CN106998191A - 振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种振荡器，用于在两个输出端上产生振荡信号，该振荡器包括：耦接在所述两个输出端之间的电感器、耦接在所述两个输出端之间的电容器、两个P型晶体管以及两个N型晶体管。所述两个P型晶体管的源极耦接于电源电压，以及，所述两个P型晶体管的栅极分别耦接于所述两个输出端。所述两个N型晶体管的栅极分别耦接于所述两个输出端，以及，所述两个N型晶体管的漏极分别耦接于所述两个P型晶体管的漏极。此外，所述两个N型晶体管的漏极还耦接于所述电感器的两个内部节点。本发明提供的振荡器能够产生高摆幅的振荡信号，且不会损坏振荡器中的晶体管。

Description

振荡器
技术领域
本发明涉及一种振荡器，更特别地，涉及一种具有内在的(intrinsic)低通滤波器的电感电容谐振回路(LC-tank)振荡器。
背景技术
近来，低电源电压(supply voltage)已成为低功率系统的主要解决方案。然而，对于数控振荡器(digitally controlled oscillator，DCO)或压控振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)，低电源电压导致振荡信号的小摆幅(swing)，以及，信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)将因此变差。为了解决所述小摆幅和变差的SNR问题，其中一种解决方案是只使用P型金属氧化物半导体(P-channel Metal Oxide Semiconductor，PMOS)晶体管的压控振荡器(VCO)或只使用N型金属氧化物半导体(N-channel Metal OxideSemiconductor，NMOS)的压控振荡器(VCO)，以使摆幅翻倍，然而，只使用PMOS的压控振荡器(VCO)或只使用NMOS的压控振荡器(VCO)具有高的功率消耗，以及，高的摆幅信号会破坏由先进工艺制造的晶体管。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种振荡器，以解决上述问题。
根据本发明的一实施例，本发明提供一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在两个所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡信号。该振荡器包括：电感器，耦接在所述两个第一输出端和所述第二输出端之间；电容器，耦接在所述两个第一输出端和所述第二输出端之间；两个P型晶体管，包括第一P型晶体管和第二P型晶体管，其中，所述两个第一P型晶体管和所述第二P型晶体管的源极均耦接于电源电压，以及，所述两个第一P型晶体管的栅极分别耦接于所述两个第二输出端，所述第二P型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端；以及两个N型晶体管，包括第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中，所述两个第一N型晶体管的栅极分别耦接于所述两个第二输出端，所述第二N型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端，以及，所述两个第一N型晶体管的漏极分别耦接于所述两个第一P型晶体管的漏极，所述第二N型晶体管的漏极耦接于所述第二P型晶体管的漏极；其中，所述两个第一N型晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第一内部节点，所述第二N型晶体管的漏极还耦接于所述电感器的两个第二内部节点。
根据本发明的另一实施例，本发明还提供了一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡信号。该振荡器包括：电感器，耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；电容器，耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；两个晶体管，包括第一晶体管和第二晶体管，其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管的源极均耦接于第一供给电压，以及，所述第一晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二晶体管的栅极耦接于所述第一输出端；其中，所述第一晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第一内部节点，所述第二晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第二内部节点，以及，所述电感器的中心抽头耦接于第二供给电压。在一些实施例中，所述两个晶体管为N型晶体管，所述第一供给电压为接地电压，所述第二供给电压为电源电压。在另一些实施例中，所述两个晶体管为P型晶体管，所述第一供给电压为电源电压，所述第二供给电压为接地电压。
