本發(fā)明是有關(guān)于一種振蕩器電路，特別是有關(guān)于一種補(bǔ)償溫度變化的振蕩器電路及其控制方法。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前的多種電子裝置通常會(huì)使用振蕩器。振蕩器產(chǎn)生的頻率訊號(hào)用于電子裝置中的訊號(hào)同步。然而，在某些應(yīng)用時(shí)，振蕩器會(huì)對(duì)溫度變化敏感而導(dǎo)致不穩(wěn)定或不可靠的頻率訊號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種電路，包含一溫度計(jì)、一電流鏡陣列及一振蕩器。溫度計(jì)產(chǎn)生代表一溫度的一溫度碼。電流鏡陣列耦接數(shù)字溫度計(jì)以接收溫度碼，并基于溫度碼以產(chǎn)生一電流。振蕩器耦接電流鏡陣列以接收電流鏡陣列產(chǎn)生的電流，并產(chǎn)生一訊號(hào)，該訊號(hào)具有一頻率，該頻率相關(guān)于電流鏡陣列產(chǎn)生的電流。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種控制一振蕩器的方法，包含以下步驟：偵測(cè)振蕩器的一環(huán)境溫度。對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度產(chǎn)生一溫度碼。以及施加溫度碼到耦接到振蕩器的一電流鏡陣列以補(bǔ)償振蕩器因?yàn)橐粶囟茸兓a(chǎn)生的一頻率訊號(hào)的一頻率變化。

以下所附的圖式，構(gòu)成了本說明書的一部份，用以配合下文的描述以說明揭露的實(shí)施例，為了解釋揭露的實(shí)施例。

附圖說明

圖1繪示依據(jù)一實(shí)施例的一數(shù)字溫度補(bǔ)償振蕩電路。

圖2繪示依據(jù)一實(shí)施例的一電流鏡陣列控制的弛緩型振蕩器(弛緩型type oscillator)的電路圖。

圖3繪示依據(jù)一實(shí)施例的圖2的振蕩器中不同節(jié)點(diǎn)的波形圖。

圖4繪示無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)恼袷幤骱蛨D2有溫度補(bǔ)償?shù)恼袷幤鞯念l率對(duì)溫度特性圖。

圖5繪示依據(jù)一實(shí)施例的一電流鏡陣列控制的弛緩型振蕩器的電路圖。

圖6繪示依據(jù)一實(shí)施例的一電流鏡陣列控制的環(huán)式振蕩器的電路圖。

【符號(hào)說明】

100：數(shù)字溫度補(bǔ)償振蕩電路

110：數(shù)字溫度計(jì)

120、230、530、620：電流鏡陣列

130、200、500、600：振蕩器

210、510：第一脈沖電路

220、520：第二脈沖電路

231、531、6210、6211、621N-1、621end：源分支

232、532：第一鏡陣列

233、533：第二鏡陣列

240、540：比較電路

250、550：SR閂鎖器

232₀、232₁、232_N-1、232_end、233₀、233₁、233_N-1、233_end：鏡分支

V_DD、V_CMPS、V_CMPR、V_CLKB、V_CLK、V_OSCB、V_OSC：電壓

MP_REF、MP_BL、MP_BR、MP_RSTL、MP_RSTR、MP₁、MP₂、MP_B：PMOS晶體管

MN_REF、MN_EN、MN₁、MN₂：NMOS晶體管

D₀、D₁、D_N-1：溫度碼

I_R、I₁、I₂、I_REF、I_bias：電流

S、R、Q、XQ：端點(diǎn)

C₁、C₂：電容

R_REF：電阻

t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7：時(shí)間點(diǎn)

541：第一比較器

542：第二比較器

610：脈沖電路

611₀、611₁、611_M-1：反流器

622₀、622₁、622_M-1：鏡分支

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D式提供本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述。盡可能地，相同的參考符號(hào)將使用來(lái)表示附圖中相同或相似的部分。

本發(fā)明揭露一種使用數(shù)字溫度計(jì)和電流鏡來(lái)補(bǔ)償振蕩器的溫度變化的數(shù)字溫度補(bǔ)償振蕩器。這種振蕩器可為一存儲(chǔ)器系統(tǒng)芯片上的振蕩器。

