具有用于自测试的片上噪声源的射频集成电路及其制造方法技术

本发明专利技术涉及具有用于自测试的片上噪声源的射频集成电路及其制造方法。具有用于在进行测试和／或校准时使用的片上噪声源的射频集成电路。例如，一种射频集成电路包括：至少一个噪声源，其位于所述射频集成电路上，所述噪声源由数字输入控制；以及射频电路，其位于所述射频集成电路上并被耦合到所述噪声源，其中所述射频电路的至少一个属性可通过所述数字输入控制所述噪声源来确定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频集成电路，更具体而言，涉及用于对这样的射频集成 电路进行测试的4支术。
技术介绍
通常通过施加两个不同电平(level)的输入噪声并测试输出功率的改 变来测试无线电接收器集成电路(IC)的噪声系数(NF)和插入增益，例 如，参见2006年10月12日的安捷伦公司应用报告57-l中的"Fundamentals of RF and Microwave Noise Figure Measurements" ， 2004年3月19日的 安捷伦乂^司应用净艮告57-2中的"Noise Measurement Accuracy — The Y-Factor Method"，和2000年11月21日的安捷伦公司应用报告57-3中 的"10 Hints for Making Successful Noise Figure Measurements"，在此并 入其公开的内容作为参考。通过噪声源提供两个不同电平的噪声，该噪声源通常由反向偏置为雪 崩击穿的低电容二极管构成。然而，在毫米(mm)波频率(约大于30千 兆赫或GHz)处，噪声源很昂贵而且难以制造。此外，噪声源通常具有难 以连接到要被测试的射频集成电路(RFIC)的波导连接器。用于在测试中 与RFIC形成电接触的晶片探针本身是昂贵和易碎的，而且它们需要精确 的机械操作以提供可重现的结果。具有多个RF输入的RFIC存在特定的问题，因为任何可用于将一个 噪声源切换到多个RFIC输入的任何开关都具有干扰测试精度的插入损 耗，而对于将噪声源切换到多个RFIC输入的开关的需要同样会使测试变 慢，这在制造环境中是非常不希望的。例如，用于4x4相控天线阵列的接 收器具有16个输入，从成本的角度考虑，不允许提供16个噪声源，而从测试时间和测试精度的角度考虑，将一个噪声源切换到16个RFIC输入是 不可接受的。因此，用于对微波频率的RFIC进行制造测试的技术在mm 波频率是不可接受的。很多电子系统和IC都结合了自测试的特征，例如，参见Roeder等人 的美国专利No. 6，834，991; Shrinkle的美国专利No.5，585，974; Darabi等 人的美国专利No. 7,233,772; Wu等人的美国专利No. 7，139，540; Moloudi 等人的美国专利No. 6,917,789; Ziperovich的美国专利No. 5,737,342; Rofougaran等人的美国专利No. 7，082，293; G. Evans等人在2005年IEEE 电子器件与固态电路^i义(EDSSC )第669-672页发表的"On-Chip Built-in Self-Test of Video-Rate ADCs Using a 1.5V CMOS Gaussian Noise Generator" ; Tagawa等人的美国专利No. 4,772,945;和Hayashi等人的 美国专利No. 6,779,144，在此并入其公开的内容作为参考。在上面引用的Shrinkle、 Ziperovich、 G. Evans等人的文献中描述了 具有自测试或校准特征并使用片上噪声的IC， Shrinkle和Ziperovich描述 了用数字噪声发生器测试的IC。这些数字噪声发生器使用按伪随机序列切 换的数字逻辑电路产生白高斯(Gaussian)噪声。然而，这样的数字噪声 发生器对于测试RFIC的噪声系数(figure)和插入增益是无用的，这是因 为噪声发生器不能产生足够高的匹配RFIC的输入频率的噪声。G. Evans 等人使用噪声互补金属氧化物半导体(CMOS)运算放大器产生白噪声， 因为噪声频率不够高，因此这样的噪声源同样不能用于测试RFIC的噪声 系数和插入增益。Roeder等人描述了用高频RF噪声源自测试的系统。然而，该系统和 噪声源并未包含在RFIC上。在此并入其公开的内容作为参考的Seabaugh 的美国专利No. 5,554,860描述了使用共振隧穿晶体管的噪声发生器。然而， 该噪声源不能用于RFIC或系统的自测试，并且该噪声源也未包含在RFIC 上。
