检索结果-内蒙古大学图书馆

微电子学 2014年第4期44卷 447-450,455页

作者：张庆岭崔佳男张其营张竹贤周泽坤明鑫张波电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054

提出了一种性能较高的具有同步功能的rc振荡器。相比传统rc振荡器,通过控制器外围SYN引脚接收同步开关频率信号来设定振荡器的周期,设计出工作在同步模式下的rc振荡器。仿真结果表明,在典型参数情况下,该振荡器频率在140~450 kHz范围内... 详细信息

提出了一种性能较高的具有同步功能的rc振荡器。相比传统rc振荡器,通过控制器外围SYN引脚接收同步开关频率信号来设定振荡器的周期,设计出工作在同步模式下的rc振荡器。仿真结果表明,在典型参数情况下,该振荡器频率在140~450 kHz范围内能跟随外部同步频率。通过对外围电阻电容进行设置,在-40℃-125℃温度范围内,振荡器能够正常工作,可以应用于工作在同步模式下的控制器。

关键词：同步模式 rc振荡器控制器

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一种频率与温度无关的片内rc振荡器设计

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2023年第5期46卷 616-618,640页

作者：赵宝财赵宏亮赵建中辽宁大学物理学院辽宁沈阳110031 中国科学院微电子研究所智能感知中心北京100029

文章基于SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺,设计了一种频率与温度无关的片内电流模rc振荡器,该振荡器采用1.8 V电源供电,输出频率为100 MHz,振荡器主要由温度补偿电流源、开关电容... 详细信息

文章基于SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺,设计了一种频率与温度无关的片内电流模rc振荡器,该振荡器采用1.8 V电源供电,输出频率为100 MHz,振荡器主要由温度补偿电流源、开关电容充放电回路、反相器比较延时单元以及时钟输出单元组成。通过Cadence Spectre仿真验证表明:在-40~125℃范围内,TT工艺角条件下,振荡器的输出频率范围为100.06~100.16 MHz,频率随温度变化为0.10%,用温度系数表示为6.06×10^(-6)℃^(-1);SS工艺角条件下,振荡器的输出频率范围为99.90~100.23 MHz,频率随温度变化为0.33%,用温度系数表示为20.00×10^(-6)℃^(-1);FF工艺角条件下,振荡器的输出频率范围为99.96~100.07 MHz,频率随温度变化为0.11%,用温度系数表示为6.67×10^(-6)℃^(-1)。

关键词： rc振荡器温度补偿温度系数电流模

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一种高精度低功耗CMOS rc振荡器

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微电子学 2008年第5期38卷 748-751,756页

作者：熊立志王振华殷少飞武岳山远望谷信息技术股份有限公司广东深圳518057 清华大学微电子学研究所北京100084

一般情况下,rc振荡器利用电阻电容充放电时延产生振荡,所产生的频率受电源电压、环境温度,以及组成振荡器的各种元器件的电学特性的影响较大。文章提出一种可大大降低上述各种因素影响的高精度CMOS rc振荡器。仿真计算及实际流片测试结... 详细信息

一般情况下,rc振荡器利用电阻电容充放电时延产生振荡,所产生的频率受电源电压、环境温度,以及组成振荡器的各种元器件的电学特性的影响较大。文章提出一种可大大降低上述各种因素影响的高精度CMOS rc振荡器。仿真计算及实际流片测试结果均表明,该CMOS rc振荡器具有较高的频率稳定性。

关键词： rc振荡器 CMOS集成电路模拟集成电路

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一种基于rc振荡器的片上温度传感器设计

一种基于RC振荡器的片上温度传感器设计

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作者：范旭东杭州电子科技大学

学位级别：硕士

CMOS温度传感器广泛应用于集成电路温度测量、医疗仪器以及射频识别电路(RFID)等各个方面,它具有电路结构简单、低成本、低功耗、体积小等优点。CMOS温度传感器的广泛应用需求不断地推动了其研究进展,设计出性能更高、功耗更低、成本更... 详细信息

