RC振盪器及電壓控制振盪器之設計

Abstract

本論文提出新的低功率互補式金氧半(CMOS)RC振璗器, 新的固定電流源/ 電流槽互補 式金氧半振璗器和新的互補式金氧半電壓控制振璗器。 首先我們對一般3 階互補式金氧半RC振璗器作了一番探討, 提出其為什么功率消耗相 當大。緊接著提出一個新的低功率互補式金氧半RC振璗器, 其功率消耗非常低。尤其 當低振璗頻率及高電壓源時, 例如: 振璗頻率為376.KHZ,電壓源為9V時, 其功率消耗 大約只有104.4uW,而一般3 階互補式金氧半RC振璗器卻高達765uW。SPICE電路模擬證 實此一新的低功率振璗器在任何電壓源及頻率均較一般3 階互補式金氧半RC振璗器有 較低的功率消耗。 但此一新的低功率消耗振璗器對於電壓源變化的穩定度卻比較差。針對這一點, 我們 提出了一個新的固定電流源/ 電流槽互補式金氧半振璗器。經由SPICE 電路模擬顯示 其對電壓源的敏感度大約只有±3%當電壓源從從3V變化至9V, 而一般3 階互補式金氧 半RC振璗器亦降低了寄存電容效應, 因為外接的電阻, 不再直接存在於振璗路徑本身 。 在電壓控制振璗器方面, 我們先對其做了一些基本的探討, 同時了解為什么一般的互 補式金氧半電壓控制振璗器其電壓轉換到頻率之線性關系不好的原因, 而我們提出之 新的互補式金氧半電壓控制振璗器之電壓轉換到頻率的非線性低於±1.4%, 當振璗頻 率從1MHZ到15MHZ,而一般的互補式金氧半電壓控制振璗器卻高達±16%。 同時, 我們 相信此新的電壓控制振璗器擁有較佳的功率消耗, 面積大小和線性關系等組合。 我們完成了SPICE 電路模擬, 所有新的電路也用3.5um 互補式金氧半的技術來製造。 至於測量及更進一步的研究, 則有待將來繼續努力。