压控震荡器制造技术

压控震荡器包含电感电容槽电路、交叉耦合对电路以及转导调整电路。电感电容槽电路提供一电感值与一电容值。交叉耦合对电路耦接于电感电容槽电路，具有以交叉耦合方式相耦接的第一晶体管及第二晶体管。转导调整电路依据第一控制信号来调整压控震荡器的转导值，其包含第三晶体管耦接至第一晶体管与第一开关单元；以及第四晶体管，耦接至第二晶体管与第一开关单元。第一控制信号控制是否将第一开关单元导通以调整压控震荡器的转导值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种压控震荡器，特别指一种具有宽可调范围的压控震荡器。
技术介绍
在无线通讯设备中，例如手机、无线网卡等，压控震荡器(voltage controlled oscillator, VCO)为一关键组件，通常搭配着相位频率检测器(Phase Frequency Detector, PFD)、电荷泵(Charge Pump， CP)、 4氐通滤波器(Low Pass Filter)与分频器(Frequency Divider)而形成一频率合成器(Frequency Synthesizer),用以产生不同频率的信号。因此，如何改善压控震荡器的性能、 降低功耗、降低成本，则成为现今行动通讯市场的新挑战。于先前技术中，通常是利用变容器(varactor )或者可切换电容(switchable capacitor)来调整压控震荡器的震荡频率，若是只靠增加电容来增加压控震荡 器的调整范围(tuningrange),会造成在低频的时候，电容太大而压控震荡器 的电压振幅太小，甚至无法起振。为了解决这个问题，通常会采用下列几种 方式，例如增加电流、增加可切换电感(switchable inductor)或者使用闩锁 型混波器(latch-type mixer)或正交型压控震荡器(quadrature type VCO )，然 而，这些方式易造成电流功耗变大、面积增加或是Q值下降、或者相位噪声 较差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种压控震荡器，利用调整交叉耦合晶体管 对的数量来控制压控震荡器的电压振幅及调整范围，以解决先前技术中的问 题。本专利技术的实施例披露了 一种压控震荡器。该压控震荡器包含一 电感电容 槽电路、 一交叉耦合对电路以及一转导调整电路。该电感电容槽电路用来提 供一电感值与一电容值以决定一共振频率。该交叉耦合对电路耦接于该电感 电容槽电路，具有以交叉耦合方式相耦接的一第一晶体管及一第二晶体管。该转导调整电路耦接于该交叉耦合对电路，用来依据一第 一控制信号以调整 该压控震荡器的一转导值，该转导调整电路包含 一第三晶体管，耦接至该第一晶体管与一第一开关单元；以及一第四晶体管，耦接至该第二晶体管与该第一开关单元。其中，该第一控制信号控制该第一开关单元，控制是否将 该第一开关单元导通，使得该第三晶体管实质上并联于该第一晶体管，该第 四晶体管实质上并联于该第二晶体管，以调整该压控震荡器的该转导值。其 中，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管以及该第四晶体管各为一P型晶体管，或者各为一N型晶体管。 附图说明图1为本专利技术第一实施例的压控震荡器的示意图。 图2为共振频率与晶体管对导通数目的关系图。图3为第1图所示的压控震荡器的振幅与晶体管对导通数目的关系图。 图4为本专利技术第二实施例的压控震荡器的示意图。 图5为本专利技术第三实施例的压控震荡器的示意图。主要组件附图标记100、 400、 500 压控震荡器110 电流源120 电感电容槽电路130、 430 交叉耦合对电路530 第一交叉耦合对电路540 第二交叉耦合对电路140、 440 转导调整电路540 第一转导调整电路640 第二转导调整电路150 电感单元 160 切换式电容单元L 偏压电流 Vdd 工作电压L， 第一电感 L2 第二电感SW2 第二开关 C 电容Ctrh、 Ctrl2、 Ctrl3 控制信号Q,、 Qr 第一晶体管Q2、 Q2，q31~q3n、 q31'-q3n' Q41 ~ q4n、 q41, ~ q4n,SW ~SW1N、 SWh， SW!n，Q5 Q6Q71 ~ Q7N Qsi ~ Qsn sw31 ~ SW3NVfixedN,、 N2、 N3 A、 B、 C第五晶体管曰-体管曰曰 曰第七晶体管 第八晶体管 第三开关 固定振幅 导通数目 曲线第二晶体管第三晶体管 第四晶体管第一开关具体实施例方式请参考图1。