根据本发明的另一实施例，本发明还提供了一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在两个所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡器信号。该振荡器包括：两个P型晶体管，包括第一P型晶体管和第二P型晶体管，其中，所述两个第一P型晶体管和所述第二P型晶体管的源极均耦接于电源电压，以及，所述两个第一P型晶体管的栅极分别耦接于所述两个第二输出端，所述第二P型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端；两个N型晶体管，包括第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中，所述两个第一N型晶体管的栅极分别耦接于所述两个第二输出端，所述第二N型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端，以及，所述两个第一N型晶体管的漏极分别耦接于所述两个第一P型晶体管的漏极，所述第二N型晶体管的漏极耦接于所述第二P型晶体管的漏极；以及低通滤波器，耦接于所述两个P型晶体管和所述两个N型晶体管，用于过滤所述振荡信号的频率成分，所述频率成分是根据第一电感器和寄生电容产生的。
在上述振荡器中，由于晶体管的栅极分别耦接于两个输出端，而其漏极分别耦接于电感器的两个内部节点，电感器表现为分压器，因此，振荡器能够在输出端上产生高摆幅的振荡信号，且不会损坏振荡器中的晶体管。
本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本发明的这些目的及其它目的。
附图说明
图1A是根据本发明一实施例示出的VCO/DCO的信号模型的概念的示意图；
图1B是根据本发明一实施例示出的一种振荡器的示意图；
图1C是根据本发明另一实施例示出的振荡器的示意图；
图1D是根据本发明另一实施例示出的振荡器的示意图；
图2根据本发明一实施例示出了电感器及连接；
图3A是根据本发明一实施例的振荡器的等效模型；
图3B示出了图3A所示振荡器的两个主要的频率成分的示意图；
图4根据本发明一实施例示出了两个辅助电容器和电感器；
图5A是根据本发明另一实施例的振荡器的等效模型；
图5B示出了图5A所示振荡器的两个主要的频率成分的示意图；
图6是根据本发明另一实施例示出的振荡器的示意图；
图7是根据本发明一实施例示出的当图6所示的振荡器操作在高电流模式时该振荡器的示意图；
图8是根据本发明一实施例示出的当图6所示的振荡器操作在低电流模式时该振荡器的示意图；
图9是根据本发明另一实施例示出的当振荡器操作在高电流模式时该振荡器的示意图；
图10是根据本发明另一实施例示出的当振荡器操作在低电流模式时该振荡器的示意图。
具体实施方式
以下描述为本发明实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本发明的技术特征，而并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
在一些实施例中，本发明提供了一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡器信号。该振荡器包括：两个P型晶体管、两个N型晶体管以及低通滤波器。其中，所述两个P型晶体管包括第一P型晶体管和第二P型晶体管，所述第一P型晶体管和所述第二P型晶体管的源极均耦接于电源电压，以及，所述第一P型晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二P型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端。