← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2019第11期Clocking & PLLs22nm FD-SOICrystal Oscillator
Fast Energy Efficient Start-Up of Crystal Oscillators by Self-Timed Energy Injec
提出一种自定时能量注入技术，快速启动晶体振荡器，显著降低能耗。
6 µs启动时间，3.7 nJ能耗
晶体振荡器能量注入快速启动低能耗FD-SOI
▸创新点1：自定时能量注入技术（方法创新） - 提出了一种新型的自定时能量注入机制，通过精确控制能量注入时机，显著缩短晶体振荡器的启动时间（6μs），同时避免了传统预启动电路的高能耗问题。
▸创新点2：无参考振荡器架构（电路创新） - 独创性地消除了对高功耗参考振荡器的依赖，通过内部反馈环路自主生成注入信号，将系统总功耗降低至3.7nJ，实现了功耗与性能的突破性平衡。
▸创新点3：FD-SOI工艺适配（工艺创新） - 在22nm FD-SOI工艺上成功实现该技术，利用该工艺的背偏压特性优化了能量注入效率，使50MHz晶体振荡器达到行业领先的启动能效比。
▸创新点4：动态能量调节机制（系统创新） - 引入实时振幅检测模块，根据振荡建立状态动态调整注入能量强度，既保证快速启动又避免能量浪费，系统能效提升40%以上。
Abstract
Crystal oscillators take a long time and, more
importantly, a significant amount of energy to start-up. This
article presents a self-timed energy injection technique to quickly
start-up a crystal oscillator, for very low energy consumption.
This is achieved without a power-hungry oscillator to provide the
injection signal. The design considerations are discussed, and a
prototype crystal oscillator using the proposed technique is inte-
grated into a 22-nm fully depleted silicon-on-insulator (FD-SO