FR2985876A1

FR2985876A1 - Dispositif a capacite variable

Info

Publication number: FR2985876A1
Application number: FR1250442A
Authority: FR
Inventors: Yvan Morandini; Romain Debroucke
Original assignee: STMicroelectronics SA; International Business Machines Corp
Current assignee: STMicroelectronics SA; International Business Machines Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-07-19
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: FR2985876B1; US20130181785A1; US9077282B2

Abstract

L'invention concerne un dispositif à capacité variable comprenant : des premier et deuxième transistors (106, 108) couplés en série par leurs noeuds de conduction principaux entre des premier et deuxième noeuds (102, 104) du dispositif, un noeud de commande du premier transistor étant adapté à recevoir un premier signal de commande (b ), et un noeud de commande du deuxième transistor étant adapté à recevoir un deuxième signal de commande (b ) ; et un circuit de commande (110) adapté à générer les premier et deuxième signaux de commande à partir d'un signal de sélection (S).

Description

B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 1 DISPOSITIF A CAPACITÉ VARIABLE Domaine de l'invention La présente invention concerne capacité variable, et un procédé pour faire d'un dispositif à capacité variable. 5 Arrière-plan On utilise des dispositifs diverses applications, comme dans les lateurs commandés en tension ou de dans des systèmes de communication un dispositif à varier la capacité à capacité variable dans circuits d'accord d'oscilfaçon numérique, utilisés sans fil. Il est souvent 10 souhaité que de tels dispositifs à capacité variable aient une de capacité. En est souhaitable 1 aF (attofarad, taille de pas très fine entre chaque valeur particulier, dans certaines applications, il d'atteindre une taille de pas aussi faible que égal à 10-18 farad). 15 Cependant, les solutions existantes de dispositifs à capacité variable ne peuvent pas en général atteindre une taille de pas aussi faible, et/ou ne peuvent pas maintenir une taille de pas aussi faible dans une plage de conditions de fonctionnement. Les solutions existantes ont aussi tendance à 20 être complexes à mettre en oeuvre, et/ou à être consommatrices de surface de puce.

B11413 - 11-GR100-0688FR01 2 On a donc besoin d'un dispositif à capacité variable ayant une faible taille de pas et qui soit simple en termes de mise en oeuvre et d'implantation. Résumé Un objet de modes de réalisation de la présente invention est de résoudre au moins partiellement un ou plusieurs besoins de l'art antérieur. Selon un aspect, on prévoit un dispositif à capacité variable comprenant : des premier et deuxième transistors couplés en série par leurs noeuds de conduction principaux entre des premier et deuxième noeuds du dispositif, un noeud de commande du premier transistor étant adapté à recevoir un premier signal de commande, et un noeud de comande du deuxième transistor étant adapté à recevoir un deuxième signal de commande ; et un circuit de commande adapté à générer des premier et deuxième signaux de commande à partir d'un signal de sélection. Selon un mode de réalisation, le circuit de commande est agencé pour, en réponse à une première valeur du signal de sélection, générer un premier niveau de tension pour chacun des premier et deuxième signaux de commande, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, générer un deuxième niveau de tension pour le premier signal de commande, et générer le premier niveau de tension pour le deuxième signal de commande. Selon un autre mode de réalisation, en réponse à une première valeur du signal de sélection, le circuit de commande est agencé pour désactiver les premier et deuxième transistors, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, le circuit de commande est agencé pour activer le premier transistor et désactiver le deuxième transistor. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif à capacité variable comprend en outre un troisième transistor couplé par ses noeuds de conduction principaux en série avec les premier et deuxième transistors entre les premier et deuxième noeuds, un noeud de commande du troisième transistor étant B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 3 adapté à recevoir un troisième signal de commande généré par le circuit de commande. Selon un autre mode de réalisation, le circuit de ccuutande est agencé pour générer, en réponse à une première valeur du signal de sélection, des signaux de commande qui désactivent au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, des signaux de commande qui activent au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors.

Selon un autre mode de réalisation, en réponse à la deuxième valeur du signal de sélection, le circuit de commande est agencé pour générer des signaux de commande qui activent les premier et deuxième transistors et désactivent le troisième transistor.

