硅机电振荡器，可编程晶振的出现让不少石英晶体生产厂家震撼和恐惧，因为这款可编程的晶体出现会直接威胁到石英晶振生产商的饭碗。但是以千赫石英晶体表晶为主要生产的厂家到不是很担心，因为目前的硅机电晶体替代技术还没法把时钟晶体表晶系列给替代，因此以千赫为主要生产的工厂目前完全不担心。
4月20日，美国初创公司SiTime在北京宣布，推出可代替传统石英振荡器的SiT11xx系列MEMS First振荡器(硅机电振荡器)。SiT11xx系列提供1MHz～125MHz输出频率，适合数玛相机、游戏机、机顶盒、MP3播放器等各类消费电子产品，汽车电子及工业产品应用。SiTime的振荡器在-40℃～85℃温度变化范围内提供50ppm～100ppm的频率，而操作电压仅在3.3V、2.5V或1.8V。SiTime目前已经可以提供样片，预计9月量产出货。SiTime公司还宣布和香港先思行有限公司(AV Concept Limited)签定中国大陆及香港地区销售代理权。
在很多数字集成电路中都要用到实时时钟( RTC, Real Time Clock ) , 而确保RTC工作计时正确的关键部分就是32 .768KHZ的晶体振荡器电路. 本文先容了集成32.768KHZ晶体振荡电路的设计方法及留意事项, 并用Matlab验证了理论分析, 用Cadence Spectre 仿真了电路.
1 电路结构
如图1 所示是晶振的整体电路.R1为反相器invl提供偏置,使其中的MOS管工作在饱和区以获得较大的增益;C1,C2和杂散电容一起构成晶体的电容负载, 同时它们和反相器invl一起可以等效为一负阻, 为晶体提供其振荡所需要的能量; R2用来降低对晶体的驱动能量, 以防止晶体振坏或出现异常; 反相器inv2对invl的输出波形整形并驱动负载.
图2 所示为晶体的等效电路,Cp是晶体两个引脚间的电容, 对于不同的晶体, 其值在2~ 5pf之间; Rs是晶体的等效串连电阻, 其值表示晶体的损失;Cs和Ls分别为晶体的等效串连电容和电感, 这两个值决定了晶体的振荡频率.

2 电路原理分析
图1 所示的晶振电路假如满足巴克豪林准则就可以振荡. 从负阻的角度来分析电路的工作原理.提供负阻的电路如图3(a)所示, 由反相放大器和表晶两真个负载电容构成.

M1可以替换图1中的invl,忽略沟道长度调制效应、体效应和晶体管的寄生电容. M1的漏电流即是(-I=/C1s)gm ,所