JP2002151953A - Frequency changeover device for voltage controlled oscillator - Google Patents

Frequency changeover device for voltage controlled oscillator

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JP2002151953A
JP2002151953A JP2000340672A JP2000340672A JP2002151953A JP 2002151953 A JP2002151953 A JP 2002151953A JP 2000340672 A JP2000340672 A JP 2000340672A JP 2000340672 A JP2000340672 A JP 2000340672A JP 2002151953 A JP2002151953 A JP 2002151953A
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inductor
voltage controlled
main
controlled oscillator
sub
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Application number
JP2000340672A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasutoku Miyahara
泰徳 宮原
Shunsuke Hirano
俊介 平野
Takeshi Yasunaga
毅 安永
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized frequency changeover device for a voltage controlled oscillator circuit consisting of a semiconductor integrated circuit that extends an oscillated frequency range of the voltage controlled oscillator circuit and has an excellent phase noise characteristic. SOLUTION: Main inductors L1, L2 of a resonance circuit of the voltage controlled oscillator circuit are formed on a silicon substrate by wires. Sub- inductors L3, L4 magnetically coupled with the main inductors L1, L2 are formed on outer circumferences of the main inductors L1, L2 respectively by wires. By turning ON/OFF switches SW1, SW2 to switch the inductance of the sub inductors L3, L4, the inductance of the main inductors L1, L2 is switched. Since no switch is directly connected to the main inductors L1, L2, deterioration in the Q of a resonance circuit due to the parasitic resistance of the switch is avoided to improve the phase noise characteristic.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧制御発振器の
周波数切替え装置に関し、特に、共振回路を能動素子回
路とともに集積化した電圧制御発振器の発振周波数範囲
を広くする周波数切替え装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency switching device for a voltage controlled oscillator, and more particularly to a frequency switching device for increasing the oscillation frequency range of a voltage controlled oscillator having a resonance circuit integrated with an active element circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の広い発振周波数範囲を有する電圧
制御発振回路では、発振周波数を変えることができる共
振回路と、その共振回路を駆動する能動素子回路とを、
1つの半導体基板に一緒に集積化して、発振回路を構成
している。近年、この種の電圧制御発振回路は、携帯電
話に代表される無線機器の局部発振回路におけるPLL
周波数シンセサイザなどに用いられている。このような
電圧制御発振回路を用いて構成された局部発振器に要求
される性能としては、高安定性、広い発振周波数範囲、
低雑音、低位相ノイズ等があげられる。
2. Description of the Related Art In a conventional voltage controlled oscillation circuit having a wide oscillation frequency range, a resonance circuit capable of changing the oscillation frequency and an active element circuit for driving the resonance circuit include:
Oscillation circuits are configured by being integrated together on one semiconductor substrate. In recent years, this type of voltage-controlled oscillation circuit has been used as a PLL in a local oscillation circuit of a wireless device represented by a mobile phone.
It is used for frequency synthesizers and the like. The performance required of a local oscillator configured using such a voltage controlled oscillator circuit includes high stability, a wide oscillation frequency range,
Low noise, low phase noise, and the like.

【0003】従来の電圧制御発振回路の例として、文献
1["RF-CMOS Oscillators with Switched Tuning" Cus
tom IC Conference, Santa Clara, CA., May 1998, p55
5-p558.]のFig.6に示された発振回路がある。この発
振回路を、図10に示す。この発振回路は、図11に示すよ
うな電圧制御発振回路を複数並列に接続された回路と同
等である。
As an example of a conventional voltage controlled oscillator circuit, reference 1 ["RF-CMOS Oscillators with Switched Tuning" Cus
tom IC Conference, Santa Clara, CA., May 1998, p55
5-p558.] Shown in Fig. 6. This oscillation circuit is shown in FIG. This oscillation circuit is equivalent to a circuit in which a plurality of voltage-controlled oscillation circuits as shown in FIG. 11 are connected in parallel.

