[發明專利]一種有源電感型壓控振蕩器

有效

• 申請號: 201310626620.1
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103633940A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 劉曉為;高志強;尹亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H03B5/18
• 分類號: H03B5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體涉及一種有源電感型壓控振蕩器。

背景技術

振蕩器是電子系統中非常重要的電路之一，目前其電路的實現方式主要有兩種，分別是環形壓控振蕩器、電感電容壓控振蕩器，就以往發表的學術報道而言，對CMOS振蕩器的工作頻率能夠達到幾百MHz至幾十GHz的設計方案中，直接或間接地使用無源LC拓撲結構，來滿足設計中具有較高工作頻率的要求。片上無源電感是在Si襯底上由金屬線繞制而成，由于片上無源電感的互連線厚度有限，導致線圈的金屬損耗較大，趨膚效應十分顯著，高頻情形下，線圈與硅襯底間的耦合十分強烈，盡管引入外接地可在一定程度上屏蔽損耗，但這兩種損耗機制的存在使得CMOS工藝的電感品質因數較低，一般僅為十幾左右，而且無源電感很難實現調節，而且占用芯片電路的面積大，增加了集成電路制造的成本，目前采用片上無源LC結構，還很難達到通信系統所要求的性能指標。相對而言，采用有源電感實現一種等效的LC振蕩器，可以使芯片面積較小，工作頻率較高，可調諧性好。對于降低系統的成本，提高系統的集成度將很有幫助。

發明內容

本發明的技術內容是提供一種有源電感型壓控振蕩器。通過采用兩個對稱的有源電感和電容構成等效LC諧振電路，通過調諧有源電感，實現寬帶可調諧的壓控振蕩器。

本發明具體是這樣實現的：

一種有源電感型壓控振蕩器，包括LC諧振回路和負阻電路，所述的LC諧振回路包括第一有源電感、電容單元和第二有源電感，第一有源電感的一端連接第一高電平，第一有源電感的另一端分別連接電容單元的一端和壓控振蕩器的第一輸出端，第二有源電感的一端連接第二高電平，第二有源電感的另一端分別連接電容單元的另一端和壓控振蕩器的第二輸出端，所述的負阻電路包括第一NMOS管、第二NMOS管和偏置電流源，第一NMOS管和第二NMOS管交叉連接，第一NMOS管的柵極連接第二輸出端，第二NMOS管的柵極連接第一輸出端，第一NMOS管的漏極連接第一輸出端，第二NMOS管的漏極連接第二輸出端，偏置電流源的一端分別連接第一NMOS管的源極和第二NMOS管的源極，偏置電流源的另一端連接地。

本發明還具有如下特征：

1、所述的第一有源電感包括第一PMOS管和第三NMOS管，第一PMOS管的源極連接第一高電平，第一PMOS管的漏極連接第一輸出端，第一PMOS管的柵極連接第三NMOS管的漏極，第三NMOS管的柵極連接第一直流偏置電平，第三NMOS管的源極連接第一輸出端。

2、所述的第二有源電感包括第二PMOS管和第四NMOS管，第二PMOS管的源極連接第二高電平，第二PMOS管的漏極連接第一輸出端，第二PMOS管的柵極連接第四NMOS管的漏極，第四NMOS管的柵極連接第三直流偏置電平，第四NMOS管的源極連接第二輸出端。

3、所述的電容單元包括兩個對稱的固定電容和兩個變容二極管，第一固定電容的一端連接第一PMOS管的漏極，第一固定電容的另一端連接第一變容二極管的一端，第一變容二極管的另一端分別連接第一參考電平和第二變容二極管的一端，第二變容二極管的另一端連接第二固定電容的一端，第二固定電容的另一端連接第二PMOS管的漏極。

4、所述的偏置電流源包括第五NMOS管，第五NMOS管的漏極分別連接第一NMOS管的源極和第二NMOS管的源極，第五NMOS管的柵極連接第五直流偏置電平，第五NMOS管的源極接地。

5、所述的第五NMOS管為負阻調諧管，能夠調諧負阻大小。

6、還包括第一偏置NMOS管和第二偏置NMOS管，第一偏置NMOS管的漏極連接第三NMOS管的漏極，第一偏置NMOS管的柵極連接第二直流偏置電平，第一偏置NMOS管的源極接地；第二偏置NMOS管的漏極連接第四NMOS管的漏極，第二偏置NMOS管的柵極連接第四直流偏置電平，第二偏置NMOS管的源極接地。

本發明的有益效果：

本發明的目的在于提出一種有源電感型振蕩器能夠滿足多模、多頻射頻收發器對高頻率、大帶寬、可調諧強、低成本的需求，同時它也是一種能極大地節約芯片面積的振蕩器電路，其中，通過調整兩個有源電感值來實現有源電感型振蕩器中心頻率的調諧，本發明所提出的電路調諧帶寬大，簡潔方便，節約芯片面積。

附圖說明

圖1為本發明的有源電感型壓控振蕩器結構示意圖；

圖2為本發明的有源電感型壓控振蕩器電路原理圖。