一种低温漂片上时钟产生电路的制作方法

1.本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种集成电路低温漂片上时钟产生电路。


背景技术：

2.时钟发生器是集成电路中不可或缺的重要组成部分，它为整个电路提供准确的时序控制信号。随着集成电路技术的不断进步，对于高性能低功耗时钟发生器的需求也越来越高。然而，时钟发生器所产生的时钟信号可能会受到温度、电压和老化等因素的影响而发生漂移，这种现象被称为时钟漂移，给电路系统的性能和可靠性带来了极大的挑战。
3.其中，温漂是时钟漂移中一个非常重要的因素。当时钟发生器工作在不同的温度下时，其输出频率会随着温度的变化而发生改变，这就是所谓的温漂。对于一些对时钟频率要求较高的系统，比如数字通讯系统等，温漂可能会成为一个非常关键的问题。
4.传统技术中，为了解决温漂问题，人们提出了许多不同的解决方案。其中一种常见的方法是使用补偿电路来抵消低温漂的影响。这些补偿电路可以在时钟发生器中加入额外的电路，使其能够自动检测和补偿温度变化所引起的频率漂移。但这些补偿电路通常比较复杂，这就增加了集成电路的功耗和面积，不适用于当前低功耗微型化的需求。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种低温漂片上时钟产生电路，以降低时钟信号的温度系数，提高电子设备的可靠性和稳定性。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温漂片上时钟产生电路，包括正温度系数偏置电流产生电路、偏置电流温度补偿电路和低温漂环形振荡器电路；
7.所述正温度系数偏置电流产生电路包括两个双极晶体管，两个双极晶体管的基极-发射极电压差值流过一个电阻生成一个正温度系数偏置电流；
8.所述偏置电流温度补偿电路通过所述正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的pmos管的栅极源极电压v
gs1
偏置一个nmos管的栅极，产生一个负温度系数偏置电流，将所述正温度系数偏置电流和所述负温度系数偏置电流相加使温度系数相互抵消并产生一个与温度无关的驱动电流；
9.所述低温漂环形振荡器电路通过限流反向器对电容充电，并用奇数个限流反向器对电容充电的相同单元相连成环路发生振荡；将产生的与温度无关的驱动电流驱动所述低温漂环形振荡器电路，输出一个对温度不敏感的时钟。
10.作为低温漂片上时钟产生电路优选方案，还包括电源端vdd、接地端gnd和时钟输出端clk；所述正温度系数偏置电流产生电路包括pmos管m1、pmos管m2、pmos管m5、nmos管m3、nmos管m4、电阻r1、pnp三极管q1和pnp三极管q2；
11.pmos管m1的栅极与pmos管m1的漏极相连，pmos管m1的源极与电源端vdd相连，pmos管m1的漏极与nmos管m3的漏极相连；
12.pmos管m2的栅极与pmos管m1的栅极相连，pmos管m2的源极与电源端vdd相连，pmos管m2的漏极与nmos管m4的漏极相连；
13.pmos管m5的栅极与pmos管m1的栅极相连，pmos管m5的源极与电源端vdd相连；
14.nmos管m3的栅极和nmos管m4的栅极相连，nmos管m3的源极与电阻r1的正极相连，nmos管m3的漏极与pmos管m1的漏极相连；
15.nmos管m4的栅极与nmos管m4的漏极相连，nmos管m4的源极与pnp三极管q2的发射极相连，nmos管m4的漏极与pmos管m2的漏极相连；
16.电阻r1的正极与nmos管m3的源极相连，电阻r1的负极与pnp三极管q1的发射极相连；
17.pnp三极管q1的基极与接地端gnd相连，pnp三极管q1的集电极与接地端gnd相连，pnp三极管q1的发射极与电阻r1的负极相连；
18.pnp三极管q2的基极与接地端gnd相连，pnp三极管q2的集电极与接地端gnd相连，pnp三极管q2的发射极与nmos管m4的源极相连。
19.作为低温漂片上时钟产生电路优选方案，所述偏置电流补偿电路包括pmos管m6、pmos管m7、nmos管m8、nmos管m9和nmos管m10；
20.pmos管m6的栅极与pmos管m6的漏极相连，pmos管m6的源极与电源端vdd相连，pmos管m6的漏极与nmos管m8的漏极相连；
21.pmos管m7的栅极与pmos管m6的栅极相连，pmos管m7的源极与电源端vdd相连，pmos管m7的漏极与m5的漏极相连；
