本實(shí)用新型實(shí)施例涉及電路技術(shù)，尤其涉及一種晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

隨著科技的日新月異，電子產(chǎn)品不斷地推陳出新，然而每一個(gè)電子產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)都離不開數(shù)字電路，數(shù)字電路的工作又離不開振蕩器，通過振蕩器產(chǎn)生準(zhǔn)確的時(shí)鐘脈沖，從而控制數(shù)字電路有順序地工作。晶體振蕩器廣泛應(yīng)用于片上集成系統(tǒng)，通常用來為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供一個(gè)精準(zhǔn)的時(shí)鐘源。隨著物聯(lián)網(wǎng)以及采用電池供電的便攜式移動(dòng)設(shè)備的普及，要求電池能夠有效供電數(shù)年甚至更長時(shí)間，這就對(duì)芯片中晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)電路的功耗提出了嚴(yán)格的限制，一般要求其工作電流控制在1μA以下。

如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中一種常用的晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路，由一個(gè)反相放大器INV和反饋電阻RF組成。整個(gè)晶體振蕩器電路還包括片外石英晶體和匹配電容C1、C2。其中，反相器INV和反饋電阻RF構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，補(bǔ)償石英晶體的固有損耗，維持系統(tǒng)的振蕩，為此，反相器INV必須提供的最小跨導(dǎo)為

${\mathrm{gm}}_{crit}=4R_m{\mathrm{\ω}}^2{(\frac{C_1{C}_2}{C_1+C_2}+C_0)}^2$

其中，R_m為晶體振蕩器的等效串聯(lián)電阻，ω為晶振的諧振頻率，C₀為晶振的靜態(tài)電容，C1、C2為片外匹配電容的電容值，電路設(shè)計(jì)中一般要求反相放大器的跨導(dǎo)達(dá)到該最小跨導(dǎo)的至少5倍，以保證晶體振蕩器在各種工藝制程，電壓，以及溫度的變化下，都能起振。反相放大器INV中NMOS和PMOS晶體管都工作在飽和區(qū)，其跨導(dǎo)與工作電流的關(guān)系為：

$gm=\frac{2I_D}{V_{gs}-V_{th}}$

其中，V_gs為晶體管的柵源電壓，V_th為晶體管的閾值電壓，I_D為漏極電流。

但是，這種結(jié)構(gòu)電路的缺點(diǎn)是晶體管的過驅(qū)動(dòng)電壓比較大，并且隨電源電壓的升高而增大。導(dǎo)致其電流利用效率低，并且反相器電流隨著電源電壓的變化而變化，導(dǎo)致電路的振蕩特性隨電源電壓變化很大。為保證起振，電路設(shè)計(jì)必須留有很大余量，電路消耗的功耗很大。例如在3.3V電壓下，這種電路驅(qū)動(dòng)32.768kHz的晶體振蕩器時(shí)消耗的電流典型值約為6～7μA。另一方面，反饋電阻RF在起振開始階段為反相器INV提供直流工作點(diǎn)，一般要求其阻值大于10MΩ，這在芯片中將占用很大的面積，增加芯片成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)電路，以降低驅(qū)動(dòng)電路的功耗，同時(shí)縮小驅(qū)動(dòng)電路所占的面積，并提高驅(qū)動(dòng)電路的適用范圍。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)電路，所述電路包括：

偏置電流產(chǎn)生單元、電阻單元和電流可配置放大器單元；其中，

偏置電流產(chǎn)生單元，分別與所述電阻單元和所述電流可配置放大器單元相連，用于給所述電阻單元和電流可配置放大器單元提供工作電流；

電阻單元，與所述電流可配置放大器單元相連，用于給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)；

電流可配置放大器單元，分別與晶體振蕩器的輸入端和輸出端相連，用于在直流工作點(diǎn)的控制下對(duì)工作電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器起振。

優(yōu)選的，所述電路還包括：信號(hào)放大與整形單元，與電流可配置放大器單元相連，用于對(duì)晶體振蕩器的輸入端信號(hào)進(jìn)行放大和整形，并輸出晶體振蕩器起振標(biāo)志信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述電路還包括：啟動(dòng)單元，分別與偏置電流產(chǎn)生單元和信號(hào)放大與整形單元相連，用于在起振標(biāo)志信號(hào)的控制下，控制偏置電流產(chǎn)生單元的啟動(dòng)。

