基于鍺硅技術(shù)的壓控振蕩器的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，無線通訊系統(tǒng)得到了蓬勃的發(fā)展，與此同時也對射頻集成電路的研究與開發(fā)提出了更高的要求。半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步，實現(xiàn)了電感和變?nèi)莨艿葻o源器件的片上化，從而使壓控振蕩器的單片集成成為可能。在低功耗下設(shè)計噪聲性能和調(diào)諧范圍滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求的全集成壓控振蕩器，仍然是目前射頻集成研究領(lǐng)域的重要目標(biāo)。
　　本文基于SiGe HBT器件結(jié)構(gòu)理論，利用SiGe HBT SPICE噪聲模型，結(jié)合三極管小信號等效模型，分析研究了SiGe HBT器

2、件的電流噪聲模型。論述了壓控振蕩器的設(shè)計原理，探討了壓控振蕩器的重要技術(shù)指標(biāo)，尤其研究了相位噪聲的基本原理。并結(jié)合變?nèi)荻O管的工作原理，分析研究了振蕩器增益隨控制電壓變化的關(guān)系，提出了改變增益隨控制電壓變化趨勢的方法，設(shè)計了提高振蕩器線性度的諧振回路。
　　研究了電路中主要的器件，分析了各器件的噪聲模型，同時結(jié)合SiGe HBT器件的噪聲模型和MOS管噪聲模型，運用電路分析原理，得到負(fù)阻差分對管和諧振槽路輸出噪聲模型，并基于線性時

3、變相位噪聲理論，推導(dǎo)出了所設(shè)計的差分互補結(jié)構(gòu)的壓控振蕩器1/ f區(qū)相位噪聲模型。2
　　最后利用TSMC0.35μm SiGe BiCMOS工藝庫，以低壓、低功耗、低相位噪聲和較大調(diào)諧范圍為原則設(shè)計了一種應(yīng)用于5GHz頻率段，線性度較好的壓控振蕩器，該振蕩器采用了優(yōu)化線性度的諧振回路。電路的工作電壓為3.3V，核心電路的直流功耗約2.9mW。通過仿真測試該振蕩器的中心頻率為5.5GHz，頻率變化范圍為5.13GHz到5.93GHz