别　梅,肖　巍

(长春师范大学，长春　130032)



工程与应用

超宽带低相位噪声双模LC压控振荡器设计

别梅,肖巍

(长春师范大学，长春130032)

采用可切换的跨导gm技术，基于TSMC 0.13 μm CMOS工艺设计了一种超宽带LC压控振荡器VCO。利用两个可交替工作的前后两级晶体管栅极偏置有源核心模块，使得VCO工作在两种不同的模式下。而且，鉴于后级模块中晶体管的栅极偏置，使得后级模块具有较高的跨导，进一步加宽了VCO的振荡频率。最终芯片测试结果表明：该LC VCO在功耗6.2 mW的前提下，振荡频率为4.1 GHz～6.2 GHz，在中心振荡频率5.15 GHz下，振荡范围高达40.8%，且相位噪声达到-121.5 dBc/Hz@1MHz。该VCO的芯片尺寸为0.56 mm×0.58 mm。

压控振荡器；超宽带；低相位噪声；双模

0　引　言

随着电子领域的快速发展，全球蜂窝移动市场对收发机的性能提出了越来越严格的要求，要求在一个芯片上收发机通过支持多频段和多模标准协议，与不同的网络系统兼容，鉴于此，蜂窝收发机需要具有较宽的频率工作范围，这就要求其中的压控振荡器(VCO)产生更大范围的本振频率[1]。虽然LC VCO可以达到较宽的振荡范围[2]，但是远不能满足蜂窝收发机系统的要求。

目前，已有多种展宽LC VCO调频范围的方法出现。例如，文献[3-5]提出的通过采用变压器或者开关电容的方法控制谐振回路的电感，可以使得VCO的调频范围得以显著的提高，但是电感的品质因数Q较低，导致了较差的相位噪声；文献[6]提出的数字开关电容频带分离技术，同样可以在一定程度上提高频带，但是该VCO的低频振荡受限于有源核心电路的开启增益，高频振荡受限于晶体管的寄生电容和可变电容，不能实现VCO调频范围的最大化；……