專利名稱：利用四層二極管的cmos等價(jià)物以減小復(fù)雜性的張弛振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及張弛振蕩器，更具體地，涉及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)集成電路，用于實(shí)行減小復(fù)雜性的電流控制振蕩器。這樣的電流控制振蕩器的一個(gè)應(yīng)用是把由微音器檢測(cè)的音頻信號(hào)變換成調(diào)頻信號(hào)，用于通過射頻發(fā)射機(jī)發(fā)射。
背景技術(shù)：
和概要張弛振蕩器是其中一個(gè)或多個(gè)電壓或電流在每個(gè)周期期間至少突然變化一次的振蕩器。振蕩器電路被做成在每個(gè)周期期間能量被存儲(chǔ)到電抗元件例如電容或電感，然后再?gòu)碾娍乖烹姟３潆姾头烹娺^程占用不同的時(shí)間間隔。這樣的張弛振蕩器具有的波形不是正弦波形，而是非對(duì)稱波形，例如鋸齒形波形。通常的張弛振蕩器類型包括多諧振蕩器和單結(jié)型晶體管振蕩器。
最老的張弛振蕩器之一使用

圖1所示的氖泡。電源10的電流流過電阻14，給電容18充電。當(dāng)電容18達(dá)到氖泡16的起火電壓Vs時(shí)，氖泡突然開始導(dǎo)通，在這個(gè)過程中使電容18放電。當(dāng)電容放電到氖泡16的保持電壓Vh時(shí)，氖泡16停止導(dǎo)通。結(jié)果，電容18重新開始充電。最后的結(jié)果是在Vs和Vh之間振蕩的鋸齒型波形。
基于雙結(jié)型晶體管的張弛振蕩器可通過使用雙結(jié)型晶體管而不是氖泡被構(gòu)成。PNP雙結(jié)型晶體管20可與NPN雙結(jié)型晶體管22“背靠背”地連接。更具體地，晶體管20的基極被連接到晶體管22的集電極，及晶體管22的基極被連接到晶體管20的集電極。優(yōu)選地，這些晶體管20和22之一的集電極到基極的結(jié)具有嚴(yán)格定義的反向擊穿電壓，例如，由齊納(Zener)二極管所呈現(xiàn)的。在齊納擊穿電壓以下，集電極到基極的結(jié)是反向偏置的，所以并不導(dǎo)通。在齊納擊穿電壓以上，集電極到基極的結(jié)是正向偏置的，并支持相對(duì)較高的電流。然而，齊納二極管單獨(dú)不能產(chǎn)生張弛振蕩，因?yàn)樗怀尸F(xiàn)滯后。
無論如何，圖2的電路確實(shí)呈現(xiàn)某種滯后。在PNP晶體管的集電極--基極結(jié)上的電壓可以由本質(zhì)的齊納二極管24來代表。當(dāng)該集電極-基極結(jié)電壓小于正向偏置電壓時(shí)，晶體管20基本上不導(dǎo)通只呈現(xiàn)從PNP晶體管20的集電極到NPN晶體管22的基極的很小的泄漏電流。同樣地，NPN晶體管22只流過到很小的集電極泄漏電流。在低電流下，晶體管20和22的增益小于1，這樣泄漏電流并不被放大?；旧希w管可被看作為非常高的阻抗，例如，幾乎不導(dǎo)電。當(dāng)晶體管上的電壓V隨著電容18從電源12通過電阻14充電而增加時(shí)，泄漏電流在齊納或擊穿電壓達(dá)到時(shí)相當(dāng)急劇地增加。在這樣的較高的電流下，晶體管增益大于1。因此，流入晶體管20基極的晶體管22的集電極電流被放大，由此，增加了晶體管20的驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致集電極電流大于晶體管22的集電極電流。更大的集電極電流流入晶體管22基極，并且又被放大，最終更多地驅(qū)動(dòng)晶體管22。那些增加的電流基本上像“滾雪球”，這樣，相當(dāng)大的電流流過晶體管，使電容12快速地放電。這個(gè)電流通過開動(dòng)齊納擊穿而起始，并在放電期間通過電流放大而被保持，它們一起造成很大的滯后。