所述两个N型晶体管包括第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中，所述第一N型晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二N型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端，以及，所述第一N型晶体管的漏极耦接于所述第一P型晶体管的漏极，所述第二N型晶体管的漏极耦接于所述第二P型晶体管的漏极。低通滤波器耦接于所述两个P型晶体管和所述两个N型晶体管，用于过滤所述振荡信号的频率成分，所述频率成分是根据第一电感器和寄生电容产生的。在一些示例中，所述低通滤波器是电感电容滤波器。在另一些实施例中，所述低通滤波器是由第二电感器和电容器构成的，以及，所述振荡信号的期望频率成分是根据所述第一电感器、所述第二电感器和所述电容器产生的。
请参考图1A，图1A是根据本发明一实施例示出的振荡器100的信号模型的概念的示意图。在本实施例中，振荡器100可以是VCO或者DCO。如图1A所示，振荡器100具有寄生电容CPAR，以及，寄生电容CPAR和电感器的一部分α*L会产生不需要的(unwanted)高频成分，振荡器100设计低通滤波器102(例如，电阻电容(RC)滤波器或者电感电容(LC)滤波器)，以过滤此不需要的高频成分。反相器104对低通滤波器102的输出信号进行反相，反相后的信号用以控制晶体管M1，以满足振荡的基本前提。图1A所示的晶体管M1可以是振荡器100中的NMOS对中的其中一个。
请参考图1B，图1B是根据本发明一实施例示出的振荡器100的示意图。如图1B所示，振荡器100包括电容器(capacitor)110、电感器(inductor)120、两个PMOS晶体管MP1和MP2，以及，两个NMOS晶体管MN1和MN2。在本实施例中，电感器120和电容器110并联，以构成振荡电路；PMOS晶体管MP1和MP2的源极均耦接于电源电压VDD，以及，PMOS晶体管MP1和MP2的栅极分别耦接于两个输出端N2和N1；NMOS晶体管MN1和MN2的源极均耦接于接地电压GND，NMOS晶体管MN1和MN2的栅极分别耦接于输出端N2和N1，以及，NMOS晶体管MN1和MN2的漏极分别耦接于NMOS晶体管MN1和MN2的漏极。此外，NMOS晶体管MN1和MN2的漏极还分别耦接于电感器120的两个内部节点ND1和ND2。如图1B所示，位于NMOS晶体管MN1的漏极(即电感器的内部节点ND1)上的信号与位于输出端N1上的振荡信号(即PMOS晶体管MP1的栅极上的信号)反相，以及，位于NMOS晶体管MN2的漏极(即电感器的内部节点ND2)上的信号与位于输出端N2上的振荡信号(即NMOS晶体管MN2的栅极上的信号)反相。
在本实施例中，振荡器100是电感电容谐振回路DCO或VCO，电容器110可以由开关电容器阵列来实现，电容器110的内部节点可作为振荡器100的输入端，以及，振荡器100可以在该输入端上接收控制电压，以在输出端N1和N2上产生振荡信号。
此外，在一些实施例，基于图1B所示的实施例，本发明还提供一种仅使用NMOS的振荡器和仅使用PMOS的振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡信号。该振荡器包括：耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间的电感器、耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间的电容器，以及两个晶体管。所述两个晶体管包括第一晶体管和第二晶体管，其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管的源极均耦接于第一供给电压，以及，所述第一晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二晶体管的栅极耦接于所述第一输出端。其中，所述第一晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第一内部节点，所述第二晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第二内部节点，以及，所述电感器的中心抽头(center tap)耦接于第二供给电压。在一些示例中，所述两个晶体管均为N型晶体管，所述第一供给电压为接地电压，所述第二供给电压为电源电压。在另一些示例中，所述两个晶体管均为P型晶体管，所述第一供给电压为电源电压，所述第二供给电压为接地电压。