Selon un autre mode de réalisation, le circuit de commande comprend un couplage de connexion du signal de commande au noeud de commande du premier transistor, une porte OU adaptée à recevoir sur ses deux entrées le signal de commande et ayant sa sortie couplée au noeud de commande du deuxième transistor, et une porte OU-Exclusif ayant une première entrée adaptée à recevoir la sortie de la porte OU, une deuxième entrée adaptée à recevoir le signal de commande, et une sortie couplée au noeud de coitunande du troisième transistor. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif à 25 capacité variable est agencé de sorte que la capacité entre les premier et deuxième noeuds diffère pour les première et deuxième valeurs du signal de sélection de 1 aF ou moins. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif à capacité variable comprend en outre : un quatrième transistor 30 couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le premier noeud et une tension d'alimentation ; un cinquième transistor couplé par ses bornes de conduction principales entre un premier noeud intermédiaire entre le premier et le deuxième transistor et la tension d'alimentation ; un sixième transistor couplé par 35 ses bornes de conduction principales entre le premier noeud intermédiaire et la tension d'alimentation ; un septième tran- B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 4 sistor couplé par ses bornes de conduction principales entre le deuxième noeud et la tension d'alimentation ; les noeuds de commande des quatrième et cinquième transistors étant adaptés à recevoir le premier signal de commande, et les noeuds de commande des sixième et septième transistors étant adaptés pour recevoir le deuxième signal de commande. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif à capacité variable comprend en outre : un quatrième transistor couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le premier noeud et une tension d'alimentation ; un cinquième transistor couplé par ses bornes de conduction principales entre un premier noeud intermédiaire entre le premier et le deuxième transistor et la tension d'alimentation ; un sixième transistor couplé par ses bornes de conduction principales entre le premier noeud intermédiaire et la tension d'alimentation ; un septième transistor couplé par ses bornes de conduction principales entre un deuxième noeud intermédiaire entre le deuxième et le troisième transistor et la tension d'alimentation ; un huitième transistor couplé par ses bornes de conduction principales entre le deuxième noeud intermédiaire et la tension d'alimentation ; et un neuvième transistor couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le deuxième noeud et la tension d'alimentation ; les noeuds de commande des quatrième et cinquième transistors étant adaptés à recevoir le premier signal de couutande, les noeuds de commande des sixième et septième transistors étant adaptés à recevoir le deuxième signal de commande, et les noeuds de commande des huitième et neuvième transistors étant adaptés à recevoir le troisième signal de commande. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif à 30 capacité variable comprend en outre un condensateur connecté entre les premier et deuxième noeuds. Selon un autre mode de réalisation, les premier et deuxième transistors sont tous deux des transistors MOS à canal N formés dans un même puits semiconducteur de type P, ou les 35 premier et deuxième transistors sont tous deux des transistors B11413 - 11-GR100-0688FR01 MOS à canal P formés dans un même puits semiconducteur de type N. Selon un autre aspect, on prévoit un dispositif électronique comprenant : le dispositif à capacité variable 5 susmentionné ; et un bloc de sélection agencé pour générer le signal de sélection pour sélectionner une capacité du dispositif à capacité variable. Selon un autre aspect, on prévoit un oscillateur à commende numérique comprenant : au moins une inductance ; et au 10 moins un des dispositifs à capacité variable susmentionnés. Selon un autre aspect, on prévoit un procédé pour faire varier la capacité entre des premier et deuxième noeuds couplés entre eux par des premier et deuxième transistors couplés en série, le procédé comprenant les étapes suivantes : 15 générer, par un circuit de commande, des premier et deuxième signaux de commande sur la base d'un signal de sélection ; et appliquer le premier signal de commande à un noeud de commande du premier transistor et le deuxième signal de commande à un noeud de commande du deuxième transistor. 20 Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes : en réponse à une première valeur du signal de sélection, désactiver par le circuit de commande les premier et deuxième transistors ; et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, activer par le circuit 25 de commande le premier transistor et désactiver par le circuit de commande le deuxième transistor. Selon un autre mode de réalisation, les premier et deuxième noeuds sont en outre couplés entre eux par un troisième transistor couplé en série avec les premier et deuxième 30 transistors, le procédé comprenant les étapes suivantes : générer, par le circuit de commende, un troisième signal de commende sur la base du signal de sélection ; et appliquer le troisième signal de commende à un noeud de commande du deuxième transistor. 35 Selon un autre mode de réalisation, en réponse à une première valeur du signal de sélection, les premier, deuxième et B11413 - 11-GR100-0688FR01 6 troisième signaux de commande sont générés de telle sorte qu'au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors sont désactivés, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, les premier, deuxième et troisième signaux de 5 commande sont générés de telle sorte qu'au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors sont activés. Brève description des dessins Les objets, caractéristiques, aspects et avantages susmentionnés, et d'autres, des modes de réalisation décrits ici 10 apparaitront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'illustration et non de limitation, en référence aux dessins joints, dans lesquels : la figure lA illustre schématiquement un dispositif à capacité variable selon un mode de réalisation de la présente 15 invention ; la figure 1B représente des capacités présentes dans le circuit de la figure 1A ; la figure 2 illustre schématiquement un dispositif à capacité variable selon un autre mode de réalisation de la 20 présente invention ; la figure 3 illustre schématiquement un dispositif à capacité variable selon un autre mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4 illustre schématiquement une logique de 25 commande du dispositif à capacité variable de la figure 3 selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5 illustre schématiquement un dispositif à capacité variable selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention ; 30 la figure 6 est un organigramme illustrant des étapes dans un procédé pour faire varier la capacité entre des noeuds d'un dispositif à capacité variable ; la figure 7 illustre schématiquement un oscillateur à commande numérique selon un mode de réalisation de la présente 35 invention ; et B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 7 la figure 8 illustre schématiquement un dispositif électronique comprenant un dispositif à capacité variable selon un mode de réalisation de la présente invention. Description détaillée La figure lA illustre un dispositif à capacité variable 100 comprenant des noeuds 102 et 104 entre lesquels deux transistors 106, 108 sont couplés en série par leurs noeuds de conduction principaux. Par exemple, le transistor 106 a son drain couplé au noeud 102, et sa source couplée au drain du transistor 108, et le transistor 108 a sa source couplée au noeud 104. Les transistors 106, 108 sont par exemple formés dans un même puits semiconducteur (non représenté dans les figures), et ont leurs substrats connectés à la masse. Dans l'exemple de la figure 1A, les deux transistors sont des transistors MOS à canal N, et ils sont par exemple agencés dans un puits commun de type P. Dans des variantes de réalisation, les deux transistors pourraient être des transistors MOS à canal P, par exemple agencés dans un puits commun de type N. Un condensateur Cp est optionnellement couplé entre les noeuds 102 et 104, en parallèle avec les transistors 106, 108. Un ou plusieurs autres condensateurs, non illustrés en figure 2, peuvent aussi être couplés en parallèle avec les transistors 106, 108, par exemple chacun en série avec un commutateur permettant de le sélectionner ou pas, permettant ainsi une variation de capacité supplémentaire sélectionnable. Un bloc de commande (CONTROL) 110 reçoit un signal de sélection S sur une ligne 112 sélectionnant une capacité souhaitée du dispositif à capacité variable, et sur la base de ce signal de sélection S, le bloc de commande 110 est agencé pour générer des signaux de commande b0 et b1, qui sont appliqués sur des lignes 114 et 116 aux noeuds de grille des transistors 106, 108 respectivement pour activer ou désactiver chacun de ces transistors. En fonctionnement, le bloc de commande 110 contrôle, 35 sur la base du signal de sélection S, si aucun des deux, un seul, et/ou les deux transistors 106, 108 sont conducteurs.