當(dāng)電容12被充分放電(即，V值降低)，到達(dá)這一點(diǎn)時(shí)，這時(shí)流過晶體管20和22的電流回到它們各自的增益小于1的電平，滾雪球效應(yīng)停止。晶體管回到幾乎不導(dǎo)通，低泄漏電流狀態(tài)允許電容18再充電。充電、放電、和再充電的循環(huán)產(chǎn)生振蕩電壓輸出V。
圖3顯示了PNP雙結(jié)型晶體管和NPN雙結(jié)型晶體管當(dāng)每個(gè)晶體管的集電極被連接到另一個(gè)晶體管的基極以形成四層PNPN二極管時(shí)是如何被合并。這樣的四層結(jié)構(gòu)常常是在制做CMOS集成電路時(shí)偶而地形成的，并被認(rèn)為是不想要的，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)致所謂的“基片封鎖”問題。結(jié)果，在CMOS制造過程中常常采取步驟，來避免偶而的四層二極管的形成。與這樣的四層器件有關(guān)的另一個(gè)重大的問題是控制其特性的困難。換句話說，四層二極管導(dǎo)通的擊穿電壓很大地依賴于獨(dú)立的難以控制的變量，例如溫度和難以一致性地產(chǎn)生的半導(dǎo)體材料的摻雜含量。所以，很難預(yù)料和控制使用這類PNPN二極管結(jié)構(gòu)的振蕩器的輸出特性。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供四層PNPN二極管器件的一個(gè)等價(jià)物，它可容易地以CMOS型結(jié)構(gòu)被控制。具體地，本發(fā)明的目的是構(gòu)建這樣的能用作為簡(jiǎn)單的電流控制振蕩器的器件。
本發(fā)明提供減少?gòu)?fù)雜性的電子振蕩器，它也適用于構(gòu)建在硅集成電路上。運(yùn)行在增強(qiáng)模式的P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)包括源極、漏極、和柵極。運(yùn)行在增強(qiáng)模式的N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)被連接到在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路以互補(bǔ)方式的P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。更具體地，P溝道FET的漏極被連接到N溝道FET的柵極，以及N溝道FET的漏極被連接到P溝道FET的柵極。第一電容被跨接在P溝道和N溝道FET，這樣，電容器響應(yīng)于由電流源產(chǎn)生的電流被重復(fù)地通過CMOS電路充電與放電。
由電流源產(chǎn)生的電流把電容器充電到起火電壓，這時(shí)，P溝道和N溝道FET導(dǎo)通電流，使電容器放電到保持電壓，這時(shí)，P溝道和N溝道FET停止導(dǎo)通電流。實(shí)質(zhì)上，由電流源產(chǎn)生的電流控制了振蕩器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的頻率。
一個(gè)電阻被連接在P溝道和N溝道FET的漏極之間。第二電容被連接在P溝道和N溝道FET的漏極之間，與該電阻并聯(lián)。電阻提供了在兩個(gè)FET的柵極和漏極之間的電壓降，這樣，門限電壓足以使得當(dāng)電容被充電到起火電壓時(shí)互補(bǔ)的FET導(dǎo)通。相反地，電阻確保，當(dāng)振蕩器輸出電壓超過其保持值時(shí)，被加到兩個(gè)晶體管的柵極的電壓小于它們各自的導(dǎo)通電壓。并聯(lián)的電容保持了在FET的導(dǎo)通和不導(dǎo)通之間的平滑過渡。
按照本發(fā)明的電流控制張弛振蕩器包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)在功能上等效于具有三個(gè)P-N結(jié)的四層結(jié)型二極管。CMOS電路被連接到電壓源的正端和負(fù)端以及存儲(chǔ)電容器。電流源被連接到電壓源的負(fù)端和地。由電流源產(chǎn)生的電流對(duì)電容進(jìn)行充電和放電，以控制取決于電流源電流的頻率，這樣，振蕩器的輸出電壓以控制的頻率在起火電壓之間振蕩。結(jié)果，本發(fā)明提供了適合于低成本的現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用的容易制造和控制的四層結(jié)型二極管。
