一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容的制作方法

本发明属于射频芯片，具体涉及一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容。

背景技术：

1、现有的可变电容电路，大都采用芯片代工厂提供的标准可变电容器件，比如：用二极管的结电容做成的可变电容。amos可变电容也就是nmos管做在nwell中的可变电容，这个是特殊mos器件，也是目前芯片比较通用的可变电容器件。amos器件截面图，如图2所示。其电容增益曲线如图8所示。

2、现有技术不管是用二极管结电容，还是用amos可变电容，电容的线性度都不好，电压调节范围窄，如图8所示的可变电容增益曲线，在压控振荡器用到的控制电压0.4~1v区间，增益曲线体现很大的非线性，变化范围达到一倍左右。另外其没法避免噪声或干扰调制可变电容，恶化压控振荡电路的相位噪声。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，过电容互补技术，抑制了噪声调制。采用可变电容阵列，极大提高了可变电容的线性度，通过设计及电路参数的调整使电压和电容的控制斜率非常平坦，而且范围很宽，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，包括pmos管、nmos管、电感l1以及可变电容阵列var，其中，pmos管，其p1管和p2管的源极接电源vs，所述p1管的栅极接所述p2管的漏极接连接线rf_p，所述p2管的栅极接p1管的漏极接连接线rf_n；nmos管，其n1管和n2管的源极接地，所述n1管的栅极接n2管的漏极接连接线rf_n，所述n2管的栅极接n1管的漏极接连接线rf_p；电感l1，其两端跨接在rf_n和rf_p之间；可变电容阵列var，其跨接在rf_n和rf_p之间，其电源接vs，地接gnd，可变电容阵列var的vtn和vtp为差分控制电压；所述可变电容阵列var包括nvar可变电容阵列、pvar可变电容阵列、nvar可变电容单元以及pvar可变电容单元。

3、优选地，所述vtn和vtp的电压关系为vtp=vs-vtn。

4、优选地，所述pvar可变电容阵列包括：电阻串一，所述电阻串一包括串联的电阻rp0，rp1，rp2～rp20，rp21，rp22；镜像管pn_0和镜像管pn_1，所述镜像管pn_0和镜像管pn_1的电流流过所述电阻串一产生偏置电压一，所述偏置电压一包括bp<0>，bp<1>，bp<2>～bp<21>，bp<22>，bp<23>；其中，所述偏置电压一连接所述pvar可变电容阵列的偏置电阻阵列的bias端口。

5、优选地，所述nvar可变电容阵列包括：电阻串二，所述电阻串二包括串联的电阻rn0，rn1，rpn2～rn20，rn21，rn22；镜像管pn_2，所述镜像管pn_2的电流流过所述电阻串二产生偏置电压二，所述偏置电压二包括bn<0>，bn<1>，bn<2>～bn<21>，bn<22>，bn<23>；其中，所述偏置电压二连接所述nvar可变电容阵列的偏置电阻阵列的bias端口。

6、优选地，所述nvar可变电容阵列的vtp，gnd，p，n端口都接在一起，bias端口分别接bp<23:0>；所述nvar可变电容阵列的p，n端口和pvar可变电容阵列的p，n分别接一起。

7、优选地，所述pvar可变电容阵列的vtn，vs，p，n端口分解接在一起，bias端口分别接bn<23:0>；所述pvar可变电容阵列的p，n端口和nvar可变电容阵列的p，n分别接一起。

8、优选地，所述nvar可变电容单元，包括：本征mos管、电容c1、电容c2、电阻r1以及电阻r2，其中：所述电容c1一端接端口p，另一端接电阻r1和本征mos管n1的栅极；所述电容c2一端接端口n，另一端接电阻r2和本征mos管n2的栅极；所述电阻r1和电阻r2的另外一端接nvar的端口bias，所述本征mos管的n1和n2的漏极，源极都接在vtn端口，所述本征mos管n1和n2的衬底接地。

9、优选地，所述端口p和端口n为可变电容的两端，vtp为控制电压，用来调节可变电容两端p和n的电容值。

10、优选地，所述pvar可变电容单元，包括：电容c3、电容c4、电阻r3以及电阻r4，其中：所述电容c3一端接端口p，另一端接电阻r1和pmos管p1的栅极；所述电容c4一端接端口n，另一端接电阻r2和pmos管p2的栅极；所述电阻r3和r4的另外一端接nvar的端口bias；所述pmos管的p1和p2的漏极，源极都接在vtp端口，所述pmos管p1和p2的nwll接端口vs。

11、本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，与现有技术相比，具有以下优点：

12、本发明通过mos管在饱和区和截至区产生两个不同的电容值，通过分割方法得到一系列工作在两个电容值的单元电容通过对这些单元电容设置不同的偏置电压，得到线性化的可变电容。可变电容阵列var中的两个电容阵列是互补型阵列组成的差分可变电容，其对可变电容两端的共模噪声调制是互相抵消的，有效地提高了可变电容的线性度，及线性调节电压的范围，减小可变电容两端的共模干扰产生的调制相位噪声，在射频芯片中极大提高了通信系统能够的抗干扰能力。

技术特征：

1.一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，包括pmos管、nmos管、电感l1以及可变电容阵列var，其中，

2.根据权利要求1所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述vtn和vtp的电压关系为vtp=vs-vtn。

3.根据权利要求1所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述pvar可变电容阵列包括：

4.根据权利要求3所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述nvar可变电容阵列包括：

5.根据权利要求4所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述nvar可变电容阵列的vtp，gnd，p，n端口都接在一起，bias端口分别接bp<23:0>；所述nvar可变电容阵列的p，n端口和pvar可变电容阵列的p，n分别接一起。

6.根据权利要求5所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述pvar可变电容阵列的vtn，vs，p，n端口分解接在一起，bias端口分别接bn<23:0>；所述pvar可变电容阵列的p，n端口和nvar可变电容阵列的p，n分别接一起。

7.根据权利要求6所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述nvar可变电容单元，包括：本征mos管、电容c1、电容c2、电阻r1以及电阻r2，其中：

8.根据权利要求7所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述端口p和端口n为可变电容的两端，vtp为控制电压，用来调节可变电容两端p和n的电容值。

9.根据权利要求7所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述pvar可变电容单元，包括：电容c3、电容c4、电阻r3以及电阻r4，其中：

10.根据权利要求9所述的一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，其特征在于，所述pmos管p1和p2的nwll接端口vs。

技术总结
本发明属于射频芯片技术领域，具体涉及一种用于压控振荡器的差分互补型可变电容，包括PMOS管、NMOS管、电感L1以及可变电容阵列Var。通过MOS管在饱和区和截至区产生两个不同的电容值，通过分割方法得到一系列工作在两个电容值的单元电容通过对这些单元电容设置不同的偏置电压，得到线性化的可变电容。可变电容阵列Var中的两个电容阵列是互补型阵列组成的差分可变电容，其对可变电容两端的共模噪声调制是互相抵消的，有效地提高了可变电容的线性度，及线性调节电压的范围，减小可变电容两端的共模干扰产生的调制相位噪声，在射频芯片中极大提高了通信系统能够的抗干扰能力。

技术研发人员：邓建元,李虹,阮庆瑜
受保护的技术使用者：深圳市华普微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15