请参考图1C，图1C是根据本发明另一实施例示出的振荡器100’的示意图。如图1C所示，振荡器100’为仅使用NMOS的振荡器。在图1C所示的实施例中，振荡器100’包括电容器110、电感器120以及两个NMOS晶体管MN1和MN2，其中，电容器110与电感器120并联，NMOS晶体管MN1的栅极耦接于振荡器100’的输出端N2，NMOS晶体管MN2的栅极耦接于振荡器100’的输出端N1，两个NMOS晶体管MN1和MN2的漏极分别耦接于电感器120的两个内部节点ND1和ND2，以及，两个NMOS晶体管MN1和MN2的源极耦接于接地电压GND。应当说明的是，在图1C所示的实施例中，电感器120的中心抽头耦接于电源电压VDD。为简洁起见，对于图1C所示实施例与图1B所示实施例的类似之处，此处不再一一描述。
请参考图1D，图1D是根据本发明另一实施例示出的振荡器100”的示意图。如图1D所示，振荡器100”为仅使用PMOS的振荡器。在图1D所示的实施例中，振荡器100”包括电容器110、电感器120以及两个PMOS晶体管MP1和MP2，其中，电容器110与电感器120并联，PMOS晶体管MP1的栅极耦接于振荡器100”的输出端N2，PMOS晶体管MP2的栅极耦接于振荡器100”的输出端N1，两个PMOS晶体管MP1和MP2的漏极分别耦接于电感器120的两个内部节点ND1和ND2，以及，两个PMOS晶体管MP1和MP2的源极分别耦接于电源电压VDD。应当说明的是，在图1D所示的实施例中，电感器120的中心抽头耦接于接地电压GND。为简洁起见，关于图1D所示实施例与图1B所示实施例的类似描述，此处不再一一描述。
图2根据图1B示出了电感器120及连接。如图2所示，电感器120包括多个段(segment)LS1-LS4，NMOS晶体管MN1的漏极连接至位于段LS1和段LS2之间的内部节点ND1，NMOS晶体管MN2的漏极连接至位于段LS3和段LS4之间的内部节点ND2，位于段LS2和段LS3之间的内部节点连接至中心抽头，以接收直流(DC)电压。在本实施例中，电感器120可以由任意类型的集成电感器(如8字形电感器)来实现。
请参考图3A，图3A是根据本发明一实施例的振荡器的等效模型，其中，图3A所示的等效模型可以是图1B所示振荡器100的实施例。如图3A所示，由于NMOS晶体管MN1/MN2的漏极连接至电感器120的内部节点ND1/ND2，对于电容器110的电容值CSCA来说，电感器120的等效电感值为(α*L+(1-α)*L)，其中，0<α<1，L为电感器120的电感值，以及，对于寄生电容CPAR来说，电感器120的等效电感值为Lp，其中，电感值Lp小于电感值L。此外，由于图3A所示的寄生电容CPAR，振荡信号会具有不需要的频率成分，该频率成分由寄生电容CPAR和电感器120的一部分的电感值α*L产生。换言之，振荡信号具有两个主要的频率成分，如图3B所示，图3B示出了图3A所示振荡器的两个主要的频率成分的示意图，其中一个是需要的频率成分FL，而另一个是不需要的高频成分FH。在本实施例中，电容器110的电容值CSCA和电感器120的一部分的电感值(1-α)*L构成内在的电感电容(LC)低通滤波器，以减小该不需要的高频成分FH的回路增益。
在另一实施例中，振荡器100可以被修改为添加两个辅助电容器，以更多地减小该不需要的高频成分FH的回路增益。请参考图4，图4根据本发明一实施例示出了两个辅助电容器510、520以及电感器120。如图4所示，辅助电容器510耦接在输出端N1和NMOS晶体管MN1的漏极(内部节点ND1)之间，即辅助电容器510与电感器120的段LS1并联；以及，辅助电容器520耦接在输出端N2和NMOS晶体管MN2的漏极(内部节点ND2)之间，即辅助电容器520与电感器120的段LS4并联。借助于辅助电容器510，可以在内部节点ND1上进一步减小不需要的高频成分的回路增益，以及，借助于辅助电容器520，可以在内部节点ND2上进一步减小不需要的高频成分的回路增益。
请参考图5A和图5B，图5A是根据本发明另一实施例的振荡器的等效模型，图5B示出了图5A所示振荡器的两个主要的频率成分的示意图。参考图5A和图5B可知，辅助电容器510和520进一步使得内在的电感电容(LC)低通滤波器在不需要的高频成分FH上具有凹口(notch)，从而，不需要的高频成分FH的回路增益能够被进一步减少。
在一实施例中，辅助电容器510和520的电容值可被设计为满足等式α*L*CPAR＝(1-α)*L*CRES，其中，CRES是辅助电容器510或520的电容值，CPAR是寄生电容的电容值。