本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用是無線通信。無線電包括用于檢測(cè)聲音信號(hào)的微音器、連接到微音器的減小復(fù)雜性的電流控制振蕩器，用于產(chǎn)生代表聲音信號(hào)的振蕩器輸出信號(hào)、以及射頻發(fā)射機(jī)，用于根據(jù)振蕩器輸出信號(hào)通過天線發(fā)射射頻信號(hào)。數(shù)字調(diào)頻鑒頻器，可被連接到振蕩器，用于產(chǎn)生振蕩器輸出信號(hào)的瞬時(shí)頻率的數(shù)字代表物樣本，這樣，提供了用于數(shù)字化音頻信號(hào)的簡(jiǎn)單的技術(shù)。
附圖概述圖1是使用氖泡的張弛振蕩器電路；圖2是使用背靠背連接的雙極結(jié)型晶體管的張弛振蕩器電路；圖3顯示了在半導(dǎo)體工藝上NPN和PNP結(jié)型晶體管如何合并來形成四層PNPN二極管；圖4是按照本發(fā)明的使用工作在增強(qiáng)模式的CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的張弛振蕩器電路；圖5是說明放電電壓和保持電壓的圖，而圖4所示的張弛振蕩器電路的輸出信號(hào)在這兩個(gè)電壓之間振蕩；圖6是作為本發(fā)明的示例性應(yīng)用的、在圖4所示的電路中采用的射頻發(fā)射機(jī)的圖；以及圖7是按照本發(fā)明的使用工作在增強(qiáng)模式的CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的張弛振蕩器電路的另一個(gè)替換例；優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述在以下的說明中，為了解釋而不是限制，描述了具體細(xì)節(jié)，例如具體電路、電路元件等，以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹的了解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，本發(fā)明可以在其它實(shí)施例中以及以其它方式被實(shí)施，而不背離這些特定的說明性的細(xì)節(jié)。在其它情況下，對(duì)熟知方法、器件和電路的詳細(xì)說明被省略，以免得用不必要的細(xì)節(jié)來妨礙對(duì)本發(fā)明的描述。雖然本發(fā)明是參照張弛振蕩器電路來描述的，但應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明并不被限制于這種具體應(yīng)用。
圖4顯示了利用按照本發(fā)明的以功能塊25表示的四層二極管的CMOS等價(jià)物的振蕩器電路。電壓(Vcc)源12被連接到電容18，和CMOS四層二極管25，并在節(jié)點(diǎn)36通過電流源連接到地。在節(jié)點(diǎn)34處的電壓V取決于CMOS四層二極管的狀態(tài)。
在功能塊25中的CMOS四層二極管等效電路包括被連接到N型增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)28的P型增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)28。晶體管26的源極被連接到電容的一個(gè)端頭和到電壓源12。晶體管26的漏極被連接到晶體管28的柵極，及晶體管26的柵極被連接到晶體管28的漏極。晶體管28的源極被連接到也是電容18的另一端頭的節(jié)點(diǎn)34。電阻30被連接在晶體管26和28的柵極/漏極之間，并規(guī)定節(jié)點(diǎn)電壓V1和V2?？扇芜x的電容32也可被連接到晶體管26和28的柵極/漏極之間，與電阻30并聯(lián)。電阻30是由CMOS電路25藉以提供電路25的振蕩條件的機(jī)構(gòu)。從功能上來說，電阻30上的電壓降提供節(jié)點(diǎn)電壓V1和V2，其數(shù)值決定FET26和28是否導(dǎo)通。更具體地，電阻30確保FET26和28或者都導(dǎo)通或者都不導(dǎo)通。