圖1繪示依據(jù)一實(shí)施例的一數(shù)字溫度補(bǔ)償振蕩電路100(在此文中稱為電路100)。電路100包含一數(shù)字溫度計(jì)110、一電流鏡陣列120、以及電流鏡陣列120控制的一振蕩器130。數(shù)字溫度計(jì)110測(cè)量振蕩器130的一環(huán)境溫度，產(chǎn)生代表溫度的一溫度碼，并施加此溫度碼到電流鏡陣列120。溫度碼包含N位，亦即D₀,D₁,...,D_N-1。電流鏡陣列120從數(shù)字溫度計(jì)110接收此N位的溫度碼，基于此溫度碼產(chǎn)生一電流，并施加此電流到振蕩器130。振蕩器130接收電流鏡陣列120提供的電流，并產(chǎn)生一頻率訊號(hào)。此頻率訊號(hào)的頻率與電流鏡陣列120提供的電流的振幅相關(guān)。

圖2繪示依據(jù)一實(shí)施例的一電流鏡陣列控制的RC弛緩型振蕩器200(在此文中稱為振蕩器200)的電路圖。振蕩器200包含一第一脈沖電路210、一第二脈沖電路220、一電流鏡陣列230、一比較電路240及一SR閂鎖器250。

第一脈沖電路210包含第一電容C₁及一PMOS晶體管MP_RSTL。PMOS晶體管MP_RSTL為一第一重設(shè)晶體管，在圖3所示的第一階段對(duì)第一電容C₁充電，在下文圖3的描述所解釋。PMOS晶體管MP_RSTL包含耦接以接收一供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接SR閂鎖器250以接收一互補(bǔ)頻率訊號(hào)V_CLKB的一柵極端、以及耦接到一節(jié)點(diǎn)OSCB的漏極端。第一電容C₁包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一第一端以及耦接到節(jié)點(diǎn)OSCB的一第二端。

第二脈沖電路220包含一第二電容C₂及一PMOS晶體管MP_RSTR。PMOS晶體管MP_RSTR為一第二重設(shè)晶體管，在圖3所示的第二階段對(duì)第 二電容C₂充電。PMOS晶體管MP_RSTR包含耦接以接收一供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接SR閂鎖器250以接收一頻率訊號(hào)V_CLK的一柵極端、以及耦接到一節(jié)點(diǎn)OSC的漏極端。第二電容C₂包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一第一端以及耦接到節(jié)點(diǎn)OSC的一第二端。第一電容C₁和第二電容C₂一起構(gòu)成RC弛緩型振蕩器200的“C”。

電流鏡陣列230包含一源分支231、一第一鏡陣列232及一第二鏡陣列233。源分支231包含一電阻R_REF、一NMOS晶體管MN_REF及一NMOS晶體管MN_EN。電阻R_REF包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一第一端以及耦接到NMOS晶體管MN_REF的漏極端的一第二端。電阻R_REF構(gòu)成RC弛緩型振蕩器200的“R”。一電流I_R流入電阻R_REF。NMOS晶體管MN_REF包含耦接到電阻R_REF的第二端的一漏極端、耦接到其漏極端的一柵極端、以及耦接到NMOS晶體管MN_EN的漏極端的一源極端。NMOS晶體管MN_EN包含耦接到晶體管MN_REF的源極端的一漏極端、耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一柵極端、以及耦接到接地端的一源極端。

