一种自稳压lc压控振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是应用于频率综合器中的自稳压LC压控振荡器模块，其用途在于输出高质量的时钟信号，为无线射频通信芯片提供低噪声的本地载波，或为模数转换器提供高稳定的采样时钟等。
【背景技术】
[0002]目前，在主流的CMOS工艺中设计LC压控振荡器(VCO)，结构和技术都已比较成熟，但为了满足现代通信系统对低功耗、低噪声和高集成的需求，通常芯片内集成为VCO供电的低压差线性稳压器(LD0)。其结构一般如图1所示，？册管&和02，电阻R1: R3和运放^组成了带隙基准稳压源(Bandgap)。运放A2、功率管Mp和片外电容Cext组成了低压差线性稳压器(LDO)。103管沁:M5，电感L1，开关S1，电容CjPC2，积累型MOS管可变电容C3和C4组成了 LC压控振荡器(VC0)。其中带隙基准稳压源(Bandgap)负责提供与温度和供电电压无关的参考电压，低压差线性稳压器(LDO)负责为LC压控振荡器(VCO)提供稳定的供电电压和充足的供电电流。因为带隙基准稳压源(Bandgap)和低压差线性稳压器(LDO)的噪声都对LC压控振荡器(VCO)输出的相噪有着极大的影响，所以带隙基准稳压源(Bandgap)和低压差线性稳压器(LDO)都需要较大的电流来压低噪声，并且低压差线性稳压器(LDO)还需要一个片外电容Cext来改善环路稳定性。因此如图1所示的结构并不能够很好地满足现代通信系统对低功耗和高集成的需求，本发明将提出一种新的结构，通过电流复用的方法解决上述问题。
【发明内容】
[0003]本发明在于提出一种新型自稳压LC压控振荡器，通过电流复用的方法满足现代通信系统对低功耗、低噪声和高集成的需求。
[0004]为达到上述目标，本发明提供了一种自稳压LC压控振荡器，它包含第一PNP管&和第二 PNP管Q2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一运放六!，功率管Mp，第一 103管沁、第二 MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4，电感L1，开关S1，第一电容(^和第二电容C2，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4;其中:第一 103管.、第二MOS管M2为NMOS管，第三MOS管M3、第四MOS管M4为PMOS管;第一 ?即管&和第二 PNP管Q2，其个数之比为Q1:Q2 = N:1,Qi和&的基极和集电极均接地，发射极分别接第一电阻R1和第三R3的下端的上端与R2的下端相连，R2的上端和R3的上端短接在一起;运放A1的输入正负极别分接1?2与1?3的下端;功率管Mp源极接电源VDD，栅极接运放A1的输出；第三MOS管M3和第四MOS管M4的源极均连接至功率管Mp的漏极，第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极别分接与对方的漏极相连;第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4的阳极分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4的阴极均接至电压Vtune;电感L1的两端分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极;第一电容&和第二电容C2的阳极分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极，第一电容C1和第二电容C2的阴极别分与开关S1的两端相连;第一 105管吣的漏极接第三MOS管M3的漏极，第二 ^^管吣的漏极接第四MOS管M4的漏极，第一 105管施和第二 MOS管跑的栅极分别与对方的漏极相连，第一 MOS管施和第二祖^管跑的源极均与第二电阻R2和第三电阻R3的上端短接在一起。
[0005]有益效果:
[0006]通过电流复用的方式，将LC压控振荡器和带隙基准稳压源上下串连起来，极大地降低了功耗和噪声。
[0007]省略了低压差线性稳压器(LDO)中的运放如，直接使用带隙基准稳压源(Bandgap)中的运放^来调节功率管Mp的栅极电压。这一方面节省了功耗，另一方面也提高了 LC压控振荡器(VCO)对电源噪声的抵制，从而可以将片外电容Cext去除，提高了芯片的集成度。
【附图说明】
[0008]图1所示的是传统分布式的LC压控振荡器框图。
[0009]图2所示的是本发明自稳压LC压控振荡器框图。
具体实施方案
