MOS集成多谐振荡器的工作原理电路分析

MOS运放除了用于线性放大，电压比较器和各种模拟滤波器外，还广泛应用于非线性电路中。本章主要讨论集成非线性电路的工作原理。非线性电路主要有，多谐振荡器、正弦振荡器、时基电路，调制器和检波器等，这一章主要介绍MOS运放在模拟集成电路的工作原理。

近年来，集成技术发展迅速，已经从单片集成发展到系统集成。可以预言，本章所介绍的基本电路将成为系统集成中的基本常用单元。

由MOS运放构成的多谐振荡器种类很多，这里我们仅讨论电路结构比较简单、并且易于集成的MOS多谐振荡器，其电路形式如图6.1-1a所示，它由两个电流源和一个运放构成，能产生三角波和方波。该电路的工作原理简述如下：

运放（作比较器用）和反馈电阻R1、R2构成施密特触发器。设运放输出电压Vo的正向限幅电平为VDD，负向限幅电平为Vss。多谐振荡器的工作原理。当运放输入电压V1处于较大负电压时，运放输出电压Vo为VDD，此电压通过反馈电阻R1和R2，在运放同相输入端得到的电压为VDDR1/（R1+R2），这时，V1电压从负电压加大到VssR1/（R1+R2）之前，输出电压Vo一直处于VDD电平，只有当V1电压略大于VDDR1/（R1+R2）时，运放输出电压Vo才从VDD变至Vss，运放同相输入端电压从VDDR1/（R1+R2）跳变到VssR1/（R1+R2）。此时，若V1电压大于VssR1/（R1+R2）电压值，则输出电压Vo等于Vss；若V1电压低于VssR1//（R1+R2）电压时，运放状态再一次圈转，输出电压Vo从Vss变至VDD。图6.1-2表示它的输入-输出转换特性，利用这种特性可以方便地获得三角波和方波。

当Vo=VDD时，M1导通，M2截止，电流源 I 向电容C充电，V1电压从（I/C）t值逐渐开高，若V1到达VDDR1/（R1+R2）时，则运放输出电压Vo从VDD变至Vss，使M1截止。M2导通，电容C放电，放电电流为I 。V1电压以（-I/C）t值逐渐降低，当Vt电压下降到VVssR1/（R1+R2）时，运放输出电压Vo升到VDD。多谐振荡器的工作原理。这样周而复始，运放输出电压Vo为方波，运放输入电压V1为三角波，其Vo和V1波形如图6.1-1b所示。根据图中V1电压幅值及变化斜率1/C。可得如下关系式：