22.nmos管m8的栅极与m1的栅极相连，nmos管m8的源极与接地端gnd相连，nmos管m8的漏极与pmos管m6的漏极相连；
23.nmos管m9的栅极与nmos管m9的漏极相连，nmos管m9的源极与接地端gnd相连，nmos管m9的漏极与pmos管m7的漏极相连；
24.nmos管m10的栅极与nmos管m9的栅极相连，nmos管m10的源极与接地端gnd相连，nmos管m10的漏极输出对温度不敏感的电流源iosc。
25.作为低温漂片上时钟产生电路优选方案，所述正温度系数偏置电流产生电路中的pmos管m5的漏极输出一个正温度系数电流i5，正温度系数电流i5与所述偏置电流补偿电路中的pmos管m7的漏极相连。
26.作为低温漂片上时钟产生电路优选方案，所述低温漂环形振荡器电路包括pmos管m11、pmos管m12、pmos管m14、pmos管m15、pmos管m18、pmos管m19、pmos管m22、pmos管m23、pmos管m26、pmos管m27、pmos管m30、pmos管m31、nmos管m13、nmos管m16、nmos管m17、nmos管m20、nmos管m21、nmos管m24、nmos管m25、nmos管m28、nmos管m29、nmos管m32、nmos管m33、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4和电容c5；
27.pmos管m11的栅极与pmos管m11的漏极相连，pmos管m11的源极与电源端vdd相连，pmos管m11的漏极与电流源iosc相连；
28.pmos管m12的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m12的源极与电源端vdd相连，pmos管m12的漏极与nmos管m13的漏极相连；nmos管m13的栅极与nmos管m13的漏极相连，nmos管m13的源极与接地端gnd相连；
29.pmos管m14的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m14的源极与电源端vdd相连，
pmos管m14的漏极与pmos管m15的源极相连；pmos管m15的栅极与电容c5的正极相连，pmos管m15的源极与pmos管m14的漏极相连，pmos管m15的漏极与c1的正极相连；
30.nmos管m16的栅极与电容c5的正极相连，nmos管m16的源极与nmos管m17的漏极相连；nmos管m16的漏极与电容c1的正极相连；nmos管m17的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m17的源极与接地端gnd相连，nmos管m17的漏极与nmos管m16的源极相连；
31.电容c1的负极与接地端gnd相连；pmos管m18的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m18的源极与电源端vdd相连，pmos管m18的漏极与pmos管m19的源极相连；pmos管m19的栅极与电容c1的正极相连，pmos管m19的漏极与电容c2的正极相连；
32.nmos管m20的栅极与电容c1的正极相连，nmos管m20的源极与nmos管m21的漏极相连；nmos管m20的漏极与电容c2的正极相连；nmos管m21的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m21的源极与接地端gnd相连；
33.电容c2的负极与接地端gnd相连；pmos管m22的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m22的源极与电源端vdd相连，pmos管m22的漏极与pmos管m23的源极相连；pmos管m23的栅极与电容c2的正极相连，pmos管m23的漏极与电容c3的正极相连；
34.nmos管m24的栅极与电容c2的正极相连，nmos管m24的源极与nmos管m25的漏极相连；nmos管m24的漏极与电容c3的正极相连；nmos管m25的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m25的源极与接地端gnd相连；
35.电容c3的正极与nmos管m24的漏极相连，电容c3的负极与接地端gnd相连；
