本发明涉及振荡器技术领域，更具体地说，涉及一种用于芯片电路的超低压两级环形压控振荡器。
背景技术：
压控振荡器是模拟电路和数字电路的重要组成模块。压控振荡器有很多种不同的实现方式，环形振荡器与传统的lc振荡器相比，占用更小的芯片面积并且具有更大的调节范围。如果环形振荡器由两级延迟构成，那么它能够在高频下工作，并且提供正交输出。
现代cmos工艺中，技术特征尺寸和电源电压需要成比例缩小以维持器件的稳定性。对于环形振荡器来说，由于晶体管的高阈值电压，它很难在0.5v的电源电压下正常工作。mos晶体管的衬底连接正向偏置是降低晶体管阈值电压的有效方法。在设计中，衬底正向偏置技术被应用于带有局部正反馈的延迟单元中。
因此，现有技术亟待有很大的进步。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种用于芯片电路的超低压两级环形压控振荡器，包括：包括两个首尾相接的延迟单元，所述振荡器通过调节延迟单元的延迟时间调整工作频率；延迟单元包括pmos晶体管m1、m2、m3、m4，nmos管m5、m6、m7、m8，及负载电容cl。
在本发明所述的超低压两级环形压控振荡器中，pmos晶体管m2、m4的衬底接地，pmos晶体管m1、m3的衬底连接控制电压vc，pmos晶体管m1、m3的栅极接地，pmos晶体管m1、m3源极接vdd，pmos晶体管m1、m3漏极连接pmos晶体管m2、m4的栅极和漏极；nmos晶体管m5和nmos晶体管m6分别作为延迟单元的正相和反相差分输入端，nmos晶体管m7和nmos晶体管m8的源漏极分别与nmos晶体管m5和nmos晶体管m6的源漏极相连，nmos晶体管m7栅极接nmos晶体管m6的漏极，nmos晶体管m8的栅极接nmos晶体管m5的漏极；nmos晶体管m5的漏极作为反相输出端，nmos晶体管m6的漏极作为正相输出端，输出端接负载电容cl；nmos晶体管的衬底端连接偏置电压vb。
实施本发明的用于芯片电路的超低压两级环形压控振荡器，具有以下有益效果：采用衬底正向偏置结构，降低晶体管阈值电压，降低电源电压，减小功耗；两级结构，电路结构简单，面积较小，易于实现与集成；与lc振荡器结构相比，两级环形振荡器电路具有大的调谐范围。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1mos管阈值电压随衬底偏置电压变化示意图；
图2为超低压两级环形压控振荡器vco结构图；
图3为超低压两级环形压控振荡器延迟单元结构图；
图4为压控振荡器频率随控制电压变化示意图。
具体实施方式
请参阅图1，为mos管阈值电压随衬底偏置电压变化示意图。衬底正向偏置技术可以有效降低了mos晶体管的阈值电压。
以0.18umrfcmos工艺为例，nmos和pmos晶体管的阈值电压约+/-0.5v，当电源电压为0.5v时，这个阈值电压会大大限制电路的性能。通过正向偏置mos晶体管的衬底能够降低阈值电压。在0.18umrfcmos工艺下，通过使用深n阱来将敏感的模拟电路与衬底噪声隔离，所以不管是衬底连接的nmos晶体管还是pmos晶体管都可以通过衬底正向偏置降低阈值电压。
衬底正向偏置的pmos晶体管阈值电压(vthp)可以表示为：
|vthp0|是源衬电压(vsb)为0时的|vthp|,γ是体效应系数,
请参阅图2，为超低压两级环形压控振荡器vco结构图，由两个首尾相接的、相同的延迟单元组成。
请参阅图3，为超低压两级环形压控振荡器延迟单元结构图。延迟单元包括pmos晶体管m1、m2、m3、m4，nmos管m5、m6、m7、m8，及负载电容cl。本发明提出设计的环形振荡器，具体实施时基于0.18umrf工艺进行设计。pmos晶体管m2、m4的衬底接地，pmos晶体管m1、m3的衬底连接控制电压vc，pmos晶体管m1、m3的栅极接地，pmos晶体管m1、m3源极接vdd，pmos晶体管m1、m3漏极连接pmos晶体管m2、m4的栅极和漏极；nmos晶体管m5和nmos晶体管m6分别作为延迟单元的正相和反相差分输入端，nmos晶体管m7和nmos晶体管m8的源漏极分别与nmos晶体管m5和nmos晶体管m6的源漏极相连，nmos晶体管m7栅极接nmos晶体管m6的漏极，nmos晶体管m8的栅极接nmos晶体管m5的漏极；nmos晶体管m5的漏极作为反相输出端，nmos晶体管m6的漏极作为正相输出端，输出端接负载电容cl；nmos晶体管的衬底端连接偏置电压vb。
请参阅图4，为压控振荡器频率随控制电压变化示意图。图4给出了控制电压变化时，压控振荡器的频率变化范围。从图4可以看出，当控制电压vc从0v到0.5v变化时，该vco的工作频率调节范围是从392mhz到88mhz，vco增益为-608mhz/v。
本发明通过以上实施例的设计，可以做到采用衬底正向偏置结构，降低晶体管阈值电压，降低电源电压，减小功耗；两级结构，电路结构简单，面积较小，易于实现与集成。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。