微硅传感器是传感器的发展趋势,随着技术的发展,将微硅传感器和测试电路集成在一块芯片上构成MEMS(微机电系统)更是受到了广泛的关注。采用CMOS工艺设计出应用在微硅电容加速度传感器单片测试电路中的弛张振荡器即是本文的主要研究目的。本文介绍了微小电容的各种测试方法,分析了采用弛张振荡器进行测试的原理,并设计出了构成弛张振荡器所需的电流源、电流开关、控制逻辑以及比较器。最后对弛张振荡器进行了测试。由于充放电电流对弛张振荡器的性能有很大的影响,因此本文把基准电压源结合在一起设计出一个受温度、电源电压、工艺条件影响很小的基准电流参考源。为了减少比较器延时对振荡器的影响,比较器采用的是高速比较器,它的延时约为4.5ns。针对弛张振荡器温度性能较差的特点,本文分析了导致弛张振荡器温度特性恶化的原因,并提出了单片弛张振荡器的一种温度补偿方法。利用该种方法,可以方便地提高弛张振荡器的温度性能,而没有增加它的成本以及面积消耗。在弛张振荡器的其它应用场合也同样可以使用该温度补偿方法来提高温度性能。由于目前较为普遍的仿真工具没有提供对振荡器的输出抖动进行测试的方法,因此本文在前人的研究基础上,采取了估算的方法,对弛张振荡器的输出抖动作了初步估算。仿真结果表明,本文设计的弛张振荡器工作温度为- 40°C -85°C ,温度系数为60 ppm /°C ,输出抖动约为6.37ns。