B11413 - 11-GR100-0688FR01 8 Chaque transistor comporte certaines capacités parasites qui lui sont associées, dont les valeurs dépendent de l'état de conduction des transistors. La figure lA illustre un exemple de ces capacités parasites associées à chaque transistor 106, 108.

En particulier, chaque transistor comporte par exemple : une capacité drain-source CDS ; une capacité drain-substrat CDB ; une capacité drain-grille CDG ; une capacité source-substrat CSB ; et une capacité source-grille CSG- En faisant maintenant référence à la figure 1B, les capacités parasites associées à chaque transistor 106, 108 peuvent être regroupées et représentées par des condensateurs équivalents CA à CF comme cela est illustré, le condensateur CA 15 étant positionné entre le noeud 102 et la masse, le condensateur CB étant positionné entre le noeud 102 et un noeud intermédiaire 118 entre les transistors 106, 108, les condensateurs CC et CD étant positionnés entre le noeud 118 et la masse, le condensateur CE étant positionné entre le noeud 118 et le noeud 104, 20 et le condensateur CF étant positionné entre le noeud 104 et la masse. Les capacités de ces condensateurs sont par exemple les suivantes : CA = CDG CDB du transistor 106 ; CB = CDS du transistor 106 ; 25 CC = CSG + CSB du transistor 106 ; CD = CDG CDB du transistor 108 ; CE = CDS du transistor 108 ; CF = CSG CSB du transistor 108. Les quatre états possibles des signaux de commande b0 30 et bl entraînent par exemple les capacités suivantes C TOTOL entre les noeuds 102 et 104 comme cela est représenté dans le tableau I suivant : B11413 - 11-GR100-0688FR01 9 Tableau I b0 bl CTOTOL 0 0 Co 1 0 Cl 0 1 02 1 1 C3 En supposant que les transistors 102 et 104 sont identiques, la 5 capacité Co lorsque les deux transistors 106, 108 sont bloqués sera : CO = Cp CDSOFF/2 2(CDGOFF CDBOFF CSGOFF CSBOFF) où "OFF" dans chaque terme indique que cette valeur correspond à l'état bloqué du transistor 106, 108. En outre, chacune des 10 capacités Cl et C2 va être : Cl, 02 = Cp CDSONCDSOFF/(CDSON C DSOFF) (CDGON CDGOFF CDBON CDBOFF CSGON CSGOFF CSBON CSBOFF) où "ON" dans certains termes indique que cette valeur correspond à l'état conducteur du transistor 106, 108. En outre, la capa-15 cité C3 va être : C3 = Cp + (CDBON/2 2(CDGON CDBON CSGON CSBON))- Dans un exemple, en supposant une capacité Cp de 10 fF, et en supposant que les dimensions des transistors sont 0,04 Rm en longueur et 0,12 pm en largeur, la valeur de Co est sensiblement 20 égale à 10 fF, la valeur de C1 est supérieure de 3 aF à Co et chacune des valeurs de C2 et C3 est supérieure de 40 aF à Co. La différence AC entre la capacité Co et les capacités Ci, 02 est égale à : AC = CDSONCDSOFF/(CDSON CDSOFF) CDSOFF/2 CDGON CDGOFF 25 CDBON CDBOFF CSGON CSGOFF CSBON CSBOFF)- Bien que dans certains modes de réalisation le signal de sélection S sélectionne parmi les quatre états des signaux de commande b0, b1, et donc entre les quatre valeurs de capacité Co, Cl, C2 et C3, dans une variante de réalisation, seuls sont 30 utilisés les états se trouvant dans les deux premières rangées du tableau précédent. Dans un tel exemple, le signal de B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 10 sélection S n'a que deux états haut ou bas. Dans l'état bas, les signaux de commande b0, b1 sont par exemple tous les deux bas, et dans l'état haut, le signal de commande b0 est par exemple à l'état haut et le signal de commande b1 est par exemple à l'état bas. Dans la présente demande de brevet, un signal de commande ou un signal de sélection à l'état haut est par exemple à 1 V, et un signal de commande ou un signal de sélection à l'état bas est par exemple à 0 V, bien que d'autres niveaux de tension soient possibles.

