一种抗老化的32 MHz RC频率参考源，具有0.4 ppm的Allan偏差；在-40°C至125°C的温度范围内，经过一次点校正后，其精度误差为±1550 ppm

《IEEE Solid-State Circuits Letters》：An Aging-Robust 32-MHz RC Frequency Reference With 0.4-ppm Allan Deviation and ±1550-ppm Inaccuracy From ?40 °C to 125 °C After a 1-Point Trim

本信提出基于FLL的32-MHz抗老化RC频率参考，采用BJTs与抗老化扩散电阻结合的温度补偿方案，经批量校准和单点trimming后-40℃~125℃精度±1550ppm，老化后±2350ppm，动态误差校正使Allan偏差达0.4ppm。

　　

摘要：

本文介绍了一种基于锁相环（FLL）的、具有抗老化特性的32 MHz RC频率参考源。该频率参考源采用了结合BJT和抗老化扩散电阻的温度补偿方案，在批量校准后，其精度可达到±1550 ppm（工作温度范围为?40°C至125°C），并通过低成本的单点微调进一步优化至±2350 ppm（在加速老化条件下）。由于广泛采用了动态误差校正技术，该FLL的Allan偏差性能达到了0.4 ppm的先进水平。

引言

基于RC的频率参考源[1],[2],[3],[4],[5],[6]常被用作系统芯片（SoC）中的时钟生成电路。与LC振荡器相比，RC频率参考源功耗低、体积小，并且能够实现中等频率精度。通过使用低温度系数（low-TC）的多晶电阻和数字校准技术，某些设计可以实现几十ppm的精度[1],[2]，但老化引起的漂移可能高达5000 ppm[5],[6]。基于金属通孔（via-metal）[4]或硅化[7]电阻的设计具有更好的抗老化性能，其精度波动范围在几百ppm以内。然而，这类电阻的温度系数（TC）较高（约3000 ppm/°C），因此需要通过耗时的两点微调才能实现几十ppm的精度。在[6]中，提出了一种紧凑型设计（面积约为0.03 mm2），该设计使用了抗老化扩散电阻，其温度系数较低（约1500 ppm/°C）。不过，其温度补偿依赖于经过微调的PTAT/CTAT电流源，而这些电流源的不匹配仍然需要通过两点微调来消除。