CMOS温度传感器广泛应用于集成电路温度测量、医疗仪器以及射频识别电路(RFID)等各个方面,它具有电路结构简单、低成本、低功耗、体积小等优点。CMOS温度传感器的广泛应用需求不断地推动了其研究进展,设计出性能更高、功耗更低、成本更低的CMOS温度传感器成为传感器技术领域的一个重要课题。本文的主要工作内容分为以下3点:1、通过对文献资料的阅读,了解了传感器技术的重要性,以及传感器的应用价值。同时,结合超大规模集成电路(VLSI)技术和温度测量技术,对近十几年来国内外CMOS温度传感器的研究进展及发展趋势进行了归纳总结。针对SD/MMC控制器的片上温度测量需求,分析了应用于该控制器的CMOS温度传感器的设计要求。2、详细地介绍了CMOS温度传感器设计的基本理论。首先对CMOS工艺下晶体管的基本特性进行介绍,着重分析了在CMOS工艺下晶体管各种参数的温度特性。详细介绍了如何利用MOS管阈值电压特性,双极型晶体管的基极-发射极电压特性,以及CMOS振荡器输出频率随温度变化的特性,进行温度传感器设计的方法。并介绍了模数转换器(ADC)和计数器,这两种CMOS温度传感器中常用的将模拟信号转换为数字信号的方法。3、设计了一种基于rc振荡器的CMOS温度传感器电路,分模块对电路的各个部分进行了详细的分析与仿真测试。由于采用了rc振荡器加计数器的架构,使电路设计的复杂度大大降低。该电路总体架构简单、工作电压低,能够通过软件启动或关闭电路,且电路启动时间快。采用TSMC 0.18μm CMOS工艺库,利用Cadence Spectre仿真软件对该温度传感器整体电路进行仿真。流片后,对实际芯片进行测试,测试结果表明:在-10℃到80℃的温度范围内,传感器的测温精度能够达到±3℃,满足应用需求。

关键词：温度传感器 rc振荡器计数器 SD/MMC控制器

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一种CMOS数字校准片上rc振荡器的设计

一种CMOS数字校准片上RC振荡器的设计

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作者：王文龙兰州交通大学

学位级别：硕士

电子技术在医疗、金融、物联网等领域的应用为集成电路的发展提供了新的方向,也带动了集成电路产业的飞速发展。目前集成电路芯片的时钟频率越来越高,己达到GHz,因此高性能集成电路芯片特别是高速、低压低功耗的集成电路芯片己经成为了... 详细信息

电子技术在医疗、金融、物联网等领域的应用为集成电路的发展提供了新的方向,也带动了集成电路产业的飞速发展。目前集成电路芯片的时钟频率越来越高,己达到GHz,因此高性能集成电路芯片特别是高速、低压低功耗的集成电路芯片己经成为了一个新的研究热点。同时这也对整个系统的时钟信号提出了越来越高的要求。为这些设备提供一个性能可靠的低压、低功耗时钟模块具有迫切的需求。本文设计了一个可用于移动显示驱动芯片或电源管理芯片的振荡电路。基于传统rc张弛振荡器,采用8位数字校准方式,对输出频率进行校准,以减小工艺、电压、温度变异造成的频率变化,使所设计的振荡器输出信号频率在不同的工作条件下能够稳定在12MHz。系统要求振荡器正常工作电压为1.5V,工作电压范围为1.35V1.65V,温度变化为-40℃85℃时,最大工作电流为200μA,频率变异小于1%。数字校准rc振荡器主要包括译码器、比较器、偏置电路和频率产生模块,采用UMC 0.13μm CMOS工艺进行设计和仿真。通过对偏置电路中修调电阻的校准方式进行研究,设计出三种校准方式,并对这三种校准方式的可调节频率范围和档位步进间隔进行分析比较,得出最佳的校准方式。最后得出共采用256档位,档位步进间隔为0.44%,并计算出了256个修调电阻的阻值。Hspice仿真结果表明,在各个MOS工艺角下,电阻、电容为典型值时,频率变异范围为-0.906%+0.408%,最大功耗电流为184.7uA,频率变异小,功耗低,达到了预期的设计目标。利用Cadence公司的Virtuoso工具进行设计了版图,并利用Mentor公司的Calibre工具对版图进行了Drc、Erc和LVS验证。最终数字校准rc振荡器就可以为移动显示驱动芯片或电源管理芯片提供一个性能可靠,低压低功耗的时钟模块。