36.pmos管m26的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m26的源极与电源端vdd相连，pmos管m26的漏极与pmos管m27的源极相连；pmos管m27的栅极与电容c3的正极相连，pmos管m27的漏极与电容c4的正极相连；
37.nmos管m28的栅极与电容c3的正极相连，nmos管m28的源极与nmos管m29的漏极相连；nmos管m28的漏极与电容c4的正极相连；nmos管m29的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m29的源极与接地端gnd相连；
38.电容c4的正极与nmos管m28的漏极相连，电容c4的负极与接地端gnd相连；pmos管m30的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m30的源极与电源端vdd相连，pmos管m30的漏极与pmos管m31的源极相连；pmos管m31的栅极与电容c4的正极相连，pmos管m31的漏极与电容c5的正极相连；
39.nmos管m32的栅极与电容c4的正极相连，nmos管m32的源极与nmos管m33的漏极相连；nmos管m32的漏极与电容c5的正极相连；nmos管m33的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m33的源极与接地端gnd相连；电容c5的正极与nmos管m32的漏极相连，电容c5的负极与接地端gnd相连。
40.作为低温漂片上时钟产生电路优选方案，所述偏置电流补偿电路中nmos管m10的漏极输出对温度不敏感的电流源iosc与所述低温漂环形振荡器电路的pmos管m11的漏极相连。
41.本发明具有如下有益效果，正温度系数偏置电流产生电路设有两个双极晶体管，两个双极晶体管的基极-发射极电压差值流过一个电阻生成一个正温度系数偏置电流；所述偏置电流温度补偿电路通过所述正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的pmos管的栅极源极电压v
gs1
偏置一个nmos管的栅极，产生一个负温度系数偏置电流，将所述正温度系数
偏置电流和所述负温度系数偏置电流相加使温度系数相互抵消并产生一个与温度无关的驱动电流；所述低温漂环形振荡器电路通过限流反向器对电容充电，并用奇数个限流反向器对电容充电的相同单元相连成环路发生振荡；将产生的与温度无关的驱动电流驱动所述低温漂环形振荡器电路，输出一个对温度不敏感的时钟。本发明在正温度系数偏置电流的基础上，通过偏置电流温度补偿电路引入一个负温度系数电流，即通过对低温漂环形振荡器电路的驱动电流进行简单的温度补偿，可以有效降低时钟信号的温度系数，提高电子设备的可靠性和稳定性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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引申获得其他的实施附图。
43.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
44.图1为本发明实施例提供的低温漂片上时钟产生电路框架示意图；
45.图2为本发明实施例提供的正温度系数偏置电流产生电路和偏置电流温度补偿电路组合示意图；
46.图3为本发明实施例提供的低温漂环形振荡器电路示意图。
具体实施方式
47.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.参见图1、图2和图3，本发明实施例提供一种低温漂片上时钟产生电路，包括正温度系数偏置电流产生电路、偏置电流温度补偿电路和低温漂环形振荡器电路；
49.所述正温度系数偏置电流产生电路包括两个双极晶体管，两个双极晶体管的基极-发射极电压差值流过一个电阻生成一个正温度系数偏置电流；
50.所述偏置电流温度补偿电路通过所述正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的pmos管的栅极源极电压v
gs1
偏置一个nmos管的栅极，产生一个负温度系数偏置电流，将所述正温度系数偏置电流和所述负温度系数偏置电流相加使温度系数相互抵消并产生一个与温度无关的驱动电流；
51.所述低温漂环形振荡器电路通过限流反向器对电容充电，并用奇数个限流反向器对电容充电的相同单元相连成环路发生振荡；将产生的与温度无关的驱动电流驱动所述低温漂环形振荡器电路，输出一个对温度不敏感的时钟。
