專利名稱：電流控制型振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬或射頻集成電路結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種振蕩器(osci 1 lator) 電路。
背景技術(shù)：
振蕩器是一種將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能的電路。一般要求振蕩器有比較大的頻率可調(diào)范圍、高穩(wěn)定性、低功耗、高轉(zhuǎn)換速率以及高集成度。根據(jù)控制頻率的方法不同，振蕩器分為電壓控制型(VCO)和電流控制型(ICO)兩類。電壓控制型振蕩器的應(yīng)用較為廣泛，這種振蕩器結(jié)構(gòu)雖然能實(shí)現(xiàn)高頻的目的，但是也有噪聲大、功耗高等缺點(diǎn)。電流控制型振蕩器一般采用線性跨導(dǎo)(transconductance)電路， 頻率與偏置電流成線性變化，這種振蕩器結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是功耗非常低，但是頻率變化范圍較小，大概在3 5個(gè)數(shù)量級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電流控制型振蕩器，同時(shí)具有功耗低、轉(zhuǎn)換速度快、頻率變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明電流控制型振蕩器包括五個(gè)增益級(jí)(Gain Stage)電路和一個(gè)緩沖器；每個(gè)增益級(jí)電路都包括一個(gè)差分輸入、差分輸出的運(yùn)放、連接在所述運(yùn)放差分輸出端之間的一個(gè)電阻、連接在所述運(yùn)放差分輸出端之間的一個(gè)電容；五個(gè)增益級(jí)電路中的運(yùn)放分別稱為第一運(yùn)放至第五運(yùn)放；所述緩沖器包括一個(gè)差分輸入、單端輸出的第六運(yùn)放；直流電壓的正、負(fù)極分別連接第一運(yùn)放的差分輸入，第一運(yùn)放的差分輸出反相連接第二運(yùn)放的差分輸入，第二運(yùn)放的差分輸出反相連接第三運(yùn)放的差分輸入，第三運(yùn)放的差分輸出反相連接第四運(yùn)放的差分輸入，第四運(yùn)放的差分輸出反相連接第五運(yùn)放的差分輸入，第五運(yùn)放的差分輸出反相連接第六運(yùn)放的差分輸入，第五運(yùn)放的差分輸出同時(shí)反相連接第一運(yùn)放的差分輸入，第六運(yùn)放的輸出端輸出交流電壓。本發(fā)明電流控制型振蕩器能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、高頻率以及比較大的頻率轉(zhuǎn)換范圍的目的。同時(shí)采用鍺硅工藝的BiCMOS工藝以及NPN型晶體管可以達(dá)到更快的轉(zhuǎn)換速率。


圖1是本發(fā)明所述電流控制型振蕩器的電路示意圖；圖2是本發(fā)明所述振蕩器中增益級(jí)電路的電路示意圖；圖3是本發(fā)明所述振蕩器中緩沖器的電路示意圖。圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明10、20、30、40、50分別為第一增益級(jí)電路至第五增益級(jí)電路；60為緩沖器；Al A6分別為第一運(yùn)放至第六運(yùn)放；Rl R25分別為第一電阻至第二十五電阻；Cl C7分別為第一電容至第七電容；Ql QM分別為第一晶體管至第二十四晶體管。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明電流控制型振蕩器的電路包括五個(gè)增益級(jí)電路10、20、30、40、 50和一個(gè)緩沖器60。每個(gè)增益級(jí)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，以第一增益級(jí)電路10為例加以說(shuō)明。第一增益級(jí)電路10包括一個(gè)差分輸入、差分輸出的第一運(yùn)放Al、連接在第一運(yùn)放Al的差分輸出端之間的第一電阻R1、連接在第一運(yùn)放Al的差分輸出端之間的第一電容Cl。第一增益級(jí)電路10的兩個(gè)輸入端就是第一運(yùn)放Al的差分輸入，第一增益級(jí)電路10的兩個(gè)輸出端就是第一運(yùn)放Al的差分輸出。