振荡器电路和集成电路的制作方法

本发明涉及由rc时钟构成的振荡器电路，具体涉及一种能够实现低温度漂移的振荡器电路、以及包括该振荡器电路的集成电路。

背景技术：

1、在现代电子系统中，时钟信号如同心脏的搏动，为数字电路提供精确的时间基准。从微控制器、通信模块到消费电子产品，几乎所有的电子设备都需要稳定可靠的时钟源。在众多时钟方案中，电阻-电容即rc振荡器因其具有成本低廉、集成简便、启动迅速等优势，在嵌入式系统和中低精度应用中被广泛地采用。

2、rc振荡器电路的基本原理是利用电阻对电容充放电的时间常数来产生周期性振荡，其输出频率f与电阻元件r、电容器元件c的关系可简化为f∝1/(rc)。这种电路结构简单，无需外部晶振元件，特别适合对成本敏感的大规模应用。然而，这种简洁性也带来了固有的局限性，即、rc振荡器电路的频率稳定性高度依赖电阻元件和电容器元件的温度特性。

3、然而，在典型的rc振荡器电路中，常规的电阻元件和电容器元件通常具有正温度系数，即、随着温度升高，电阻值和电容值均会增加。在两者均呈正温度系数的情况下，它们对频率的影响会相互叠加，导致在温度变化时，rc振荡器电路的输出频率产生显著漂移，导致rc振荡器电路在宽温度范围应用中难以满足精度要求。

4、针对上述的温度漂移，现在市场上主要采用的解决方案有如下2种：第一种方案是采用外部的高精度器件的替代方案，例如采用石英晶体或mems振荡器，虽然能获得±10-50ppm/°c这样的极低的温度漂移，但是增加了外部元件、基板面积和整体成本，丧失了rc振荡器电路本身的高度集成优势；第二种方案是数字动态补偿方案，通过在芯片内部集成温度传感器、以及例如查找表或算法单元这样的数字逻辑电路，实时地检测温度并动态地调整可编程电容阵列或时钟分频器参数，这种方案虽然能够实现极低的温度漂移，但是显著增加了电路复杂性、芯片面积、设计难度及功耗，尤其不适合对功耗和成本极度敏感的应用。

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、如上所述，在现有的rc振荡器电路中，由于温度对rc振荡器电路的输出频率有显著的影响，而且，构成rc振荡器电路的各个元件的温度系数各有不同，因此，需要根据rc振荡器电路中各个元件的温度系数，合理地选择不同的元件来构成输出频率稳定的rc振荡器电路。

3、用于解决技术问题的技术手段

4、针对上述技术问题，本申请提出了一种振荡器电路，该振荡器电路中采用具有负温度系数的电容器元件，使其与具有正温度系数的电阻元件形成互补关系。根据具有上述结构的振荡器电路，当温度升高时，电阻元件的电阻值增加会导致输出频率降低，然而，电容器元件的电容值减小会提高输出频率，上述两种效应相互抵消，从而使振荡器电路的输出频率保持稳定。

5、具体而言，根据本发明的一个方面，提供一种振荡器电路，包括：

6、由电阻元件和触发器并联连接而成的并联电路；以及

7、与所述并联电路串联连接且具有pmos晶体管的电容器元件，

8、所述pmos晶体管中的栅极端子与电源侧相连接，而所述pmos晶体管中的源极端子、漏极端子以及衬底与接地侧相连接。

9、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，所述电容器元件的温度系数为负温度系数。

10、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，所述pmos晶体管中，所述栅极端子与所述源极端子之间所产生的栅源电容具有负温度系数。

11、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，所述pmos晶体管中，所述栅极端子与所述漏极端子之间所产生的栅漏电容具有负温度系数。

12、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，所述电阻元件的温度系数为正温度系数。

13、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，所述电容器元件的负温度系数的绝对值与所述电阻元件的正温度系数的绝对值相等。

14、如上所述，根据本申请所提出的振荡器电路，利用栅极端子与电源侧相连接，且源极端子、漏极端子以及衬底与接地侧相连接的pmos晶体管来构成电容器元件，由此实现具有负温度系数的电容器元件，从而使振荡器电路的温度漂移极低，甚至彻底消除振荡器电路的温度漂移。在此情况下，由于无需增加额外的器件，由此能够使采用该振荡器电路的芯片具备高度集成性，简化芯片的设计难度，降低芯片的功耗，并且降低成本。

15、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，所述电容器元件还具有与所述pmos晶体管并联连接的金属-氧化物-金属电容器。

16、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，通过调整所述金属-氧化物-金属电容器与所述pmos晶体管的电容值比例，来调节所述电容器元件的温度系数。

17、优选地，在本发明所涉及的振荡器电路中，对于所述金属-氧化物-金属电容器，通过调整金属堆叠层数、叉指结构尺寸、金属线宽、金属间距中的至少一个，来调整所述金属-氧化物-金属电容器的电容值。

18、如上所述，根据本申请所提出的振荡器电路，通过对pmos晶体管并联连接金属-氧化物-金属电容器，来构成电容器元件，能够实现对电容器元件的温度系数的精确调控，由此能够彻底消除振荡器电路的温度漂移。

19、另外，根据本发明的另一个方面，提供一种集成电路，包括：如上所述的任意一个振荡器电路。

20、通过下面结合附图的详细描述，本发明的其它特征和方面会变得更加清楚。

1.一种振荡器电路，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的振荡器电路，其特征在于，

3.如权利要求2所述的振荡器电路，其特征在于，

4.如权利要求2所述的振荡器电路，其特征在于，

5.如权利要求1所述的振荡器电路，其特征在于，

6.如权利要求1至5中任一项所述的振荡器电路，其特征在于，

7.如权利要求1至5中任一项所述的振荡器电路，其特征在于，

8.如权利要求7所述的振荡器电路，其特征在于，

9.如权利要求7所述的振荡器电路，其特征在于，

10.一种集成电路，其特征在于，包括：