此外，在图1B所示的振荡器100中，由于电感器120能够表现为分压器，以及，NMOS晶体管MN1和MN2的漏极分别连接至电感器120的两个内部节点ND1和ND2，以及，NMOS晶体管MN1和MN2的栅极分别连接至输出端N2和N1，因此，NMOS晶体管MN1和MN2的漏电压VD的摆幅会接近于电源电压VDD，以及，NMOS晶体管MN1和MN2的栅电压VG的摆幅将大于漏电压VD的摆幅。例如，若α＝0.5，以及，电源电压VDD＝0.9V，则最大的漏电压VD可以接近于0.9V，以及，最大的栅电压VG可以接近于1.8V(即远大于电源电压VDD)。根据以上描述，较低的(lower)漏电压VD能够防止NMOS晶体管MN1/MN2和PMOS晶体管MP1/MP2遭受损坏，以及，高摆幅的栅电压VG(即高摆幅的振荡信号)能够增大振荡信号的信噪比(SNR)。相应地，在图1C所示的振荡器100’中，由于电感器120能够表现为分压器，且NMOS晶体管MN1和MN2的漏极分别连接至电感器120的两个内部节点ND1和ND2，而NMOS晶体管MN1和MN2的栅极分别连接至输出端N2和N1，因此，振荡器100’也能够在输出端上产生高摆幅的振荡信号，而不会损坏振荡器100’中的晶体管MN1和MN2。相应地，在图1D所示的振荡器100”中，由于电感器120能够表现为分压器，且PMOS晶体管MP1和MP2的漏极分别连接至电感器120的两个内部节点ND1和ND2，而PMOS晶体管MP1和MP2的栅极分别连接至输出端N2和N1，因此，振荡器100”也能够在输出端上产生高摆幅的振荡信号，而不会损坏振荡器100”中的晶体管MP1和MP2。
此外，由于NMOS晶体管MN1/MN2的栅电压VG具有大摆幅，NMOS晶体管MN1/MN2的栅源电压VGS将变大，以增大电流。因此，在性能满足条件的情况下，能够减小晶体管尺寸，以减小寄生电容。
在以上提及的实施例中，电感器120的段LS1-LS4的电感值是预先确定的，即，“α”值不能够被调整。然而，在另一实施例中，振荡器可被设计为选择不同的“α”值。具体地，请参考图6，图6是根据本发明一实施例示出的振荡器600的示意图。如图6所示，振荡器600包括电容器610、电感器620、两个PMOS晶体管MP1和MP2、两个NMOS晶体管MN1和MN2，以及，开关模块，在图6所示的实施例中，开关模块包括多个开关SW1-SW4。在本实施例中，电感器620和电容器610并联，以构成振荡电路；PMOS晶体管MP1和MP2的源极分别耦接于电源电压VDD，以及，PMOS晶体管MP1和MP2的栅极分别耦接于两个输出端N2和N1；NMOS晶体管MN1和MN2的源极均耦接于接地电压GND，NMOS晶体管MN1和MN2的栅极分别耦接于输出端N2和N1，以及，NMOS晶体管MN1和MN2的漏极分别耦接于PMOS晶体管MP1和MP2的漏极。此外，开关SW1用于选择性地将NMOS晶体管MN1的漏极连接至电感器620的第一内部节点；开关SW2用于选择性地将NMOS晶体管MN2的漏极连接至电感器620的第二内部节点；开关SW3用于选择性地将NMOS晶体管MN1的漏极连接至电感器620的第三内部节点；以及，开关SW4用于选择性地将NMOS晶体管MN2的漏极连接至电感器620的第四内部节点。
通过接通或断开开关SW1-SW4，电感器620可被划分为具有不同电感值的不同部分，即图3A或图5A所示，其中，等效模型的“α”值可被选择。通过选择“α”值，可改变振荡器600的特性(如振荡信号的摆幅)。例如，请参考图7，图7为基于图6所示振荡器的一种高电流模式配置，在图7中，当振荡器600操作在高电流模式(例如，在需要提供较大电流的模式中，如2G模式)时，振荡器600具有较高的电源电压VDD(如1.05V)，开关SW1和SW2被接通，而开关SW3和SW4被断开，以使得电感器120具有第一“α”值。此外，请参考图8，图8为基于图6所示振荡器的一种低电流模式配置，在图8中，当振荡器600操作在低电流模式(例如，在不需要提供较大电流的模式中，如长期演进(Long Term Evolution，LTE)模式)时，振荡器600具有较低的电源电压VDD(如0.85V)，开关SW1和SW2被断开，而开关SW3和SW4被接通，以使得电感器120具有第二“α”值。在一些实施例中，高电流模式提供的电流大于低电流模式提供的电流。例如，上述较大电流可以大于第一预设电流值，而上述较小电流可以小于第二预设电流值，其中，第二预设电流值可小于或等于第一预设电流值，具体地，本发明实施例不做任何限制。
