一种环形振荡器的制作方法

本实用新型涉及半导体领域，尤其涉及一种环形振荡器。

背景技术：

当前，环形振荡器往往采用图1所示的结构，包括奇数个非门电路，即奇数个反相器101，其中，反相器101上的编号为反相器级数，OUTPUT为输出端，VDD为电源，GND为地。

对环形振荡器频率的调节可以采用以下两种结构：一是，通过增加延时单元来调节频率的环形振荡器，以在振荡器链中增加延迟网络，从而一定程度上调节环形振荡器的频率。但增加延迟网络，会牺牲芯片面积，对振荡器频率调节能力有限。二是，通过调节电源电压来调节环形振荡器的频率，即通过改变振荡器的电源电压，在一定程度上改变晶体管特性，从而达到调节环形振荡器的频率的目的。但电源电压的改变对输出波形的振幅和抗噪声能力会同时带来不良影响。

也就是说，现有技术中的环形振荡器，存在频率调节能力不足的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型通过提供一种环形振荡器，解决了现有技术中的环形振荡器，存在频率调节能力不足的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种环形振荡器，所述环形振荡器为双层绝缘衬底上的硅结构；

所述环形振荡器包括：N个反相器，所述N个反相器中的每个反相器包括N型MOS管和P型MOS管；所述N个反相器的接地接口GND均连接，所述N个反相器的电源接口VDD均连接；

其中，所述N个反相器的N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N均连接；所述N个反相器的P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P均连接；以能通过调节所述N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N和/或所述P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P来连续调节所述环形振荡器的频率。

可选的，所述N个反相器串联。

可选的，在所述N个反相器的每个反相器中，所述N型MOS管的源极与所述接地接口GND连接。

可选的，在所述N个反相器的每个反相器中，所述P型MOS管的源极与所述电源接口VDD连接。

可选的，在所述N个反相器的每个反相器中，所述N型MOS管的栅极和所述P型MOS管的栅极连接，作为所述反相器的输入端。

可选的，在所述N个反相器的每个反相器中，所述N型MOS管的漏极和所述P型MOS管的漏极连接，作为所述反相器的输出端。

可选的，在所述N个反相器的每个反相器中，所述N型MOS管的两层埋氧层之间的半导体层与所述N型MOS管的偏置电压输入管脚SOI2N连接。

可选的，在所述N个反相器的每个反相器中，所述P型MOS管的两层埋氧层之间的半导体层与所述P型MOS管的偏置电压输入管脚SOI2P连接。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的环形振荡器，设置所述N个反相器的N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N均连接；所述N个反相器的P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P均连接；以实现能通过调节所述N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N和/或所述P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P来影响晶体管阈值电压，通过连续调节两种晶体管的阈值电压实现单级反相器输出延时的连续调节，最终体现为环形振荡器频率的连续调节。并通过采用双层绝缘衬底上的硅结构，以提高在调节反相器中N型MOS管和P型MOS管的偏置电压调节时各MOS管间的抗干扰能力和抗噪声能力，从而在不降低输出信号振幅和不降低系统抗噪声能力的前提下，实现较大范围内可变频率信号的输出，同时兼容其他频率调节的设计方案。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为背景技术中环形振荡器的结构图；

图2为本申请实施例中环形振荡器的结构图；

图3为本申请实施例中单级反相器的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种环形振荡器，解决了现有技术中的环形振荡器，存在频率调节能力不足的技术问题。提供了一种在不降低输出信号振幅和不降低系统抗噪声能力的前提下，实现较大范围内可变频率信号的输出，同时兼容其他频率调节的设计方案。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

本申请提供一种环形振荡器，所述环形振荡器为双层绝缘衬底上的硅结构；

所述环形振荡器包括：N个反相器，所述N个反相器中的每个反相器包括N型MOS管和P型MOS管；所述N个反相器的接地接口GND均连接，所述N个反相器的电源接口VDD均连接；

其中，所述N个反相器的N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N均连接；所述N个反相器的P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P均连接；以能通过调节所述N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N和/或所述P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P来连续调节所述环形振荡器的频率。

