定的时钟信号。
2.如权利要求1所述的石英晶体振荡电路，其特征在于，所述放大器电路(103)中的第三电容器(C3)和第四电容器(C4)采用原生电容器；所述第一 NMOS晶体管(MNl)、第二 NMOS晶体管(丽2)、第一 PMOS晶体管(MPl)和第二 PMOS晶体管(MP2)采用原生晶体管。
【文档编号】H03B5/04GK203827294SQ201420235124
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】孙志亮, 霍俊杰, 朱永成, 黄钧, 陈震 申请人:北京同方微电子有限公司