通常，解决小摆幅和变差的SNR问题的另一种解决方案是增大电流，以维持信号的功率，然而，随着电流增大，电感值必须减小，以及，电容值需要相应地增大，因此，造成了一些副作用。例如，若电源电压从1.6V变化为0.8V，则电感值必须是0.25×(即原始电感值的0.25倍)，电容值需要增大4倍。然而，小的电感值会严重降低其品质因数(Q)，以及，VCO/DCO需要更多的电力来补偿性能。此外，若设计平行电感器以及将跨导对(gm-对)馈送到低阻抗节点，以克服低品质因数的问题，则该VCO/DCO还具有寄生振荡问题。本发明实施例提供的振荡器结构可以克服这些问题。
请参考图9和图10，图9是根据本发明一实施例示出的当振荡器900操作在高电流模式(如2G模式)时振荡器900的示意图，图10是根据本发明一实施例示出的当振荡器900操作在低电流模式(如LTE模式)时振荡器900的示意图。如图9所示，图9所示的振荡器900与图1B所示的振荡器100相比，振荡器900还至少包括多个栅控晶体管(gating transistor)MG1-MG8，用于提供附加电流，以调整振荡器900的跨导，即提供可调的跨导(gm)对。如图9所示，栅控晶体管MG7、MG5与PMOS晶体管MP1并联，其中，栅控晶体管MG5用于控制栅控晶体管MG7的通断，以选择性地给输出端N2提供附加电流；栅控晶体管MG3、MG1与NMOS晶体管MN1并联，其中，栅控晶体管MG3用于控制栅控晶体管MG1的通断，以选择性地给输出端N2提供附加电流；栅控晶体管MG8、MG6与PMOS晶体管MP2并联，其中，栅控晶体管MG6用于控制栅控晶体管MG8的通断，以选择性地给输出端N1提供附加电流；栅控晶体管MG4、MG2与NMOS晶体管MN2并联，其中，栅控晶体管MG4用于控制栅控晶体管MG2的通断，以选择性地给输出端N1提供附加电流。应当说明的是，在一些变型实施例中，可以省略栅控晶体管MG5、MG3、MG6以及MG4。在图9中，当振荡器900操作在高电流模式时，栅控晶体管MG1-MG8被接通，以提供附加电流，从而，增大振荡器900内的晶体管的跨导(gm)。与此同时，相反地，在图10中，当振荡器900操作在低电流模式时，栅控晶体管MG1-MG8被断开，以节省电力。
应当说明的是，在本发明中，不同附图提供的不同实施例或者不同实施例的部分特征可以被结合，而受不限于该附图所示的特定实施例。例如，图1C和图1D所示的实施例也可以具有图6-图8所示出的开关模块或者图9-图1C和图1D所示的实施例也可以具有图6-8所示出的开关模块或者图9-10所示出的栅控晶体管，具体的各元件的功能与图6至图10的描述相似。从而得到图6至图10所示各实施例的变型，以提供一种“α”值能够被调整的仅使用NMOS的振荡器和仅使用PMOS的振荡器。为简洁起见，本发明关于各变型实施例的类似描述不一一赘述。
综上所述，在本实施例的振荡器中，NMOS和/或PMOS的漏极耦接于电感器的内部节点，以及，NMOS和/或PMOS的栅极耦接于振荡器的输出端。因此，电感器可以使用较大的尺寸，以具有小的电感值，以及，品质因数(Q)将不会由于所述小的电感值的设计而恶化；以及，所形成的内在的电感电容(LC)低通滤波器可以滤除掉不需要的高频成分。此外，输出的振荡信号可以具有较高的摆幅(如比电源电压的摆幅更大)，以增大信噪比。
在不脱离本发明的精神以及范围内，本发明可以其它特定格式呈现。所描述的实施例在所有方面仅用于说明的目的而并非用于限制本发明。本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。本领域技术人员皆在不脱离本发明之精神以及范围内做些许更动与润饰。

Claims (22)

1.一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡信号，其特征在于，包括：
电感器，耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；
电容器，耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；
两个P型晶体管，包括第一P型晶体管和第二P型晶体管，其中，所述第一P型晶体管和所述第二P型晶体管的源极均耦接于电源电压，以及，所述第一P型晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二P型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端；
两个N型晶体管，包括第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中，所述第一N型晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二N型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端，以及，所述第一N型晶体管的漏极耦接于所述第一P型晶体管的漏极，所述第二N型晶体管的漏极耦接于所述第二P型晶体管的漏极；
