專利名稱：一種可編程負阻電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及負阻電路結(jié)構(gòu)，尤其指一種可編程的負阻電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于CMOS LC_VC0具有較好的相位噪聲性能而被廣泛地應(yīng)用在CMOS收發(fā)機或數(shù)據(jù)通信中，它主要由LC諧振回路和負阻電路構(gòu)成。振蕩器中的負阻電路主要用于補償LC諧振回路中的能量損失。根據(jù)設(shè)計實現(xiàn)方式不同，有N-Core、P-Core和NP-Core等。由于N-Core或P-Core在結(jié)構(gòu)上不具有對稱性，振蕩波形對稱性較差，使得其相位噪聲性能不理想。NP-Core結(jié)構(gòu)則由于結(jié)構(gòu)對稱性好，提高振蕩波形的對稱性，減小器件引起的Ι/f噪聲 上跳變到載波附近的噪聲。同時，該結(jié)構(gòu)采用更小的電流來補償電容和電感的損耗，從而減小電路的功耗。對于無尾電流源的NP-Core結(jié)構(gòu)，其消除了尾電流源Ι/f噪聲的影響，同時增大了 VCO輸出擺幅。
圖I給出了一種交叉耦合互補無尾電流源負阻電路結(jié)構(gòu)，其中麗I、麗2與MP1、MP2交叉耦合構(gòu)成互補結(jié)構(gòu)的負阻放大器，產(chǎn)生的負阻分別為_2/Gw、-2/Gmp，即總的負阻R1可以表示為
-2
R1 =--—(I)
Gmn + Gmp
由于該結(jié)構(gòu)支路電流變化范圍有限，使得其提供的負阻范圍較小，不能實現(xiàn)寬范圍感值的lc_vco結(jié)構(gòu)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可編程負阻電路結(jié)構(gòu)。
為實現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為一種可編程負阻電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的交叉耦合無尾電流源互補負阻電路包括兩個P型晶體管MPl和MP2，兩個N型晶體管麗I和麗2，晶體管MPl的柵極和晶體管麗I的柵極互連接到輸出端0UTBAR，晶體管MPl的漏極和晶體管麗I的漏極互連接到輸出端OUT，晶體管MPl的源極接電源，晶體管麗I的源極接地線，晶體管MP2的柵極和晶體管麗2的柵極互連接到輸出端OUT，晶體管MP2的漏極和晶體管麗2的漏極互連接到輸出端0UTBAR，晶體管MP2的源極接電源，晶體管麗2的源極接到地線。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的電流源包括左右兩條支路上的電流源，左支路的電流源一端接電源，一端接晶體管MN5的漏極，晶體管MN5的柵極與漏極短接，源極接地，右支路的電流源一端接電源，一端接晶體管MN6的漏極，晶體管MN6的柵極與漏極短接，源極接地。
所述的可編程電流鏡包括左右兩個部分，其中左半部分的晶體管麗3_ I，麗3_2----麗3_n的柵極接晶體管麗5的柵極,漏極分別通過開關(guān)sw_l、sw_2.....sw_n連接到輸出端OUT，源極均接地，右邊部分的晶體管MN4_1，MN4_2……MN4_n的柵極接晶體管
MN6的柵極,漏極分別通過開關(guān)sw_l、sw_2.....sw_n連接到輸出端0UTBAR,源極均接地。
所述的可編程電流鏡中的MN3_1、MN3_2.....MN4_n以及MN4_1、MN4_2.....MN4_n的尺
寸相同，且與晶體管麗5和晶體管MN6尺寸相同。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、負阻大小可調(diào)范圍大。與傳統(tǒng)負阻結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的負阻結(jié)構(gòu)引入了可編程開關(guān)電路調(diào)節(jié)交叉耦合無尾電流源兩條支路的電流，擴大了負阻可調(diào)范圍。
2、實現(xiàn)反饋系統(tǒng)進行負阻調(diào)節(jié)。與傳統(tǒng)負阻結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的負阻結(jié)構(gòu)可以引入振蕩波形相關(guān)信息作為反饋信號進行負阻調(diào)節(jié)。
3、增加了LC_VC0的設(shè)計靈活性。與傳統(tǒng)負阻結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的負阻結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)不同LC諧振器的對負阻需求，提高LC_VC0的設(shè)計靈活性。


圖I足傳統(tǒng)交叉耦合互補無尾電流源負阻電路結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明可編程負阻電路結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
