專(zhuān)利名稱(chēng)：壓控振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種振蕩器，且特別是有關(guān)于一種使用負(fù)電阻技術(shù)的寬頻帶壓控 振蕩器。
背景技術(shù)：
近幾年因?yàn)闊o(wú)線通訊的發(fā)達(dá)，使得集成電路的制造技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)有相當(dāng)大的變 動(dòng)，特別是應(yīng)用在射頻(RF)接收和發(fā)送端的電路為最。隨著制程技術(shù)的進(jìn)步，目前集成電 路于十億赫茲(Giga Hertz)的頻率應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，甚至趨向更高的工作頻率來(lái)發(fā) 展，使得在接收和發(fā)送端的電路設(shè)計(jì)會(huì)更加困難，但也更具有挑戰(zhàn)性。壓控振蕩器(voltage controlled oscillator,VC0)在前端射頻電路是具有相當(dāng)重要的地位，主要是用于頻率合 成器，用來(lái)提供射頻系統(tǒng)中，一個(gè)穩(wěn)定且可調(diào)變的參考頻率。在集成電路設(shè)計(jì)中，常常使用負(fù)電阻(negative resistance)架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)電感電 容共振式的壓控振蕩器，以可變電容的方式來(lái)改變其頻率上的變化。其電感電容組態(tài)的振
蕩頻率Q的方程式為T(mén)ose。由此方程式歸納出只有電感L和電容C可被變
化來(lái)調(diào)諧振蕩頻率4%。

圖1是說(shuō)明使用負(fù)電阻電路的傳統(tǒng)壓控振蕩器100。晶體管Mnl與 Mn2構(gòu)成負(fù)電阻電路。圖1中Cv表示可變電容，Ctl表示非可變電容，而Cp表示寄生電容。利 用電感和電容相互共振，如此電感與電容(Varactor)可以作為此電路的起振頻率。其振蕩
頻率fosc的方程式為
權(quán)利要求
1.一種壓控振蕩器，其特征在于，包括第一壓控電流源，其具有控制端與電流端，其中該控制端接收控制電壓；第一負(fù)電阻電路，具有第一電流路徑與第二電流路徑，其中所述第一與第二電流路徑 的第一端耦接至該第一壓控電流源的電流端；第一變壓器，具有一次側(cè)與二次側(cè)，其中該第一變壓器的一次側(cè)耦接至該第一負(fù)電阻 電路中第一電流路徑的第二端，而該第一變壓器的二次側(cè)作為該壓控振蕩器的第一輸出 端；第二變壓器，具有一次側(cè)與二次側(cè)，其中該第二變壓器的一次側(cè)耦接至該第一負(fù)電阻 電路中第二電流路徑的第二端，而該第二變壓器的二次側(cè)作為該壓控振蕩器的第二輸出 端；第一晶體管，其第一端耦接至該第一變壓器的二次側(cè)，而該第一晶體管的控制端耦接 至該第一變壓器的一次側(cè)；第二晶體管，其第一端耦接至該第二變壓器的二次側(cè)，而該第二晶體管的控制端耦接 至該第二變壓器的一次側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一變壓器中所述一次側(cè)的二 端分別耦接至該第一電流路徑的第二端以及第一電壓，該第一變壓器中所述二次側(cè)的二端 分別耦接至該第一晶體管的第一端以及該第一電壓，該第二變壓器中所述一次側(cè)的二端分 別耦接至該第二電流路徑的第二端以及該第一電壓，而該第二變壓器中所述二次側(cè)的二端 分別耦接至該第二晶體管的第一端以及該第一電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一晶體管與該第二晶體管的 第二端耦接至第二電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一電壓為系統(tǒng)電壓，而該第二 電壓為接地電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一負(fù)電阻電路包括第三晶體管，其第一端與第二端分別作為該第一電流路徑的第一端與第二端；第四晶體管，其第一端與第二端分別作為該第二電流路徑的第一端與第二端，其中該 第四晶體管的第二端與控制端分別耦接至該第三晶體管的控制端與第二端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一壓控電流源包括一第五晶 體管，其第一端與控制端分別作為該第一壓控電流源的電流端與控制端，而該第五晶體管 的第二端耦接至第二電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，更包括第二壓控電流源，其具有控制端與電流端，其中該控制端接收第二控制電壓，而該第二 壓控電流源的電流端耦接至該第一壓控電流源的電流端；偏壓產(chǎn)生單元，耦接至所述第一與第二壓控電流源的控制端，用以提供該控制電壓與 該第二控制電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控振蕩器，其特征在于，更包括第二壓控電流源，其具有控制端與電流端，其中該控制端接收第二控制電壓；第二負(fù)電阻電路，具有第一電流路徑與第二電流路徑，其中該第二負(fù)電阻電路中第一 與第二電流路徑的第一端耦接至該第二壓控電流源的電流端，而該第二負(fù)電阻電路中第一與第二電流路徑的第二端分別耦接至該第一變壓器與該第二變壓器的一次側(cè)；偏壓產(chǎn)生單元，耦接至所述第一與第二壓控電流源的控制端，用以提供該控制電壓與 該第二控制電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓控振蕩器，其特征在于，該偏壓產(chǎn)生單元包括 第一電流源；第六晶體管，其第一端與第二端分別耦接至該第一電流源與第一電壓，而該第六晶體 管的控制端接收該控制電壓； 第二電流源；第七晶體管，其第一端與第二端分別耦接至該第二電流源與第二電壓，而該第七晶體 管的控制端接收該控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓控振蕩器，其特征在于，該偏壓產(chǎn)生單元更包括分壓器， 其二端分別耦接至該第六晶體管與該第七晶體管的第一端。
