21世纪被称为信息时代,信息和通信技术革命从上世纪开始方兴未艾,以电子技术为基础的无线电通信技术和信息技术已经逐步走向成熟,电子工业的进步给人类生活方式带来了天翻地覆的变化。新一代的通信技术需要更大带宽的基带芯片,大数据时代处理更多的数据需要更强运算能力的处理芯片,这对集成电路的发展提出了新的要求。作为电子设备中时钟源信号产生的重要模块,低压低功耗的高精度振荡器一直是国内外学者研究的重点之一。本论文对工艺、电源电压和温度波动如何影响振荡器输出频率展开研究并提出提高时钟精度的方法,提出了两种不同结构的低功耗的张弛振荡器,在-40-80℃的温度范围内产生32.768kHz目标频率,两种振荡器输出时钟具有较小的温漂和较高的电源线性。振荡器的性能如下:(1)基于反相器方案的张弛振荡器提出了一种全MOS(Metal Oxide Semiconductor)管PTAT(Proportional to Absolute Temperature)电流源,利用多级反相器和RC延迟单元构成反馈回路作为振荡器核心电路,通过局部电压调整电路为振荡器核心电路供电,实现电源与振荡器核心电路隔离,降低了电源电压波动对振荡器输出频率的影响,此外偏置电路中使用MOS管阈值电压的温度特性对反相器延迟时间的温度波动进行补偿,降低了温度对振荡器温漂特性的影响。室温下,振荡器输出频率33.769kHz,相对频率变化在-0.049%-0.353%之间,在-40-40℃温度范围内,相对频率变化不超过±0.62‰;(2)基于比较器方案的张弛振荡器使用14nA低功耗PTAT电流源提供偏置,为提高时钟信号精度,对核心电路中电阻进行微调,并进行正负温度系数电阻匹配以降低电阻温漂,同时采用温度系数较小的MOM电容。为了改善振荡器输出波形,比较器输出级后加入数字逻辑单元,对振荡器波形进行整形和分频,产生我们需要的目标频率。室温下,PTAT偏置电流源输出14nA,振荡器在1V电源电压下功耗约130nW,产生32.768kHz稳定的时钟信号输出,在-40-80℃范围内温漂为0.14%/℃;电源电压在0.9-1.5V电压范围内稳定输出。通过仿真验证,两种结构的张弛振荡器能够产生符合预期结果,在保证较低功耗的前提下实现高精度的输出频率。