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基于栅极电感反馈的cmos差分vacker+vco设计!.pdf
第４０卷 第２期 电 子 器 件 Ｖｏｌ４０ Ｎｏ２
２０１７年４ 月 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＮＳＯＲＳ ＡＮＤ ＡＣＴＵＡＴＯＲＳ Ａｐｒ. ２０１７
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ＣＭＯＳ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｖａｃｋａｒ ＶＣＯ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｇａｔｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ∗
ＬＵＯ Ｙｏｎｇｇａｎｇ∗
(Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＺｉｂｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５５０４９ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓ ｂｒｉｅｆ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ＣＭＯＳ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｖａｃｋａｒ ｖｏｌｔａｇｅ￣ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ(ＶＣＯ)ｗｉｔｈ ｇａｔｅ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ
ｆｅｅｄｂａｃｋ ｗｈｉｃｈ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｕｓ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｕｐ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ. Ｓｉｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｅｘａｍｉｎｅｓ
ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｌｏａｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ. Ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｖａｃｋａｒ ＶＣＯ ｈａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ＣｏｌｐｉｔｔｓＶＣＯ.Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ.Ｔｈｅ
Ｖａｃｋａｒ ＶＣＯｗａｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎ ａ０.１３ μｍ ＲＦＣＭＯＳｐｒｏｃｅｓｓ. ＭｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＶＣＯｅｘ￣
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ｈｉｂｉｔｓ ａｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅｆｒｏｍ １１ｔｏ １２.６ＧＨｚꎬａｐｈａｓｅｎｏｉｓｅｏｆ １１５.１ｄＢｃ/ Ｈｚａｔａｎｏｆｆｓｅｔｏｆ １ＭＨｚｆｒｏｍ
－
ａｎ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ １１.８ ＧＨｚ ａｎｄ ａ ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ ｏｆ １９０.３ ｄＢｃ/ Ｈｚ ｗｈｉｌｅ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｎｇ４.２ ｍＷ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:Ｖａｃｋａｒ ｖｏｌｔａｇｅ￣ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒꎻＩｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｅｅｄｂａｃｋꎻｌｏｗ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅꎻｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ
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ＥＥＡＣＣ:２５７０Ｄ ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５ ９４９０.２０１７.０２.０１０
基于栅极电感反馈的ＣＭＯＳ差分
Ｖａｃｋｅｒ ＶＣＯ设计∗
罗永刚∗
(山东理工大学电气与电子工程学院ꎬ山东 淄博 ２５５０４９)
摘 要:提出了一种基于栅极电感反馈的Ｖａｃｋｅｒ压控振荡器(ＶＣＯ)ꎬ该结构能够改善电路的负阻抗ꎬ进而使得电路易于起
振ꎮ 对晶体管的负载效应和振幅稳定性的分析表明ꎬ该Ｖａｃｋｅｒ ＶＣＯ相比较于ＣｏｌｐｉｔｔｓＶＣＯꎬ具有更好的振幅稳定性ꎬ进而改善
了ＶＣＯ的相位噪声ꎮ 基于０.１３ μｍ ＲＦ ＣＭＯＳ工艺ꎬ对该Ｖａｃｋｅｒ ＶＣＯ进行了设计与芯片实现ꎬ测试结果表明:在消耗４.２ ｍＷ
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