TWI229975B - Oscillator circuit and L load differential circuit achieving a wide oscillation frequency range and low phase noise characteristics - Google Patents
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Description
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五、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於振盪電路及雷 定而M 久胥感負載差動電路，更特 心阳δ ，係有關於使用LC共振 人竹 該te潘兩。Α 電路之振蘯電路和可裝載於 这振盪電路之電感負載差動電路。 衣我於 【先前技術】 成可ίί機所代表之無線機器’ I求將接收信號頻率轉換 J:::之低頻信號及將傳送信號頻率轉換成高頻信號之 局。Ρ振遭電路寬振盈頻㈣s及純㈣㈣近之雜訊 (相位雜訊）低。 係局部振盪電路之一之電壓控制振盪電路（vco : Voltage Control Oscillator)係利用電路之正回授之振 盘現象之電路，依據控制信號可控制振盪頻率。一般，在 VC0有利用共振電路之方法和利用電路之延遲時間之方 法。 在利用共振電路之VC0上，例如如在A Yamagishi et al. ， "A Low Voltage 6-GHz-Band CMOS Monolithic LC-Tank VCO Using a Tuning-Range Switching Technique" ， IEICE Trans. Fundamentals ， vol. E84- A，ηο·2，Feb.2001·之記載所示，在利用電晶體之正 回授電路之負性電阻特性之振盪電路上，已知負電導LC振 盪電路。本振盪電路因使用依據電感元件和電容元件之LC 共振電路，得到良好之相位雜訊特性，期待對手機用V C 0 之應用。
2075-5812-PF(Nl);Ahddub.ptd 第6頁 1229975 五、發明說明（2) 在此，以負電導LC振盪電路為例說明以往之vc〇之構 造及動作。 以往之VCO由以下之構件構成，LC共振電路，由2個電 感元件和2個二極體元件構成；及正回授電路，由將彼此 之電晶體之閘極和汲極交叉連接之2個電晶體構成。 在本構造，設各電晶體之互導為gm時，因Rin= _ 2/g^，輸入阻抗之絕對值|Rin |和lc共振電路之等價並聯 電阻之值相等，或者若係該值以下，vc〇振盪。在此，設2 個電感元件之電感值為L1=L2 = L、可變接面電衮 時，則此時之振盪料u式⑴計p ^為Cvar f〇SC …(1) 因此，可藉著依據和二極體元件連接之控制電壓使得 接面電容Cvar可變控制振盪頻率fQsc。 此外’ VCO之振盪振幅agsc用式（2)表示，成為和振盪頻 率f〇sc成正比之值0 A〇sc 00 2?r f0SCL . . . (2) 而’上述之差動構造之¥(：〇内含之LC共振電路在 1 2GHz之用途，在也、集化時之面積上，以集中常數之a型 為主流。在電容元件上，主要使用可變電容（變容二極 _ 體）。而，電感7L件使用由螺旋狀之配線和拉出線配線構 成之螺旋狀電感器，一般和電晶體元件一起在 形成。 土
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五、發明說明（3) ，[電感元件之電感值依據螺旋之形一的 足，只要不變更光罩設計，無法調整。 ，的决 夫2 ,在同一基板上形成之電晶體元件因製程之變動， Π員示如設計之特性，在和電感 配，成為降低良率之要因。 "'玍阻抗不匹 平8二； 疋件之狀態也可改變電感值之電感可變元件。 玖 4上^ i在特開平7-1 42258號公報之電感可變元件在槿 ^ l括螺旋電極，在半導體基板上 冓 開關電路，用以將兮嫂&攸上厶甶絕緣膜形成；及 . 用以將忒螺旋電極之各繞圈部分短路。 在本構造，開關電路按照既定 通狀態時，將對岸之嫂# =之作用電壓破驅動至導 果，電片： 繞圈部分局部短路。結 果j感可變…圏數變化，可改變整體之電感值。 可微電t在之。◦之振盈頻率。之控制如上述所‘，利用 振電路之等價並；電以低因；容Cvar增加LC共 振盪狀態之可能性；= : = 發生VC〇偏離 難貝現見振盪頻率範圍。 此外，V C 0之振場A m < 低頫帶据湯柘A- A 振幅A〇SC因和振盈頻率f〇SC成正比，在 厂辂:，振咖減少’因振蘯信號相對於雜訊之比變 小，發生相位雜訊特性劣化之問題。 #訊之比變 在上述之電感可變元件，由 開關電路之導i甬雷Ha ^ 1干甲聯之 開關：裕之導通電阻’發生Q值降低 該電感元件所構成之括，.甚+ A , 固此在由 再风《振遗電路，引起相位雜訊特性劣化。
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本發明之目的在於提供一種振盪電路，包 率範圍和低相位雜訊特性。 見振盪頻 裝載於該振盪電路，實現上述之性能 本發明之別的目的在 裡电敏員戟差動電路 【發明内容】 若按照本發明之一種形 授振盪之振盪電路，LC共振 感值可變之電感可變部和電 若按照本發明之別種形 體和向一對電晶體回授連接 振盪電路，LC共振電路包括 有第一及第二輸出入端子， 同的連接，使電感值可變； 及第二電感可變部之第一輸 電感可變部包括：螺旋狀之 為起點，在半導體基板上經 二開關電路，第一端子和該 二端子和該第二輸出入端子 第二開關電路之中之其中一 導通之第二開關電路之連接 氣上連接。第一開關電路按 變成導通，將該第一及第二 本發明如以上之說明所 恶，係利用LC共振電路之正回 $路包括利用開關電路使得電 容元件之並聯共振電路。 態，係由交又耦合之一對電晶 之差動型之LC共振電路構成之 :第一及第二電感可變部，具 第二輸出入端子和固定節點共 及第一開關電路，接在該第一 出入端子之間。各第一及第二 配線層，以該第一輸出入端子 由層間絕緣膜形成；及複數第 配線層之任意之位置連接，第 共同的連接。振盪電路當複數 個變成導通時，將配線層上之 位置和該第二輸出入端子在電 照該第二開關電路變成導通而 電感可變部在電氣上連接。 示’因藉著使LC共振電路之電