技术实现思路
6声源的射频集成电路。例如，在本专利技术的第一方面， 一种射频集成电路包括位于所述射频 集成电路上的至少一个噪声源，所述噪声源由数字输入控制；以及射频电 路，其位于所述射频集成电路上并被耦合到所述噪声源，其中所述射频电 路的至少一个属性(attribute)可通过所述数字输入控制所述噪声源来确 定。所述噪声源可以被集成在所述射频电路中。例如，所述噪声源可以是 所述射频电路的低噪声放大器的一部分。可通过所述数字输入控制所述噪声源来确定的所述射频电路的所述属 性可以是噪声系数值和/或插入增益值。在一个实施例中，控制所述噪声源 以向所述射频电路施加两个不同电平的输入噪声和测量所述射频电路的输 出功率改变。位于所述射频集成电路上的所述射频电路优选工作在约毫米波频率的 范围内。所述射频集成电路可以操作为无线电接收器。在本专利技术的第二方面， 一种射频集成电路包括两个或更多的噪声源， 其位于所述射频集成电路上，所述两个或更多的噪声源由两个或更多的数 字输入控制；以及射频电路，其具有两个或更多的射频输入，所述射频电 路位于所述射频集成电路上并被耦合到所述两个或更多的噪声源，其中所的对应的射频输入相关联，而且其中所述射频电路的至少一个属性可通过 由所述两个或更多的数字输入控制所述两个或更多的噪声源来确定。 所述射频集成电路可以操作为相控阵或定向束系统的一部分。 在本专利技术的第三方面， 一种噪声放大器包括噪声源，用于产生多个 电平的噪声，所述噪声源包括以雪崩击穿模式操作的双极晶体管，所述噪 声源由数字输入控制；以瓦故大器，被耦合到所述噪声源，用于放大所述 噪声源产生的所述输入噪声。所述双极晶体管可以是硅锗负正负双极晶体管，其中所述双极晶体管7被偏置为集电极到发射极电压大于基极开路时的集电极到发射极击穿电 压。而且，在另一实施例中，所述噪声放大器电路还包括由另一数字输入 控制的开关，所述开关用于选择输入阻抗值。在本专利技术的第四方面中，一种制造射频集成电路的方法包括以下步骤 在所述射频集成电路上形成至少一个噪声源，所述噪声源由数字输入控制 并根据硅制造工艺形成；以及在所述射频集成电路上形成耦合到所述噪声 源的射频电路，其中所述射频电路的至少一个属性可通过所述数字输入控 制所述噪声源来确定。本专利技术的这些和其它目的、特征和优点将通过下列其示例性实施例的 详细描述而变得显而易见，可以结合附图来阅读下列描述。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的在输入低噪声放大器中并入了片 上噪声源的无线电接收器集成电路。图2A示出了根据本专利技术的实施例的并入了用于在进行片上测试时使 用的片上噪声源的输入低噪声放大器的第一级。图2B示出了根据本专利技术的另一实施例的并入了用于在进行片上测试 时使用的片上噪声源的输入低噪声放大器的第一级。图3示出了根据本专利技术的实施例的在输入低噪声放大器中并入了片 上噪声源的具有多个射频输入的无线电接收器集成电路。图4A和图4B示出了根据本专利技术的实施例的通过在雪崩击穿(碰撞电 离)条件下操作的NPN SiGe双极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频集成电路，包括：　至少一个噪声源，位于所述射频集成电路上，所述噪声源由数字输入控制；以及　射频电路，位于所述射频集成电路上并被耦合到所述噪声源，其中所述射频电路的至少一个属性可通过所述数字输入控制所述噪声源来确定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA弗洛伊德，DR格林伯格，RM马拉迪，BA厄纳，SK雷诺兹，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]