針對傳統(tǒng)交叉耦合互補無尾電流源負阻電路結(jié)構(gòu)存在的缺陷，設(shè)計人員提出了一種可編程的負阻電路結(jié)構(gòu)(圖2所示)。該負阻電路結(jié)構(gòu)主要由交叉耦合無尾電流源互補負阻模塊、電流源和可編程電流鏡組成，連接在電源和地線之間，其特征在于所述的交叉耦合無尾電流源互補負阻電路包括兩個P型晶體管MPl和MP2，兩個N型晶體管麗I和麗2，晶體管MPl的柵極和晶體管麗I的柵極互連接到輸出端0UTBAR，晶體管MPl的漏極和晶體管麗I的漏極互連接到輸出端0UT，晶體管MPl的源極接電源，晶體管麗I的源極接地線，晶體管MP2的柵極和晶體管麗2的柵極互連接到輸出端0UT，晶體管MP2的漏極和晶體管麗2的漏極互連接到輸出端0UTBAR，晶體管MP2的源極接電源，晶體管麗2的源極接到地線。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述的電流源包括左右兩條支路上的電流源，左支路的電流源一端接電源，一端接晶體管MN5的漏極，晶體管MN5的柵極與漏極短接，源極接地，右支路的電流源一端接電源，一端接晶體管MN6的漏極，晶體管MN6的柵極與漏極短接，源極接地。
所述的可編程電流鏡包括左右兩個部分，其中左半部分的晶體管麗3_ I，
麗3_2----麗3_n的柵極接晶體管麗5的柵極,漏極分別通過開關(guān)sw_l、sw_2.....sw_n連
接到輸出端0UT，源極均接地，右邊部分的晶體管MN4_1，MN4_2……MN4_n的柵極接晶體管
MN6的柵極,漏極分別通過開關(guān)sw_l、sw_2.....sw_n連接到輸出端0UTBAR,源極均接地。
對于圖2給出了可編程負阻電路結(jié)構(gòu)，假設(shè)開關(guān)個數(shù)為N，則其所對應(yīng)的負阻R2可以表示為
R2=Ir0W-^-
^jMN + ^jMP
(2)基于上式可以看出，當N取不同的值時，R2的取值不一樣。同樣也可以通過調(diào)制Ibias的大小來實現(xiàn)負阻取值的調(diào)節(jié)。
綜上所述，改進型的負阻結(jié)構(gòu)，增加了負阻的調(diào)節(jié)范圍，增加了不同諧振器的LC_VCO的設(shè)計靈活性。
工作原理當某個開關(guān)控制信號sw_n為高電平時，其對應(yīng)的兩個電流鏡被連接到交叉耦合無尾電流源的負阻電路中，此時等效負阻取值增大，提高了 LC振蕩器的起振能力。當所有開關(guān)控制信號均為高電平時，等效負阻取值最大，此時起振能力最大；當所有開關(guān)控制信號均為低電平時，等效負阻取值最小，此時起振能力最弱。因此，本發(fā)明的可編程負阻結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)不同LC諧振器的LC_VCO設(shè)計，大大提高了 LC振蕩器的設(shè)計靈活性。
權(quán)利要求
1.一種可編程負阻電路結(jié)構(gòu)，其特征在于由交叉耦合無尾電流源互補負阻模塊、電流源和可編程電流鏡組成，連接在電源和地線之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可編程負阻電路，其特征在于所述的交叉耦合無尾電流源互補負阻電路包括兩個P型晶體管MPl和MP2，兩個N型晶體管麗I和麗2，晶體管MPl的柵極和晶體管麗I的柵極互連接到輸出端0UTBAR，晶體管MPl的漏極和晶體管麗I的漏極互連接到輸出端0UT，晶體管MPl的源極接電源，晶體管麗I的源極接地線，晶體管MP2的柵極和晶體管麗2的柵極互連接到輸出端0UT，晶體管MP2的漏極和晶體管麗2的漏極互連接到輸出端0UTBAR，晶體管MP2的源極接電源，晶體管麗2的源極接到地線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可編程負阻電路，其特征在于所述的電流源包括左右兩條支路上的電流源，左支路的電流源一端接電源，一端接晶體管MN5的漏極，晶體管MN5的柵極與漏極短接，源極接地，右支路的電流源一端接電源，一端接晶體管MN6的漏極，晶體管MN6 的柵極與漏極短接，源極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可編程負阻電路，其特征在于所述的可編程電流鏡包括左右兩個部分，其中左半部分的晶體管麗3_1，麗3_2···.麗3_n的柵極接晶體管麗5的柵極，漏極分別通過開關(guān)sw_l、sw_2···. . sw_n連接到輸出端OUT,源極均接地,右邊部分的晶體管 MN4_1,MN4_2···. . MN4_n的柵極接晶體管MN6的柵極,漏極分別通過開關(guān)sw_l、sw_2···. . sw_ η連接到輸出端0UTBAR，源極均接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可編程負阻電路，其特征在于所述的可編程電流鏡中的 ΜΝ3_1、ΜΝ3_2···. . ΜΝ4_η 以及 ΜΝ4_1、ΜΝ4_2···. . ΜΝ4_η 的尺寸相同，且與晶體管 ΜΝ5 和晶體管ΜΝ6尺寸相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可編程負阻電路結(jié)構(gòu)，所述負阻電路包括交叉耦合無尾電流源互補負阻模塊、電流源和可編程電流鏡。同一個開關(guān)控制的左右兩個電流鏡，分別調(diào)制差分負阻兩條支路的電流大小，實現(xiàn)負阻大小的調(diào)節(jié)。通過可編程控制多組開關(guān)，實現(xiàn)對負阻大小寬范圍的調(diào)節(jié)。本發(fā)明具有負阻大小調(diào)節(jié)范圍寬，提高了不同LC諧振器的設(shè)計靈活性。
文檔編號H03B5/18GK102931919SQ20121043365
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者郭斌 申請人:長沙景嘉微電子股份有限公司