1229975 五、發明說明（5) ----- 感值可變控制振盪電路之振盪頻率，不會伴隨在低振盪頻 帶之相位雜訊特性之劣化，可實現包括寬振盪頻率範圍而 且低相位雜訊特性之振盪電路。 又，藉者利用在該電感可變部之間所配設之開關電路 將差動型之LC共振電路内含之2個電感可變部在電氣上連 接構成電感器對，可抑制共振電路之Q值劣化，在電壓控 制振盪電路可得到低相位雜訊特性。此外，差動型之LC共 振電路若採用不連接電容元件之構造，也可用作 Q值及可變電感值之電感負載差動電路。 作…的 自和附加之圖面相關的理解之關於本發明之如下之詳 細之說明將明白本發明之上述及其他之目的、特徵、形態 以及優點。 〜 【實施方式】 以下’參照圖面詳細說明本發明之實施例。此外，圖 中同一符號表示相同或相當之部分。 實施例1 圖1係表示本發明之實施例1之振盪電路例之構造圖。 此外，在以下之實施例，使用電壓控制振盪電路說明振盪 電路例。 參照圖1 ’電壓控制振盪電路由以下之元件構成，差 動型之LC共振電路’由電感可變之電感可變部Lvar 1、 Lvar2和電容元件Cl構成；及正回授電路，由n通道電 晶體Ml、M2構成。
2075-5812-PF(Nl);Ahddub.ptd 第10頁 1229975 五、發明說明（6) ------- 電感可變部Lvarl、Lvar2各自具有第一及第二輸出入 端子，第二輸出入端子和外部電源節點Vdd共同的連接。 而，第一輸出入端子各自和輸出節點〇UT、〇UTB連接。在 電感可變部Lvarl、Lvar2之第一輸出入端子間還連電容元 件C1在電壓控制振盪電路之振盪頻率fGsc可自電感可變部 之電感值和電容值求得。 正回授電路包括N通道MOS電晶體M1，在電感可變部
Lvarl和定電流源Ibias之間在電氣上連接；及N通道m〇s電 晶體M2，在電感可變部Lvar2和定電流源Ibias之間在電氣 上連接。 N通道MOS電晶體Ml、M2彼此之開極和另一方之汲極交1 叉連接，構成交叉耦合構造。 其次，說明圖1之電壓控制振盪電路之動作。 參照圖1，電壓控制振盪電路之正回授電路因可看成 二端子電路.，自N通道M0S電晶體M1、…之汲極看到之輸入 阻抗Rin以Rin= ~2/gm表示。在此，gm係各N通道M〇s電晶體 之互導。因此，輸入阻抗Rin之絕對值丨Rin丨和LC共振電 路之等價並聯電阻之值相等，或者若係該值以下，本電路 振盪。此外，本電路也稱為r負電導LC振盪電路」。 在此’在本電路滿足上述之振盪條件時，設電感可變_ 部Lvarl、Lvar2之電感值為l、電容元件^之電容值為q 時，用式（3)計算振盪頻率。此外，忽略各被動元件及 配線％具有之寄生電容。
ΪΜ 1229975 五、發明說明（7) f〇sc …G) 又，用式（4)計算振盪振幅aqsc。 A03C 2k f0SCL ---(4) 由式（3 )得知，振盪頻率f〇sc按照電感值L變化。例如， 若使電感值L變大，振盪頻率fGsc降低。此時，參照式（4 )， 因藉著電感值L之增加降低振盪頻率f()sc，在低頻帶也抑制 振盪振幅A〇sc劣化。因此，可避免在以往之v C 0在低振堡頻 帶看到之基於振盪振幅減少之相位雜訊特性之劣化。 在此，在圖1之電壓控制振盪電路，說明構成LC共振 4 電路之電感可變部Lvarl、Lvar2之具體之構造例。 圖2係概略表示電感可變部Lvar 1、Lvar2之構造例之 圖。電感可變部Lvarl、Lvar2因構造相同，在圖2代表性 的說明電感可變部Lvarl。 參照圖2，電感可變部Lvarl包括螺旋狀之配線層，在 圖上未示之半導體基板上經由層間絕緣膜形成；及^ 路SW1〜SW3 。 螺旋狀之配線層例如用鋁或銅等金屬材料形成，其形 狀未限定為圖2所示之四角形，也包括其他之多角形或圓y 形等。 · 開關電路SW卜SW3各自之第一端子和螺旋狀之配 之各圈連接，第二端子和電感元件之輸出入端子連接。曰 開關電路SW1〜SW3各自輸入用以控制開閉動作地 初邛之控制信號
1229975 五 發明說明（8) S卜S3 〇 係表示開關電路卜SW3之構造例之圖。 如可用ΓΛ3，開關電賴n(n係1以上3以下之自然數）例 輸入作M〇S電晶體10構成。N通道M0S電晶體10之閘極 開閉。二二制k號以之控制電壓Vsw時，按照其電壓位準 10 # λ ί控制電麼Vsw係以高電位）位準’ N通道·M0S電晶體 通，將螺旋狀之配線層之對應部分和電感元件之 /入$端子在電氣上連接。而，若控制電壓Vsw係1^(低電 )位準，N通道m〇S電晶體10變成不導通。因而，將螺旋 八2配線層之對應部分和電感元件之輸出入端子在電氣上 分離。 _因此，藉著複數開關電路之中選擇一個開關電路後， 輸入Η位準之控制電壓Vsw，而在剩下之開關電路輸入匕位 準之控制電壓Vsw，可得到所要之電感值。 此外，在圖2之構造之電感可變部，因在螺旋狀之配 線層之各圈設置開關電路SWhSW3，可得到離散之電感 值。 又，在圖3，在開關電路上使用n通道MOS電晶體，但 是也可用雙極性電晶體或GaAsMESFET(Metal
Semiconductor Field Effect Transistor)替代 N 通道 m〇S《 電晶體。 圖4係表示圖2之電感可變部Lvarl之等價電路圖。 參照圖4，電感可變部利用在各圈配設之開關電路 SW1〜SW3分割成3個電感元件LI、L2、L3。在此，將各電减
2075-5812-PF(Nl);Ahddub.ptd 第13頁 1229975 五、發明說明（9) 元件之電感值各自設為LI、L2、L3。 例如，使開關電路SW1變成導通時，電感元件整體之 電感值變成L1。又，使開關電路SW 2變成導通時電感值變 成（L1+L2)。於是，藉著使開關電路SW卜SW3之其中一個選 擇性的變成導通，可將所得到之電感值設成以L1以上 (L1+L2 + L3)以下為可變範圍之離散之值。 圖5係表示將圖2〜4所示之電感可變部應用於在圖1之 電壓控制振盪電路之電感可變部Lvarl、Lvar2時之電路構 造圖。 在圖5之電壓控制振盈電路’以圖4所示之等價電路表_ 示在圖1之LC共振電路之電感可變部Lvarl、Lvar2。在各 圈配設開關電路SW卜SW3、開關電路SWld〜SW3d。關於LC共 振電路之電容元件C1及正回授電路之電路構造和圖i之％〇 係一樣。因此，省略詳細說明。 開關電路SW 1及SW 1 d構成一組開關電路群。一樣的， 開關電路SW2及SW2d、開關電路SW3及SW3d各自構成一組開 關電路群。 在本構造’選擇3組開關電路群之中其中一組開關電 路群後，開關電路SWn及SWnd變成導通。此時，剩下之開 關電路群之各開關電路依然不導通。例如，開關電路 _ SW1、SWld變成導通時，電感可變部Lvarl、Lvar2之電感 值各自變成L1。即’藉著使開關電路群之1組選擇性的變 成導通，如上述所示，可令電感可變部之電感值以Li以上 (L1+L2 + L3)以下為可變範圍離散的變化。結果，電壓控制