52.本实施例中，正温度系数偏置电流产生电路利用两个双极晶体管，在两个双极晶
体管发射极电流相同，但面积不同时，两个双极晶体管的基极-发射极电压差值具有正温度系数的特性，使用这个电压差值流过一个电阻，从而生成一个正温度系数偏置电流。
53.其中，偏置电流温度补偿电路通过正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的pmos管栅极-源极电压差值v
gs1
随温度升高而变大的基础上，利用栅极-源极电压差值v
gs1
偏置一个nmos的栅极，产生一个负温度系数偏置电流，并将这个负温度系数偏置电流和正温度系数偏置电流相叠加，使其温度系数相互抵消，从而产生一个与温度无关的驱动电流。而低温漂环形振荡器电路通过限流的反向器对电容充电，并用奇数个相同单元相连成环路发生振荡，其振荡频率仅与驱动电流和电容值大小有关，同时将上述产生的低温度系数驱动电流驱动偏置电流温度补偿电路，从而输出一个对温度不敏感的时钟。
54.辅助图2，本实施例中，还包括电源端vdd、接地端gnd和时钟输出端clk；所述正温度系数偏置电流产生电路包括pmos管m1、pmos管m2、pmos管m5、nmos管m3、nmos管m4、电阻r1、pnp三极管q1和pnp三极管q2，具体连接关系如下：
55.其中，pmos管m1的栅极与pmos管m1的漏极相连，pmos管m1的源极与电源端vdd相连，pmos管m1的漏极与nmos管m3的漏极相连；pmos管m2的栅极与pmos管m1的栅极相连，pmos管m2的源极与电源端vdd相连，pmos管m2的漏极与nmos管m4的漏极相连；pmos管m5的栅极与pmos管m1的栅极相连，pmos管m5的源极与电源端vdd相连；nmos管m3的栅极和nmos管m4的栅极相连，nmos管m3的源极与电阻r1的正极相连，nmos管m3的漏极与pmos管m1的漏极相连；nmos管m4的栅极与nmos管m4的漏极相连，nmos管m4的源极与pnp三极管q2的发射极相连，nmos管m4的漏极与pmos管m2的漏极相连；电阻r1的正极与nmos管m3的源极相连，电阻r1的负极与pnp三极管q1的发射极相连；pnp三极管q1的基极与接地端gnd相连，pnp三极管q1的集电极与接地端gnd相连，pnp三极管q1的发射极与电阻r1的负极相连；pnp三极管q2的基极与接地端gnd相连，pnp三极管q2的集电极与接地端gnd相连，pnp三极管q2的发射极与nmos管m4的源极相连。
56.辅助图3，本实施例中，所述偏置电流补偿电路包括pmos管m6、pmos管m7、nmos管m8、nmos管m9和nmos管m10，具体连接关系如下：
57.其中，pmos管m6的栅极与pmos管m6的漏极相连，pmos管m6的源极与电源端vdd相连，pmos管m6的漏极与nmos管m8的漏极相连；pmos管m7的栅极与pmos管m6的栅极相连，pmos管m7的源极与电源端vdd相连，pmos管m7的漏极与m5的漏极相连；nmos管m8的栅极与m1的栅极相连，nmos管m8的源极与接地端gnd相连，nmos管m8的漏极与pmos管m6的漏极相连；nmos管m9的栅极与nmos管m9的漏极相连，nmos管m9的源极与接地端gnd相连，nmos管m9的漏极与pmos管m7的漏极相连；nmos管m10的栅极与nmos管m9的栅极相连，nmos管m10的源极与接地端gnd相连，nmos管m10的漏极输出对温度不敏感的电流源iosc。
58.其中，所述正温度系数偏置电流产生电路中的pmos管m5的漏极输出一个正温度系数电流i5，正温度系数电流i5与所述偏置电流补偿电路中的pmos管m7的漏极相连。
59.辅助图3，本实施例中，所述低温漂环形振荡器电路包括pmos管m11、pmos管m12、pmos管m14、pmos管m15、pmos管m18、pmos管m19、pmos管m22、pmos管m23、pmos管m26、pmos管m27、pmos管m30、pmos管m31、nmos管m13、nmos管m16、nmos管m17、nmos管m20、nmos管m21、nmos管m24、nmos管m25、nmos管m28、nmos管m29、nmos管m32、nmos管m33、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4和电容c5，具体连接关系如下：
