专利名称：一种采用垂直电感的压控振荡器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微电子技术领域，涉及一种采用垂直电感的电容电感型压控振荡器。
背景技术：
电容电感型压控振荡器是无线收发前端电路中的关键模块。电容电感型压控振荡器的相位噪声决定了接收机的接收灵敏度，它的相位噪声性能主要由片上螺旋电感的品质因数决定。传统硅集成电感主要是平面螺旋形的，它是利用标准CMOS工艺的两层(或多层)金属层来实现电感元件，其中一层用作螺旋式电感线圈，另一层用作把中间的接头接出来的引线。标准工艺中的片上集成螺旋电感占用面积较大，使得电容电感型压控振荡器的加工成本较大；同时电感与衬底通过电磁耦合引起的损耗，使得片上螺旋电感的品质因数较低，电容电感型的压控振荡器的相位噪声性能受限。 发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用垂直电感的压控振荡器电路。本实用新型包括两个NMOS管、两个PMOS管、两个固定电容、两个可变电容、两个偏置电容、两个偏置电阻和一个垂直电感。第一 PMOS管的源极和第二 PMOS管的源极与电源电压连接，第一 NMOS管的源极和第二 NMOS管的源极接地；第一 PMOS管的漏极、第二 PMOS管的栅极、垂直电感的一端、第一偏置电容的一端、第一固定电容的一端、第一 NMOS管的漏极、第二 NMOS管的栅极连接作为同相输出端；第二PMOS管的漏极、第一 PMOS管的栅极、垂直电感的另一端、第二偏置电容的一端、第二固定电容的一端、第二 NMOS管的漏极、第一 NMOS管的栅极连接作为反相输出端；第一固定电容的另一端与第二固定电容的另一端连接；第一偏置电容的另一端和第一偏置电阻的一端与第一可变电容的一端连接，第二偏置电容的另一端和第二偏置电阻的一端与第二可变电容的一端连接，第一可变电容的另一端与第二可变电容的另一端连接作为电压控制端，第一偏置电阻的另一端与第二偏置电阻的另一端连接作为偏置电压输入端。垂直电感包括三层金属层，第二金属层第一金属线的一端经过通孔和第一金属层第一金属线的一端相连，第一金属层第一金属线的另一端经过通孔、第二金属层第二金属线及通孔和第三金属层第一金属线的一端相连，第三金属层第一金属线另一端经过通孔、第二金属层第三金属线、通孔和第一金属层第二金属线的一端相连，第一金属层第二金属线的另一端经过通孔、第二金属层第四金属线、通孔和第三金属层第二金属线的一端相连，第三金属层第二金属线的另一端经过通孔和第二金属层第五金属线的一端相连，第二金属层第五金属线的另一端经过通孔和第三金属层第三金属线的一端相连，第三金属层第三金属线的另一端经过通孔、第二金属层第六金属线、通孔和第一金属层第三金属线的一端相连，第一金属层第三金属线的另一端经过通孔和第二金属层第七金属线的一端相连；同层金属线相互绝缘。本实用新型采用垂直结构的片上集成电感，使之与标准工艺兼容的情况下能大大节省电容电感型压控振荡器的面积；同时这种垂直电感结构能减小电感覆盖衬底的面积、减小在衬底中以及衬底表面区域感应产生的涡旋电流，从而降低衬底能量损耗和提高电感的品质因数，因此电容电感型的压控振荡器相位噪声性能也大大提高。
图I为本实用新型的电路图；图2-1为图I中垂直电感的一个立体结构示意图；图2-2为图I中垂直电感的另一个立体结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，一种采用垂直电感的压控振荡器电路包括两个NMOS管、两个PMOS管、两个固定电容、两个可变电容、两个偏置电容、两个偏置电阻和一个垂直电感。第一 PMOS管MPl的源极和第二 PMOS管MP2的源极与电源电压连接，第一 NMOS管丽I的源极和第二 NMOS管丽2的源极接地；第一 PMOS管MPl的漏极、第二 PMOS管MP2的栅极、垂直电感L的一端、第一偏置电容Cl的一端、第一固定电容Cfixl的一端、第一 NMOS管MNl的漏极、第二 NMOS管MN2的栅极连接作为同相输出端Vout+ ;第二 PMOS管MP2的漏极、第一 PMOS管MPl的栅极、垂直电感L的另一端、第二偏置电容C2的一端、第二固定电容Cfix2的一端、第二 NMOS管丽2的漏极、第一 