優(yōu)選的，所述偏置電流產(chǎn)生單元具體包括：

第一PMOS晶體管、第二PMOS晶體管、第一NMOS晶體管、第二NMOS晶體管和第一電阻，其中：

第一PMOS晶體管和第二PMOS晶體管的柵極相連，源極接電源，構(gòu)成電流鏡，第一PMOS晶體管的漏極與第一電阻的第一端以及第一NMOS晶體管的刪極相連；第二PMOS晶體管的漏極與第二PMOS晶體管的柵極和第二NMOS晶體管的漏極相連；第二NMOS晶體管的柵極與第一NMOS晶體管的漏極以及第一電阻的第二端相連，第二NMOS晶體管的源極和第一NMOS晶體管的源極均接地。

優(yōu)選的，所述電阻單元具體包括：

第三PMOS晶體管、第三NMOS晶體管、第四NMOS晶體管、和三個(gè)NMOS晶體管串聯(lián)組成的第五NMOS晶體管，其中，

第三PMOS晶體管的柵極與第二PMOS晶體管的柵極相連，源極接電源，漏極與第五NMOS晶體管的柵極和第四NMOS晶體管的漏極和柵極相連；第四NMOS晶體管的源極與第三NMOS晶體管的漏極和柵極相連；第三NMOS晶體管的源極接地。

優(yōu)選的，所述電流可配置放大器單元具體包括：

第四PMOS晶體管、第五PMOS晶體管、第六PMOS晶體管、第八PMOS晶體管、第九PMOS晶體管、第六NMOS晶體管、第七NMOS晶體管、第八NMOS晶體管、第十NMOS晶體管和第十一NMOS晶體管，其中，

第四PMOS晶體管的源極接電源，柵極與第三PMOS晶體管柵極和第五PMOS晶體管的柵極相連，漏極與第六NMOS晶體管的漏極、第五NMOS晶體管的漏極和晶體振蕩器的輸出端相連；第六NMOS晶體管的柵極與第五NMOS晶體管的源極和晶體振蕩器的輸入端相連，源極接地；第八PMOS晶體管的源極接電源，柵極接電流控制信號(hào)、漏極與第五PMOS晶體管的源極相連；第五PMOS晶體管的漏極與第七NMOS晶體管的漏極和晶體振蕩器的輸出端相連；第七NMOS晶體管的源極與第十NMOS晶體管的漏極相連，柵極與第六NMOS晶體管的柵極相連；第十NMOS晶體管的源極接地，柵極接電流控制信號(hào)；第九PMOS晶體管的源極接電源，柵極接電流控制信號(hào)，漏極與第六PMOS晶體管的源極相連；第六PMOS晶體管的柵極與第五PMOS晶體管的柵極相連，漏極與第八NMOS晶體管的漏極和晶體振蕩器的輸出端相連；第八NMOS晶體管的柵極與第七NMOS晶體管的柵極相連，源極與第十一NMOS晶體管的漏極相連；第十一NMOS晶體管的柵極接電流控制信號(hào)，源極接地。

優(yōu)選的，所述信號(hào)放大與整形單元具體包括：

第七PMOS晶體管、第九NMOS晶體管、施密特觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器，其中，第七PMOS晶體管的源極接電源，柵極與第六PMOS晶體管的柵極相連，漏極與施密特觸發(fā)器的輸入端和第九NMOS晶體管的漏極相連；第九NMOS晶體管的柵極與第八NMOS晶體管的柵極相連，源極接地；施密特觸發(fā)器的輸出端與計(jì)數(shù)器的輸入端相連，計(jì)數(shù)器的輸出端輸出起振標(biāo)志信號(hào)。