1229975 "" 五、發明說明（10) 振盪電路之振盪頻率f〇sc之可變範圍可用式（5)表示。 ^ f〇sc ^ 2rr^c · _ (5) 此外’因在本振盪頻率可變範圍之中之低頻帶也藉著 電感值L之增加振盪振幅心沉不劣化，不會引起相位雜訊劣 化。 ，因此，若依據本發明之實施例丨，可實現具有寬振盪 頻率範圍和低相位雜訊特性之電壓控制振盪電路。 實施例1之變更例 於是，本實施例之振盪電路係藉著在LC共振電路使用 電感可變部改善振盪頻率可變範圍和相位雜訊特性之權衡 關係。關於電感可變部，藉著切換在螺旋狀之配線層所設 置之開關電路，可容易的得到各種電感值。以二 可變部之構造之別的變更例。 ”月電s 圖6係概略表示圖2、4之電感可變部Lvari之第一變更 例之構造圖。此外’關於電感可變部Lvar2，因和電咸可 變部Lvari之構造相同，省略說明。 〜 參照圖6 ’電感可變部Lvar 1在螺旋狀之配線層之各 1/4圈配設開關電路SW1〜SW4，成為在圖2、4之電威元件再 增設開關電路之構造。 & 在本構造，也藉著使開關電路SW卜SW4之其中_個選 擇性的變成導通，可得到所要之電感值。此外，藉著增^加 開關電路之配置數，可擴大電感值之可變範圍而且可更微 細的控制。 2075-5812-PF(Nl);Ahddub.ptd 第15頁 1229975
她因V/在圏1之電壓控制振盪電路之LC共振電路裝 Ϊ圖6:曰電上可變部，可使振逢頻率W之頻率可變範圍變 mr β微細的控制。此外，開關電路之配置數和對 之配線層之連接位置未限定為本， 的調整，可得到所要之振盪頻率。 ~ 此外，在頻率可變範圍之低頻帶，也因利用大的電感 二ρ制振盪振幅aqsc之減少，避免相位雜訊特性劣化。 育施例1之變更例2 圖7係概略表示圖2、4之電感可變部Lvarl之第二變更 例之構造之等價電路圖。 *參照圖7，電感可變部Lvari成為在圖4之電感可變部 之等價電路除了在各圈所配設之開關電路SWhSW3以外， 再附加開關電路SW4、SW5之構造。 開關電路SW 4在輸出入端子1和輸出入端子2之間和電 感元件L1〜L3並聯。開關電路SW5在輸出入端子1和開關電 路SW2之一個端子之間和電感元件L1、L2並聯。
在本構造，也藉著使開關電路SW卜SW5選擇性的變成 V通，可令電感值按照更細之步級變化。例如，當只使開 關電路SW1變成導通時，得到電感值L1。只使開關電路SW2 變成導通時，電感值變成（L1+L2)。一樣的，若使開關電 路SW3變成導通，電感值變成（L1+L2 + L3)。 此外，若使開關電路SW4、SW3變成導通，電感值變成 幾乎〇。又，若使開關電路SW4、SW3變成導通，電感值變 成L3 〇
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, 於是，藉著複數開關電路之開閉之組合，可令電感值 微細的變化。目在匕，若將圖7之電感可變部應用於圖工之電 壓控制減電路之LC共振電路，可使錢頻率^之頻率可 變範圍變寬，而且可更微細的控制。 實施例1之變更例3 圖8係概略表示圖2、4之電感可變部Lvai^之第三變更 例之構造之電路圖。 參，圖8，電感可變部Lvarl成為在圖2所示之電感可 變部之等價電路除了在各圈所配設之開關電路SW卜SW3以 外，再附加開關電路SW4〜SW9之構造。 開關電路SW4〜SW6各自和電感元件L1〜L3並聯。開關電 路SW7在電感元件L2之一端和電感元件L3之一端之間並 聯。開關電路SW8在電感元件li之一端和電感元件L2之一 端之間並聯。開關電路SW9在電感元件L1之一端和電感元 件L3之一端之間並聯。 在本構造’也藉著使開關電路SWpSW5選擇性的變成 導通’對於圖2及圖7所示之電感可變部，可得到更微細控 制之電感值。 例如，若使開關電路SW2、SW4變成導通，可得到電感 值L2。又，藉著使開關電路SW3、SW8變成導通，得到電感孀1 值L3。又，若使開關電路sw3及SW4變成導通，得到電感值 (L2+L3)。 於是，藉著複數開關電路之開閉之組合，在電感值之 可變範圍内，可更微細的設定。因此，若在圖1之電壓控
2〇75-58l2-PF(Nl);Ahddub.ptc 第17頁 1229975__ 五、發明說明（13) 制振盪電路之LC共振電路裝載圖8之電感可變部，可使振 盈頻率fGSC之頻率可變範圍變寬，而且可更微細的控 實施例1之變更例4 工。 圖9係表示圖2之電感可變部Lvarl之第四變更例 造之電路圖。 稱 參照圖9 ’電感可變部Lvarl包括複數電感元件 L1〜L3，電感值不同；及開關電路sn〜sw3，在各電感元件 之圖上未不之螺旋狀之配線層之一端和輸出入端子之間連 接。 圖2之電感可變部藉著在一層螺旋狀之配線 數開關電路，使得電感值可變，而圖9之電感元件採^ 一層螺旋狀之配線層包括一個開關電路之構造。因此， 圖9之電感可變部 拉装口你$ 元件對#之門有所要之電感值之電感 件對應之開關電路變成導通，可令電感值變化。 可變部因並聯的配置複數螺旋狀之配線 數減少’:、且有ί變大’但是因每個電感元件之開關電路 數咸 八有電路構造變成簡單之優點。 實施例2 # 外，Γ實〇:ΙΐΓ一本/明之實施例2之振遺電路例之圖。此 路例。 樣，使用電壓控制振盪電路說明振盪電 參照圖1 〇，雷厭k 振盪電路，只在使=32相對於圖1之電壓控制 變上不同，關於f構成 電之電容元件之電容值可 ㈣^同之部分不重複說明。
1229975 五、發明說明（14) LC共振電路由以下之構件構成，電感可變部Lvari Lvar2各自接在外部電源節點Vdd和輸出節點〇υτ、〇UTB 之=;可變電容元件Cvar，接在電感可變部Uarl、Lvar2 之第一輸出入端子之間。在以下，將各被動元件之 及電容值各自設為L、C。 在本構造，忽略各被動元件或配線等之寄生電容等 時，用式（6)計算電壓控制振盪電路之振盪頻率。 f〇sc = …⑹ 又，用式（7)計算振盪振幅A()sc。
A
OSC 2/Γ f0 sc