关键词： rc振荡器数字校准低压低功耗

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数字校准rc振荡器的研究与设计

数字校准RC振荡器的研究与设计

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作者：任玉洁东南大学

学位级别：硕士

微控制器的应用无处不在，遍及各个领域。近年来，微控制器更是在低成本、高性能、低功耗方面飞速发展。振荡器作为时钟源，是微控制器应用中必不可少的组成部分。晶振作为片外时钟源，其优点是频率精度高，但是功耗较大、体积较大。而... 详细信息

微控制器的应用无处不在，遍及各个领域。近年来，微控制器更是在低成本、高性能、低功耗方面飞速发展。振荡器作为时钟源，是微控制器应用中必不可少的组成部分。晶振作为片外时钟源，其优点是频率精度高，但是功耗较大、体积较大。而片内集成振荡器具有低功耗和低成本的优点，但是频率精度较低，因此，研究高精度和低功耗的片内振荡器具有重要意义。\n 本文设计了一个数字校准rc振荡器，该振荡器具有数字校准、高精度和低功耗等特点。本文首先介绍了振荡器的基本理论和分类，根据微控制器的应用需求，确定了振荡器的设计指标。其次，根据振荡器的频率校准原理，确定了通过调节电容充电电流大小来校准输出频率的设计方案，基于此方案设计了振荡器的四个核心子电路：启动电路、电流源与电流镜电路、比较器电路和频率校准电路。最后，介绍了本文所设计振荡器的校准方法，在此基础上设计了振荡器的自动校准电路。\n 本文基于SMIC0.18μm CMOS工艺完成了数字校准rc振荡器的原理图设计、版图设计和后仿真。经过后仿真得到的性能参数为：输出频率8MHz，功耗100μA，校准范围±20％，校准后精度±3％。后仿真结果表明所设计的数字校准rc振荡器满足各项设计指标，完成预期设计目标。

关键词： rc振荡器微控制器数字校准高精度低功耗设计指标

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一种数控反馈自校准温度补偿rc振荡器

一种数控反馈自校准温度补偿RC振荡器

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作者：王海金（John Wang）上海交通大学

学位级别：硕士

随着近年来可穿戴设备、物联网、智能家居和人机界面的快速发展,特别是中国互联网大众创新的浪潮推动下,智能设备需求的迅速发展与推广,MCU的市场需求与功能要求也是日新月异,发展迅速。与此同时,MCU设计的要求也越来越高,并且运行的温... 详细信息

随着近年来可穿戴设备、物联网、智能家居和人机界面的快速发展,特别是中国互联网大众创新的浪潮推动下,智能设备需求的迅速发展与推广,MCU的市场需求与功能要求也是日新月异,发展迅速。与此同时,MCU设计的要求也越来越高,并且运行的温度条件也日益苛刻。因此MCU片上集成时钟rc振荡器不仅要求低成本低功耗,还要求输出减少频率受电压和温度变化的影响。本课题就探讨rc振荡器如何抵消温度变化的影响并提出一种新的温度补偿方法。rc振荡器温度补偿的设计方法国内外已经有很多研究成果,但是通过分析发现大多数方法或者实现成本和复杂度较大,或者温度补偿不能动态调节,对大跨度的温度补偿和器件老化的可靠性来说不利。结合不同方法的优点后确定的温度补偿方案是能自动调节的数字控制反馈电路设计。然而振荡器的动态温度补偿需要以最快的速度完成,因此数字调节码搜索算法选择和优化成为另一个关键问题。通过对当前测试过程中常用的数字调节码搜索算法的研究和分析后,提出了一种更好的搜索算法来实现。同时结合rc振荡器采用的结构和实现的温度补偿调节电路,经过对算法优化,使得新算法的硬件实现更简单。整个方案设计实现后会做电路的混合信号仿真,并确保在0.13μm CMOS工艺和1.8V-3.6V条件下,在-35℃到105℃温度范围内频率的温度系数不超过±1.5%。最后流片,并对芯片进行测试验证。