電阻30的數(shù)值“R”相對(duì)于來自電流源36的電流I的最大值而被選擇，以使得，當(dāng)兩個(gè)晶體管都假定為充分導(dǎo)通時(shí)，電壓降IR并不提供足夠的柵-漏偏置來保持晶體管26和28處在導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，電路并不呈現(xiàn)電流I流過晶體管26和28以及電阻30的靜止穩(wěn)定狀態(tài)。另一方面，電路可呈現(xiàn)過渡狀態(tài)，其中大于I的電流流過晶體管26和28以及電阻30，額外的電流從電容18臨時(shí)取出，因而把電容放電。這個(gè)較高的電流造成在電阻30的IR壓降，它使晶體管足夠地偏置，以保持導(dǎo)通，至少直到電容18被放電然后沒有額外電流可提供為止。在這時(shí)，電流可以是不大于電流源36所提供的電流，通過如上面所解釋的適當(dāng)?shù)剡x擇R，晶體管不能保持導(dǎo)通。這樣，晶體管26和28停止導(dǎo)通，現(xiàn)在電流源電流I必須流入電容18，開始再充電周期。
當(dāng)電容18再充電，使得(Vcc-V)，即這對(duì)晶體管上的電壓，大于它們柵極門限電壓的和值時(shí)，晶體管導(dǎo)通以及放電周期重新開始。充放電循環(huán)的重復(fù)頻率由電流源電流幅度、電容18的數(shù)值，以及晶體管26和28的門限電壓決定。由元件16、18、與30組成的兩端口電路25呈現(xiàn)了“起火電壓”和“保持電流”，在“起火電壓”時(shí)導(dǎo)電性突然增加，而在低于“保持電流”時(shí)導(dǎo)電性突然降低，這樣就模擬了4-層二極管特性。在下面給出了電路工作的更詳細(xì)的描述。
只要沒有電流流過電阻30，晶體管26和28的柵極/漏極處在同樣的電位，即V1=V2。如果FET晶體管26和28的柵-源電壓低于它們各自的門限電壓，則FET晶體管只通過很小的泄漏電流。為區(qū)分P-型和N-型器件的門限電壓，P-型FET 26的門限電壓以Vp表示，及N-型FET 28的門限電壓以Vn表示。只要P-型FET的源-柵結(jié)上的電壓小于其門限電壓VP，則晶體管26將不導(dǎo)通。同樣地，只要N-型FET的柵-源結(jié)上的電壓小于其門限電壓Vn，則晶體管28將不導(dǎo)通。
從數(shù)學(xué)上描述，如果Vcc-V2＜Vp(1)，則晶體管26不導(dǎo)通，只要V1-V＜Vn(2)，則晶體管28不導(dǎo)通。由于當(dāng)晶體管不導(dǎo)通時(shí)，電流基本上是零，所以V1=V2。結(jié)果，這些方程(1)和(2)可被組合以產(chǎn)生不等式Vcc-V＜Vp+Vn(3)這規(guī)定了電路25的不導(dǎo)通的條件。然而，如果Vcc-V＞Vp+Vn(4)，則晶體管26和28導(dǎo)通，電流流過晶體管26的漏極、電阻30、和晶體管28的漏極，并到達(dá)其源極。當(dāng)Vcc-V＞Vp+Vn時(shí)，電壓V1和V2不能找到滿足不等式Vcc-V2＜Vp或V1-V＜Vn的設(shè)置點(diǎn)。相反地，這些節(jié)點(diǎn)電壓V1和V2只被設(shè)置在Vcc-V2＞Vp和V1-V＞Vn是正確的情況下，這樣，允許電流自由地流過CMOS電路25。
