振蕩器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及振蕩器電路和用于運行振蕩器電路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]振蕩器電路在各式各樣的電子電路中使用。因此例如可以使用通過振蕩器電路產(chǎn)生的、具有基本上矩形的信號形狀的振蕩器信號，用以控制數(shù)字電路中的開關(guān)過程。
[0003]對于一些應(yīng)用領(lǐng)域來說期望使用具有低的功率消耗的振蕩器電路，以便因此例如能夠有效地實現(xiàn)作為集成電路的一部分的振蕩器電路。用于這樣的應(yīng)用領(lǐng)域的示例是集成傳感器設(shè)備、集成微處理器或者用于控制電子設(shè)備的節(jié)能運行和正常運行之間的過渡的設(shè)備。
[0004]為能夠?qū)崿F(xiàn)振蕩器電路的低的功率消耗已知使用基于帶隙參考電路的觸發(fā)電路(Kippschaltung)，例如在US 6,870,0433 B2中說明的那樣。然而對于該帶隙參考電路來說，在這種情況下需要10ΜΩ范圍內(nèi)的高歐姆電阻。這種高歐姆電阻的通過多晶硅結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)通常意味著在結(jié)果得到的集成電路中的高的面積需求。
[0005]在 Yuchi Ni 的 “Low-power CMOS relaxat1n oscillator design with anon-chip circuit for combined temperature-compensated reference voltage andcurrent generat1n’，，Electrical and Computer Engineering Master’，s Theses.Paper127.http://hdl.handle.net/2047/d20004909 (2014)中，針對基于帶隙參考電路和觸發(fā)電路的振蕩器電路建議，通過M0S晶體管(M0S:“Metal Oxide Semiconductor (金屬氧化物半導體)”)實現(xiàn)帶隙參考電路的高歐姆電阻。然而在所建議的振蕩器電路中需要許多電流路徑，以便為M0S晶體管提供適宜的柵極電壓，這又伴隨集成電路中提高的面積需求和提高的功率消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供如下技術(shù)，通過所述技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)具有低功率消耗的振蕩器電路。
[0007]根據(jù)本申請?zhí)峁└鶕?jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器電路、根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成電路以及根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法。從屬權(quán)利要求定義另外的實施方式。
[0008]因此根據(jù)一種實施方式提供一種振蕩器電路。該振蕩器電路包括用于產(chǎn)生振蕩器信號的觸發(fā)電路。該觸發(fā)電路包括至少一條電流路徑。另外該振蕩器電路包括具有第一電流路徑、第二電流路徑和第三電流路徑的供電電路。在第一電流路徑中提供第一場效應(yīng)晶體管。該第一場效應(yīng)晶體管構(gòu)造用于基于第一柵極電壓在飽和下運行。在第二電流路徑中提供第二場效應(yīng)晶體管。該第二場效應(yīng)晶體管和第一場效應(yīng)晶體管不同地被確定大小，例如配備有較大的溝道寬度，并且同樣構(gòu)造用于基于第一柵極電壓在飽和下運行。在若干實施方式中，第一和/或第二場效應(yīng)晶體管構(gòu)造用于基于第一柵極電壓在弱反轉(zhuǎn)和飽和下運行。在第二電流路徑中另外提供第三場效應(yīng)晶體管。該第三場效應(yīng)晶體管構(gòu)造用于基于第二柵極電壓在線性區(qū)域內(nèi)運行。在第三電流路徑中提供第四場效應(yīng)晶體管。該第四場效應(yīng)晶體管構(gòu)造用于根據(jù)第二柵極電壓在線性區(qū)域內(nèi)運行。提供電流鏡用于把第二電流路徑中的電流鏡像到第一電流路徑、第三電流路徑和觸發(fā)電路的至少一條電流路徑中。通過第三場效應(yīng)晶體管能夠以有效的方式實現(xiàn)10ΜΩ范圍內(nèi)的高歐姆電阻。第三場效應(yīng)晶體管的柵極電壓又可以以有效的方式通過第四場效應(yīng)晶體管產(chǎn)生，而不會為此需要許多附加的電流路徑。
[0009]根據(jù)一種實施方式，觸發(fā)電路的至少一條電流路徑包括第四電流路徑用于對觸發(fā)電路的電容器充電和/或放電。該電容器可以基于第五場效應(yīng)晶體管構(gòu)造。第三場效應(yīng)晶體管和第五場效應(yīng)晶體管可以至少部分地通過共同的處理構(gòu)造。以這種方式能夠補償過程變化的影響。