关键词： rc振荡器温度补偿数控反馈自动调节搜索算法

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电流控制模式rc振荡器的设计

电流控制模式RC振荡器的设计

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作者：张亚南合肥工业大学

学位级别：硕士

随着便携式电子器件的广泛应用,对低电压低功耗集成电路的需求也在不断增加。本设计是采用rc电流控制模式的振荡器,这种架构的振荡器广泛应用于微控制器、便携式医疗器件等对时钟频率精度要求不是太高的设备中。在电压和温度变化的情况... 详细信息

随着便携式电子器件的广泛应用,对低电压低功耗集成电路的需求也在不断增加。本设计是采用rc电流控制模式的振荡器,这种架构的振荡器广泛应用于微控制器、便携式医疗器件等对时钟频率精度要求不是太高的设备中。在电压和温度变化的情况下可以通过Trimming模块提高振荡器输出频率的精度,满足设计的要求。在此电流控制模式振荡器电路设计中,作者首先阐述了振荡器电路的类型和基本工作原理,然后介绍MOS晶体管在90nm的工艺条件下出现的反短沟道效应,并根据设计要求进行了电路的总体结构设计和子模块电路的设计。重点分析了典型电路模块:电压基准源电路、电流偏置电路、运算放大器(OPA)、比较器(Comparator)、高精度电流镜。该芯片采用UMC 90nm Low leakage RVT CMOS工艺,电源电压范围为1.08V～1.32V,输出时钟频率为50MHz,占空比50%。设计了温度性能良好的电压基准源电路和与电源无关的电流偏置电路,工作温度范围为-40℃至125℃; 在完成电路原理分析与电路结构设计的基础之上,应用EDA软件HSPICE对各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真,仿真结果均达到或优于预定指标,验证了设计理论。完成电路仿真后还进行了版图设计,版图验证及后仿真,理论分析和仿真结果数据表明,在电源电压为1.08V～1.32V,温度-40℃～125℃,电阻类型为典型、最大、最小三种情况,Corner为TT、SS、FF、SF、FS情况下该电路的输出频率、占空比、整体启动时间、整体电路电流都满足了设计的需要,实现了频率偏差小、启动时间小、低功耗的目标。

关键词： rc振荡器电流控制振荡器反短沟道效应基准电压源电流镜

来源：评论

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应用于MCU的低功耗高稳定度rc振荡器设计

应用于MCU的低功耗高稳定度RC振荡器设计

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作者：胡二洋东南大学

学位级别：硕士

时钟电路负责驱动整个芯片工作,是芯片不可缺少的组成部分。在常用的时钟电路中,rc振荡器面积小成本低,方便集成,被广泛用作芯片时钟源。传统的rc振荡器振荡频率容易随着温度和电源电压变化,达不到芯片对时钟稳定性的要求。本文的目标... 详细信息

