一种频率稳定的改进型CMOS环形振荡器汪东旭,孙艺（上海交通大学电子工程系,上海200030）摘要:在分析传统的环形振荡器和一种改进型CMOS环形振荡器的基础上，提出了一种线路简单的环形振荡器。它的振荡频率随电源电压的变化很小，线路简单，具有很强的实用性。通过仿真，得到了电源电压和振荡频率的对应关系，取得了满意的结果。关键词:模拟电路CMOS集成电路环形振荡器仿真振荡频率工作原理1引言环形振荡器因其结构简单而用于许多集成电路芯片的设计,但其振荡频率受电源电压变化的影响很大,当电源电压降低50%时,频率下降50%以上。用石英晶体稳定振荡频率固然有效,但要外接晶体且占用两个管脚,给芯片设计带来面积和成本的增加。因此,改进环形振荡器的频率稳定性就显得十分有意义。用稳压电源通过稳定电压来达到稳定振荡频率的方法是通常的想法,但电路复杂性大大增加,并且难以稳定大的电压变化范围。本文提出一种简便易行的方法,改进了传统的CMOS环形振荡器,可大大改善因电源电压变化较大时引起的振荡频率严重变化的现象,有利于芯片中电子系统的稳定工作,在芯片设计中有着相当广泛的应用前景。2原理传统环形振荡器原理传统的环形振荡器电路如图1所示,由奇数级有一定时延的反相器首尾相连组成。每级反相器都有一个负载电容C,以造成输入和输出间的时延。奇数级的时延造成的负反馈使电路产生振荡。图2（a）为CMOS环形振荡器中的反相器及负载电容的电路。CMOS反相器对电容进行充放电造成的时延可从上升沿时间和下降沿时间来分析。