由電流流過晶體管26和28而產(chǎn)生的在電阻30上的電壓使電壓V1增加，由此增加了差值V1-V，它具有把更大的柵極電壓加到晶體管28以便更大的電流導(dǎo)通通過晶體管28的效果。較小的V2增加了加到晶體管26的柵極的電壓差值Vcc-V2，造成1晶體管26更自由地導(dǎo)通。結(jié)果是“滾雪球效應(yīng)”。當(dāng)晶體管26和28更自由地導(dǎo)通時(shí)，更大的電流流過電阻30，這甚至引起更大的電流流過晶體管。在理想情況下，節(jié)點(diǎn)電壓V1變成為等于Vcc，節(jié)點(diǎn)電壓V2變成為等于電壓V，流過電阻30的晶體管電流是(Vcc-V)/R30。通過選擇電阻30的數(shù)值以使得流過晶體管的電流大于由電流源36產(chǎn)生的電流I，電容18被放電。
當(dāng)兩個(gè)晶體管26和28之間的電壓(Vcc-V)降低到小于Vp或Vn時(shí)，晶體管26或28之一停止導(dǎo)通，因?yàn)槠鋿艠O一源極電壓然后小于為導(dǎo)通所必須的門限電壓。因此，流過電阻30的電流減小造成電壓V1減小和V2增加，這還減小了晶體管26和28的柵極-源極電壓。最終結(jié)果是流過晶體管突然停止導(dǎo)通，這允許電容18繼續(xù)被來自電流源36的控制電流被充電。
如圖5所示，電壓V呈現(xiàn)在起火電壓(Vcc-2VT)與熄滅電壓(Vcc-VT)之間的張弛振蕩，其中2VT是p型和n型門限電壓的總和，以及VT是p型的或n型的門限電壓。這提供了對(duì)于振蕩所需要的滯后。振蕩頻率是被控制電流I重新對(duì)電容18的充電的速度控制的。實(shí)質(zhì)上，控制電流的改變調(diào)制了振蕩頻率，這樣，振蕩器電路的輸出是在節(jié)點(diǎn)34處的調(diào)頻信號(hào)。來自電流源36的控制電流越大，則電容18重新充電越快，所以，振蕩器輸出的頻率越高。替換地，較低的I值意味著，電容充電較慢，及振蕩器輸出信號(hào)具有較低的頻率。對(duì)振蕩器的這樣的電流控制作出簡(jiǎn)單但有效的頻率調(diào)制器。
按照本發(fā)明的張弛振蕩器除了以上所述的優(yōu)點(diǎn)以外，振蕩器所需要的硅面積是很小的。而且，振蕩器只需要一個(gè)定時(shí)電容，并且它也可以非常低的電流，例如100μA進(jìn)行工作。
可任選的電容32優(yōu)選地被包括來幫助保持電路25從不導(dǎo)通到導(dǎo)通的平滑過渡；否則，該過渡將由噪聲確定。具體地，如果晶體管26突然由于噪聲而試圖開始導(dǎo)通，則使電壓V1向Vcc增加，以及電容32確保晶體管26的柵極也立即向同一個(gè)方向移動(dòng)，由此抵消了晶體管26導(dǎo)通的傾向。以同樣方式，電容32也阻止晶體管28的不成熟的導(dǎo)通。實(shí)質(zhì)上，電容32起到對(duì)于由每個(gè)晶體管中的獨(dú)立的噪聲引起的瞬時(shí)變化的負(fù)反饋的作用，并確保導(dǎo)通發(fā)生(由于晶體管門限電壓超過)不僅僅一瞬間。
圖6顯示了圖4所示的振蕩器10的一個(gè)示例性應(yīng)用。圖6說明了無線電40的發(fā)射部分。電流控制源是有源微音器36’，它包括連接到源極開路FET預(yù)放大器44的壓電微音器換能器41。大的電阻42確保了預(yù)放大器44的大的輸入阻抗。有源微音器36’被連接到振蕩器10，振蕩器10的輸出被饋送到數(shù)字鑒頻器電路46，它產(chǎn)生振蕩器瞬時(shí)頻率的采樣的數(shù)字代表物，因而是微音器信號(hào)的數(shù)字代表物。也可從鑒頻器提供AFC反饋，來把平均振蕩頻率保持在想要的范圍內(nèi)。數(shù)字輸出然后可被發(fā)送到傳統(tǒng)的數(shù)字無線電發(fā)射機(jī)48，例如數(shù)字無線電(例如數(shù)字蜂窩電話)，用于通過天線50發(fā)送。