第一鏡陣列232在第一脈沖電路210的節(jié)點(diǎn)OSCB和數(shù)字溫度計(jì)110之間耦接，用以控制第一脈沖電路210。第一鏡陣列232包含N個(gè)并聯(lián)耦接的鏡分支232₀,232₁,...,232_N-1以分別接收數(shù)字溫度計(jì)110產(chǎn)生的N位的溫度碼。具體來(lái)說，每一分支包含NMOS晶體管MN₁及MN₂。每個(gè)分支232₀,232₁,...,232_N-1的NMOS晶體管MN₁包含耦接到節(jié)點(diǎn)OSCB的一漏極端、耦接到NMOS晶體管MN_REF的柵極端的一柵極端、及耦接到NMOS晶體管MN₂的漏極端的一源極端。每個(gè)分支232₀,232₁,...,232_N-1的NMOS晶體管MN₂包含耦接到NMOS晶體管MN₁的源極端的一漏極端、耦接以接收N位溫度碼的對(duì)應(yīng)位的一柵極端、及耦接到一參考電壓例如接地的一源極端。也就是說，分支232₀的NMOS晶體管MN₂的柵極端耦接以接收D₀，分支232₁的NMOS晶體管MN₂的柵極端耦接以接收D₁，……，而分支232_N-1的NMOS晶體管MN₂的柵極端耦接以接收D_N-1。溫度碼使得各分支232₀,232₁,...,232_N-1為導(dǎo)通的或不導(dǎo)通的。舉例來(lái)說，如果D₀為“0”，分支232₀的NMOS晶體管MN₂為關(guān)閉，則分支232₀為不導(dǎo)通的；如果D₀為“1”，分支232₀的NMOS晶體管MN₂為導(dǎo)通，則分支232₀為導(dǎo)通的。第一鏡陣列232還包含一終端分支232_end，此終端分支232_end 包含NMOS晶體管MN₁和MN₂。終端分支232_end的NMOS晶體管MN₁包含耦接到節(jié)點(diǎn)OSCB的一漏極端、耦接到NMOS晶體管MN_REF的柵極端的一柵極端、及耦接到終端分支232_end的NMOS晶體管的MN₂的漏極端的一源極端。終端分支232_end的NMOS晶體管MN₂包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一柵極端、及耦接到接地端的一源極端。不管N位的溫度碼為何終端分支232_end永遠(yuǎn)都是導(dǎo)通的。

第二鏡陣列233在第二脈沖電路220中的節(jié)點(diǎn)OSC和數(shù)字度計(jì)110之間耦接以控制第二脈沖電路220。第二鏡陣列233包含N個(gè)并聯(lián)耦接的鏡分支233₀,233₁,...,233_N-1以分別接收數(shù)字溫度計(jì)110產(chǎn)生的N位的溫度碼。相似于第一鏡陣列232，第二鏡陣列233的每一分支包含NMOS晶體管MN₁和MN₂。NMOS晶體管MN₁包含耦接到節(jié)點(diǎn)OSC的一漏極端、耦接到NMOS晶體管MN_REF的柵極端的一柵極端、及耦接到NMOS晶體管MN₂的漏極端的一源極端。NMOS晶體管MN₂包含耦接到NMOS晶體管MN₁的源極端的一漏極端、耦接以接收N位溫度碼的對(duì)應(yīng)位的一柵極端、及耦接到接地端的一源極端。也就是說，分支233₀的NMOS晶體管MN₂的柵極端耦接以接收D₀，分支233₁的NMOS晶體管MN₂的柵極端耦接以接收D₁，……，而分支233_N-1的NMOS晶體管MN₂的柵極端耦接以接收D_N-1。溫度碼使得各分支233₀,233₁,...,233_N-1為導(dǎo)通的或不導(dǎo)通的。第二鏡陣列233還包含一終端分支233_end，此終端分支233_end包含NMOS晶體管MN₁和MN₂。終端分支233_end的NMOS晶體管MN₁包含耦接到節(jié)點(diǎn)OSC的一漏極端、耦接到NMOS晶體管MN_REF的柵極端的一柵極端、及耦接到終端分支233_end的NMOS晶體管的MN₂的漏極端的一源極端。終端分支233_end的NMOS晶體管MN₂包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一柵極端、及耦接到接地端的一源極端。不管N位的溫度碼為何終端分支233_end永遠(yuǎn)都是導(dǎo)通的。