Dans un exemple de réalisation, le bloc de commande 110 destiné à mettre en oeuvre la fonctionnalité susmentionnée est illustré par des lignes en trait interrompu en figure 1A. Le bloc de commande 110 comprend par exemple une connexion entre la ligne d'entrée de sélection 112 et la ligne de commande 114, de sorte que le signal de commande b0 est généré de façon à être égal au signal de sélection S. En outre, le bloc de commande 110 comprend par exemple un transistor MOS à canal P 120 et un transistor MOS à canal N 122, chacun étant couplé entre la ligne 116 et la masse, et chacun recevant sur son noeud de grille le signal de sélection S. Ainsi l'un ou l'autre des transistors 120, 122 est activé, et l'autre est désactivé, par l'un ou l'autre des états du signal de sélection S, ce qui implique que le signal de conmende b1 est toujours bas. La figure 2 illustre une variante de réalisation 200 d'un dispositif à capacité variable, qui est similaire au mode de réalisation de la figure 1A, et des éléments similaires portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits de nouveau en détail. Dans le mode de réalisation de la figure 2, chacun des transistors 106, 108 est associé à deux autres transistors couplés respectivement entre les noeuds de drain et de source des transistors 106, 108 et le noeud de masse. En particulier, un transistor MOS à canal N 202 est couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le noeud 102 et la masse, et un transistor MOS à canal N 204 et couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le noeud intermédiaire 118 et la B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 11 masse. Par exemple, le transistor 202 a son drain couplé au noeud 102, et sa source couplée à la masse, et le transistor 204 a son drain couplé au noeud 118, et sa source couplée à la masse. De façon similaire, un transistor MOS à canal N 206 est couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le noeud intermédiaire 118 et la masse, et un transistor MOS à canal N 208 est couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le noeud 104 et la masse. Par exemple, le transistor 206 a son drain couplé au noeud 118, et sa source couplée à la masse, et le transistor 208 à son drain couplé au noeud 104, et sa source couplée à la masse. Les transistors 106, 108 et 202 à 208 sont par exemple tous formés dans un puits de type P commun. Les noeuds de grille des transistors 202 et 204 sont couplés de façon à recevoir le signal de commande b0, et les noeuds de grille des transistors 206 et 208 sont couplés de façon à recevoir le signal de commande b1. Dans une variante de réalisation dans laquelle les transistors 106 et 108 sont par exemple des transistors MOS à canal P, les transistors 202 à 208 sont de façon similaire des transistors MOS à canal P couplés au rail de tension d'alimentation haute plutôt qu'à la masse, et tous les transistors sont par exemple formés dans un puits de type N commun. Les transistors supplémentaires 202 à 208 modifient les capacités parasites associées aux noeuds 102 et 104. En particulier, chacun des transistors 202 à 208 aura une capacité associée CDS entre son drain et la masse, et une capacité associée CDB entre son drain et son substrat, et une capacité associée CDG entre son drain et sa grille. Les transistors équivalents CA à CF représentés dans la figure 1B décrite précédemment auront les valeurs suivantes, en supposant que chaque transistor 106, 108 et 202 à 208 est identique : CA = CDG 2CDB CDS ; CB = CDS ; CC = CDG CSG CSB CDS ; CD = CDG 2CDB CDS ; CE = CDS ; B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 12 CF = CDG CSG CSB CDS. Ainsi, de nouveau en référence au tableau I précédent, la capacité Co, lorsque les deux signaux b0 et b1 sont bas, va être : Co = Cp + C -DSOFF/2 2 (2CDGOFF 2CDBOFF CSGOFF CSBOFF ^ 2CDSOFF) où "OFF" dans chaque terme indique que cette valeur correspond à l'état non conducteur du transistor correspondant 