其中，所述第一N型晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第一内部节点，所述第二N型晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第二内部节点。
2.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述电感器的一部分和所述电容器构成低通滤波器，用于过滤不需要的频率成分。
3.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述第一N型晶体管的漏极上的信号与所述第一N型晶体管的栅极上的信号反相，以及，所述第二N型晶体管的漏极上的信号与所述第二N型晶体管的栅极上的信号反相。
4.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器还包括：
第一辅助电容器，耦接在所述第一输出端与所述第一N型晶体管的漏极之间；和/或，
第二辅助电容器，耦接在所述第二输出端与所述第二N型晶体管的漏极之间。
5.如权利要求4所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器包括所述第一辅助电容器时，所述电感器的一部分、所述电容器和所述第一辅助电容器构成低通滤波器，以过滤不需要的频率成分。
6.如权利要求2或5所述的振荡器，其特征在于，所述不需要的频率成分是根据所述电感器的另一部分和寄生电容产生的。
7.如权利要求6所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器包括所述第一辅助电容器时，所述第一辅助电容器的电容值满足等式α*L*CPAR＝(1-α)*L*CRES，其中，L是所述电感器的总电感值，(α*L)是所述电感器的所述另一部分的电感值，CPAR是所述寄生电容的电容值，((1-α)*L)是所述电感器的所述一部分的电感值，以及，CRES是所述第一辅助电容器的电容值。
8.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器还包括：
开关模块，耦接在所述第一N型晶体管的漏极和所述电感器的第一内部节点之间，以及，还耦接所述第二N型晶体管的漏极和所述电感器的第二内部节点之间，用于选择性地将所述第一N型晶体管的漏极连接至所述电感器的第一内部节点，以及，选择性地将所述第二N型晶体管的漏极连接至所述电感器的第二内部节点。
9.如权利要求8所述的振荡器，其特征在于，所述开关模块还还耦接在所述第一N型晶体管的漏极和所述电感器的第三内部节点之间，以及，还耦接在所述第二N型晶体管的漏极和所述电感器的第四内部节点之间，用于选择性地将所述第一N型晶体管的漏极连接至所述电感器的第三内部节点，以及，选择性地将所述第二N型晶体管的漏极连接至所述电感器的第四内部节点。
10.如权利要求9所述的振荡器，其特征在于，当所述振荡器操作在第一模式时，所述开关模块将所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管的漏极分别连接至所述电感器的所述第一内部节点和所述第二内部节点，而不将所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管的漏极分别连接至所述电感器的所述第三内部节点和所述第四内部节点；以及，当所述振荡器操作在第二模式时，所述开关模块将所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管的漏极分别连接至所述电感器的所述第三内部节点和所述第四内部节点，而不将所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管的漏极分别连接至所述电感器的所述第一内部节点和所述第二内部节点。
11.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器还包括：
多个栅控晶体管，分别与所述第一P型晶体管、所述第二P型晶体管、所述第一N型晶体管和所述第二N型晶体管并联，用于提供附加电流，以调整所述振荡器的跨导。
12.如权利要求11所述的振荡器，其特征在于，当所述振荡器操作在第一模式时，所述多个栅控晶体管被断开；以及，当所述振荡器操作在第二模式时，所述多个栅控晶体管被接通。