緩沖器60包括一個(gè)差分輸入、單端輸出的第六運(yùn)放A6。 緩沖器60的兩個(gè)輸入端就是第六運(yùn)放A6的差分輸入，緩沖期60的一個(gè)輸出端就是第六運(yùn)放A6的單端輸出。所述電流控制型振蕩器中，直流電壓的正極、負(fù)極分別連接第一增益級(jí)電路10的差分輸入，第一增益級(jí)電路10的差分輸出反相連接第二增益級(jí)電路20的差分輸入，第二增益級(jí)電路20的差分輸出反相連接第三增益級(jí)電路30的差分輸入，第三增益級(jí)電路30的差分輸出反相連接第四增益級(jí)電路40的差分輸入，第四增益級(jí)電路40的差分輸出反相連接第五增益級(jí)電路50的差分輸入，第五增益級(jí)電路50的差分輸出反相連接緩沖器60的差分輸入，第五增益級(jí)電路50的差分輸出同時(shí)反相連接第一增益級(jí)電路10的差分輸入，緩沖器 60的輸出端輸出交流電壓。所述“反相連接”是指一個(gè)運(yùn)放的正、負(fù)輸出端分別連接另一個(gè)運(yùn)放的負(fù)、正輸入端。每個(gè)增益級(jí)電路的增益相同，以第一增益級(jí)電路10為例說(shuō)明。第一增益級(jí)電路10 的增益為
權(quán)利要求
1.一種電流控制型振蕩器，其特征是，所述振蕩器包括五個(gè)增益級(jí)電路和一個(gè)緩沖器； 五個(gè)增益級(jí)電路分別稱為第一增益級(jí)電路至第五增益級(jí)電路；每個(gè)增益級(jí)電路都包括一個(gè)差分輸入、差分輸出的運(yùn)放、連接在所述運(yùn)放差分輸出端之間的一個(gè)電阻、連接在所述運(yùn)放差分輸出端之間的一個(gè)電容；五個(gè)增益級(jí)電路中的運(yùn)放分別稱為第一運(yùn)放至第五運(yùn)放；所述緩沖器包括一個(gè)差分輸入、單端輸出的第六運(yùn)放；直流電壓的正、負(fù)極分別連接第一運(yùn)放的差分輸入，第一運(yùn)放的差分輸出反相連接第二運(yùn)放的差分輸入，第二運(yùn)放的差分輸出反相連接第三運(yùn)放的差分輸入，第三運(yùn)放的差分輸出反相連接第四運(yùn)放的差分輸入，第四運(yùn)放的差分輸出反相連接第五運(yùn)放的差分輸入， 第五運(yùn)放的差分輸出反相連接第六運(yùn)放的差分輸入，第五運(yùn)放的差分輸出同時(shí)反相連接第一運(yùn)放的差分輸入，第六運(yùn)放的輸出端輸出交流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流控制型振蕩器，其特征是，所述第一增益級(jí)電路包括十個(gè)雙極型晶體管和四個(gè)電阻，其中第一晶體管的基極作為正輸入端，集電極通過(guò)第六電阻接地，發(fā)射極通過(guò)第九電阻接地；第二晶體管的基極作為負(fù)輸入端，集電極通過(guò)第八電阻接地，發(fā)射極通過(guò)第九電阻接地；第三晶體管的發(fā)射極連接第一晶體管的集電極，基極和集電極都連接第十晶體管的基極；第四晶體管的發(fā)射極連接第三晶體管的集電極，基極和集電極都連接第九晶體管的集電極；第五晶體管的發(fā)射極連接第二晶體管的集電極，基極和集電極都連接第九晶體管的基極；第六晶體管的發(fā)射極連接第五晶體管的集電極，基極和集電極都連接第九晶體管的集電極；第七晶體管的發(fā)射極通過(guò)第七電阻接地，基極連接第一晶體管的集電極，集電極作為正輸出端；第八晶體管的發(fā)射極連接第七晶體管的發(fā)射極，基極連接第二晶體管的集電極，集電極作為負(fù)輸出端；第九晶體管的發(fā)射極連接第七晶體管的集電極，基極連接第五晶體管的基極，集電極連接第四晶體管的集電極；第十晶體管的發(fā)射極連接第八晶體管的集電極，基極連接第三晶體管的基極，集電極連接第六晶體管的集電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流控制型振蕩器，其特征是，所述第二增益級(jí)電路、第三增益級(jí)電路、第四增益級(jí)電路、第五增益級(jí)電路與第一增益級(jí)電路的結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流控制型振蕩器，其特征是，所述緩沖器包括十四個(gè)雙極型晶體管、十六個(gè)電阻和兩個(gè)電容，其中第十一晶體管的基極和集電極都通過(guò)