圖4的電路用連接在FET 28的源極與電源負(fù)極(地)之間的電流源36來說明。它也可用連接在FET 26的源極與電源正端(Vcc)之間的電流源36來被構(gòu)建，在這種情況下電容18和FET 28源極會(huì)被連接到地，如圖7所示。當(dāng)CMOS過程最好能夠制造帶有一個(gè)接地端的電容時(shí)，圖7的結(jié)構(gòu)可能是優(yōu)選的，而當(dāng)一個(gè)電容優(yōu)選地被連接到Vcc時(shí)，圖4的結(jié)構(gòu)可能被使用。因而，本發(fā)明適用于在不同CMOS過程中有效的和靈活的制造。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，振蕩器可以通過把電流源I(I是平均電流消耗)減小到所希望的低的值而使用非常少的功率來工作在低的頻率。低電流、低頻率振蕩器在許多應(yīng)用中是有用的，例如在無線電話和尋呼機(jī)中規(guī)定等待周期，以延長(zhǎng)電池壽命。當(dāng)達(dá)到最終計(jì)數(shù)時(shí)，振蕩器驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)鏈被編程來給無線電話或?qū)ず魴C(jī)接收電路通電，包括更精確的晶體振蕩器。當(dāng)通電間隔期間，本發(fā)明中的振蕩器頻率通過使用更精確的晶體振蕩器作為參考，和最終計(jì)數(shù)值被調(diào)整來提供對(duì)于下一個(gè)通電間隔的已知的延時(shí)而被精確測(cè)量。這樣，全集成振蕩器的頻率的生產(chǎn)公差或其它不確定性可被“自校正”。
雖然已結(jié)合現(xiàn)在被認(rèn)為是最實(shí)際的與優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明并不是要被限制到所揭示的實(shí)施例，而是相反，打算覆蓋被包括在所附屬權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種不同修正和等價(jià)的安排。
權(quán)利要求
1．電振蕩器，包括工作在增強(qiáng)模式下的P-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，包括源極、漏極、和柵極；工作在增強(qiáng)模式下的N-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，包括源極、漏極、和柵極，其中P-溝道FET的漏極被連接到N-溝道FET的柵極，及N-溝道FET的漏極被連接到P-溝道FET的柵極；連接在P-溝道和N-溝道FET的漏極之間的阻抗；連接在P-溝道和N-溝道FET的漏極之間的第一電容；以及被連接來對(duì)電容充電的電流源。
2．權(quán)利要求1的振蕩器，其特征在于，其中由電流源產(chǎn)生的電流把電容器充電到起火電壓，這時(shí)，P溝道和N溝道FET導(dǎo)通電流，使電容器放電到保持電壓，這時(shí)，P溝道和N溝道FET停止導(dǎo)通電流。
3．權(quán)利要求1的振蕩器，其特征在于，其中由電流源產(chǎn)生的電流控制由振蕩器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的頻率。
4．權(quán)利要求1的振蕩器，其特征在于，其中振蕩器被構(gòu)建在硅集成電路上。
5．權(quán)利要求1的振蕩器，其特征在于，其中阻抗包括與在P-溝道和N-溝道FET的漏極之間的第二電容并聯(lián)的電阻。
6．權(quán)利要求1的振蕩器，其特征在于，還包括電壓源，在一端與第一電容以及和電流源相串聯(lián)到地的P-溝道和N-溝道FET相連接，在另一端連接到地。
7．權(quán)利要求1的振蕩器，其特征在于，其中電流源相應(yīng)于由微音器檢測(cè)的聲音信號(hào)，以及振蕩器輸出信號(hào)按照所檢測(cè)的聲音信號(hào)被調(diào)頻。