106, 108, 202 à 208. Chacun des condensateurs C1 et C2 sera : CC -1,-2 = Cp CDSONCDSOFF/(CDSON+CDSOFF) - CDBOFF CSGON CSGOFF CSBON CSBOFF 2CDSON 2CDSOFF) où "ON" dans certains termes indique que cette valeur correspond à l'état conducteur du transistor 106, 108, 202 à 208 correspondant. La capacité C3 sera : C3 = Cp + C -DSON/2 2 (2CDGON 2CDBON CSGON CSBON 2CDSON)- Ainsi, la différence AC entre la capacité Co et les capacités Cl, C2 est égale à : AC = CDSONCDSOFF/(CDSON CDSOFF) CDSOFF/2 CDBON 3CDGOFF CDBON 3CDBOFF CSGON CSGOFF CSBON CSBOFF + CDSON 20 3CDSOFF. Comme dans l'exemple de la figure 1A, dans le mode de réalisation de la figure 2, le signal de sélection S peut sélectionner entre les quatre états des signaux de commande b0, b1 du tableau I et donc entre les quatre valeurs de capacité Co, 25 Cl, C2 et C3. Cependant, dans une variante de réalisation, seuls les états se trouvant dans les deux premières rangées du tableau I sont utilisés, et le circuit de commande (CONTROL) 110 de la figure 2 comprend par exemple la même circuiterie que celle représentée dans l'exemple de la figure 1A. 30 La figure 3 illustre une variante de réalisation d'un dispositif à capacité variable 300, qui est identique au mode de réalisation de la figure 1A, excepté qu'elle comprend en plus un autre transistor 302 couplé en série, couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le transistor 108 et le noeud 104. 35 Par exemple, le transistor 302 a son drain couplé à la source du transistor 108, et sa source couplée au noeud 104. Le circuit de (CDGON+CDGOFF CDBON B11413 - 11-GR100-0688FR01 13 commande (CONTROL) 110 génère ainsi trois signaux de commande b0, }Dl et b2 sur des lignes 114, 116 et 318 respectivement pour contrôler les transistors 106, 108 et 302. Ainsi il y a huit états possibles pour le signal de 5 commande b0, b1 et b2. L'homme de l'art comprendra comment les calculs des sommes des capacités parasites, décrits précédemment en relation avec la figure lA pour le cas de deux transistors couplés en série, pourraient être étendus à trois transistors couplés en série, et dans un but de brièveté, les calculs ne 10 seront pas répétés. Dans certains modes de réalisation, le signal de sélection S pourrait sélectionner entre ces huit états des signaux de commande b0, bl, b2. Dans une variante de réalisation, seuls les états des première et quatrième rangées 15 du tableau susmentionné seront par exemple utilisés. Dans un tel exemple, le signal de sélection S ne comporte que deux états haut ou bas. Par exemple, si le signal de sélection S est bas, tous les trois signaux de commande sont bas, et si le signal de sélection S est haut, les signaux de commande b0 et b1 sont 20 hauts, et le signal de comiltande b2 est bas. On va maintenant décrire un circuit pour mettre en oeuvre cette fonctionnalité, en relation avec la figure 4. La figure 4 illustre un exemple de circuit formant le bloc de commande 110 dans le mode de réalisation de la figure 3. 25 La ligne de sélection 112 est couplée à la ligne de commande 114, et aux entrées d'une porte OU 402, ayant sa sortie couplée à la ligne de commande 116. La sortie de la porte OU 402 et la ligne 112 sont aussi couplées à des entrées correspondantes d'une porte OU-Exclusif 404, dont la sortie est couplée à la 30 ligne de commande 318. Ainsi, les signaux de comnande b0 et b1 sont tous deux égaux au signal de sélection S, et le signal de commande b2 est toujours bas. La figure 5 illustre une variante de réalisation d'un dispositif à capacité variable 500, qui est identique au mode de 35 réalisation de la figure 3, excepté que cette variante comprend en plus les transistors 202 à 208 de la figure 2 couplés entre B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 14 les noeuds de source/drain des transistors 106, 108 et la masse, et comprend en outre des transistors 502, 504 couplés respectivement entre les noeuds de drain et de source du transistor 302 et la masse.