比較電路240包含PMOS晶體管MP_REF、MP_BL和MP_BR以及NMOS晶體管MN_AL和MN_AR。PMOS晶體管MP_REF包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、一柵極端、及耦接到該柵極端的一漏極端。PMOS晶體管MP_MPBL包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接到PMOS晶體管MP_REF的柵極端的一柵極端、及耦接到節(jié)點(diǎn)CMPS的一漏極端。PMOS晶 體管MP_MPBR包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接到PMOS晶體管MP_REF的柵極端的一柵極端、及耦接到節(jié)點(diǎn)CMPR的一漏極端。NMOS晶體管MN_AL包含耦接到節(jié)點(diǎn)CMPS(亦即PMOS MP_BL的漏極)的一漏極端、耦接到第一脈沖電路210中的節(jié)點(diǎn)OSCB的一柵極端、及耦接到接地端的一源極端。當(dāng)節(jié)點(diǎn)OSCB的電壓V_OSCB大于NMOS晶體管MN_AL的閾值電壓時(shí)，NMOS晶體管MN_AL為導(dǎo)通。而當(dāng)電壓V_OSCB小于NMOS晶體管MN_AL的閾值電壓時(shí)，NMOS晶體管MN_AL為關(guān)閉。NMOS晶體管MN_AR包含耦接到節(jié)點(diǎn)CMPR(亦即PMOS MP_BR的漏極)的一漏極端、耦接到第二脈沖電路220中的節(jié)點(diǎn)OSC的一柵極端、及耦接到接地端的一源極端。當(dāng)節(jié)點(diǎn)OSC的電壓V_OSC大于NMOS晶體管MN_AR的閾值電壓時(shí)，NMOS晶體管MN_AR為導(dǎo)通。而當(dāng)電壓V_OSC小于NMOS晶體管MN_AR的閾值電壓時(shí)，NMOS晶體管MN_AR為關(guān)閉。

SR閂鎖器250包含一設(shè)定輸入端S、一重設(shè)輸入端R、一輸出端Q、及一互補(bǔ)輸出端XQ。設(shè)定輸入端S耦接到比較電路240的節(jié)點(diǎn)CMPS。重設(shè)輸入端R耦接到比較電路240的節(jié)點(diǎn)CMPR。輸出端Q耦接到PMOS晶體管MP_RSTR的柵極端。輸出端XQ耦接到PMOS晶體管MP_RSTR的柵極端。SR閂鎖器250有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一設(shè)定狀態(tài)和一重設(shè)狀態(tài)。SR閂鎖器250可響應(yīng)于施加到輸入端S和R的訊號(hào)而改變其狀態(tài)。表一為SR閂鎖器250的特性表。

表一

請(qǐng)參考圖3以解釋振蕩器200的操作。圖3繪示依據(jù)一實(shí)施例的振蕩器200中不同節(jié)點(diǎn)的波形圖。假設(shè)在時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)，電容C₂為完全充電，而電容C₁為完全放電。I因此，節(jié)點(diǎn)OSC的電壓V_OSC為高邏輯電平(在此文中稱為「高電平」)，而節(jié)點(diǎn)OSCB的電壓V_OSCB為接近MN_AR的閾值電壓。另外還假設(shè)在時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)，節(jié)點(diǎn)CMPS的電壓V_CMPS，亦即SR閂 鎖器250的設(shè)定輸入端S，為低電平，且節(jié)點(diǎn)CMPR的電壓V_CMPR，亦即SR閂鎖器250的重設(shè)輸入端R，為低電平。更假設(shè)在時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)，SR閂鎖器250是在設(shè)定狀態(tài)，亦即SR閂鎖器250的輸出端Q的電壓V_CLK為高電平，而SR閂鎖器250的輸出端XQ的電壓V_CLKB為低電平。

在從時(shí)間點(diǎn)t0到t3的第一階段時(shí)，PMOS晶體管MP_RSTR被高電壓V_CLK關(guān)閉，而因此電容C₂被一放電電流I₂放電，而節(jié)點(diǎn)OSC的電壓V_OSC從高電平降低。電容C₂放電的時(shí)間與放電電流I₂成反比，此放電電流I₂與第二鏡陣列233的導(dǎo)通的分支(在此文中稱為「導(dǎo)通分支」)的數(shù)量和流入每一導(dǎo)通分支的電流相關(guān)。導(dǎo)通分支的數(shù)量和每一導(dǎo)通分支的電流主要由N位溫度碼決定。

在此時(shí)，PMOS晶體管MP_RSTL被低電壓V_CLKB導(dǎo)通，而因此電容C₁被供應(yīng)電壓V_DD充電，而節(jié)點(diǎn)OSCB的電壓V_OSCB從低電平升高。