图1为本专利技术第一实施例的压控震荡器100的示意图。压 控震荡器100包含(但不限于) 一电流源110、 一电感电容槽电路120、 一交 叉耦合对电路130以及一转导调整电路140。电流源110耦接于一工作电压 Vdd与电感电容槽电路120之间，用来提供一偏压电流^。电感电容槽电路120 包含一电感单元150以及一切换式电容单元160,分别用来提供一电感值与 一电容值以决定一共振频率f。，其中，电感单元150具有一第一电感L，及一 第二电感L2,耦接于电流源110,而切换式电容单元160耦接于电感单元150， 其具有复数个电容C及复数个相对应的第二开关SW2,各个电容以并联方式 彼此耦接在一起，其中每一个第二开关SW2用来依据控制信号Ctrb控制所 对应的电容C。交叉耦合对电路130耦接于电感电容槽电路120，具有以交叉 耦合方式相耦接的一第一晶体管Qi及一第二晶体管Q2。转导调整电路140 的用来调整压控震荡器100的一转导值gm，且转导调整电路140具有复数对 晶体管对及复数个相对应的第一开关SW ~ SW1N,且每一对晶体管对包含一 第三晶体管Q3I q3n及相对应的一第四晶体管Q41 ~Q4N，其中每一对晶体管 对所对应的第一开关(SW ~ SW1N )用来依据控制信号Ctrh以控制该对晶体 管对中的第三晶体管(q3广Qw)是否实质上并联于第一晶体管Ql以及第四晶体管(Q4广Q4N)是否实质上并联于第二晶体管Q2，以调整压控震荡器100 的转导值。举例来说，当有一第一开关，例如SWu被导通时，电流源110 所提供的偏压电流Ii流经电感电容槽电路120、交叉耦合对电路130的第三 晶体管SW3，或第四晶体管SW41,以形成第三晶体管SW^实质上并联于第一 晶体管Ql与第四晶体管SW^实质上并联于第二晶体管Q2,虽然，在此状 态下，第三晶体管SW31的源极(source)并非真正地连接至第一晶体管Ql的源 极，但第三晶体管SW31的源极电压与第一晶体管Ql的源极电压是实质上相 等的(例如:同为地电压)，因此，第三晶体管SWw仍可视为质上并联于第一晶 体管Ql,第四晶体管SW^与第二晶体管Q2亦同理。另外，上述的每一第二开关SW2可由一晶体管来加以实现，而每一第一 开关SW -SW1N亦可由一晶体管来加以实现，但本专利技术并不局限于此，亦 可使用其它种类的开关组件。在本实施例中，压控震荡器100具有一增益A,可由下列的式子来表示A = 2xgmxZP (1)其中，gm为压控震荡器100的转导值，而Zp可由另外一个式子来表示Zp丄x丄 (2)由上列两个式子(l)、 (2)可以得到A = 2xgmx (3)假设压控震荡器100的等效电感值Lp与等效电阻值Rs为固定的，则增益A与等效电容值Cp及转导值gm有关，当等效电容值Cp增加时，增益A会随着减少，反之，当等效电容值Cp减少时，增益A会随着增加；另一方面， 当转导值gm变大时，增益A会随着增加，反之，当转导值gm变小时，增益 A会随着减少。由上可知，可透过调整压控震荡器100的等效电容值Cp及转 导值gm来调整增益A，亦即调整压控震荡器100的摆幅(swing )。接下来，进一步说明如何控制转导调整电路140中的各晶体管对来调整 压控震荡器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压控震荡器，包含：　一电感电容槽（ＬＣＴａｎｋ）电路，用来提供一电感值与一电容值；　一交叉耦合对电路，耦接至该电感电容槽电路，具有以交叉耦合方式相耦接的一第一晶体管与一第二晶体管；以及　一转导调整电路，耦接至该交叉耦合 对电路，用来依据一第一控制信号以调整该压控震荡器的一转导值，该转导调整电路包含：　一第三晶体管，耦接至该第一晶体管与一第一开关单元；及　一第四晶体管，耦接至该第二晶体管与该第一开关单元；　其中，该第一控制信号控制该第一开关 单元，控制是否将该第一开关单元导通，使得该第三晶体管实质上并联于该第一晶体管，该第四晶体管实质上并联于该第二晶体管，以调整该压控震荡器的该转导值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仁杰，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]