L 由式（6 )得知，因按照電感值l和電容值c之2個變數之 組合決定振盪頻率fGSC，相對於只以電感值為變數之實施例 1之電壓控制振盡電路，可使振盪頻率之可變範圍更寬。 又，和實施例1 一樣，因藉著使電感值L增加可降低振 盪頻率，在低振盪頻率也可使振盪振幅agsc之劣化變小。進 而，因抑制在低振盪頻率之相位雜訊特性之劣化，可改盖 振盪頻率之可變範圍和相位雜訊之權衡。 實施例3 圖11係表示本發明之實施例3之振盪電路例之構造之 . 電路圖。此外，使用電壓控制振盪電路說明振盪電路例。 參照圖11 ’電壓控制振盈電路相對於圖1之電壓控制 振盪電路，在差動型之LC共振電路之電感可變部Lvarl和 電感可變部Lvar2之間附加了開關電路swidd〜SW3dd之構
1229975 五、發明說明（15) 造’關於共同之部分省略說明。 電感可變部Lvarl、Lvar2和2之電感可變部Lvarl — 樣’各自包括在各圈配設之開關電路5#卜^3、開關電路 SWld〜SW3d 。 此外’在開關電路SW1、SWld之間配設開關電路 SW1 dd。在開關電路SW2、SW2d之間配設開關電路SW2dd。 在開關電路SW3、SW3d之間配設開關電路SW3dd。此外，用 開關電路SW1、SWld、SWldd構成1組開關電路群1，用開關 電路SW2、SW2d、SW2dd構成1組開關電路群2，用開關電路 SW3、SW3d、SW3dd構成1組開關電路群3。 藉著選擇開關電路群1〜3之其中一群，將構成之開關 電路SWn、SWnd、SWndd(n係1以上3以下之自然數）都驅動 至導通狀態。結果，電感可變部Lvarl和電感可變部Lvar2 變成在電氣上連接之狀態’構成電感器對。 圖1 2係概略表示在圖11之電壓控制振盪電路之開關電 路群卜3之構造之電路圖。因開關電路群卜3之構造共同， 代表性的說明開關電路群1之構造。 如圖1 2所示’開關電路S W1、S W1 d各自在外部電源節 點V d d和電感元件L1之間並聯，還在開關電路g⑶1、s ψ 1廿之 間連接開關電路SWldd。 以下說明設置了開關電路SWldd〜SW3dd之效果。 在圖11之電壓控制振盪電路，選擇一組開關電路群後 變成導通。例如’若選擇開關電路群1，開關電路S W 1、 SWld、SWldd變成導通。因而，將外部電源節點Vdd和輸出
1229975 五、發明說明（16) 節點OUT、OUTB之間之電感可變部Lvar 1、Lvar2之電感值 各自設為L1。 電感可變部Lvarl、Lvar2還經由開關電路swidd變成 在電氣上連接之狀態。此時只抽出開關電路群1之等價電 路可用圖1 3表示。此外，電阻元件R係各開關電路之導通 電阻。 在此，在圖1 3之由3個電阻元件R構成之等價電路圖， 將電阻元件R之△連接變換成γ連接後，以圖丨4之等價電路 圖表示開關電路群1。如圖14所示，和圖11之電感可變部 Lvarl、Lvar2内含之各電感元件串聯之電阻成分變成 R/3 〇 而，在圖5之電壓控制振盪電路，在各電感可變部， 和電感元件串聯之電阻成分變成開關電路SW^SW3、 SWld〜SW3d之導通電阻r。即，藉著插入開關電路 SWldd〜SW3dd，可將電阻成分降至1/3。 LC共振電路之q值具有當和電感元件串聯之電阻成分 小時升高，電阻成分大時變低之特性。因此，在本實施例 之電壓控制振盪電路之共振電路，藉著開關電路 SWldd〜SW3dd降低電阻成分，和圖5iLC共振電路相比，可 得到更高之Q值。結果，帶來電壓控制振盪電路之低相位 雜訊特性。 此外，本構造之差動型之LC共振電路不僅可應用於在 本實施例所示之電壓控制振盪料，而且也可應；於以差 動I之LC，、振電路為負載之差動放大器及混合器等μ電
1229975 五、發明說明（17) 路’可實現高Q值之高增益特性及低雜訊特性。又，若不 ，接電谷兀件而只作為電感負載差動電路用於該RF電路 等’也活用使電感值可變之特徵，可實現增益可變之電 路。
圖15係在圖π之電壓控制振盪電路内含之差動型之LC 共振電路表示電感可變部Lvarl、Lvar2之具體之佈置構造 圖0 卜參照圖15，電感可變部Lvarl、Lvar2構成組合2層螺 旋狀之配線層之差動型電感器。在2個電感可變部共同之 輸出入端子1和圖上未示之外部電源節點Vdd連接。而，各 電感可變部之另一方之輸出入端子2、3各自和圖上未示之 電壓控制振盪電路之輸出節點〇1]7、〇UTB連接。 藉著用圖15所示之差動型電感器構成2個電感可變 部，在插入開關電路SWldd〜SW3dd時，可小型的製作，不 會伴隨電路規模之增大。 如以上所示’若依據本發明之實施例3，藉著在2個電 感可變部間所設置之開關電路將2個電感可變部在電氣上 連接構成一對電感器對，因可降低和電感元件串聯之電阻 成刀，可抑制差動型之LC共振電路之q值之劣化，可確保 電壓控制振盪電路之低相位雜訊特性。 · 又，在差動型之LC共振電路，藉著用差動型電感器構 成電感器對，可抑制插入開關電路所伴隨之電路規模之增 大’可在佈置上小型的製作電壓控制振盪電路。 實施例3之變更例
1229975 五、發明說明（18) 圖1 6係表示本發明之實施例3之變更例之電壓控制振 盪電路之構造之電路圖。 參照圖1 6，電壓控制振盪電路相對於圖丨丨之電壓控制 振盡電路’用各自由複數電感元件構成之電感可變部
Lvarl、Lvar2和開關電路swidd〜SW3dd構成差動型之LC共 振電路内含之電感器對。因此，對於和圖11之電壓控制振 盪電路共同之部分，省略詳細說明。 電感器對由以下之構件構成，2個電感可變部Lvarl、 Lvar2 ’對於外部電源節點Vd(i並聯；及開關電路 SWldd〜SW3dd，配設於電感可變部Lvari、Lvar2之間。 電感可變部Lvarl、Lvar2各自和圖9所示之構造相 同。電感可變部Lvarl包括電感值不同之複數電感元件 L1〜L 3 ’各自在外部電源節點v d d和電壓控制振盪電路之輸 出節點OUT之間並聯；及開關電路SWhSW3，在各電感元件 L1〜L 3和外部電源節點v d d之間連接。電感可變部L v a r 2也 一樣’包括電感值不同之複數電感元件L1〜L3，各自在外 部電源節點Vdd和電壓控制振盪電路之輸出節點0UTB之間 並聯；及開關電路SWld〜SW3d，在各電感元件L1〜L3和外部 電源節點V d d之間連接。 在本構造，電感可變部Lvarl、Lvar2各自藉著使複數· 開關電路SW1〜SW3、SWld〜SW3d之其中一個變成導通，可得 到所要之電感值。 此外，和開關電路SWn〜SWnd變成導通，同時設於電感 可變部之開關電路SWldd〜SW3dd之中之對應之一個開關電