[〇〇1〇]根據(jù)一種實施方式，觸發(fā)電路的至少一條電流路徑包括第五電流路徑用于為觸發(fā)電路的比較器產(chǎn)生參考電壓。第五電流路徑可以包括第六場效應(yīng)晶體管，其被構(gòu)造用于基于第二柵極電壓在強反轉(zhuǎn)下和在線性區(qū)域內(nèi)運行。第五場效應(yīng)晶體管和第六場效應(yīng)晶體管可以至少部分地通過共同的過程來構(gòu)造。以這種方式能夠補償過程變化的影響。所述比較器可以基于一個唯一的場效應(yīng)晶體管構(gòu)造。
[〇〇11]根據(jù)一種實施方式，所述振蕩器電路另外包括耗盡型的高壓場效應(yīng)晶體管。該高壓場效應(yīng)晶體管耦合在第一供電電壓線路和另一條供電電壓線路之間，所述第一供電電壓線路為觸發(fā)電路的至少一條電流路徑和為供電電路的第一、第二和第三電流路徑提供供電電壓。因此通過該高壓場效應(yīng)晶體管能夠從在另一條供電電壓線路上的另一個供電電壓為不同的電流路徑導出供電電壓。
[0012]所述振蕩器電路可以專門構(gòu)造用于低功率消耗。這樣在室溫情況下該振蕩器電路的電流消耗可以小于1〇〇ηΑ。由此能夠有效地作為集成電路的一部分實現(xiàn)。
[0013]根據(jù)另一種實施方式提供一種用于運行振蕩器電路的方法。所述振蕩器電路可以如上所述構(gòu)造。
[0014]在所述方法中第一場效應(yīng)晶體管在第一電流路徑中基于第一柵極電壓在飽和下運行。在第二電流路徑中第二場效應(yīng)晶體管基于第一柵極電壓在飽和下運行。在若干實施方式中第一場效應(yīng)晶體管和/或第二場效應(yīng)晶體管基于第一柵極電壓在弱反轉(zhuǎn)和飽和下運行。第二場效應(yīng)晶體管和第一場效應(yīng)晶體管不同地被確定大小，例如具有較大的溝道寬度。另外在第二電流路徑中第三場效應(yīng)晶體管基于第二柵極電壓在強反轉(zhuǎn)下和在線性區(qū)域內(nèi)運行。在第三電流路徑中第四場效應(yīng)晶體管基于第二柵極電壓在強反轉(zhuǎn)下和在飽和下運行。把第二電流路徑中的電流向第一電流路徑、第三電流路徑和向觸發(fā)電路的至少一條電流路徑中鏡像以產(chǎn)生振蕩器信號。
[0015]根據(jù)一種實施方式，通過觸發(fā)電路的至少一條電流路徑對觸發(fā)電路的電容器充電和/或放電。
[0016]根據(jù)一種實施方式，通過觸發(fā)電路的至少一條電流路徑為觸發(fā)電路的比較器產(chǎn)生參考電壓。
[0017]上述實施方式中使用的場效應(yīng)晶體管可以通過M0S晶體管構(gòu)成，例如增強型的η溝道M0S晶體管。
【附圖說明】
[0018]下面參照【附圖說明】所述實施方式的另外的細節(jié)和另外的實施方式。
[0019]圖1示意性說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的振蕩器電路的觸發(fā)電路。
[0020]圖2示意性說明振蕩器電路的供電電路。
[0021]圖3示意性說明在振蕩器電路內(nèi)使用的場效應(yīng)晶體管的特征變化曲線。
[0022]圖4示例地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的振蕩器電路的電流消耗的溫度依賴性。
[0023]圖5示例地示出通過根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的振蕩器電路產(chǎn)生的振蕩器信號的頻率的溫度依賴性。
[0024]圖6示出一個流程圖，用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法。
【具體實施方式】
[0025]下面參照附圖更詳細地闡述本發(fā)明的實施例。這里應(yīng)該理解，所示實施例僅應(yīng)該用于說明本發(fā)明的實現(xiàn)可能性而并不應(yīng)該作為本發(fā)明的限制理解。不同的實施例的特征尤其可以互相組合。另外具有許多特征的實施例的說明不應(yīng)該理解為所有這些特征都為實施本發(fā)明所需要。例如其它實施例可能具有較少的特征和/或可替換的特征。
[0026]在下面所示的實施例涉及振蕩器電路。該振蕩器電路尤其可以為期望低功率消耗的應(yīng)用領(lǐng)域提供。例如該振蕩器電路可以為用作緊湊集成電路的一部分提供。這種集成電路例如可以實現(xiàn)自給自足的傳感器設(shè)備、用于在電子設(shè)備的節(jié)能運行和正常運行之間轉(zhuǎn)換的設(shè)備、微處理器或者通信設(shè)備。在所示實施例中，所述振蕩器電路基于觸發(fā)電路10,它產(chǎn)生矩形的振蕩器信號0SC。該振蕩器信號0SC例如可以用于以數(shù)字方式控制集成電路中的開關(guān)過程。觸發(fā)電路中