優(yōu)選的，所述啟動(dòng)單元具體包括：

三個(gè)PMOS晶體管串聯(lián)組成的第十PMOS晶體管、第十二NMOS晶體管和第十三NMOS晶體管，其中，

第十PMOS晶體管的源極接電源，柵極與計(jì)數(shù)器的輸出端相連，漏極與第十三NMOS晶體管的柵極和第十二NMOS晶體管的漏極相連；第十三NMOS晶體管的漏極與第一PMOS晶體管的柵極相連，源極接地；第十二NMOS晶體管的源極接地，柵極與第一NMOS晶體管的柵極相連。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)電路，包括：偏置電流產(chǎn)生單元、電阻單元和電流可配置放大器單元；其中，偏置電流產(chǎn)生單元，分別與所述電阻單元和所述電流可配置放大器單元相連，用于給所述電阻單元和電流可配置放大器單元提供工作電流；電阻單元，與所述電流可配置放大器單元相連，用于給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)；電流可配置放大器單元，分別與晶體振蕩器的輸入端和輸出端相連，用于在直流工作點(diǎn)的控制下對(duì)工作電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器起振，通過采用電阻單元給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)，縮小了驅(qū)動(dòng)電路所占的面積，通過設(shè)置電流可配置放大器單元提高了驅(qū)動(dòng)電路的適用范圍，同時(shí)降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例一

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例可適用于為數(shù)字電路提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘。如圖2所示，本實(shí)施例提供的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括：偏置電流產(chǎn)生單元210、電阻單元220和電流可配置放大器單元230；其中，

偏置電流產(chǎn)生單元210，分別與電阻單元220和電流可配置放大器單元230相連，用于給電阻單元220和電流可配置放大器單元230提供工作電流；

電阻單元220，與電流可配置放大器單元230相連，用于給電流可配置放大器單元230建立直流工作點(diǎn)；優(yōu)選的，電阻單元220可以是由MOS晶體管構(gòu)成，因?yàn)镸OS晶體管相比普通的電阻器件所占面積小，能夠節(jié)約整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路所占的面積。

電流可配置放大器單元230，分別與晶體振蕩器的輸入端XIN和輸出端XOUT相連，用于在直流工作點(diǎn)的控制下對(duì)工作電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器起振。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過偏置電流產(chǎn)生單元給所述電阻單元和電流可配置放大器單元提供工作電流；通過電阻單元，給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)；通過電流可配置放大器單元在直流工作點(diǎn)的控制下對(duì)工作電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器起振，降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗，通過采用電阻單元給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)，縮小了驅(qū)動(dòng)電路所占的面積，通過設(shè)置電流可配置放大器單元提高了驅(qū)動(dòng)電路的適用范圍。

實(shí)施例二

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例增加了信號(hào)放大與整形單元240和啟動(dòng)單元250，具體參見圖3所示，所述驅(qū)動(dòng)電路包括：

偏置電流產(chǎn)生單元210、電阻單元220、電流可配置放大器單元230、信號(hào)放大與整形單元240和啟動(dòng)單元250；其中，

偏置電流產(chǎn)生單元210，分別與電阻單元220和電流可配置放大器單元230相連，用于給電阻單元220和電流可配置放大器單元230提供工作電流；

電阻單元220，與電流可配置放大器單元230相連，用于給電流可配置放大器單元230建立直流工作點(diǎn)；

電流可配置放大器單元230，分別與晶體振蕩器的輸入端XIN和輸出端XOUT相連，用于在直流工作點(diǎn)的控制下對(duì)工作電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器起振；

信號(hào)放大與整形單元240，與電流可配置放大器單元230相連，用于對(duì)晶體振蕩器的輸入端XIN信號(hào)進(jìn)行放大和整形，并輸出晶體振蕩器起振標(biāo)志信號(hào)OSC-READY；

啟動(dòng)單元250，分別與偏置電流產(chǎn)生單元210和信號(hào)放大與整形單元240相連，用于在起振標(biāo)志信號(hào)OSC-READY的控制下，控制偏置電流產(chǎn)生單元210的啟動(dòng)。

優(yōu)選的，作為所述驅(qū)動(dòng)電路的一種實(shí)現(xiàn)方式，參見圖4所示，啟動(dòng)單元250具體包括：

三個(gè)PMOS晶體管串聯(lián)組成的第十PMOS晶體管P10、第十二NMOS晶體管N12和第十三NMOS晶體管N13，其中，

第十PMOS晶體管P10的源極接電源VDD，柵極與計(jì)數(shù)器COUNTER的輸出端相連，漏極與第十三NMOS晶體管N13的柵極和第十二NMOS晶體管N12的漏極相連；第十三NMOS晶體管N13的漏極與第一PMOS晶體管P1的柵極相連，源極接地；第十二NMOS晶體管N12的源極接地，柵極與第一NMOS晶體管N1的柵極相連。