60.其中，pmos管m11的栅极与pmos管m11的漏极相连，pmos管m11的源极与电源端vdd相连，pmos管m11的漏极与电流源iosc相连；pmos管m12的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m12的源极与电源端vdd相连，pmos管m12的漏极与nmos管m13的漏极相连；nmos管m13的栅极与nmos管m13的漏极相连，nmos管m13的源极与接地端gnd相连；pmos管m14的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m14的源极与电源端vdd相连，pmos管m14的漏极与pmos管m15的源极相连；pmos管m15的栅极与电容c5的正极相连，pmos管m15的源极与pmos管m14的漏极相连，pmos管m15的漏极与c1的正极相连；nmos管m16的栅极与电容c5的正极相连，nmos管m16的源极与nmos管m17的漏极相连；nmos管m16的漏极与电容c1的正极相连；nmos管m17的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m17的源极与接地端gnd相连，nmos管m17的漏极与nmos管m16的源极相连；电容c1的负极与接地端gnd相连；pmos管m18的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m18的源极与电源端vdd相连，pmos管m18的漏极与pmos管m19的源极相连；pmos管m19的栅极与电容c1的正极相连，pmos管m19的漏极与电容c2的正极相连；nmos管m20的栅极与电容c1的正极相连，nmos管m20的源极与nmos管m21的漏极相连；nmos管m20的漏极与电容c2的正极相连；nmos管m21的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m21的源极与接地端gnd相连；电容c2的负极与接地端gnd相连；pmos管m22的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m22的源极与电源端vdd相连，pmos管m22的漏极与pmos管m23的源极相连；pmos管m23的栅极与电容c2的正极相连，pmos管m23的漏极与电容c3的正极相连；nmos管m24的栅极与电容c2的正极相连，nmos管m24的源极与nmos管m25的漏极相连；nmos管m24的漏极与电容c3的正极相连；nmos管m25的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m25的源极与接地端gnd相连；电容c3的正极与nmos管m24的漏极相连，电容c3的负极与接地端gnd相连；pmos管m26的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m26的源极与电源端vdd相连，pmos管m26的漏极与pmos管m27的源极相连；pmos管m27的栅极与电容c3的正极相连，pmos管m27的漏极与电容c4的正极相连；nmos管m28的栅极与电容c3的正极相连，nmos管m28的源极与nmos管m29的漏极相连；nmos管m28的漏极与电容c4的正极相连；nmos管m29的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m29的源极与接地端gnd相连；电容c4的正极与nmos管m28的漏极相连，电容c4的负极与接地端gnd相连；pmos管m30的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m30的源极与电源端vdd相连，pmos管m30的漏极与pmos管m31的源极相连；pmos管m31的栅极与电容c4的正极相连，pmos管m31的漏极与电容c5的正极相连；nmos管m32的栅极与电容c4的正极相连，nmos管m32的源极与nmos管m33的漏极相连；nmos管m32的漏极与电容c5的正极相连；nmos管m33的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m33的源极与接地端gnd相连；电容c5的正极与nmos管m32的漏极相连，电容c5的负极与接地端gnd相连。
61.其中，所述偏置电流补偿电路中nmos管m10的漏极输出对温度不敏感的电流源iosc与所述低温漂环形振荡器电路的pmos管m11的漏极相连。