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路SWndd變成導通，構成電感器對。因而，和實施例3 一 樣’和電感70件連接之串聯電阻成分降至R/3。因此，在 差動型之LC共振電4 ’因可得到高的〇值，就保證電壓控 制振烫電路之低相位雜訊特性。 此外，和實施例3 —樣，本構造之差動型之LC共振電 路也可應用於差動放大器及混合器等評電路，使得可實現 基於高Q值之高增益特性及低雜訊特性。又，藉著不連接 電容元件而只作為電感負載差動電路用於該以電路等，活 用使電感值可變之特徵，可實現增益可變之電路。 以上，如實施例1〜3所示，本發明之振盪電路係在Lc φ 共振電路，藉著控制在螺旋狀之配線層局部配設之開關電 路使電感值可變，控制振藍頻率，改善振盛頻率可變範圍 和相位雜訊特性之權衡。 此外，在實施例3，在差動型之LC共振電路，藉著構 成經由開關電路將2個電感可變部在電氣上連接之電感器 對’降低和電感元件串聯之電阻成分，實現高的Q值。藉 著在電壓控制振盪電路配設本構造之共振電路，得到低相 位雜訊特性。 而，因開關電路之插入損失依然對於共振電路之Q值 及電壓控制振盪電路之相位雜訊特性之影響大，希望令插· 入損失更降低。 因此，若用例如如Depletion- layer-Extended Transistor(以下也稱為DET)之低插入損失之電晶體構成 開關電路，可更改善相位雜訊特性。
1229975__ 五、發明說明（20) DET具有自以往之CMOS電晶體刪除了P型井和p+絕緣層 以及穿通阻止層之元件構造，藉著實現低源極/汲極之接 面電容及接地電阻，可使得插入損失低。關於DET之詳細 之元件構造，例如請參照文獻"A 1. 4Db Insertion-Loss ， 5GHz Transmit/Receive Switch Utilizing Novel Depletion- layer-Extended -Transistors(DETs) in 0.18 //m CMOS Process"， T.Ohnakado ，et al·IEEE Symposium VLSI Technology Digest Tech. Papers ， 16.4 Jun 2002· 〇 詳細說明了本發明，但這只是舉例表示，未限定如 此，將明白的了解發明之精神及範圍只受到附加之申請專 利範圍限定。
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圖式簡單說明 發明之實施例1之振盘電路例之構造闻 略表示電感可變部之構造例之圖。 圖4係表 圖係表不開關電路例之構造圖。 不圖2之電感可變部之等價電路圖。
Λ將圖2~4所示之電感可變部應心UK 造圖^制振盪電路之電感可變部“盯工'LMd時之電路構 構造^ ^係概略表不圖2、4之電感可變部之第一變更例之 變部之第二變更例之構造 圖7係表示圖2、4之電感可 之電路圖。 圖8係表示圖2、4之電感可變部之第三變更例之構造 之電路圖。 圖9係表示圖2之電感可變部之第四變更例之構造之電 路圖。 例2之振盪電路例之構造之 圖1 〇係表示本發明之實施 電路圖。 圖11係表示本發明之實施例3之振盪電路例之構造之 電路圖。 圖1 2係概略表示在圖丨丨之電壓控制振盪電路之開關電 路群1之構造之電路圖。 圖13係圖12之開關電路群！之等價電路圖。 圖14係表示將圖13之開關電路群！自△連接變換為γ連 接時之等價電路圖。
2075-5812-PF(Nl);Ahddub.ptd 第26頁 1229975 圖式簡單說明 圖15係表示圖Η之電感可變部Lvari、Lvar2之具體之 佈置構造圖。 圖1 6係表示本發明之實施例3之變更例之振盪電路例 之構造之電路圖。 符號說明 1 0〜N通道MOS電晶體； Cvar〜可變電容元件； Ibias〜定電流源； Vdd〜外部電源節點； 1、2、3〜輸出入端子； C卜電容元件； S1〜S9〜控制信號；
Ml、M2〜N通道MOS電晶體；
Lvarl、Lvar2〜電感可變部 SW1 〜SW9、SWld〜SW3d、SWldd〜SW3dd〜開關電&
2075-5812-PF(Nl);/
Claims (1)
1229975 六、申請專概® "~- 1· 一種振盪電路，利用LC共振電路之正回授振盈，該 LC共振電路包括：利用開關電路使得電感值可 ^ 變部和電容元件之並聯共振電路。 2·如申請專利範圍第！項之振盪電路，i 可變部包括： ’、孩胥敷 第一 螺旋 導體基板 複數 連接，第 該複 該配線層 子在電氣 3 ·如 可變部還 電路之中 複數開關 接； 及第二 狀之配 上經由 該開關 —端子 數開關 上之該 上連接 中請專 輸出入端子； 線層，以該第一輸出入端子為起點，在半 層間絕緣膜形成；以及 ‘ 電路，第一端子和該配線層之任意之位置 和§亥第一輸出入端子共同的連接· 電路之中之其中一個變成導通時，將連接 導通之開關電路之位置和該第二輸出入端 之一個 電路之 利範圍第2項之振盪電路，其中，該 包括第二複數開關電路，第一端子和該複數‘關 第一端子連接，第二端子和該 中之其他的一個開關電路之第一端子連
该稷數開關電路之中之其中一個和該第二 路之中之其中一個變成導通時，將連接該配 通之開關電路之位置和該第二輸出入端子在電 4.如申請專利範圍第！項之振盥 孔上連击 可變部包括： ，、t，該電 第一及第二輸出入端子；
1229975 六、申請專利範圍 複數螺旋狀 在半導體基板上 複數該開關 輸出入端子之間 該複數開關 該複數配線層之 之終點和該第二 5.如申請專 電路包括電晶體 6 ·如申請專 共振電路還使該 7 · —種振後 一對電晶體 差動型之LC 該LC共振電 第一及第二 子，第二輸出入 變；及 第一開關電 輸出入端子之間 各該第一及 螺旋狀之配 導體基板上經由 複數第二開
之配線 經由層 電路， 連接； 電路之 中之該 輸出入 利範圍 元件， 利範圍 電容元 電路， ，交叉 共振電 路包括 電感可 端子和 層，以該第一輸出入端子為起點， 間絕緣膜形成；以及 在各該複數配線層之終點和該第二 中之其中一個變成導通時，將連接 變成導通之開關電路之一層配線層 端子在電氣上連接。 曰 第3項之振還電路’其中，該開關 按照控制電壓之電壓位準開閉。 第1項之振盪電路，其中，在該α 件之電容值可變。 包括： 輕合；及 路，向該一對電晶體回授連接； 變部，具有第一及第二輸出入端 固定節點共同的連接，使電感值可 路，接在該第一及第二電感可變部之第一 第二電感可變部包括： 線層，以該第一輸出入端子為起點，在半 層間絕緣膜形成；及 關電路’第一端子和該配線層之任意之位