在時(shí)間點(diǎn)t1，電容C₁被完全充電。因此，電壓V_OSCB達(dá)到最高電平(亦即供應(yīng)電壓V_DD)。電壓V_OSCB保持在最高電平直到電容C₁在下一階段(亦即第二階段)開始放電為止。

在時(shí)間點(diǎn)t2，節(jié)點(diǎn)OSC的電壓V_OSC下降到低于NMOS晶體管MN_AR的閾值電壓。因此，NMOS晶體管MN_AR被關(guān)閉且節(jié)點(diǎn)CMPR的電壓V_CMPR開始增加。

在時(shí)間點(diǎn)t3，電壓V_CMPR達(dá)到SR閂鎖器250的觸發(fā)電壓。因此，SR閂鎖器250從設(shè)定狀態(tài)改變?yōu)橹卦O(shè)狀態(tài)。據(jù)此，SR閂鎖器250的輸出端Q的電壓V_CLK變?yōu)榈碗娖剑鳶R閂鎖器250的輸出端XQ的電壓V_CLKB變?yōu)楦唠娖健?/p>

在從時(shí)間點(diǎn)t3到t6的第二階段時(shí)，PMOS晶體管MP_RSTR被高電壓V_CLKB關(guān)閉。因此電容C₁被放電電流I₁放電，而節(jié)點(diǎn)OSCB的電壓V_OSCB從高電平降低。相似于電容C₂的放電，電容C₁放電的時(shí)間與放電電流I₁成反比，此放電電流I₁與第一鏡陣列232的導(dǎo)通分支的數(shù)量和每一導(dǎo)通分支的電流相關(guān)。導(dǎo)通分支的數(shù)量和每一導(dǎo)通分支的電流主要由N位溫度碼決定。

在此時(shí)，PMOS晶體管MP_RSTL被低電壓V_CLK導(dǎo)通。因此電容C₂被供應(yīng)電壓V_DD充電，而節(jié)點(diǎn)OSC的電壓V_OSC從低電平升高。

在時(shí)間點(diǎn)t4，電容C₂被完全充電。因此，電壓V_OSC達(dá)到最高電平。電壓V_OSC保持在最高電平直到電容C₂在下一階段(亦即第三階段)開始放電為止。

在時(shí)間點(diǎn)t5，節(jié)點(diǎn)OSCB的電壓V_OSCB下降到低于NMOS晶體管MN_AL的閾值電壓。因此，NMOS晶體管MN_AL被關(guān)閉且節(jié)點(diǎn)CMPS的電壓V_CMPS開始增加。

在時(shí)間點(diǎn)t6，電壓V_CMPS達(dá)到SR閂鎖器250的觸發(fā)電壓。因此，SR閂鎖器250從重設(shè)狀態(tài)改變?yōu)樵O(shè)定狀態(tài)。據(jù)此，SR閂鎖器250的輸出端Q的電壓V_CLK變?yōu)楦唠娖?，而SR閂鎖器250的輸出端XQ的電壓V_CLKB變?yōu)榈碗娖健?/p>

在從時(shí)間點(diǎn)t6到t7的第三階段時(shí)，PMOS晶體管MP_RSTR被高電壓V_CLK關(guān)閉。因此電容C₂被放電電流I₂放電，而節(jié)點(diǎn)OSC的電壓V_OSC從高電平降低。第三階段與第一階段相似，因此就不再贅述。

如同之前解釋過的，電容C₁和電容C₂放電的時(shí)間(亦即振蕩器200輸出的頻率訊號(hào)V_CLK的頻率周期的一半)與放電電流I₁或I₂成反比，放電電流I₁或I₂與第一鏡陣列232或第二鏡陣列233的導(dǎo)通分支的數(shù)量和每一導(dǎo)通分支的電流相關(guān)。導(dǎo)通分支的數(shù)量和每一導(dǎo)通分支的電流主要由N位溫度碼決定。舉例來(lái)說，放電電流I₁為分支232₀,232₁,...,232_N-1中導(dǎo)通分支的電流的和，再加上流入終端分支232_end(永遠(yuǎn)是導(dǎo)通的)的電流。流入每一導(dǎo)通分支的電流與流入電阻R_REF的電流I_R成正比。因此，可以通過施加代表環(huán)境溫度的溫度碼到振蕩器200的電流鏡陣列230而補(bǔ)償因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的頻率訊號(hào)V_CLK的頻率變化。