本申请实施例提供的环形振荡器，设置所述N个反相器的N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N均连接；所述N个反相器的P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P均连接；以实现能通过调节所述N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N和/或所述P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P来影响晶体管阈值电压，通过连续调节两种晶体管的阈值电压实现单级反相器输出延时的连续调节，最终体现为环形振荡器频率的连续调节。并通过采用双层绝缘衬底上的硅结构，以提高在调节反相器中N型MOS管和P型MOS管的偏置电压调节时各MOS管间的抗干扰能力和抗噪声能力，从而在不降低输出信号振幅和不降低系统抗噪声能力的前提下，实现较大范围内可变频率信号的输出，同时兼容其他频率调节的设计方案。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

在本实施例中，提供了一种环形振荡器，如图2和图3所示：

所述环形振荡器为双层绝缘衬底上的硅结构(Double Silicon On Insulator，DSOI)；

所述环形振荡器包括：N个反相器201，所述N个反相器201中的每个反相器201包括N型MOS管301和P型MOS管302；所述N个反相器201的接地接口GND均连接，所述N个反相器201的电源接口VDD均连接；

其中，所述N个反相器201的N型MOS管301的偏置电压输入管脚SOI2N均连接；所述N个反相器201的P型MOS管302的偏置电压输入管脚SOI2P均连接；以能通过调节所述N型MOS管301的偏置电压输入管脚SOI2N和/或所述P型MOS管302的偏置电压输入管脚SOI2P来连续调节所述环形振荡器的频率。

下面，结合图2和图3来详细介绍本申请提供的环形振荡器的结构：

如图2所示，所述N个反相器201串联，图2中每个反相器201上的标号为该反相器的级数。每级反相器的输入端与上一级反相器的输出端连接，每级反相器的输出端与下一级反相器的输入端连接，其中，最后一级反相器的输出端与第一级反相器的输入端连接。

在本申请实施例中，如图3所示，所述N个反相器201制作为DSOI结构,，包括两层埋氧层303，在所述N个反相器201的每个反相器201中，所述N型MOS管301的源极与所述接地接口GND连接。

进一步，在所述N个反相器201的每个反相器201中，所述P型MOS管302的源极与所述电源接口VDD连接。

进一步，在所述N个反相器201的每个反相器201中，所述N型MOS管301的栅极3011和所述P型MOS管302的栅极3021连接，作为所述反相器的输入端INPUT。

进一步，在所述N个反相器201的每个反相器201中，所述N型MOS管301的漏极3012和所述P型MOS管302的漏极3022连接，作为所述反相器的输出端OUTPUT。

进一步，在所述N个反相器201的每个反相器201中，所述N型MOS管301的两层埋氧层303之间的半导体层与所述N型MOS管301的偏置电压输入管脚SOI2N连接。

进一步，在所述N个反相器201的每个反相器201中，所述P型MOS管302的两层埋氧层303之间的半导体层与所述P型MOS管302的偏置电压输入管脚SOI2P连接。

具体来讲，由于偏置电压会影响晶体管阈值电压，通过连续调节两种晶体管的阈值电压实现单级反相器输出延时的连续调节，能最终体现为环形振荡器频率的连续调节，具体调节细节如下：

(1)N型MOS管301的偏置电压输入管脚SOI2N加正偏压时N型MOS管301阈值电压会降低，单级反相器高电平到低电平的转换时间会缩短，环振频率会提高；

(2)N型MOS管301的偏置电压输入管脚SOI2N加负偏压时N型MOS301管阈值电压会提高，单级反相器高电平到低电平的转换时间会延长，环振频率会降低；

(3)P型MOS管302的偏置电压输入管脚SOI2P加正偏压时P型MOS302管阈值电压会升高，单级反相器低电平到高电平的转换时间会延长，环振频率会降低；

(4)P型MOS管302的偏置电压输入管脚SOI2P加负偏压时P型MOS302管阈值电压会降低，单级反相器低电平到高电平的转换时间会缩短，环振频率会提高。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本申请实施例提供的环形振荡器，设置所述N个反相器的N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N均连接；所述N个反相器的P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P均连接；以实现能通过调节所述N型MOS管偏置电压输入管脚SOI2N和/或所述P型MOS管偏置电压输入管脚SOI2P来影响晶体管阈值电压，通过连续调节两种晶体管的阈值电压实现单级反相器输出延时的连续调节，最终体现为环形振荡器频率的连续调节。并通过采用双层绝缘衬底上的硅结构，以提高在调节反相器中N型MOS管和P型MOS管的偏置电压调节时各MOS管间的抗干扰能力和抗噪声能力，从而在不降低输出信号振幅和不降低系统抗噪声能力的前提下，实现较大范围内可变频率信号的输出，同时兼容其他频率调节的设计方案。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。