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六、申請專利範圍 置連接，第二端子和該第二輪+ 該複數第二開關電路之中 2子共同的連接； 該配線層上之該導通之第二開蜇一個變成導通時，將 輪出入端子在電氣上連接；關電路之連接位置和該第二 該第一開關電路按照該第- 導通，將該第-及第二電感可；=路變f導通而變成 8. -種振盈電路，包括：“在電氣上連接。 一對電晶體，交又耦合；及 差動型之LC共振電路，向哕 ...a ^ 該LC共振電路包括：°亥一對電晶體回授連接； 第一及第二電感可變部， 子’第二輸出入端子和固定節第二輸出入端 變；及 疋即點共同的連接，使電感值可 第一開關電路 接在該第一及第 輪出入端子之間各該第一及第二電感可變部包括： 點，！之配線層’以該第-輪出入端子為起 該第二輸接在各該複數之配線層之終點和 連接個變成導通時，將 線層 路之， ，電路按照該第二開關電路變成導通而變成 _ 電感可變部之第
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導通9’：：： —及第二電感可變部在電氣上連接 二申5月專利範圍第7項之振盪電路，其中 及第一電感可變部構成差動型電感元件。、 該第一 ，該第一 ’按照控 ，在該LC 具有： I!.如中請專利範圍第7項之振|電路，其中 汗電路及該複數第二開關電路包括電晶體元件 制電壓之電壓位準開閉。 电-體兀件 1 1.如申請專利範圍第7項之振盪電路，其中 共振電路還使電容元件之電容值可變。 八 12·^一種電感負載差動電路，包括電感器對， I 第：電感可變部，第二輸出入端子和固定節點共同 :連=使電感值可變；及第一開關電路，接在該第一及 第一電感可變部之第一輸出入端子之間； 各該第一及第二電感可變部包括： 螺旋狀之配線層，以該第一輸出入端子為起點，在半 導體基板上經由層間絕緣膜形成；及 複數第二開關電路，第一端子和該配線層之任意之位 置連接’第一端子和該第二輸出入端子共同的連接； 該複數第二開關電路之中之其中一個變成導通時，將 該配線層上之該導通之第二開關電路之連接位置和該第二. 輸出入端子在電氣上連接； 該第一開關電路按照該第二開關電路變成導通而變成 導通’將該第一及第二電感可變部在電氣上連接。 13· —種電感負載差動電路，包括電感器對，異有· 第一及第二電感可變部，第二輸出入端子和固定節點共同
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六、申請專利範圍 的連接，使電感值可變· 及 第二電感可變部之第一蚣2第一開關電路，接在該第 各該第一及第二電端子之間； 複數之螺旋狀之配線 σ匕括· 點，在半導體基板上經由^ ’ ^該第-輸出人端子為起 複數第二開關電路，邑緣膜形成；及 該第二輸出入端子之間；钱在各該複數之配線層之終點和 時’將 —層配 而變成 該複數第二開關電路之中之其中一個變成導通 連接該複數配線層之中之該導通之第二開關電路之 線層之終點和該第二輸出入端子在電氣上連接； 該第一開關電路按照該第二開關電路變成導通 導通，將該第一及第二電感町變部在電氣上連接。
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| KR100760196B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-09-20 | 한국전자통신연구원 | 적응성 부성 저항셀을 장착한 멀티밴드용 ｌｃ 공조전압제어발진기 |
| KR100824783B1 (ko) * | 2006-10-17 | 2008-04-24 | 삼성전자주식회사 | 다중 대역용 저잡음 증폭기 및 다중 대역용 무선 신호수신기 |
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| US7605667B2 (en) * | 2007-04-26 | 2009-10-20 | Mediatek Inc. | Frequency synthesizer with a harmonic locked phase/frequency detector |
| JP2008288741A (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Japan Radio Co Ltd | 帯域制限フィルタ |
| JP2009033643A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路 |
| KR100935969B1 (ko) | 2007-09-11 | 2010-01-08 | 삼성전기주식회사 | 광대역 전압 제어 발진기 |
| JPWO2009041304A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2011-01-27 | 日本電気株式会社 | 発振回路 |
| US8405467B2 (en) * | 2007-11-27 | 2013-03-26 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatuses for inductor tuning in radio frequency integrated circuits |
| TWI353715B (en) * | 2008-01-25 | 2011-12-01 | Univ Nat Taiwan | Inductive-switch, double-band, voltage-controlled |
| TW200950309A (en) * | 2008-05-21 | 2009-12-01 | Ralink Technology Corp | Resonator circuit and voltage-controlled oscillator using the same |
| US7808266B2 (en) * | 2008-12-31 | 2010-10-05 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for evaluating the effects of stress on an RF oscillator |
| US8063712B2 (en) * | 2009-03-03 | 2011-11-22 | Broadcom Corporation | Method and system for voltage controlled oscillator impedance control to optimize performance, efficiency, and power consumption |