8．用于在射頻頻道上進(jìn)行通信的無線電，包括微音器，用于檢測(cè)聲音信號(hào)和產(chǎn)生相應(yīng)的電流；減小復(fù)雜性的電流控制振蕩器，根據(jù)電流用于產(chǎn)生代表聲音信號(hào)的振蕩器輸出信號(hào)；以及發(fā)射機(jī)，用于通過天線發(fā)射根據(jù)振蕩器輸出信號(hào)的射頻輸出信號(hào)，其中振蕩器包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路，工作在增強(qiáng)模式下的P-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)被連接到工作在增強(qiáng)模式下的N-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，這樣，P-溝道FET的漏極被連接到N-溝道FET的柵極，和到N-溝道FET的漏極被連接到P-溝道FET的柵極，以及第一電容，連接P-溝道和N-溝道FET，以使得振蕩器根據(jù)所檢測(cè)的聲音信號(hào)通過CMOS電路重復(fù)地充電和放電。
9．權(quán)利要求8的無線電，其特征在于，還包括連接到振蕩器的數(shù)字調(diào)頻鑒頻器，用于產(chǎn)生振蕩器輸出信號(hào)的瞬時(shí)頻率的采樣的數(shù)字代表物，由此產(chǎn)生聲音信號(hào)的采樣的數(shù)字代表物。
10．權(quán)利要求8的無線電，其特征在于，還包括連接在P-溝道和N-溝道FET的漏極之間的電阻。
11．權(quán)利要求10的無線電，其特征在于，還包括連接在P-溝道和N-溝道FET的漏極之間的與電阻并聯(lián)的第二電容。
12．電流控制張弛振蕩器，包括電壓源，具有正端和負(fù)端；互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路，具有一對(duì)端子和在所述端子上的并聯(lián)電容；以及電流源，具有一對(duì)可以流出被控制的電流的端子；其中電壓源、CMOS電路、以及電流源被串聯(lián)連接成一個(gè)環(huán)路，這樣，流過電流源的電流根據(jù)被控制的電流源電流對(duì)于在被控制端的并聯(lián)電容進(jìn)行充電和放電，以使得振蕩器的電壓輸出以被控制的頻率在起火電壓和熄滅電壓之間振蕩。
13．權(quán)利要求12的張弛振蕩器，其特征在于，其中起火和保持振蕩器的電壓由對(duì)于被包括在CMOS電路中的互補(bǔ)MOS晶體管導(dǎo)通所需要的門限電壓條件來確定。
14．權(quán)利要求12的張弛振蕩器，其特征在于，其中CMOS電路包括工作在增強(qiáng)模式下的P-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，包括源極、漏極、和柵極；工作在增強(qiáng)模式下的N-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，包括源極、漏極、和柵極，其中P-溝道FET的漏極被連接到N-溝道FET的柵極，和N-溝道FET的漏極被連接到P-溝道FET的柵極；以及連接在P-溝道和N-溝道FET的漏極之間的電阻，用于控制流過P-溝道和N-溝道FET的電流。
全文摘要
描述了減少?gòu)?fù)雜性的張弛振蕩器,它可被構(gòu)建為硅集成電路的一部分。電流控制振蕩器包括工作在增強(qiáng)模式下的互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。FET的漏極被連接到另一個(gè)FET的柵極,反之亦然。最終得到的CMOS電路起到四層二極管的作用。一個(gè)電阻被連接在兩個(gè)晶體管的漏極之間。一個(gè)存儲(chǔ)電容被連接在兩個(gè)晶體管的源極之間。電流源被連接來充電存儲(chǔ)電容,以使得振蕩器輸出信號(hào)的頻率被由電流源產(chǎn)生的電流確定。
文檔編號(hào)H03K3/354GK1223033SQ97195754
公開日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1997年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月23日
發(fā)明者P·W·登特 申請(qǐng)人:艾利森公司