提供了一种用于通信的半导体集成电路（高频ＩＣ），其包括具有较高频率控制准确性的基准振荡器，并且可以包括少数的外部组件，由此可以减小尺寸，并允许降低成本。该半导体集成电路（高频ＩＣ）具有电容负载电路，包括多个固定电容元件、多个可变电容元件以及连接至所述电容元件的开关元件，并且被如此配置以便使其能够以对应于固定电容元件、可变电容元件和外部振荡元件的合成电容值的频率来振荡；其中提供了可以生成用于控制开关元件的信号以便可以选择可变电容元件和固定电容元件的组合的控制电路，其中通过电容负载电路和振荡元件的合成电容值，频率与控制电压的特征斜率得以均衡，并且相应特征线之间的间隔得以均衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有效适用于结合压控振荡器(VCOVoltageControlled Oscillator)的半导体集成电路的技术，并且涉及用于制造所述电路的方法；例如，本专利技术涉及一种有效适用于通信的半导体集成电路的技术，所述电路构成诸如移动电话的无线通信系统，并且结合一振荡器来生成PLL电路用来生成高频振荡信号所需的基准信号，其中所述高频振荡信号用于发送/接收信号的调制/解调。
技术介绍
在诸如移动电话之类的无线通信系统中，使用了高频半导体集成电路(以下称为高频IC)，其具有PLL电路，所述PLL电路包括振荡器，所述振荡器用于生成具有预定频率的本机振荡信号，所述本机振荡信号与用于调制/解调的发送信号或者接收信号合成以便执行发送信号的调制或者接收信号的解调。具有压控振荡器的PLL电路把作为基准的信号(基准信号)的相位与压控振荡器的反馈信号的相位进行比较，并且控制所述压控振荡器以便使它们之间的相位差为零，并且依照压控振荡器的振荡频率来确定接收频率或者发送频率。因此，在诸如GSM(Global System forMobile Communication，移动通信全局系统)类型的通信系统中，要求压控振荡器生成的频率在频率方面具有非常卓越的准确性，例如具有相对于基准信号的±23ppm的变化比例。在结合振荡器来生成基准信号的高频IC(以下称为基准振荡器)中，执行被称为AFC(自动频率控制，Automatic Frequency Control)的控制，以便使所生成的基准信号的频率与来自基站的基准时钟匹配。另一方面，由于很大程度上要求移动电话在尺寸和重量方面减小，故而，除了减小IC的芯片尺寸外，减少外部组件的数目和尺寸也是十分重要的。在用于移动电话的常规高频IC中，已经普遍使用让可变电容元件进行频率调整的压控振荡器，其包括外部石英谐振器、变容二极管等等，以此作为基准振荡器。专利文献1JP-A-2004-48589。
技术实现思路
在这种基准振荡器中，由于所述可变电容元件对于AFC控制而言是不可缺少的，而不是可省略的，所以为了降低成本使用了一种不是非常准确但是廉价的振荡元件，并且通过所述可变电容元件来调整频率方面的伴随变化。由此，考虑使用所述可变电容元件来执行对AFC控制的频率控制，并且调节由于制造振荡元件工艺中的变化产生的频率误差，由此允许减少总成本。然而，为了实现这种控制和调整，存在这样的问题，即可变电容元件的较宽频率控制范围或者可变电容元件的较宽电容变化范围是必需的，这在不使用类似单块元件的外部可变电容元件的情况下几乎不可能实现。另一方面，为了实现移动电话尺寸和重量方面的减小，有效的是，把基准振荡器的可变电容元件作为芯片内元件来形成，以便减少类似于单块元件的外部元件的数目。由此，考虑了这样一种方法，其中除了所述可变电容元件以外，还提供了固定电容元件，并且待连接的固定电容元件的数目通过开关来改变，并且施加到所述可变电容元件的电压连续地改变以便改变总电容值，由此获得所期望的振荡频率。专利技术人最初认为依照这种方法，把包括频率调整电路的基准振荡器并入半导体芯片，其中所述频率调整电路具有可变电容元件和固定电容元件，并且只把所述振荡元件作为外部元件来形成，由此允许减小尺寸；并且基于所述方法进行了研究。然而，虽然这种基准振荡器可以在频率变化范围上提供所期望的范围，但是当待连接的固定电容元件数目改变时，如图5所示，每个频率与控制电压的特征斜率或者相对于控制电压的振荡频率灵敏性(以下称为控制灵敏性)被变换，并且所述变换是微小的。专利技术人发现这样做产生了频率控制范围变化并且频率控制准确性降低的缺陷。