專利名稱：一種采用垂直電感的壓控振蕩器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用垂直電感的電容電感型壓控振蕩器。
背景技術(shù)：
電容電感型壓控振蕩器是無線收發(fā)前端電路中的關(guān)鍵模塊。電容電感型壓控振蕩器的相位噪聲決定了接收機(jī)的接收靈敏度，它的相位噪聲性能主要由片上螺旋電感的品質(zhì)因數(shù)決定。傳統(tǒng)硅集成電感主要是平面螺旋形的，它是利用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的兩層(或多層)金屬層來實(shí)現(xiàn)電感元件，其中一層用作螺旋式電感線圈，另一層用作把中間的接頭接出來的引線。標(biāo)準(zhǔn)工藝中的片上集成螺旋電感占用面積較大，使得電容電感型壓控振蕩器的加工成本較大；同時(shí)電感與襯底通過電磁耦合引起的損耗，使得片上螺旋電感的品質(zhì)因數(shù)較低，電容電感型的壓控振蕩器的相位噪聲性能受限。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用垂直電感的壓控振蕩器電路。本實(shí)用新型包括兩個(gè)NMOS管、兩個(gè)PMOS管、兩個(gè)固定電容、兩個(gè)可變電容、兩個(gè)偏置電容、兩個(gè)偏置電阻和一個(gè)垂直電感。第一 PMOS管的源極和第二 PMOS管的源極與電源電壓連接，第一 NMOS管的源極和第二 NMOS管的源極接地；第一 PMOS管的漏極、第二 PMOS管的柵極、垂直電感的一端、第一偏置電容的一端、第一固定電容的一端、第一 NMOS管的漏極、第二 NMOS管的柵極連接作為同相輸出端；第二PMOS管的漏極、第一 PMOS管的柵極、垂直電感的另一端、第二偏置電容的一端、第二固定電容的一端、第二 NMOS管的漏極、第一 NMOS管的柵極連接作為反相輸出端；第一固定電容的另一端與第二固定電容的另一端連接；第一偏置電容的另一端和第一偏置電阻的一端與第一可變電容的一端連接，第二偏置電容的另一端和第二偏置電阻的一端與第二可變電容的一端連接，第一可變電容的另一端與第二可變電容的另一端連接作為電壓控制端，第一偏置電阻的另一端與第二偏置電阻的另一端連接作為偏置電壓輸入端。垂直電感包括三層金屬層，第二金屬層第一金屬線的一端經(jīng)過通孔和第一金屬層第一金屬線的一端相連，第一金屬層第一金屬線的另一端經(jīng)過通孔、第二金屬層第二金屬線及通孔和第三金屬層第一金屬線的一端相連，第三金屬層第一金屬線另一端經(jīng)過通孔、第二金屬層第三金屬線、通孔和第一金屬層第二金屬線的一端相連，第一金屬層第二金屬線的另一端經(jīng)過通孔、第二金屬層第四金屬線、通孔和第三金屬層第二金屬線的一端相連，第三金屬層第二金屬線的另一端經(jīng)過通孔和第二金屬層第五金屬線的一端相連，第二金屬層第五金屬線的另一端經(jīng)過通孔和第三金屬層第三金屬線的一端相連，第三金屬層第三金屬線的另一端經(jīng)過通孔、第二金屬層第六金屬線、通孔和第一金屬層第三金屬線的一端相連，第一金屬層第三金屬線的另一端經(jīng)過通孔和第二金屬層第七金屬線的一端相連；同層金屬線相互絕緣。本實(shí)用新型采用垂直結(jié)構(gòu)的片上集成電感，使之與標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容的情況下能大大節(jié)省電容電感型壓控振蕩器的面積；同時(shí)這種垂直電感結(jié)構(gòu)能減小電感覆蓋襯底的面積、減小在襯底中以及襯底表面區(qū)域感應(yīng)產(chǎn)生的渦旋電流，從而降低襯底能量損耗和提高電感的品質(zhì)因數(shù)，因此電容電感型的壓控振蕩器相位噪聲性能也大大提高。

圖I為本實(shí)用新型的電路圖；圖2-1為圖I中垂直電感的一個(gè)立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-2為圖I中垂直電感的另一個(gè)立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，一種采用垂直電感的壓控振蕩器電路包括兩個(gè)NMOS管、兩個(gè)PMOS管、兩個(gè)固定電容、兩個(gè)可變電容、兩個(gè)偏置電容、兩個(gè)偏置電阻和一個(gè)垂直電感。第一 PMOS管MPl的源極和第二 PMOS管MP2的源極與電源電壓連接，第一 NMOS管麗I的源極和第二 NMOS管麗2的源極接地；第一 PMOS管MPl的漏極、第二 PMOS管MP2的柵極、垂直電感L的一端、第一偏置電容Cl的一端、第一固定電容Cfixl的一端、第一 NMOS管MNl的漏極、第二 NMOS管MN2的柵極連接作為同相輸出端Vout+ ;第二 PMOS管MP2的漏極、第一 PMOS管MPl的柵極、垂直電感L的另一端、第二偏置電容C2的一端、第二固定電容Cfix2的一端、第二 NMOS管麗2的漏極、第一 