CMOS环形振荡器设计：高精度与电源电压抑制

"一种具有高输出精度及电源电压抑制能力的CMOS环形振荡器的设计 (2008年)" 在电子系统中，振荡器起着至关重要的作用，用于产生稳定的时钟信号。CMOS（互补金属氧化物半导体）环形振荡器因其独特的优点被广泛应用。相比于晶体振荡器，CMOS环形振荡器在抗震动和抗电磁干扰方面表现出色，尤其适用于车载系统等环境条件苛刻的场景。 本文介绍的是一种频率为8MHz的CMOS环形振荡器设计，其工作电压范围宽泛，从2.7V到5.5V，同时适应的工作温度范围为-40℃至125℃。针对CMOS环形振荡器常见的问题，设计者采取了创新性的解决方案。首先，采用改进的延时单元，目的是减少不同芯片间输出频率的偏差，从而提高频率的一致性。其次，利用激光校准电路，可以在制造过程中调整和优化振荡器的输出频率，进一步提升精度。 此外，为了降低电源电压对振荡器性能的影响，设计中引入了电源电压无关的电流源和内部电压源。这两项技术能够确保振荡器在电源电压变化时，其输出频率的稳定性。通过这样的设计，即使电源电压在2.7V到5.5V之间变化，振荡器的输出频率变化幅度也仅为±4%，显著提高了电源电压抑制能力。 该CMOS振荡器的设计采用了HSPICE软件进行仿真验证，并且利用UMC0.6μm工艺进行制造。实际测试结果证明了设计的有效性，验证了其在不同电源电压下的频率稳定性。 这项工作在提高CMOS环形振荡器的输出精度和电源电压抑制能力方面做出了重要贡献，对于微电子系统特别是需要高稳定性和抗干扰能力的应用，提供了有价值的参考。设计方法和技术对于未来CMOS振荡器的设计改进具有指导意义。