Ici encore, l'homme de l'art comprendra comment les calculs concernant les sommes des capacités parasites, décrits précédemment en relation avec la figure 2 pour le cas de deux transistors couplés en série, pourraient être étendus à trois transistors couplés en série. Le tableau II ci-après indique, 10 pour différents états des signaux de commande b0, b1 et b2, certains exemples de variation de capacité AC en ce qui concerne l'état dans lequel tous les transistors sont désactivés (première rangée dans le tableau II). L'exemple suppose une capacité du condensateur Cp de 10 fF, une longueur de grille du 15 transistor de 0,04 µm et une largeur de grille de 0,12 lm pour les transistors 106, 108, 202 à 208, 502 et 504. Tableau II b0 b1 b2 AC 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 aF 0 1 1 1 aF 1 0 1 2 aF 1 1 1 30 aF 20 La figure 6 est un organigramme illustrant des opérations dans un procédé pour faire varier la capacité entre les noeuds d'un dispositif à capacité variable. Dans une opération 601, le signal de sélection S est reçu par le bloc de commande 110 de la figure 1A, 2, 3 ou 5.

25 Dans une opération suivante 602, en réponse au signal de sélection S, le bloc de commande 110 génère les signaux de commande b0, b1 dans les modes de réalisation des figures 1A et B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 15 2, ou les signaux de commande b0, b1 et b2 dans les modes de réalisation des figures 3 et 5. Dans une opération suivante 603, les signaux de commande générés sont appliqués aux noeuds de commande des transistors 5 correspondants. La figure 7 illustre un oscillateur à commande numérique 700 selon un mode de réalisation de la présente invention. Des oscillateurs à commande numérique sont par exemple décrits plus en détail dans la publication intitulée "A 10 Digitally Controlled Oscillator in a 90 nm Digital CMOS Process for Mobile Phones", R.B. Staszewski et al., IEEE publication, vol. 40, N°11, November 2005, considérés ici comme connus. L'oscillateur à commande numérique 700 comprend des inductances L1 et L2, chacune étant couplée entre une tension 15 d'alimentation VDD et des noeuds de sortie respectifs 702 et 704. Les noeuds 702 et 704 sont en outre couplés à deux transistors couplés de façon croisée 706, 708, le transistor 706 étant couplé entre le noeud 702 et la tension de masse, et le transistor 708 étant couplé entre le noeud 704 et la tension de 20 masse. Le noeud de grille du transistor 706 est couplé au noeud 704, tandis que le noeud de grille du transistor 708 est couplé au noeud 702. Un condensateur CQ et un dispositif à capacité variable 710 sont tous deux couplés entre le noeud 702 et le noeud de 25 masse. En outre, un condensateur CR et un dispositif à capacité variable 712 sont tous deux couplés entre le noeud 704 et la tension de masse. Chacun des dispositifs à capacité variable, 710 et 712 correspond par exemple à l'un des dispositifs à capacité variable décrits ici, et chacun reçoit un même signal 30 de sélection S. Ainsi, en fonctionnement, la valeur de capacité sur les noeuds 702 et 704 peut être ajustée finement entre deux ou plusieurs états, sur la base du signal de sélection S, et conduit ainsi à un contrôle fin de la fréquence en sortie de l'oscillateur 700. En particulier, la fréquence f de 35 l'oscillateur est déterminée de la façon suivante : 1 f = B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 16 où L est l'inductance de chacune des inductances L1, L2, et C est la capacité de chacun des dispositifs à capacité variable 5 710, 712. Ainsi la différence entre les fréquences f0 et fl pour les états bas et haut du signal de sélection S est : Af = , 27LVLCI, 27c.\11_,CH où CL et CH sont les capacités des dispositifs à capacité variable 710, 711 pour des premier et deuxième états respectivement du signal de sélection S, qui sont par exemple les 15 états haut et bas lorsque le bloc de commande 110 est mis en oeuvre par le circuit représenté en figure lA ou en figure 4. A titre d'exemple, en supposant une inductance L d'environ 1 nH et une capacité CL d'environ 10 fF, la fréquence f serait de l'ordre de 5 GHz. En supposant aussi une différence entre les 20 valeurs de capacité CL et CH d'environ 1 aF, cela conduirait à un pas de fréquence de l'ordre de 100 kHz. La figure 8 illustre un dispositif électronique 800 comprenant un dispositif à capacité variable 802, qui est par exemple l'un des dispositifs à capacité variable décrits ici Le 25 dispositif 802 est couplé à un circuit 804, qui est par exemple un oscillateur à commande numérique tel que celui décrit en relation avec la figure 7, ou un type de circuit différent comme un filtre, qui utilise un dispositif à capacité variable. Le dispositif 802 reçoit le signal de sélection S, qui est par 30 exemple fourni par un bloc de sélection (SEL BLOCK) 806. Le signal de sélection S est par exemple généré sur la base de l'une de diverses techniques de commande, comme une boucle de contre-réaction, etc. Un avantage des modes de réalisation décrits ici est 35 que, en formant un dispositif à capacité variable avec deux ou plusieurs condensateurs couplés en série, on obtient un circuit 1 1 10 B11413 - 11-GR100-0688FR01 17 simple qui permet de sélectionner de façon simple l'une d'une pluralité de valeurs de capacité, avec une petite taille de pas entre les valeurs de capacité, par exemple de 1 aF ou moins. De façon avantageuse, le circuit de commande génère des 5 signaux de commande en réponse à un premier état du signal de sélection, qui désactivent au moins deux des transistors couplés en série, et il génère des signaux de commande en réponse à un deuxième état du signal de sélection, qui activent au moins l'un des transistors couplés en série dans le cas où ils sont au 10 nombre de deux, ou au moins deux des transistors couplés en série dans le cas où ils sont au nombre de trois ou plus. Les inventeurs de la présente invention ont trouvés que les capacités associées à ces deux états d'activation des transistors couplés en série ont une taille de pas particulièrement 15 faible. En outre, on peut obtenir une taille de pas fine en couplant en plus des transistors entre les noeuds de drain et de source de chaque transistor couplé en série et une tension d'alimentation comme la masse.