11.一種壓控振蕩器，其特征在于，包括第一壓控電流源，其具有控制端與電流端，其中該控制端接收控制電壓； 負(fù)電阻電路，具有第一電流路徑與第二電流路徑，其中所述第一與第二電流路徑的第 一端稱(chēng)接至第二電壓；第一變壓器，具有一次側(cè)與二次側(cè)，其中該第一變壓器的一次側(cè)耦接至該負(fù)電阻電路 中第一電流路徑的第二端，而該第一變壓器的二次側(cè)作為該壓控振蕩器的第一輸出端；第二變壓器，具有一次側(cè)與二次側(cè)，其中該第二變壓器的一次側(cè)耦接至該負(fù)電阻電路 中第二電流路徑的第二端，而該第二變壓器的二次側(cè)作為該壓控振蕩器的第二輸出端；第一晶體管，其第一端耦接至該第一變壓器的二次側(cè)，該第一晶體管的第二端耦接至 該第一壓控電流源的電流端，而該第一晶體管的控制端耦接至該第一變壓器的一次側(cè)；第二晶體管，其第一端耦接至該第二變壓器的二次側(cè)，該第二晶體管的第二端耦接至 該第一壓控電流源的電流端，而該第二晶體管的控制端耦接至該第二變壓器的一次側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一變壓器中所述一次側(cè)的 二端分別耦接至該第一電流路徑的第二端以及第一電壓，該第一變壓器中所述二次側(cè)的二 端分別耦接至該第一晶體管的第一端以及該第一電壓，該第二變壓器中所述一次側(cè)的二端 分別耦接至該第二電流路徑的第二端以及該第一電壓，而該第二變壓器中所述二次側(cè)的二 端分別耦接至該第二晶體管的第一端以及該第一電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一電壓為系統(tǒng)電壓，而該第 二電壓為接地電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓控振蕩器，其特征在于，更包括定電流源，其中該定電流 源耦接于該負(fù)電阻電路中所述第一與第二電流路徑的第一端與該第二電壓之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓控振蕩器，其特征在于，該負(fù)電阻電路包括 第三晶體管，其第一端與第二端分別作為該第一電流路徑的第一端與第二端；第四晶體管，其第一端與第二端分別作為該第二電流路徑的第一端與第二端，其中該 第四晶體管的第二端與控制端分別耦接至該第三晶體管的控制端與第二端。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓控振蕩器，其特征在于，該第一壓控電流源包括第五晶 體管，其第一端與控制端分別作為該第一壓控電流源的電流端與控制端，而該第五晶體管的第二端耦接至該第二電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓控振蕩器，其特征在于，更包括第二壓控電流源，其具有控制端與電流端，其中該控制端接收一第二控制電壓，而該第 二壓控電流源的電流端耦接至該第一壓控電流源的電流端；偏壓產(chǎn)生單元，耦接至所述第一與第二壓控電流源的控制端，用以提供該控制電壓與 該第二控制電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓控振蕩器，其特征在于，該偏壓產(chǎn)生單元包括 第一電流源；第六晶體管，其第一端與第二端分別耦接至該第一電流源與第一電壓，而該第六晶體 管的控制端接收一控制信號(hào)； 第二電流源；第七晶體管，其第一端與第二端分別耦接至該第二電流源與第二電壓，而該第七晶體 管的控制端接收該控制信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓控振蕩器，其特征在于，該偏壓產(chǎn)生單元更包括分壓器， 其二端分別耦接至該第六晶體管與該第七晶體管的第一端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種壓控振蕩器，包括壓控電流源、負(fù)電阻電路、第一變壓器、第二變壓器、第一晶體管以及第二晶體管。壓控電流源的控制端接收控制電壓。負(fù)電阻電路中第一與第二電流路徑的第一端耦接至壓控電流源的電流端。第一與第二變壓器的一次側(cè)分別耦接至負(fù)電阻電路中第一與第二電流路徑的第二端。第一與第二變壓器的二次側(cè)分別作為壓控振蕩器的第一與第二輸出端。第一與第二晶體管的第一端分別耦接至第一與第二變壓器的二次側(cè)。第一與第二晶體管的控制端分別耦接至第一與第二變壓器的一次側(cè)。
文檔編號(hào)H03B7/06GK101997485SQ200910166420
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者張智翔, 楊清淵, 林榮茂 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院