13.如权利要求10或12所述的振荡器，其特征在于，所述第一模式为长期演进模式，以及，所述第二模式为2G模式。
14.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器是数控振荡器或压控振荡器。
15.一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡信号，其特征在于，包括：
电感器，耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；
电容器，耦接在所述第一输出端和所述第二输出端之间；
两个晶体管，包括第一晶体管和第二晶体管，其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管的源极均耦接于第一供给电压，以及，所述第一晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二晶体管的栅极耦接于所述第一输出端；
其中，所述第一晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第一内部节点，所述第二晶体管的漏极还耦接于所述电感器的第二内部节点，以及，所述电感器的中心抽头耦接于第二供给电压。
16.如权利要求15所述的振荡器，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为N型晶体管，所述第一供给电压为接地电压，所述第二供给电压为电源电压。
17.如权利要求15所述的振荡器，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为P型晶体管，所述第一供给电压为电源电压，所述第二供给电压为接地电压。
18.如权利要求15-17任一项所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器还包括：
第一辅助电容器和/或第二辅助电容器，所述第一辅助电容器耦接在所述第一输出端与所述第一晶体管的漏极之间，所述第二辅助电容器耦接在所述第二输出端与所述第二晶体管的漏极之间。
19.如权利要求15-17任一项所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器还包括：
开关模块，耦接在所述第一晶体管的漏极和所述电感器的所述第一内部节点之间，以及，还耦接所述第二晶体管的漏极和所述电感器的所述第二内部节点之间，用于选择性地将所述第一晶体管的漏极连接至所述电感器的所述第一内部节点，以及，选择性地将所述第二晶体管的漏极连接至所述电感器的所述第二内部节点；以及，开关模块还耦接在所述第一晶体管的漏极和所述电感器的所述第三内部节点之间，以及，还耦接所述第二晶体管的漏极和所述电感器的所述第四内部节点之间，用于选择性地将所述第一晶体管的漏极连接至所述电感器的所述第三内部节点，以及，选择性地将所述第二晶体管的漏极连接至所述电感器的所述第四内部节点。
20.一种振荡器，包括第一输出端和第二输出端，用于在所述第一输出端和所述第二输出端上产生振荡器信号，其特征在于，包括：
两个P型晶体管，包括第一P型晶体管和第二P型晶体管，其中，所述第一P型晶体管和所述第二P型晶体管的源极均耦接于电源电压，以及，所述第一P型晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二P型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端；
两个N型晶体管，包括第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中，所述第一N型晶体管的栅极耦接于所述第二输出端，所述第二N型晶体管的栅极耦接于所述第一输出端，以及，所述第一N型晶体管的漏极耦接于所述第一P型晶体管的漏极，所述第二N型晶体管的漏极耦接于所述第二P型晶体管的漏极；以及
低通滤波器，耦接于所述两个P型晶体管和所述两个N型晶体管，用于过滤所述振荡信号的频率成分，所述频率成分是根据第一电感器和寄生电容产生的。
21.如权利要求20所述的振荡器，其特征在于，所述低通滤波器是电感电容滤波器。
22.如权利要求20所述的振荡器，其特征在于，所述低通滤波器是由第二电感器和电容器构成的，以及，所述振荡信号的期望频率成分是根据所述第一电感器、所述第二电感器和所述电容器产生的。
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