62.本实施例中，正温度系数偏置电流产生电路的工作原理如下：
63.选取大小相同的pmos管m1和pmos管m2组成电流镜，从而保证pnp三极管q1和pnp三极管q2的发射极电流相同；选取大小不同的pnp三极管q1和pnp三极管q2，由于pnp三极管q1和pnp三极管q2发射极电流相同，面积不同，pnp三极管q1和pnp三极管q2存在基极-发射极电压差值δv
be
，这个差值具有正温度系数；选取大小相同的nmos管m3和nmos管m4组成电流镜，由于nmos管m3和nmos管m4漏极电流相同，nmos管m3和nmos管m4栅极电平相同，因此nmos
管m3的漏极电平和nmos管m4的漏极电平相同；电阻r1的负极电压为pnp三极管q1的基极-发射极电压，电阻r1的正极电压为nmos管m3的漏极电压，即nmos管m4的漏极电压，即pnp三极管q2的基极-发射极电压；因此流过电阻r1的电流，即pmos管m1的漏极电流，为δv
be
/r，是一个正温度系数电流；同时pmos管m5和pmos管m1组成一个电流镜，因此pmos管m5的漏极输出的电流i5为一个正温度系数电流。
64.本实施例中，偏置电流补偿电路的工作原理如下：
65.由于正温度系数偏置电流产生电路中pmos管m1的漏极电流具有正温度系数，且pmos管m1的漏极阈值电压也随温度增加，由此可知pmos管m1栅级到源极电压v
gs1
，随温度升高而增大。nmos管m8的栅极与pmos管m1的栅极连接，nmos管的源极与接地端gnd相连，因此nmos管m8的栅极到源极电压v
gs8
随温度升高而减小，同时nmos管m8的阈值电压随温度升高而增加，因此nmos管m8的漏极电流i8具有负温度系数，即随温度升高而减小。pmos管m6和pmos管m7组成电流镜，因此pmos管m7的漏极电流i7同样具有负温度系数。nmos管m9的漏极电流i9，为i5和i7之和。通过选取合适大小的pmos管m5、nmos管m8、pmos管m6和pmos管m7，可以将i5的正温度系数和i7的负温度系数相抵消，从而产生一个对温度不敏感的i9。nmos管m9和nmos管m10组成一个电流镜，因此nmos管m10的漏极电流源iosc和i9一样对温度不敏感。
66.本实施例中，低温漂环形振荡器电路的工作原理如下：
67.通过电流镜pmos管m11、pmos管m12和nmos管m13的偏置，与温度无关的iosc对五个反向器和电容组成的环路发生振荡提供驱动电流。五个反向器成环形连接，因此其状态不能保持稳定，产生振荡，振荡频率由iosc和电容值大小决定。由于iosc与温度无关，且集成电路中电容值随温度变化很小，因此低温漂环形振荡器电路输出一个低温漂的时钟clk。
68.综上所述，本发明实施例正温度系数偏置电流产生电路利用两个双极晶体管，在两个双极晶体管发射极电流相同，但面积不同时，两个双极晶体管的基极-发射极电压差值具有正温度系数的特性，使用这个电压差值流过一个电阻，从而生成一个正温度系数偏置电流。偏置电流温度补偿电路通过正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的pmos管栅极-源极电压差值v
gs1
随温度升高而变大的基础上，利用栅极-源极电压差值v
gs1
偏置一个nmos的栅极，产生一个负温度系数偏置电流，并将这个负温度系数偏置电流和正温度系数偏置电流相叠加，使其温度系数相互抵消，从而产生一个与温度无关的驱动电流。而低温漂环形振荡器电路通过限流的反向器对电容充电，并用奇数个相同单元相连成环路发生振荡，其振荡频率仅与驱动电流和电容值大小有关，同时将上述产生的低温度系数驱动电流驱动偏置电流温度补偿电路，从而输出一个对温度不敏感的时钟。本发明在正温度系数偏置电流的基础上，通过偏置电流温度补偿电路引入一个负温度系数电流，即通过对低温漂环形振荡器电路的驱动电流进行简单的温度补偿，可以有效降低时钟信号的温度系数，提高电子设备的可靠性和稳定性。
69.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：
1.一种低温漂片上时钟产生电路，其特征在于，包括正温度系数偏置电流产生电路、偏置电流温度补偿电路和低温漂环形振荡器电路；所述正温度系数偏置电流产生电路包括两个双极晶体管，两个双极晶体管的基极-发射极电压差值流过电阻生成正温度系数偏置电流；所述偏置电流温度补偿电路通过所述正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的pmos管的栅极源极电压v
