随着物联网（The Internet of Things,IOT）技术的快速发展,IOT设备的信息安全越来越受到人们的重视。真随机数发生器（True Random Number Generator,TRNG）从源头上为IOT设备的信息安全提供了保障。基于振荡环（Ring Oscillator,RO）抖动的TRNG以其结构简单,易于实现,随机性好的特点得到广泛应用。但是现有基于RO抖动的TRNG普遍存在功耗较大的问题,而IOT设备往往对功耗比较敏感。因此在面向IOT应用时,需要降低基于RO抖动的TRNG的功耗,从而适应IOT设备的应用需求。本文针对现有基于RO抖动的TRNG电路中由于振荡周期偏差导致无效量化所带来的功耗浪费,设计了基于温度补偿和相位自矫正的低功耗熵源电路和基于细粒度调节电流饥饿型反相器振荡环（Current Starved Ring Oscillator,CSRO）振荡周期的低功耗熵源电路,最终设计了一款面向IOT应用的极低功耗真随机数发生器。首先针对熵源电路中CSRO的频率和抖动受温度反转效应影响较大的问题,本文设计了电压偏置电路,提高了CSRO频率的温度稳定性,保证了电路中抖动大小。接着设计了相位自矫正电路,消除了CSRO周期偏差累积,从而降低了量化电路中的功耗浪费。然后本文设计了基于细粒度调节CSRO振荡周期的低功耗熵源电路,通过对CSRO的周期进行细粒度的调节,使得周期偏差得以降低,从而进一步减小了量化电路中的功耗浪费。最后本文设计了可细粒度降低偏差的校准电路,并且给出了电路的校准流程。本文基于SMIC40nm CMOS工艺,利用Cadence Virtuoso软件对极低功耗真随机数发生器进行电路图设计及前仿真、版图设计及后仿真。同时搭建了数模混合仿真平台进行随机数的采集并对采集的随机数进行NIST随机性检测。实验结果表明,在电源电压0.8V到1.1V的范围内,本文设计的TRNG电路在各工艺角下的随机数产生速率均高于1Mbps,功耗均低于12u W,单比特功耗均低于1.2p J/bit。同时,采集的随机数通过了NIST SP800-22测试集的所有测试项。常温27℃,在TT工艺角下,当电源电压为0.9V时,本文TRNG电路的单比特功耗达到最低0.56 p J/bit,此时随机数产生速率为3.17Mbps,功耗为1.78u W。