NMOS管MNl的柵極連接作為反相輸出端Vout-;第一固定電容Cfixl的另一端與第二固定電容Cfix2的另一端連接；第一偏置電容Cl的另一端和第一偏置電阻Rl的一端與第一可變電容Cvarl的一端連接，第二偏置電容C2的另一端和第二偏置電阻R2的一端與第二可變電容Cvar2的一端連接，第一可變電容Cvarl的另一端與第二可變電容Cvar2的另一端連接作為電壓控制端Vtune，第一偏置電阻Rl的另一端與第二偏置電阻R2的另一端連接作為偏置電壓輸入端Vbias0如圖2-1和圖2-2所示，垂直電感包括三層金屬層，第二金屬層第一金屬線11的一端經(jīng)過通孔Vll和第一金屬層第一金屬線12的一端相連,第一金屬層第一金屬線12的另一端經(jīng)過通孔V12、第二金屬層第二金屬線13及通孔V13和第三金屬層第一金屬線14的一端相連，第三金屬層第一金屬線14的另一端經(jīng)過通孔V14、第二金屬層第三金屬線15、通孔V15和第一金屬層第二金屬線21的一端相連,第一金屬層第二金屬線21的另一端經(jīng)過通孔V21、第二金屬層第四金屬線22、通孔V22和第三金屬層第二金屬線23的一端相連，第三金屬層第二金屬線23的另一端經(jīng)過通孔V23和第二金屬層第五金屬線24的一端相連，第二金屬層第五金屬線24的另一端經(jīng)過通孔V31和第三金屬層第三金屬線31的一端相連，第三金屬層第三金屬線31的另一端經(jīng)過通孔V32、第二金屬層第六金屬線32、通孔V33和第一金屬層第三金屬線33的一端相連，第一金屬層第三金屬線33的另一端經(jīng)過通孔V34和第二金屬層第七金屬線34的一端相 連；同層金屬線相互絕緣。
權(quán)利要求1.一種采用垂直電感的壓控振蕩器電路，包括兩個(gè)NMOS管、兩個(gè)PMOS管、兩個(gè)固定電容、兩個(gè)可變電容、兩個(gè)偏置電容、兩個(gè)偏置電阻和一個(gè)垂直電感，其特征在于第一 PMOS管(MPl)的源極和第二 PMOS管(MP2)的源極與電源電壓連接，第一 NMOS管(MNl)的源極和第二 NMOS管(MN2)的源極接地； 第一 PMOS管(MPl)的漏極、第二 PMOS管(MP2)的柵極、垂直電感(L)的一端、第一偏置電容(Cl)的一端、第一固定電容(Cfixl)的一端、第一 NMOS管(MNl)的漏極、第二 NMOS管(MN2)的柵極連接作為同相輸出端(Vout+);第二 PMOS管(MP2)的漏極、第一 PMOS管(MPl)的柵極、垂直電感(L)的另一端、第二偏置電容(C2)的一端、第二固定電容(Cfix2)的一端、第二 NMOS管(MN2)的漏極、第一 NMOS管(MNl)的柵極連接作為反相輸出端(Vout-)；第一固定電容(Cfixl)的另一端與第二固定電容(Cfix2)的另一端連接； 第一偏置電容(Cl)的另一端和第一偏置電阻(Rl)的一端與第一可變電容(Cvarl)的一端連接，第二偏置電容(C2)的另一端和第二偏置電阻(R2)的一端與第二可變電容(Cvar2)的一端連接,第一可變電容(Cvarl)的另一端與第二可變電容(Cvar2)的另一端連接作為電壓控制端(Vtune)，第一偏置電阻(Rl)的另一端與第二偏置電阻(R2)的另一端連接作為偏置電壓輸入端(Vbias)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種采用垂直電感的壓控振蕩器電路，其特征在于所述的垂直電感包括三層金屬層，第二金屬層第一金屬線(11)的一端經(jīng)過通孔(Vll)和第一金屬層第一金屬線(12)的一端相連，第一金屬層第一金屬線(12)的另一端經(jīng)過通孔(V12)、第二金屬層第二金屬線(13)及通孔(V13)和第三金屬層第一金屬線(14)的一端相連，第三金屬層第一金屬線(14)的另一端經(jīng)過通孔(VM)、第二金屬層第三金屬線(15)、通孔(V15)和第一金屬層第二金屬線(21)的一端相連，第一金屬層第二金屬線(21)的另一端經(jīng)過通孔(V21)、第二金屬層第四金屬線(22)、通孔(V22)和第三金屬層第二金屬線(23)的一端相連，第三金屬層第二金屬線(23)的另一端經(jīng)過通孔(V23)和第二金屬層第五金屬線(24)的一端相連，第二金屬層第五金屬線(24)的另一端經(jīng)過通孔(V31)和第三金屬層第三金屬線(31)的一端相連，第三金屬層第三金屬線(31)的另一端經(jīng)過通孔(V32)、第二金屬層第六金屬線(32)、通孔(V33)和第一金屬層第三金屬線(33)的一端相連，第一金屬層第三金屬線(33)的另一端經(jīng)過通孔(V34)和第二金屬層第七金屬線(34)的一端相連；同層金屬線相互絕緣。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用垂直電感的壓控振蕩器電路。本實(shí)用新型中兩個(gè)PMOS管的源極與電源電壓連接，兩個(gè)NMOS管源極接地；第一PMOS管漏極、第二PMOS管柵極、垂直電感一端、第一偏置電容一端、第一固定電容一端、第一NMOS管漏極、第二NMOS管柵極連接作為同相輸出端；第二PMOS管漏極、第一PMOS管柵極、垂直電感另一端、第二偏置電容一端、第二固定電容一端、第二NMOS管漏極、第一NMOS管柵極連接作為反相輸出端。垂直電感由各金屬層上的金屬線以及連接各層金屬線的通孔構(gòu)成。本實(shí)用新型采用垂直電感作為電容電感諧振型壓控振蕩器的電感，具有相位噪聲低、面積小、與標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03B5/08GK202524360SQ201220125599
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉軍, 孫玲玲, 高海軍 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)