數(shù)字溫度計(jì)110可基于振蕩器200的溫度特性和振蕩器200的期望控制分辨率而產(chǎn)生溫度碼。舉例來(lái)說，如果電阻R_REF有隨著溫度增加而減少的一電阻值，且流入電阻R_REF的電流I_R隨著溫度增加而增加，數(shù)字溫度計(jì)110可產(chǎn)生溫度碼使得溫度碼的十進(jìn)制值隨著溫度增加而減少。在一傳統(tǒng)的不包含耦接以接收溫度碼的第一鏡陣列232和第二鏡陣列233的RC弛緩型振蕩器中，當(dāng)溫度增加時(shí)，電流I_R會(huì)增加，放電電流I₁也會(huì)增加。因此，傳統(tǒng)的RC弛緩型振蕩器輸出的頻率訊號(hào)的頻率會(huì)增加。然而，在依據(jù)本實(shí)施例的振蕩器200中，當(dāng)溫度增加時(shí)，溫度碼的十進(jìn)制值減少。 因此，放電電流I₁會(huì)減少到大約相同于溫度增加之前的一電平。據(jù)此，振蕩器200輸出的頻率訊號(hào)V_CLK的頻率會(huì)保持不變。

另一方面，如果電阻R_REF有隨著溫度增加而增加的一電阻值，且流入電阻R_REF的電流I_R隨著溫度增加而減少，數(shù)字溫度計(jì)110可產(chǎn)生溫度碼使得溫度碼的十進(jìn)制值隨著溫度增加而增加。如此，當(dāng)溫度增加時(shí)，溫度碼的十進(jìn)制值增加。因此，放電電流I₁會(huì)增加到大約相同于溫度增加之前的一電平。據(jù)此，振蕩器200輸出的頻率訊號(hào)V_CLK的頻率會(huì)保持不變。

在一些實(shí)施例中，使用一二進(jìn)制加權(quán)方法產(chǎn)生N位溫度碼。此N位二進(jìn)制加權(quán)溫度碼代表2^N的溫度范圍。舉例來(lái)說，對(duì)于6位的二進(jìn)制加權(quán)溫度碼，000000代表一第一溫度范圍，000001代表一第二溫度范圍，000010代表一第三溫度范圍，……，而111111代表一第64溫度范圍。在這樣的情況下，寬度對(duì)長(zhǎng)度的比值(W/L)或鏡分支232₀,232₁,...,232_N-1和鏡分支233₀,233₁,...,233_N-1中的NMOS晶體管的M系數(shù)也是二進(jìn)制加權(quán)的，以使流入導(dǎo)通分支232_i或233_i的電流為2ⁱ×I_R，其中I_R為流入源分支231的電流。M系數(shù)為晶體管的并聯(lián)數(shù)量。當(dāng)需要不同電流倍數(shù)時(shí)，會(huì)使用不同的M系數(shù)，也就是并聯(lián)M顆同樣大小的晶體管來(lái)得到電流的倍數(shù)。例如，鏡分支232₀中的NMOS晶體管MN₁和MN₂的W/L比值與NMOS晶體管MN_REF和MN_EN的W/L比值相同，以使分支232₀為導(dǎo)通時(shí)流入鏡分支232₀的電流為I_R。在另一個(gè)例子中，鏡分支232₁中的NMOS晶體管MN₁和MN₂的W/L比值為NMOS晶體管MN_REF和MN_EN的W/L比值的兩倍，以使分支232₁為導(dǎo)通時(shí)流入鏡分支232₁的電流為2×I_R。據(jù)此，鏡分支232₁中的NMOS晶體管MN₁和MN₂的W/L比值為NMOS晶體管MN_REF和MN_EN的W/L比值的兩倍。因此，放電電流I₁可表示為其中D_i可以是“0”或“1”，而I_end是流入終端分支232_end 的電流。