[0010]本发明如图2所示，一种自稳压LC压控振荡器，它包含第一 ?即管&和第二 PNP管Q2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一运放六!，功率管Mp，第一 1103管施、第二 MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4，电感L1，开关S1，第一电容C1和第二电容C2，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4;其中:第一 1103管施、第二 MOS管M2为NMOS管，第三MOS管M3、第四MOS管M4为PMOS管;第一 ?肥管&和第二 PNP管Q2，其个数之比为Q1: Q2 = Nil, QjPQ2的基极和集电极均接地，发射极分别接第一电阻R1和第三R3的下端;Ri的上端与R2的下端相连，R2的上端和R3的上端短接在一起;运放A1的输入正负极别分接1?2与1?3的下端;功率管Mp源极接电源VDD，栅极接运放A1的输出；第三MOS管M3和第四MOS管M4的源极均连接至功率管Mp的漏极，第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极别分接与对方的漏极相连;第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4的阳极分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4的阴极均接至电压Vtune;电感L1的两端分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极;第一电容&和第二电容C2的阳极分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极，第一电容C1和第二电容C2的阴极别分与开关S1的两端相连；第一 103管见的漏极接第三MOS管M3的漏极，第二腸3管他的漏极接第四MOS管M4的漏极，第一 105管施和第二 MOS管跑的栅极分别与对方的漏极相连，第一 1105管施和第二 MOS管M2的源极均与第二电阻R2和第三电阻R3的上端短接在一起。
[0011 ]与传统分布式的LC压控振荡器相比，本发明中的自稳压LC压控振荡器最大的优点在于将LC压控振荡器(VCO)的电流与带隙基准稳压源(Bandgap)的电流复用。因为LC压控振荡器(VCO)的电流较大，一般在I?1mA左右，所以带隙基准稳压源(Bandgap)的噪声得以极大程度的降低。其次，省略了低压差线性稳压器(LDO)中的运放如，直接使用带隙基准稳压源(Bandgap)中的运放^来调节功率管Mp的栅极电压。这一方面节省了功耗，另一方面也提高了 LC压控振荡器(VCO)对电源噪声的抵制，从而可以将片外电容Cext去除，提高了芯片的集成度。
【主权项】
1.一种自稳压LC压控振荡器，其特征在于它包含第一?即管&和第二?册管出，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一运放六!，功率管Mp，第一 103管沁、第二 MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4，电感U，开关S1，第一电容C1和第二电容C2，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4;其中:第一 103管见、第二 MOS管M2为NMOS管，第三MOS管M3、第四MOS管M4为PMOS管；第一 ?即管&和第二 PNP管Q2，其个数之比为Q1: Q2 = Nil, Qi和Q2的基极和集电极均接地，发射极分别接第一电阻R1和第三R3的下端瓜的上端与R2的下端相连，R2的上端和R3的上端短接在一起;运放A1的输入正负极别分接1?2与1?3的下端;功率管Mp源极接电源VDD，栅极接运放A1的输出；第三MOS管M3和第四MOS管M4的源极均连接至功率管Mp的漏极，第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极别分接与对方的漏极相连;第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4的阳极分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4的阴极均接至电压Vtune;电感L1的两端分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极;第一电容&和第二电容C2的阳极分别接第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极，第一电容Ci和第二电容C2的阴极别分与开关Si的两端相连;第一105管沁的漏极接第三MOS管M3的漏极，第二皿)3管跑的漏极接第四MOS管M4的漏极，第一 MOS管施和第二 MOS管跑的栅极分别与对方的漏极相连，第一 1105管施和第二皿)5管跑的源极均与第二电阻他和第三电阻R3的上端短接在一起。
【专利摘要】本发明公开了一种自稳压LC压控振荡器，它包含第一PNP管Q1和第二PNP管Q2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一运放A1，功率管MP，第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4，电感L1，开关S1，第一电容C1和第二电容C2，第三积累型MOS管可变电容C3和第四积累型MOS管可变电容C4。通过电流复用的方式，将LC压控振荡器和带隙基准稳压源上下串连起来，极大地降低了功耗和噪声。
【IPC分类】H03B5/12, H03L7/099
【公开号】CN105529993
【申请号】CN201510976915
【发明人】许美程, 沈剑均
【申请人】江苏星宇芯联电子科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月22日