采用可调谐高Q有源电感的高优值VCO的研究

摘要

对采用新型可调谐、高Q的有源电感(THQAI)的高优值(FOM)压控振荡器(VCO)进行了研究.在LC振荡回路模块中,利用THQAI具有高Q值、较宽调谐范围的特性,分别实现了 VCO的低相位噪声和宽的频率调谐范围;在负阻电路模块中,将电流进行复用,使其只有一条直流工作支路,降低了 VCO的功耗,又由于电路中的MOS晶体管始终工作在饱和区,进一步降低了 VCO的相位噪声;在输出缓冲级,采用共源NMOS晶体管,放大了该VCO的输出波形.最终,这些技术手段使得VCO的调谐范围、相位噪声和功耗均得到了改善,因此获得了高的FOM值.基于TSMC 0.13 μm CMOS工艺库,利用射频集成电路设计工具ADS对该VCO进行性能验证.结果表明,该VCO的振荡频率调谐范围高达73％,最低相位噪声仅为-123 dBc/Hz,且功耗仅为13.4 mW,FOM值为-195.1 dBc/Hz,具有较好的综合性能.