| KR101043668B1 (ko) * | 2009-03-04 | 2011-06-24 | 한양대학교 산학협력단 | 능동 인덕터 |
| JP2010272815A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Renesas Electronics Corp | 可変インダクタ |
| US20110018646A1 (en) * | 2009-07-27 | 2011-01-27 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Lc voltage-controlled oscillator |
| US8842410B2 (en) * | 2009-08-31 | 2014-09-23 | Qualcomm Incorporated | Switchable inductor network |
| JP2011101322A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Renesas Electronics Corp | 発振回路及び半導体装置 |
| KR100982037B1 (ko) * | 2009-12-14 | 2010-09-13 | 주식회사 아나패스 | 신호 생성 장치 |
| JP5407842B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2014-02-05 | 富士通株式会社 | 可変インダクタおよびチューナブル高周波デバイス |
| US8319564B2 (en) * | 2010-03-26 | 2012-11-27 | Altera Corporation | Integrated circuits with configurable inductors |
| CN102185562B (zh) * | 2011-03-03 | 2012-11-21 | 西南大学 | 混沌振荡器及其作为随机比特发生器的应用 |
| US8531250B1 (en) | 2011-03-22 | 2013-09-10 | Netlogic Microsystems, Inc. | Configuring a tunable inductor across multiple layers of an integrated circuit |
| WO2012154098A1 (en) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | A low noise oscillator |
| US8570111B2 (en) * | 2011-11-02 | 2013-10-29 | Realtek Semiconductor Corp. | Single-staged balanced-output inductor-free oscillator and method thereof |
| KR101196842B1 (ko) * | 2011-11-08 | 2012-11-01 | 숭실대학교산학협력단 | 나선형 인덕터를 이용한 ｌｃ 회로의 제어 장치 |
| US9219452B2 (en) * | 2012-05-22 | 2015-12-22 | Intel Deutschland Gmbh | Dual mode receiver with RF splitter using programmable passive components |
| US8860521B2 (en) * | 2012-12-19 | 2014-10-14 | Intel IP Corporation | Variable inductor for LC oscillator |
| US9954488B2 (en) * | 2013-03-15 | 2018-04-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Varainductor, voltage controlled oscillator including the varainductor, and phase locked loop including the varainductor |
| JP2015012571A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 発振器及び位相同期回路 |
| US9071193B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-06-30 | Cadence Design Systems, Inc. | System and method for augmenting frequency tuning resolution in L-C oscillation circuit |
| US10270389B2 (en) * | 2013-11-08 | 2019-04-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor device and method |
| CN103633940B (zh) * | 2013-11-21 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种有源电感型压控振荡器 |
| US9478344B2 (en) * | 2013-12-18 | 2016-10-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Phase locked loop including a varainductor |
| JP5789003B2 (ja) * | 2014-01-07 | 2015-10-07 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 発振回路及び半導体装置 |