时钟电路负责驱动整个芯片工作,是芯片不可缺少的组成部分。在常用的时钟电路中,rc振荡器面积小成本低,方便集成,被广泛用作芯片时钟源。传统的rc振荡器振荡频率容易随着温度和电源电压变化,达不到芯片对时钟稳定性的要求。本文的目标是设计一款低功耗高稳定度的rc振荡器。本文采用松弛振荡器作为振荡器的主体电路,保证振荡产生16MHz的振荡频率,主要工作包括:(1)分析振荡频率随电源电压、参考电压和温度的稳定性;(2)设计基准电流源电路驱动比较器和放大器。混合正负温度系数的电阻,保证基准电流随温度的稳定性;(3)为了使振荡频率不受比较器延时的影响,采用由积分器构成的平均电压反馈回路,补偿比较器延时引起的振荡周期的变化;(4)设计参考电压控制电路,通过混合不同温度系数的电阻,产生随温度变化的参考电压,用来补偿振荡频率随温度的偏差,保证振荡频率随温度的稳定性。同时通过调整参考电压的大小,调整振荡频率随工艺的偏差。本文基于GF 0.13mm工艺完成了振荡器的版图设计和后仿真验证。仿真结果表明:当温度从-40℃变化到85℃时,振荡器振荡频率的变化为0.37%;当电源电压从2.7V变化到3.3V时,振荡器振荡频率的变化为0.44%。在工艺角为TT、温度为25℃、电源电压为3V的条件下,消耗的电流为1.71mA/MHz。

关键词： rc振荡器比较器延时平均电压反馈频率稳定性低功耗

来源：评论

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面向MCU的片上rc振荡器的研究与设计

面向MCU的片上RC振荡器的研究与设计

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作者：韩明浩广西师范大学

学位级别：硕士

rc振荡器作为片内时钟源,被广泛应用于电子导航、生物医疗及可穿戴智能设备等领域的MCU中,其功耗与稳定性将直接影响MCU的性能。而MCU通常具有低功耗和高速运行两种工作模式,且两种工作模式对时钟电路需求有所不同,单一的rc振荡器难以... 详细信息

rc振荡器作为片内时钟源,被广泛应用于电子导航、生物医疗及可穿戴智能设备等领域的MCU中,其功耗与稳定性将直接影响MCU的性能。而MCU通常具有低功耗和高速运行两种工作模式,且两种工作模式对时钟电路需求有所不同,单一的rc振荡器难以兼其需求。因此,根据MCU两种工作模式对时钟电路不同需求,分别设计满足其需求的rc振荡器具有一定的研究意义与实用价值。传统rc振荡器易受温度与电源电压等因素的影响,输出频率稳定性较低,达不到MCU对时钟稳定性的需求。本文针对上述缺点,设计了两款不同结构的rc振荡器,分别应用于MCU高速运行和低功耗两种工作模式。（1）针对MCU高速运行模式对时钟的需求,设计了一款输出频率为16MHz的高稳定性rc振荡器。采用电压平均反馈技术降低比较器延迟对rc振荡器的影响,采用温度补偿技术降低温度对rc振荡器的影响,实现了rc振荡器高稳定性输出。基于全加器设计了一种选频网络,实现多种频率的高精度输出,满足MCU高速运行模式下对不同频率时钟的需求。在SMIC 110nm CMOS工艺下完成了高稳定性rc振荡器的版图设计与后仿真验证,结果表明,高稳定性rc振荡器的动态功耗为47μW,其输出频率的温度特性为±0.13%@-30～120℃,电源电压特性为±0.13%@1～1.4V。（2）针对MCU低功耗模式对时钟的需求,设计了一款输出频率为32k Hz的低功耗rc振荡器。采用分裂电容技术降低了比较器延迟对rc振荡器的影响,采用预稳压技术降低电源电压对rc振荡器的影响,实现rc振荡器高稳定性输出。同时采用亚阈值偏置技术,降低了rc振荡器的功耗。在SMIC 110nm CMOS工艺下完成了低功耗rc振荡器的版图设计与后仿真验证,结果表明,低功耗rc振荡器的动态功耗为0.55μW,其输出频率的温度特性为±0.25%@-30～120℃,电源电压特性为±0.13%@1～1.4V。由仿真结果可知,本文所设计的两款rc振荡器皆在保证低功耗的同时,实现了高稳定输出,能够满足MCU低功耗与高速运行模式的正常需求,具有一定的应用前景。

关键词：电压平均反馈分裂电容 rc振荡器高稳定性低功耗

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