示例性地，偏置電流產(chǎn)生單元210具體可以包括：

第一PMOS晶體管P1、第二PMOS晶體管P2、第一NMOS晶體管N1、第二NMOS晶體管N2和第一電阻R，其中：

第一PMOS晶體管P1和第二PMOS晶體管P2的柵極相連，源極接電源VDD，構(gòu)成電流鏡，第一PMOS晶體管P1的漏極與第一電阻R的第一端以及第一NMOS晶體管N1的刪極相連；第二PMOS晶體管P2的漏極與第二PMOS晶體管P2的柵極和第二NMOS晶體管N2的漏極相連；第二NMOS晶體管N2的柵極與第一NMOS晶體管N1的漏極以及第一電阻R的第二端相連，第二NMOS晶體管N2的源極和第一NMOS晶體管N1的源極均接地。

示例性地，電阻單元220具體可以包括：

第三PMOS晶體管P3、第三NMOS晶體管N3、第四NMOS晶體管N4、和三個(gè)NMOS晶體管串聯(lián)組成的第五NMOS晶體管N5，其中，

第三PMOS晶體管P3的柵極與第二PMOS晶體管P2的柵極相連，源極接電源，漏極與第五NMOS晶體管N5的柵極和第四NMOS晶體管N4的漏極和柵極相連；第四NMOS晶體管N4的源極與第三NMOS晶體管N3的漏極和柵極相連；第三NMOS晶體管N3的源極接地。

示例性地，電流可配置放大器單元230具體可以包括：

第四PMOS晶體管P4、第五PMOS晶體管P5、第六PMOS晶體管P6、第八PMOS晶體管P8、第九PMOS晶體管P9、第六NMOS晶體管N6、第七NMOS晶體管N7、第八NMOS晶體管N8、第十NMOS晶體管N10和第十一NMOS晶體管N11，其中，

第四PMOS晶體管P4的源極接電源，柵極與第三PMOS晶體管P3柵極和第五PMOS晶體管P5的柵極相連，漏極與第六NMOS晶體管N6的漏極、第五NMOS晶體管N5的漏極和晶體振蕩器的輸出端XOUT相連；第六NMOS晶體管N6的柵極與第五NMOS晶體管N5的源極和晶體振蕩器的輸入端XIN相連，源極接地；第八PMOS晶體管P8的源極接電源VDD，柵極接電流控制信號(hào)、漏極與第五PMOS晶體管P5的源極相連；第五PMOS晶體管P5的漏極與第七NMOS晶體管N7的漏極和晶體振蕩器的輸出端XOUT相連；第七NMOS晶體管P7的源極與第十NMOS晶體管N10的漏極相連，柵極與第六NMOS晶體管N6的柵極相連；第十NMOS晶體管N10的源極接地，柵極接電流控制信號(hào)；第九PMOS晶體管P9的源極接電源VDD，柵極接電流控制信號(hào)，漏極與第六PMOS晶體管P6的源極相連；第六PMOS晶體管P6的柵極與第五PMOS晶體管P5的柵極相連，漏極與第八NMOS晶體管N8的漏極和晶體振蕩器的輸出端XOUT相連；第八NMOS晶體管N8的柵極與第七NMOS晶體管N7的柵極相連，源極與第十一NMOS晶體管N11的漏極相連；第十一NMOS晶體管N11的柵極接電流控制信號(hào)，源極接地。

示例性地，信號(hào)放大與整形單元240具體可以包括：

第七PMOS晶體管P7、第九NMOS晶體管N9、施密特觸發(fā)器T和計(jì)數(shù)器COUNTER，其中，第七PMOS晶體管P7的源極接電源，柵極與第六PMOS晶體管P6的柵極相連，漏極與施密特觸發(fā)器T的輸入端和第九NMOS晶體管N9的漏極相連；第九NMOS晶體管N9的柵極與第八NMOS晶體管N8的柵極相連，源極接地；施密特觸發(fā)器T的輸出端與計(jì)數(shù)器COUNTER的輸入端相連，計(jì)數(shù)器COUNTER的輸出端輸出起振標(biāo)志信號(hào)OSC-READY。