20 En outre, avantageusement, les transistors 106, 108, 202 à 208, 302, 502 et/ou 504 sont tous identiques, et ainsi bien appariés, de sorte qu'on peut obtenir une taille de pas fine dans une telle plage de conditions. En outre, ces transistors sont par exemple formés dans le même puits semiconducteur que le 25 dispositif à capacité variable. Avec la description ainsi faite d'au moins un mode de réalisation illustratif de la présente invention, diverses altérations, modifications et améliorations apparaitront facilement à l' honnie de l'art.

30 Par exemple, il sera clair pour l'honue de l'art que bien que les modes de réalisation des figures 1A et 3 illustrent des exemples dans lesquels respectivement deux et trois transistors sont couplés en série, ces modes de réalisation pourraient être étendus à plus de trois transistors couplés en 35 série, par exemple quatre, cinq ou plus. De même, bien que les modes de réalisation des figures deux et cinq illustrent des B11413 - 11-GR100-0688FR01 18 exemples dans lesquels respectivement deux et trois groupes de transistors sont présents, chaque groupe de transistors comprenant un transistor couplé en série 106/108 et deux transistors adjacents 202, 204/206, 208, ces modes de réalisation pourront aussi être étendus à plus de trois groupes de transistors, comme quatre, cinq ou plus. En outre, bien que des modes de réalisation d'un dispositif à résistance variable comprenant des transistors MOS à canal N aient été décrit, il sera clair pour l'homme de l'art que les modes de réalisation pourraient au lieu de cela utiliser des transistors MOS à canal P. Dans un tel cas, les transistors 202 à 208 et/ou 502, 504 sont par exemple couplés à une tension d'alimentation haute plutôt qu'à la masse. En outre, la technologie des transistors pourraient être différente de la technologie MOS, par exemple être bipolaire. Les diverses caractéristiques décrites en relation avec les divers modes de réalisation pourraient être combinées, dans des variantes de réalisation, selon une combinaison quelconque.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif à capacité variable comprenant : des premier et deuxième transistors (106, 108) couplés en série par leurs noeuds de conduction principaux entre des premier et deuxième noeuds (102, 104) du dispositif, un noeud de 5 commande du premier transistor étant adapté à recevoir un premier signal de commande (b0), et un noeud de ccumande du deuxième transistor étant adapté à recevoir un deuxième signal de commande (b1) ; et un circuit de commande (110) adapté à générer des 10 premier et deuxième signaux de commande à partir d'un signal de sélection (S).
2. Dispositif à capacité variable selon la revendication 1, dans lequel le circuit de commande (110) est agencé pour, en réponse à une première valeur du signal de sélection, 15 générer un premier niveau de tension pour chacun des premier et deuxième signaux de commande, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, générer un deuxième niveau de tension pour le premier signal de commande, et générer le premier niveau de tension pour le deuxième signal de commande. 20
3. Dispositif à capacité variable selon l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, dans lequel, en réponse à une première valeur du signal de sélection, le circuit de commande (110) est agencé pour désactiver les premier et deuxième transistors, et en réponse à une deuxième valeur du signal de 25 sélection, le circuit de commande est agencé pour activer le premier transistor et désactiver le deuxième transistor.
4. Dispositif à capacité variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre un troisième transistor couplé par ses noeuds de conduction 30 principaux en série avec les premier et deuxième transistors entre les premier et deuxième noeuds, un noeud de commande du troisième transistor étant adapté à recevoir un troisième signal de commande généré par le circuit de commande (110).
5. Dispositif à capacité variable selon la revendi35 cation 4, dans lequel le circuit de commande (110) est agencéB11413 - 11-GR100-0688FR01 20 pour générer, en réponse à une première valeur du signal de sélection, des signaux de commande qui désactivent au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, des signaux de commande qui activent au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors.
6. Dispositif à capacité variable selon la revendication 5, dans lequel en réponse à la deuxième valeur du signal de sélection, le circuit de commande (110) est agencé pour générer des signaux de commande qui activent les premier et deuxième transistors et désactivent le troisième transistor.
7. Dispositif à capacité variable selon la revendication 6, dans lequel le circuit de commande (110) comprend un couplage de connexion du signal de commande au noeud de commande du premier transistor, une porte OU adaptée à recevoir sur ses deux entrées le signal de commande et ayant sa sortie couplée au noeud de commande du deuxième transistor, et une porte OU-Exclusif ayant une première entrée adaptée à recevoir la sortie de la porte OU, une deuxième entrée adaptée à recevoir le signal de commande, et une sortie couplée au noeud de commande du troisième transistor.
8. Dispositif à capacité variable selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, agencé de sorte que la capacité entre les premier et deuxième noeuds diffère pour les première 25 et deuxième valeurs du signal de sélection de 1 aF ou moins.