第十電阻接工作電壓，發(fā)射極接第十二晶體管的集電極；第十二晶體管的基極和集電極都接第十一晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極接第十三晶體管的集電極；第十三晶體管的基極和集電極都接第十二晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極接第十四晶體管的集電極；第十四晶體管的基極和集電極都接第十三晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極接第十五晶體管的集電極；第十五晶體管的基極和集電極都接第十四晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極通過(guò)第十一電阻接地；第十六晶體管的基極通過(guò)第十二電阻接工作電壓，該基極同時(shí)作為正輸入端，該基極同時(shí)通過(guò)第十三電阻接地，集電極通過(guò)第十四電阻接工作電壓，發(fā)射極通過(guò)第十五電阻接第十八晶體管的集電極；第十七晶體管的集電極通過(guò)第十七電阻接工作電壓，基極通過(guò)第二十電阻接工作電壓，該基極同時(shí)作為負(fù)輸入端，該基極同時(shí)通過(guò)第二十一電阻接地，發(fā)射極通過(guò)第十八電阻接第十九晶體管的集電極；第六電容連接在第十六晶體管的發(fā)射極和第十七晶體管的發(fā)射極之間； 第十八晶體管的集電極通過(guò)第十五電阻接第十六晶體管的發(fā)射極，基極接第十四晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極通過(guò)第十六電阻接地；第十九晶體管的集電極通過(guò)第十八電阻接第十七晶體管的發(fā)射極，基極接第十四晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極通過(guò)第十九電阻接地；第七電容連接在第十八晶體管的集電極和第十九晶體管的集電極之間； 第二十晶體管的集電極通過(guò)第二十二電阻接工作電壓，基極接第十七晶體管的集電極，發(fā)射極接第二十二晶體管的集電極；第二十一晶體管的集電極通過(guò)第二十三電阻接工作電壓，基極接第十六晶體管的集電極，發(fā)射極接第二十二晶體管的集電極；第二十二晶體管的集電極接第二十晶體管的發(fā)射極，基極接第十四晶體管的發(fā)射極， 發(fā)射極通過(guò)第二十四電阻接地；第二十三晶體管的集電極接工作電壓，基極接第二十一晶體管的集電極，發(fā)射極作為輸出端；第二十四晶體管的集電極接第二十三晶體管的發(fā)射極，基極接第十四晶體管的發(fā)射極，發(fā)射極通過(guò)第二十五電阻接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的電流控制型振蕩器，其特征是，所有晶體管均為采用鍺硅BiCMOS工藝制造的NPN型雙極晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電流控制型振蕩器，包括五個(gè)增益級(jí)電路和一個(gè)緩沖器。每個(gè)增益級(jí)電路都包括一個(gè)差分輸入、差分輸出的運(yùn)放、連接在所述運(yùn)放差分輸出端之間的一個(gè)電阻、連接在所述運(yùn)放差分輸出端之間的一個(gè)電容；五個(gè)增益級(jí)電路中的運(yùn)放分別稱為第一運(yùn)放至第五運(yùn)放。所述緩沖器包括一個(gè)差分輸入、單端輸出的第六運(yùn)放。六個(gè)運(yùn)放的輸入輸出之間均為反相級(jí)聯(lián)，第五運(yùn)放的差分輸出同時(shí)反相連接第一運(yùn)放的差分輸入。本發(fā)明電流控制型振蕩器能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、高頻率以及比較大的頻率轉(zhuǎn)換范圍的目的。同時(shí)采用鍺硅工藝的BiCMOS工藝以及NPN型晶體管可以達(dá)到更快的轉(zhuǎn)換速率。
文檔編號(hào)H03B5/20GK102468804SQ201010550658
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者彭敏, 朱紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司