NMOS管MNl的栅极连接作为反相输出端Vout-;第一固定电容Cfixl的另一端与第二固定电容Cfix2的另一端连接；第一偏置电容Cl的另一端和第一偏置电阻Rl的一端与第一可变电容Cvarl的一端连接，第二偏置电容C2的另一端和第二偏置电阻R2的一端与第二可变电容Cvar2的一端连接，第一可变电容Cvarl的另一端与第二可变电容Cvar2的另一端连接作为电压控制端Vtune，第一偏置电阻Rl的另一端与第二偏置电阻R2的另一端连接作为偏置电压输入端Vbias0如图2-1和图2-2所示，垂直电感包括三层金属层，第二金属层第一金属线11的一端经过通孔Vll和第一金属层第一金属线12的一端相连,第一金属层第一金属线12的另一端经过通孔V12、第二金属层第二金属线13及通孔V13和第三金属层第一金属线14的一端相连，第三金属层第一金属线14的另一端经过通孔V14、第二金属层第三金属线15、通孔V15和第一金属层第二金属线21的一端相连,第一金属层第二金属线21的另一端经过通孔V21、第二金属层第四金属线22、通孔V22和第三金属层第二金属线23的一端相连，第三金属层第二金属线23的另一端经过通孔V23和第二金属层第五金属线24的一端相连，第二金属层第五金属线24的另一端经过通孔V31和第三金属层第三金属线31的一端相连，第三金属层第三金属线31的另一端经过通孔V32、第二金属层第六金属线32、通孔V33和第一金属层第三金属线33的一端相连，第一金属层第三金属线33的另一端经过通孔V34和第二金属层第七金属线34的一端相 连；同层金属线相互绝缘。
权利要求1.一种采用垂直电感的压控振荡器电路，包括两个NMOS管、两个PMOS管、两个固定电容、两个可变电容、两个偏置电容、两个偏置电阻和一个垂直电感，其特征在于第一 PMOS管(MPl)的源极和第二 PMOS管(MP2)的源极与电源电压连接，第一 NMOS管(MNl)的源极和第二 NMOS管(MN2)的源极接地； 第一 PMOS管(MPl)的漏极、第二 PMOS管(MP2)的栅极、垂直电感(L)的一端、第一偏置电容(Cl)的一端、第一固定电容(Cfixl)的一端、第一 NMOS管(MNl)的漏极、第二 NMOS管(MN2)的栅极连接作为同相输出端(Vout+);第二 PMOS管(MP2)的漏极、第一 PMOS管(MPl)的栅极、垂直电感(L)的另一端、第二偏置电容(C2)的一端、第二固定电容(Cfix2)的一端、第二 NMOS管(MN2)的漏极、第一 NMOS管(MNl)的栅极连接作为反相输出端(Vout-)；第一固定电容(Cfixl)的另一端与第二固定电容(Cfix2)的另一端连接； 第一偏置电容(Cl)的另一端和第一偏置电阻(Rl)的一端与第一可变电容(Cvarl)的一端连接，第二偏置电容(C2)的另一端和第二偏置电阻(R2)的一端与第二可变电容(Cvar2)的一端连接,第一可变电容(Cvarl)的另一端与第二可变电容(Cvar2)的另一端连接作为电压控制端(Vtune)，第一偏置电阻(Rl)的另一端与第二偏置电阻(R2)的另一端连接作为偏置电压输入端(Vbias)。
2.如权利要求I所述的一种采用垂直电感的压控振荡器电路，其特征在于所述的垂直电感包括三层金属层，第二金属层第一金属线(11)的一端经过通孔(Vll)和第一金属层第一金属线(12)的一端相连，第一金属层第一金属线(12)的另一端经过通孔(V12)、第二金属层第二金属线(13)及通孔(V13)和第三金属层第一金属线(14)的一端相连，第三金属层第一金属线(14)的另一端经过通孔(VM)、第二金属层第三金属线(15)、通孔(V15)和第一金属层第二金属线(21)的一端相连，第一金属层第二金属线(21)的另一端经过通孔(V21)、第二金属层第四金属线(22)、通孔(V22)和第三金属层第二金属线(23)的一端相连，第三金属层第二金属线(23)的另一端经过通孔(V23)和第二金属层第五金属线(24)的一端相连，第二金属层第五金属线(24)的另一端经过通孔(V31)和第三金属层第三金属线(31)的一端相连，第三金属层第三金属线(31)的另一端经过通孔(V32)、第二金属层第六金属线(32)、通孔(V33)和第一金属层第三金属线(33)的一端相连，第一金属层第三金属线(33)的另一端经过通孔(V34)和第二金属层第七金属线(34)的一端相连；同层金属线相互绝缘。
专利摘要本实用新型涉及一种采用垂直电感的压控振荡器电路。本实用新型中两个PMOS管的源极与电源电压连接，两个NMOS管源极接地；第一PMOS管漏极、第二PMOS管栅极、垂直电感一端、第一偏置电容一端、第一固定电容一端、第一NMOS管漏极、第二NMOS管栅极连接作为同相输出端；第二PMOS管漏极、第一PMOS管栅极、垂直电感另一端、第二偏置电容一端、第二固定电容一端、第二NMOS管漏极、第一NMOS管栅极连接作为反相输出端。垂直电感由各金属层上的金属线以及连接各层金属线的通孔构成。本实用新型采用垂直电感作为电容电感谐振型压控振荡器的电感，具有相位噪声低、面积小、与标准工艺兼容的优点。
文档编号H03B5/08GK202524360SQ201220125599
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者刘军, 孙玲玲, 高海军 申请人:杭州电子科技大学