其中，需要說明的是，由于偏置電流產(chǎn)生單元210存在電流為零的簡并工作點(diǎn)，因此為了使驅(qū)動(dòng)電路在任何時(shí)候都能正常工作，所述驅(qū)動(dòng)電路還需要包括啟動(dòng)單元250幫助偏置電流產(chǎn)生單元210建立正確的直流工作點(diǎn)。啟動(dòng)單元250的工作過程為：當(dāng)電路未啟動(dòng)時(shí)，第一NMOS晶體管N1的柵極電壓為零，第一PMOS晶體管P1和第二PMOS晶體管P2的電流為零，并且晶體振蕩器起振標(biāo)志信號(hào)OSC-READY為低電平，因此第十二NMOS晶體管N12關(guān)斷，第十PMOS晶體管P10導(dǎo)通，對(duì)第十三NMOS晶體管N13的柵極節(jié)點(diǎn)充電，第十三NMOS晶體管N13的柵極電壓升高，第十三NMOS晶體管N13導(dǎo)通，導(dǎo)通電流使得第二PMOS晶體管P2柵極電壓降低，因此第二PMOS晶體管P2和第一PMOS晶體管P1逐漸導(dǎo)通，第一NMOS晶體管N1的柵極電壓上升。當(dāng)電路啟動(dòng)穩(wěn)定之后，第一NMOS晶體管N1的柵極電壓使得第十二NMOS晶體管N12導(dǎo)通，由于第十PMOS晶體管P10選用的倒寬敞比的管子，其導(dǎo)通能力弱于第十二NMOS晶體管N12，因此第十三NMOS晶體管N13的柵極電壓下降到接近零，第十三NMOS晶體管N13關(guān)斷。此時(shí)啟動(dòng)單元250中的第十二NMOS晶體管N12和第十PMOS晶體管P10管都導(dǎo)通，這個(gè)支路會(huì)消耗一部分電流，但是當(dāng)晶體振蕩器穩(wěn)定起振之后，起振標(biāo)志信號(hào)OSC-READY置為高電平，將第十PMOS晶體管P10關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)晶體振蕩器穩(wěn)定工作后，啟動(dòng)單元250不消耗電流，從而進(jìn)一步減少了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的功耗。

在偏置電流產(chǎn)生單元210中，第一PMOS晶體管P1和第二PMOS晶體管P2為鏡像電流鏡，假設(shè)第二NMOS晶體管N2和第一NMOS晶體管N1的寬長比之比為其中，K表示第二NMOS晶體管N2和第一NMOS晶體管N1的寬長比之比，W、L分別表示晶體管的溝道寬和長，則偏置電流產(chǎn)生單元210產(chǎn)生的偏置電流為：

$I_B=\frac{2}{{\mathrm{\μ}}_n{C}_{ox}{\left(\frac{W}{L}\right)}_{N1}}\frac{1}{R^2}(1-\frac{1}{\sqrt{K}})$

其中，I_B表示偏置電流，W、L分別表示第一NMOS晶體管N1的溝道寬和長，K表示第二NMOS晶體管N2和第一NMOS晶體管N1的寬長比之比，R表示第一電阻R的阻值，μ_n表示NMOS晶體管的載流子遷移率，C_ox表示單位面積的晶體管柵電容?？梢?，偏置電流I_B的大小與電源電壓VDD無關(guān)，因此隨著電源電壓VDD的變化，電路的工作電流變化不大，相應(yīng)地，電路設(shè)計(jì)不用留有很大余量，進(jìn)一步降低電路的功耗。

電流可配置放大器單元230中起放大作用的是第六NMOS晶體管N6，第七NMOS晶體管N7和第八NMOS晶體管N8，起電流源作用的是第四PMOS晶體管P4，第五PMOS晶體管P5和第六PMOS晶體管P6，起開關(guān)作用的是第十NMOS晶體管N10，第十一NMOS晶體管N11和第八PMOS晶體管P8，第九PMOS晶體管P9。第十NMOS晶體管N10，第十一NMOS晶體管N11和第八PMOS晶體管P8，第九PMOS晶體管P9的柵極接的電流控制信號(hào)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要通過編程程序?qū)崿F(xiàn)。