本發(fā)明不限制為上述描述的二進(jìn)制加權(quán)方法。也就是說，可使用其他方法產(chǎn)生溫度碼，且可為了特定應(yīng)用可適應(yīng)此產(chǎn)生溫度碼的方法而可調(diào)整分支中的NMOS晶體管的W/L比值或M系數(shù)。

圖4繪示無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)恼袷幤骱陀袦囟妊a(bǔ)償?shù)恼袷幤?00的頻率對(duì)溫度特性圖。對(duì)于無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)恼袷幤鳎l率會(huì)隨著溫度增加。對(duì)于有溫度補(bǔ)償?shù)恼袷幤?00，當(dāng)溫度增加時(shí)，頻率會(huì)先增加，但是當(dāng)代表增加溫度的溫度碼被施加到振蕩器200，頻率就會(huì)下降。

圖5繪示依據(jù)一實(shí)施例的電流鏡陣列控制的弛緩型振蕩器500(在此文中稱為振蕩器500)的電路圖。振蕩器500包含一第一脈沖電路510、一第二脈沖電路520、一電流鏡陣列530、一比較電路540、及一SR閂鎖器550。電流鏡陣列530包含一源分支531、一第一鏡陣列532、及一第二鏡陣列533。第一脈沖電路510、第二脈沖電路520、第一鏡陣列532、第二鏡陣列533、及SR閂鎖器550分別相似于如圖2所示的振蕩器200的第一脈沖電路210、第二脈沖電路220、第一鏡陣列232、第二鏡陣列233、及SR閂鎖器250，因此這些組件的詳細(xì)描述就不再贅述。

不同于振蕩器200的源分支231，振蕩器500的源分支531包含提供一固定電流I_REF的一電流源。因此，流入第一鏡陣列532和第二鏡陣列533的每一導(dǎo)通分支的電流同樣與I_REF成正比。

另外，不同于振蕩器200的比較電路240，振蕩器500的比較電路540包含一第一比較器541和一第二比較器542。第一比較器541包含耦接以接收電壓V_REF的一第一輸入端、耦接到第一脈沖電路510的節(jié)點(diǎn)OSCB的一第二輸入端、及耦接到節(jié)點(diǎn)CMPS和SR閂鎖器550的設(shè)定輸入端S的一輸出端。當(dāng)V_REF>V_OSCB時(shí)，V_CMPS變?yōu)楦唠娖?；而?dāng)V_REF<V_OSCB時(shí)，V_CMPS變?yōu)榈碗娖健５诙容^器542包含耦接以接收電壓V_REF的一第一輸入端、耦接到第二脈沖電路520的節(jié)點(diǎn)OSC的一第二輸入端、及耦接到節(jié)點(diǎn)CMPR和SR閂鎖器550的重設(shè)輸入端R的一輸出端。當(dāng)V_REF>V_OSC時(shí)，V_CMPR變?yōu)楦唠娖剑欢?dāng)V_REF<V_OSC時(shí)，V_CMPR變?yōu)榈碗娖健?/p>

振蕩器500的操作相似于振蕩器200的操作，因此振蕩器500的操作的詳細(xì)描述就不再贅述。相似于振蕩器200，振蕩器500輸出的頻率訊號(hào) V_CLK的頻率與第一脈沖電路510和第二脈沖電路520中的電容的放電電流成反比，此放電電流主要由數(shù)字溫度計(jì)110提供的溫度碼決定。因此，可以通過施加代表環(huán)境溫度的溫度碼到振蕩器500的電流鏡陣列530而補(bǔ)償因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的頻率變化。

圖6繪示依據(jù)一實(shí)施例的電流鏡陣列控制的環(huán)式振蕩器600(在此文中稱為振蕩器600)的電路圖。振蕩器600包含一脈沖電路610和一電流鏡陣列620。

脈沖電路610包含M(M為奇數(shù))個(gè)耦接成一鏈的反流器611₀,611₁,...,611_M-1。每一反流器包含一輸入端IN、一輸出端OUT、及一偏壓端B。反流器611₀,611₁,...,611_M-2的每一個(gè)的輸出端OUT耦接到一鏈中的下一反流器的輸入端IN。最后一反流器611_M-1的輸出端OUT耦接到第一反流器611₀的輸入端IN并耦接到一外部電路例如頻率訊號(hào)V_CLK。每一反流器的偏壓端B耦接到電流鏡陣列620中的對(duì)應(yīng)的一鏡分支以接收流入該鏡分支的一偏壓電流I_bias。

