振荡器作为大多数电路系统必不可少的组成部分,自其诞生至今一直在通信、电子、航海航空以及医学等装备及仪器仪表领域扮演着重要的角色。随着CMOS集成电路工艺技术的不断发展,振荡器的结构不断推陈出新。这不仅为电路设计者提供了更多的选择,同时满足了振荡器在不同场合下的应用。本文对带温度和工艺补偿的环形振荡器进行了研究和设计。该环形振荡器主要由五个模块构成：带隙基准源模块,温度和工艺参数补偿模块,偏置电路模块,差分输入输出级延时模块和比较器模块。带隙基准源模块为整个电路提供电源电压,提高电路的电源抑制比；温度和工艺参数补偿模块生成控制电压,实现了电路温度和工艺参数的高精度补偿；偏置电路模块提供偏置电压,控制差分延时级的输出摆幅；差分输入输出级延时模块采用三级差分延时单元,有利于降低电路的噪声以及结构上更具灵活性；比较器模块用来实现数字兼容的输出,采用了工艺补偿反向器,降低了工艺参数对比较器模块的影响。最后,利用Cadence平台的Virtuoso完成了该电路的版图设计。在Linux工作环境下,基于TSMC0.13μm的CMOS工艺库,使用Cadence工作平台对设计的电路模块进行了仿真验证。通过模拟仿真实现了带温度和工艺补偿的中心频率为100MHz的时钟信号输出的环形振荡器的设计。在各种工艺角情况下,当温度从-40℃到125℃变化时,输出中心频率的波动范围为不超过15%,达到了本文的设计要求。同时,在Linux工作环境下,基于TSMC0.13μm的CMOS工艺库,使用Virtuoso完成了该电路的对应的版图设计。