gs1
偏置nmos管的栅极，产生负温度系数偏置电流，将所述正温度系数偏置电流和所述负温度系数偏置电流相加使温度系数相互抵消并产生与温度无关的驱动电流；所述低温漂环形振荡器电路通过限流反向器对电容充电，并用奇数个限流反向器对电容充电的相同单元相连成环路发生振荡；将产生的与温度无关的驱动电流驱动所述低温漂环形振荡器电路，输出对温度不敏感的时钟。2.根据权利要求1所述的一种低温漂片上时钟产生电路，其特征在于，还包括电源端vdd、接地端gnd和时钟输出端clk；所述正温度系数偏置电流产生电路包括pmos管m1、pmos管m2、pmos管m5、nmos管m3、nmos管m4、电阻r1、pnp三极管q1和pnp三极管q2；pmos管m1的栅极与pmos管m1的漏极相连，pmos管m1的源极与电源端vdd相连，pmos管m1的漏极与nmos管m3的漏极相连；pmos管m2的栅极与pmos管m1的栅极相连，pmos管m2的源极与电源端vdd相连，pmos管m2的漏极与nmos管m4的漏极相连；pmos管m5的栅极与pmos管m1的栅极相连，pmos管m5的源极与电源端vdd相连；nmos管m3的栅极和nmos管m4的栅极相连，nmos管m3的源极与电阻r1的正极相连，nmos管m3的漏极与pmos管m1的漏极相连；nmos管m4的栅极与nmos管m4的漏极相连，nmos管m4的源极与pnp三极管q2的发射极相连，nmos管m4的漏极与pmos管m2的漏极相连；电阻r1的正极与nmos管m3的源极相连，电阻r1的负极与pnp三极管q1的发射极相连；pnp三极管q1的基极与接地端gnd相连，pnp三极管q1的集电极与接地端gnd相连，pnp三极管q1的发射极与电阻r1的负极相连；pnp三极管q2的基极与接地端gnd相连，pnp三极管q2的集电极与接地端gnd相连，pnp三极管q2的发射极与nmos管m4的源极相连。3.根据权利要求2所述的一种低温漂片上时钟产生电路，其特征在于，所述偏置电流补偿电路包括pmos管m6、pmos管m7、nmos管m8、nmos管m9和nmos管m10；pmos管m6的栅极与pmos管m6的漏极相连，pmos管m6的源极与电源端vdd相连，pmos管m6的漏极与nmos管m8的漏极相连；pmos管m7的栅极与pmos管m6的栅极相连，pmos管m7的源极与电源端vdd相连，pmos管m7的漏极与m5的漏极相连；nmos管m8的栅极与m1的栅极相连，nmos管m8的源极与接地端gnd相连，nmos管m8的漏极与pmos管m6的漏极相连；nmos管m9的栅极与nmos管m9的漏极相连，nmos管m9的源极与接地端gnd相连，nmos管m9的漏极与pmos管m7的漏极相连；nmos管m10的栅极与nmos管m9的栅极相连，nmos管m10的源极与接地端gnd相连，nmos管
m10的漏极输出对温度不敏感的电流源iosc。4.根据权利要求3所述的一种低温漂片上时钟产生电路，其特征在于，所述正温度系数偏置电流产生电路中的pmos管m5的漏极输出一个正温度系数电流i5，正温度系数电流i5与所述偏置电流补偿电路中的pmos管m7的漏极相连。5.根据权利要求3所述的一种低温漂片上时钟产生电路，其特征在于，所述低温漂环形振荡器电路包括pmos管m11、pmos管m12、pmos管m14、pmos管m15、pmos管m18、pmos管m19、pmos管m22、pmos管m23、pmos管m26、pmos管m27、pmos管m30、pmos管m31、nmos管m13、nmos管m16、nmos管m17、nmos管m20、nmos管m21、nmos管m24、nmos管m25、nmos管m28、nmos管m29、nmos管m32、nmos管m33、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4和电容c5；pmos管m11的栅极与pmos管m11的漏极相连，pmos管m11的源极与电源端vdd相连，pmos管m11的漏极与电流源iosc相连；pmos管m12的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m12的源极与电源端vdd相连，pmos管m12的漏极与nmos管m13的漏极相连；nmos管m13的栅极与nmos管m13的漏极相连，nmos管m13的源极与接地端gnd相连；pmos管m14的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m14的源极与电源端vdd相连，pmos管m14的漏极与pmos管m15的源极相连；pmos管m15的栅极与电容c5的正极相连，pmos管m15的源极与pmos管m14的漏极相连，pmos管m15的漏极与c1的正极相连；nmos管m16的栅极与电容c5的正极相连，nmos管m16的源极与nmos管m17的漏极相连；nmos管m16的漏极与电容c1的正极相连；nmos管m17的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m17的源极与接地端gnd相连，nmos管m17的漏极与nmos管m16的源极相连；电容c1的负极与接地端gnd相连；pmos管m18的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m18的源极与电源端vdd相连，pmos管m18的漏极与pmos管m19的源极相连；pmos管m19的栅极与电容c1的正极相连，pmos管m19的漏极与电容c2的正极相连；nmos管m20的栅极与电容c1的正极相连，nmos管m20的源极与nmos管m21的漏极相连；nmos管m20的漏极与电容c2的正极相连；nmos管m21的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m21的源极与接地端gnd相连；电容c2的负极与接地端gnd相连；pmos管m22的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m22的源极与电源端vdd相连，pmos管m22的漏极与pmos管m23的源极相连；pmos管m23的栅极与电容c2的正极相连，pmos管m23的漏极与电容c3的正极相连；nmos管m24的栅极与电容c2的正极相连，nmos管m24的源极与nmos管m25的漏极相连；nmos管m24的漏极与电容c3的正极相连；nmos管m25的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m25的源极与接地端gnd相连；电容c3的正极与nmos管m24的漏极相连，电容c3的负极与接地端gnd相连；pmos管m26的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m26的源极与电源端vdd相连，pmos管m26的漏极与pmos管m27的源极相连；pmos管m27的栅极与电容c3的正极相连，pmos管m27的漏极与电容c4的正极相连；nmos管m28的栅极与电容c3的正极相连，nmos管m28的源极与nmos管m29的漏极相连；nmos管m28的漏极与电容c4的正极相连；nmos管m29的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m29的源极与接地端gnd相连；
电容c4的正极与nmos管m28的漏极相连，电容c4的负极与接地端gnd相连；pmos管m30的栅极与pmos管m11的栅极相连，pmos管m30的源极与电源端vdd相连，pmos管m30的漏极与pmos管m31的源极相连；pmos管m31的栅极与电容c4的正极相连，pmos管m31的漏极与电容c5的正极相连；nmos管m32的栅极与电容c4的正极相连，nmos管m32的源极与nmos管m33的漏极相连；nmos管m32的漏极与电容c5的正极相连；nmos管m33的栅极与nmos管m13的栅极相连，nmos管m33的源极与接地端gnd相连；电容c5的正极与nmos管m32的漏极相连，电容c5的负极与接地端gnd相连。6.根据权利要求5所述的一种低温漂片上时钟产生电路，其特征在于，所述偏置电流补偿电路中nmos管m10的漏极输出对温度不敏感的电流源iosc与所述低温漂环形振荡器电路的pmos管m11的漏极相连。

技术总结
一种低温漂片上时钟产生电路，正温度系数偏置电流产生电路中两个双极晶体管的基极-发射极电压差值流过电阻生成正温度系数偏置电流；偏置电流温度补偿电路通过正温度系数偏置电流产生电路中电流镜的PMOS管的栅极源极电压V


技术研发人员：江山 黄小振
受保护的技术使用者：上海芯攀微电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/14