| US9634607B2 (en) * | 2014-03-11 | 2017-04-25 | Qualcomm Incorporated | Low noise and low power voltage-controlled oscillator (VCO) using transconductance (gm) degeneration |
| KR101607764B1 (ko) * | 2014-08-27 | 2016-03-31 | 숭실대학교산학협력단 | 차동 구조의 발진기 |
| US9444473B2 (en) * | 2014-09-09 | 2016-09-13 | Qualcomm Incorporated | Increased synthesizer performance in carrier aggregation/multiple-input, multiple-output systems |
| TWI627646B (zh) * | 2015-03-02 | 2018-06-21 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 適用於振盪器之變壓器與其方法 |
| US9425737B1 (en) | 2015-03-16 | 2016-08-23 | Futurewei Technologies, Inc. | Tapped inductor voltage controlled oscillator |
| JP6471619B2 (ja) * | 2015-06-12 | 2019-02-20 | 株式会社デンソー | 電子装置 |
| US20190189342A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-20 | National Chung Shan Institute Of Science And Technology | Variable inductor and integrated circuit using the variable inductor |
| DE102018118724B4 (de) * | 2018-08-01 | 2021-04-15 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Programmieren einer einmalig programmierbaren Struktur, Halbleiterbauteil und Hochfrequenzbauteil |
| US11545985B2 (en) | 2018-12-14 | 2023-01-03 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus for digitally controlled oscillators and associated methods |
| CN110098801B (zh) * | 2019-06-13 | 2025-02-18 | 珠海微度芯创科技有限责任公司 | 压控振荡器 |
| CN111238544B (zh) * | 2020-03-12 | 2022-10-21 | 江苏林洋能源股份有限公司 | 应用于温/湿度环境检测的基于lc型谐振器的微波传感器 |
| US11025231B1 (en) * | 2020-04-16 | 2021-06-01 | Silicon Laboratories Inc. | Providing a programmable inductor to enable wide tuning range |
| WO2021097493A1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-05-20 | Futurewei Technologies, Inc. | Wideband low phase noise digitally controlled oscillator using switched inductors |
| CN113395082B (zh) * | 2021-06-21 | 2023-02-28 | 北京博瑞微电子科技有限公司 | 采用周期性开关电感负载传输线的频率可调时钟传输装置 |
| US11646705B2 (en) | 2021-06-30 | 2023-05-09 | Silicon Laboratories Inc. | Dual-mode power amplifier for wireless communication |
| JP7550806B2 (ja) * | 2022-02-10 | 2024-09-13 | 大井電気株式会社 | 非接触給電用コイルおよび非接触給電用可変径コイル |
| CN115498962B (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-24 | 成都世源频控技术股份有限公司 | 一种低相位噪声晶体振荡器电路及实现方法 |
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|---|---|---|---|---|
| GB2147753A (en) * | 1983-10-07 | 1985-05-15 | Philips Electronic Associated | Voltage controlled oscillator |
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| US5872489A (en) * | 1997-04-28 | 1999-02-16 | Rockwell Science Center, Llc | Integrated tunable inductance network and method |
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| WO2000076057A1 (de) | 1999-06-05 | 2000-12-14 | Institut für Halbleiterphysik Frankfurt (Oder) GmbH | Spannungsgesteuerter oszillator mit lc-schwingkreis |
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