时钟产生是任何数字电路的重要组成部分，一般最常见的基准时钟源都是基于石英振荡器，石英振荡器能够有效的抑制输出频率随工艺、电压和温度的变化，但是因为无法集成到单个芯片中，增加了整个系统的面积和成本，所以对不需要片外石英振荡器的片上时钟源的研究变得非常有意义，特别是在一些低成本的应用中。在工艺、温度和电压变化的情况下达到稳定的输出频率成为CMOS工艺下设计片上时钟源的主要挑战。　　本论文针对工艺及温度补偿环形振荡器的设计方法进行研究，主要工作包括：　　(1)从环形振荡器的基本原理出发，具体分析了影响输出频率稳定性的各种非理想因素。　　(2)在分析了迁移率随温度变化的基础上，利用与绝对温度成正比的电压补偿MOSFET迁移率的负温度系数。　　(3)由于MOSFET阈值电压随工艺漂移很大，本设计采用工艺补偿电路减小振荡器偏置电流随阈值电压的漂移。　　(4)在环形振荡器的设计中，引入NMOS交叉耦合对组成的“负阻”来进一步补偿PMOS迁移率随温度的变化，从而有效抑制输出频率随温度的变化。　　为验证本论文所提出的设计方法，基于0.18μm2P5M CMOS工艺设计了工艺及温度补偿的环形振荡器，并进行了流片验证。当电源电压1.8V时，振荡器的实测功耗为1.94mW，芯片有效面积为0.038mm2。对7块芯片进行抽样测试，测试结果显示，振荡器的中心频率为60.5MHz，相应输出的最大频率漂移不大于中心频率的±4.96％，最大频率偏移量为3.02M；当温度从-40℃到80℃变化时，输出频率的变化小于中心频率的±0.825％；当电压从1.7V到1.9V变化时，输出频率变化小于中心频率的±1.15％。因此，本文设计的对温度和工艺参数漂移具有补偿效应的环形振荡器可大大改善因温度和工艺变化引起的振荡频率严重变化的现象，有利于芯片中电子系统的稳定工作。　　本文设计的环形振荡器用作闪存控制器的系统时钟。