其中，在整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路中，第三PMOS晶體管P3，第四PMOS晶體管P4，第五PMOS晶體管P5，第六PMOS晶體管P6與第一PMOS晶體管P1和第二PMOS晶體管P2構(gòu)成鏡像電流源，為各部分單元提供偏置電流。其中第四PMOS晶體管P4，第五PMOS晶體管P5和第六PMOS晶體管P6構(gòu)成可配置電流鏡，為放大器提供電流。通過控制開關(guān)管第十NMOS晶體管N10，第十一NMOS晶體管N11和第八PMOS晶體管P8，第九PMOS晶體管P9的開啟和關(guān)斷調(diào)節(jié)電流可配置放大器單元的電流大小。當(dāng)晶體振蕩器特性不同，使用的片外匹配電容大小不同，以及溫度和工藝制程變化時(shí)，所需要的放大器跨導(dǎo)也會(huì)變化，因此使用電流可配置放大器單元可以在各種不同的條件下靈活配置功耗大小，達(dá)到極致的低功耗特性。典型地，當(dāng)使用最低功耗配置時(shí)，第五PMOS晶體管P5和第六PMOS晶體管P6支路關(guān)斷，電流為零，此時(shí)第六NMOS晶體管N6作為放大器驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器，通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)木w管尺寸可以使得第六NMOS晶體管N6偏置在亞閾值區(qū)，此時(shí)放大器電路的跨導(dǎo)與工作電流的關(guān)系為其中，n為一個(gè)與工藝相關(guān)的參數(shù)，其典型值為1～2之間，I_D為工作電流，k為玻爾茲曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，q為電子電荷，常溫下，kT/q≈26mV?？梢?，相比于傳統(tǒng)的晶體管反相器放大電路，這種偏置在一定電流下，工作在亞閾值區(qū)的晶體管放大電路具有更高的電流效率(在一定電流下，能提供更大的跨導(dǎo))，從而可以實(shí)現(xiàn)低功耗特性。第五NMOS晶體管N5工作在線性區(qū)，構(gòu)成一個(gè)電阻為第六NMOS晶體管N6建立直流工作點(diǎn)，第三NMOS晶體管N3和第四NMOS晶體管N4組成二極管連接的晶體管為第五NMOS晶體管N5提供偏置電壓。通過設(shè)計(jì)使得第三NMOS晶體管N3與第六NMOS晶體管N6匹配，使它們具有相同的柵極電壓，假設(shè)第四NMOS晶體管N4與第五NMOS晶體管N5的寬長比之比為則第五NMOS晶體管N5的導(dǎo)通電阻為其中，W、L分別表示NMOS晶體管的溝道寬和長，K_r表示第四NMOS晶體管N4與第五NMOS晶體管N5的寬長比之比，μ_n表示NMOS晶體管的載流子遷移率，C_ox表示單位面積的晶體管柵電容，I_p3表示第三PMOS晶體管P3的工作電流；通過調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)可以得到適當(dāng)?shù)碾娮柚?。典型地，?duì)于32.768kHz晶體振蕩器，為了不影響電路起振特性，一般要求反饋電阻RF大于10MΩ，使用所述的晶體管電阻設(shè)計(jì)可以大大降低反饋電阻所占的面積，從而縮小整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的面積。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)定工作時(shí)，晶體振蕩器的輸入端XIN和輸入端XOUT端將產(chǎn)生正弦振蕩信號(hào)，但是振幅較小。在信號(hào)放大與整形單元240中，第九NMOS晶體管N9對(duì)晶體振蕩器的輸入端XIN信號(hào)放大，并且通過施密特觸發(fā)器T整形得到最終的方波輸出信號(hào)OSC-OUT，再通過設(shè)置計(jì)數(shù)器COUNTER輸出晶體振蕩器起振標(biāo)志信號(hào)OSC-READY。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過偏置電流產(chǎn)生單元給所述電阻單元和電流可配置放大器單元提供工作電流；通過電阻單元，給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)；通過電流可配置放大器單元在直流工作點(diǎn)的控制下對(duì)工作電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器起振，降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗，通過采用電阻單元給所述電流可配置放大器單元建立直流工作點(diǎn)，縮小了驅(qū)動(dòng)電路所占的面積，通過設(shè)置電流可配置放大器單元提高了驅(qū)動(dòng)電路的適用范圍。

注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。