9. Dispositif à capacité variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre : un quatrième transistor (202) couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le premier noeud et une tension 30 d'alimentation ; un cinquième transistor (204) couplé par ses bornes de conduction principales entre un premier noeud intermédiaire, entre le premier et le deuxième transistor, et la tension d'alimentation ;B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 21 un sixième transistor (206) couplé par ses bornes de conduction principales entre le premier noeud intermédiaire et la tension d'alimentation ; un septième transistor (208) couplé par ses bornes de 5 conduction principales entre le deuxième noeud et la tension d'alimentation ; dans lequel les noeuds de commande des quatrième et cinquième transistors sont adaptés à recevoir le premier signal de conunande, et les noeuds de commande des sixième et septième 10 transistors sont adaptés pour recevoir le deuxième signal de commande.
10. Dispositif à capacité variable selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, comprenant en outre : un quatrième transistor (202) couplé par ses noeuds de 15 conduction principaux entre le premier noeud et une tension d'alimentation ; un cinquième transistor (204) couplé par ses bornes de conduction principales entre un premier noeud intermédiaire, entre le premier et le deuxième transistor, et la tension 20 d'alimentation ; un sixième transistor (206) couplé par ses bornes de conduction principales entre le premier noeud intermédiaire et la tension d'alimentation ; un septième transistor (208) couplé par ses bornes de 25 conduction principales entre un deuxième noeud intermédiaire, entre le deuxième et le troisième transistor, et la tension d'alimentation ; un huitième transistor (502) couplé par ses bornes de conduction principales entre le deuxième noeud intermédiaire et 30 la tension d'alimentation ; et un neuvième transistor (504) couplé par ses noeuds de conduction principaux entre le deuxième noeud et la tension d'alimentation ; dans lequel les noeuds de conunande des quatrième et 35 cinquième transistors sont adaptés à recevoir le premier signal de commande, les noeuds de commande des sixième et septièmeB11413 -
11-GR100-0688FR01 22 transistors sont adaptés à recevoir le deuxième signal de commande, et les noeuds de commande des huitième et neuvième transistors sont adaptés à recevoir le troisième signal de commande. 11. Dispositif à capacité variable selon l'une quel- conque des revendications 1 à 10, comprenant en outre un condensateur (Cp) connecté entre les premier et deuxième noeuds.
12. Dispositif à capacité variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel les premier et 10 deuxième transistors sont tous deux des transistors MOS à canal N formés dans un même puits semiconducteur de type P, ou dans lequel les premier et deuxième transistors sont tous deux des transistors MOS à canal P formés dans un même puits semiconducteur de type N. 15
13. Dispositif électronique comprenant : le dispositif à capacité variable de l'une quelconque des revendications 1 à 12 ; et un bloc de sélection (806) agencé pour générer le signal de sélection (S) pour sélectionner une capacité du 20 dispositif à capacité variable.
14. Oscillateur à commande numérique comprenant : au moins une inductance (L1, L2) ; et au moins l'un des dispositifs à capacité variable de l'une quelconque des revendications 1 à 12. 25
15. Procédé pour faire varier la capacité entre des premier et deuxième noeuds couplés entre eux par des premier et deuxième transistors (106, 108) couplés en série, le procédé comprenant les étapes suivantes : générer, par un circuit de commande (110), des premier 30 et deuxième signaux de commande sur la base d'un signal de sélection (S) ; et appliquer le premier signal de commande à un noeud de commande du premier transistor et le deuxième signal de commande à un noeud de commande du deuxième transistor. 35
16. Procédé selon la revendication 15, comprenant les étapes suivantes :B11413 - 11-GR1C0-0688FR01 23 en réponse à une première valeur du signal de sélection, désactiver par le circuit de commande les premier et deuxième transistors ; et en réponse à une deuxième valeur du signal de 5 sélection, activer par le circuit de commande le premier transistor et désactiver par le circuit de commande le deuxième transistor.
17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, dans lequel les premier et deuxième noeuds sont en outre couplés 10 entre eux par un troisième transistor couplé en série avec les premier et deuxième transistors, le procédé comprenant les étapes suivantes : générer, par le circuit de commande, un troisième signal de commande sur la base du signal de sélection (S) ; et 15 appliquer le troisième signal de commande à un noeud de commande du deuxième transistor.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel, en réponse à une première valeur du signal de sélection, les premier, deuxième et troisième signaux de commande sont générés 20 de telle sorte qu'au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors sont désactivés, et en réponse à une deuxième valeur du signal de sélection, les premier, deuxième et troisième signaux de commande sont générés de telle sorte qu'au moins deux des premier, deuxième et troisième transistors sont 25 activés.