作为类似于本专利技术的领域，给出了在专利文献1中描述的专利技术，然而，在该相关的专利技术中，所述固定电容元件和可变电容元件是成对制造的，并且待连接的对数当频率改变时、通过开关来改变，即根据该专利技术，所述固定电容元件和可变电容元件以不同方式来改变，并且根据该专利技术，固定电容元件和可变电容元件的电容值以不同方式来设置。本专利技术的一个目的在于提供一种结合了在频率控制准确性方面非常卓越的基准振荡器的用于通信的半导体集成电路(高频IC)，并且可以减少外部组件的数目并且由此可以减小尺寸。本专利技术的另一目的在于提供一种结合了基准振荡器的用于通信的半导体集成电路(高频IC)，即使使用廉价的振荡元件，其在频率控制准确性方面也非常卓越，由此允许降低成本。将依照说明书和附图的描述来阐明本专利技术已描述的以及其它的目的和新颖的特征。以下简要地描述了在本申请中公开的本专利技术的典型实现方式的概要。简而言之，给出了一种结合了振荡器的用于通信的半导体集成电路(高频IC)，其具有电容负载电路，所述电容负载电路包括多个固定电容元件、多个可变电容元件以及连接至所述电容元件的开关元件，并且被如此配置以便使其能够以对应于固定电容元件、可变电容元件和外部振荡元件的合成电容值的频率来振荡；其中控制电路可以生成用于控制开关元件的信号，以便可以选择可变电容元件和固定电容元件的组合，其中通过电容负载电路和振荡元件的合成电容值，频率与控制电压的特征斜率得以均衡，并且相应特征线之间的间隔得以均衡。依照所述结构，由于固定电容元件被适当地结合了可变电容元件，并且通过开关与其连接，所以频率与振荡器控制电压的特征斜率能够可以均衡，并且频率控制的准确性能够得以改善。此外，由于固定电容元件以及可变电容元件可以依照芯片内(on-chip)方式来形成，所以外部组件的数目得以减少，并且由此可以减小尺寸，另外，由于即使使用廉价的振荡元件也可以在较宽范围上以较高的准确性控制频率，所以可以实现成本降低。以下简要地描述在本申请中公开的本专利技术的典型实现方式获得的有益效果。即，依照本专利技术，可以实现一种用于通信的半导体集成电路(高频IC)，其结合了在频率控制准确性方面非常卓越的基准振荡器，并且可以具有少数的外部组件，由此允许减小尺寸，并且即使使用廉价的振荡元件也仍可在频率控制准确性方面非常卓越，由此允许降低成本。附图说明图1是示出了依照本专利技术的压控振荡器(VCO)的实施例以及使用振荡器作为基准信号生成源的高频IC相关部分的配置示例的示意图；图2是示出了石英谐振器的等效电路的电路图；图3是示出了所述实施例的振荡器所需的频率范围和控制电压VAFC之间的关系的特征曲线图；图4是示出了所述实施例的振荡器中的频率范围和控制电压VAFC之间的关系的特征曲线图；图5是示出了常规振荡器中的频率范围和控制电压VAFC之间的关系的特征曲线图；图6是示出了所述实施例的振荡器中频率变化X与电容负载电路的总电容值Cx之间的关系的特征曲线图； 图7是示出了适用于构成所述实施例的振荡器的可变电容元件的变容二极管的特定示例的横截面视图；并且图8是示出了使用所述实施例的振荡器的用于通信的半导体集成电路(高频IC)以及使用所述电路的无线通信系统配置的示例的框图。具体实施例方式接下来，使用附图来描述本专利技术的实施例。图1示出了依照本专利技术的压控振荡器(VCO)的实施例以及使用振荡器作为基准信号生成源的高频IC相关部分的配置示例。在图1中，相对于虚线A的左侧示出的电路是作为半导体集成电路在诸如单晶硅的一个半导体芯片上形成的。所述实施例的压控振荡器(VCO)10包括串联连接在源电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于通信的半导体集成电路，包括：振荡器，包括多个固定电容元件、连接至所述固定电容元件的开关元件、多个可变电容元件以及连接至所述可变电容元件的开关元件，并且能够以对应于由所述开关元件有选择地连接的固定电容元件和可变电容元件以及振荡 元件的合成电容值的频率振荡；以及控制电路，用于接收输入控制信号并且生成用于依照所述可变电容元件的特征来控制开关元件的控制信号。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：松井俊树，笠原真澄，林范雄，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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