電流鏡陣列620包含一源陣列621和一鏡陣列622。源陣列621包含N個(gè)源分支621₀,621₁,...,621_N-1及一終端源分支621_end。每一源分支包含PMOS晶體管MP₁和MP₂。這N個(gè)源分支621₀,621₁,...,621_N-1為并聯(lián)耦接以對(duì)應(yīng)接收數(shù)字溫度計(jì)產(chǎn)生的溫度碼的N位。具體的說，源分支621₀,621₁,...,621_N-1的每一個(gè)的PMOS晶體管MP₁包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接到其他源分支621₀,621₁,...,621_N-1的PMOS晶體管MP₁的柵極端的一柵極端、及耦接到PMOS晶體管MP₂的源極端的一漏極端。源分支621₀,621₁,...,621_N-1的每一個(gè)的PMOS晶體管MP₂包含耦接到PMOS晶體管MP₁的漏極端的一源極端、耦接以接收N位溫度碼的對(duì)應(yīng)位的一柵極端、及耦接以接收一源極電流I_REF的一漏極端。此溫度碼使得各分支621₀,621₁,...,621_N-1為導(dǎo)通的或不導(dǎo)通的。舉例來(lái)說，如果D₀為“0”時(shí)，分支621₀的PMOS晶體管MP₂為關(guān)閉，因此分支621₀為不導(dǎo)通的；而當(dāng)D₀為“1”時(shí)，分支621₀的PMOS晶體管MP₂為導(dǎo)通，因此分支621₀為導(dǎo)通的。終端分支621_end的PMOS晶體管MP₁包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接到分支621₀,621_1,...,621_N-1的PMOS晶體管MP₁的柵極端的一柵極端、及耦接到PMOS晶體管MP₂的源極端 的一漏極端。終端分支621_end的PMOS晶體管MP₂包含耦接到PMOS晶體管MP₁的漏極端的一源極端、耦接到接地端的一柵極端、及耦接以接收一源極電流I_REF的一漏極端。不管N位溫度碼為何終端分支621_end永遠(yuǎn)都是導(dǎo)通的。

鏡陣列622包含M個(gè)鏡分支622₀,622₁,...,622_M-1分別耦接到M個(gè)反流器611₀,611₁,...,611_M-1。分支622₀,622₁,...,622_M-1的每一個(gè)包含一PMOS晶體管MP_B，PMOS晶體管MP_B包含耦接以接收供應(yīng)電壓V_DD的一源極端、耦接到源陣列621的PMOS晶體管MP₁的柵極的的一柵極端、及耦接到反流器611₀,611₁,...,611_M-1的對(duì)應(yīng)一個(gè)的偏壓端B的一漏極端。

流入鏡分支622₀,622₁,...,622_M-1的每一個(gè)的偏壓電流I_bias與流入源陣列621的每一導(dǎo)通分支的電流相關(guān)，流入每一導(dǎo)通分支的電流主要由N位溫度碼決定。

振蕩器600輸出的頻率訊號(hào)V_CLK的頻率與偏壓電流I_bias成正比，偏壓電流I_bias與N位溫度碼相關(guān)。因此，可以通過施加代表環(huán)境溫度的溫度碼到振蕩器600的電流鏡陣列620而補(bǔ)償因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的頻率變化。

雖然振蕩器200和500是弛緩型振蕩器，而振蕩器600是環(huán)式振蕩器，本發(fā)明并不以此為限，而可適用到任何由電流鏡陣列控制的振蕩器。并且，在此文中揭露的實(shí)施例可用其他等效的可產(chǎn)生溫度信息的一數(shù)字表示的任何種類的數(shù)字溫度計(jì)來(lái)實(shí)施。

本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者依據(jù)本說明書和本發(fā)明揭露的實(shí)施方式容易想到其他實(shí)例。應(yīng)當(dāng)理解的是本說明書和這些例子僅是示范性的而非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明真正的保護(hù)范圍和精神在隨附權(quán)利要求范圍所表示。