【0004】図11に示した電圧制御発振回路の構成と動
作を説明する。発振回路の増幅およびフィードバック用
の第1トランジスタ(M1)1と第2トランジスタ(M
2)2を、差動対のクロスカップリング構成とする。第
1主インダクタ(L1)5と、それに並列に接続された
第1可変容量型MOSトランジスタ(M3)3の寄生容
量と、第2主インダクタ(L2)6と、それに並列に接
続された第2可変容量型MOSトランジスタ(M4)4
の寄生容量で、共振回路を構成する。第1可変容量型M
OSトランジスタ(M3)3と、第2可変容量型MOS
トランジスタ(M4)4の、ゲートとドレインソース間
にかかる電圧Vcを変化させて、寄生容量を変化させ
る。その容量変化に応じて発振周波数が変化する。この
回路の上部には、選択トランジスタM5,M6からなるS
Wゲートが接続されている。このゲートを使って複数の
電圧制御発振回路の1つを選択するように切り替えて、
所望の回路を発振させることができる。さらに、このイ
ンダクタL1,L2を切り替えることによって、文献1のF
ig.7に示されたグラフ(図12)のように、広い発振周
波数範囲を実現できる。
The configuration and operation of the voltage controlled oscillator shown in FIG. 11 will be described. A first transistor (M1) 1 and a second transistor (M1) for amplification and feedback of an oscillation circuit
2) 2 is a differential pair cross-coupling configuration. The first main inductor (L1) 5, the parasitic capacitance of the first variable capacitance type MOS transistor (M3) 3 connected in parallel thereto, the second main inductor (L2) 6, and the second main inductor (L2) 6 connected in parallel thereto. Variable capacitance type MOS transistor (M4) 4
A resonance circuit is constituted by the parasitic capacitance of First variable capacitance type M
OS transistor (M3) 3 and second variable capacitance type MOS
The parasitic capacitance is changed by changing the voltage Vc applied between the gate and the drain and source of the transistor (M4) 4. The oscillation frequency changes according to the change in the capacitance. At the top of this circuit is an S consisting of select transistors M5 and M6.
The W gate is connected. Switching to select one of a plurality of voltage controlled oscillator circuits using this gate,
A desired circuit can be oscillated. Further, by switching the inductors L1 and L2, the F
As shown in the graph of FIG. 7 (FIG. 12), a wide oscillation frequency range can be realized.

【0005】しかし、この回路では、同一の回路を複数
用意しなければならず、そのために大きな集積回路とな
り、チップ面積を要することで、チップコストの増大と
なる。特に、インダクタは、集積回路上で実現するに
は、スパイラルインダクタの形状で作成することにな
り、一般的なシリコン基板では、数nHの値のインダク
タでも、少なくとも100μm2位の面積を必要とする。
However, in this circuit, a plurality of identical circuits must be prepared, so that a large integrated circuit is required, and a chip area is required, resulting in an increase in chip cost. In particular, an inductor is formed in the shape of a spiral inductor to be realized on an integrated circuit. In a general silicon substrate, even an inductor having a value of several nH requires an area of at least about 100 μm 2. .

【0006】そこで、この発振回路において、インダク
タを複数用いずに、容量だけを切り替えて、周波数を切
り替える方法を実現させたのが、文献1のFig.4に示さ
れた発振回路である。この発振回路を図13に示す。図13
に示す発振回路では、RFスイッチM7,M8のゲート電
圧VGを、High(電源電圧Vdd)からLow(GND電圧)に切
り替えることにより、共振回路に並列に接続された固定
容量を接地から開放に切り替えて、共振周波数を切り替
えることが出来る。幅広い周波数範囲を確保するために
は、共振回路の周波数切替回路として、同一回路に複数
の可変容量型MOSトランジスタを並列に接続する。
Therefore, in this oscillation circuit, an oscillation circuit shown in FIG. 4 of Document 1 realizes a method of switching the frequency by switching only the capacitance without using a plurality of inductors. This oscillation circuit is shown in FIG. FIG.
In the oscillation circuit shown in (1), by switching the gate voltage VG of the RF switches M7 and M8 from High (power supply voltage Vdd) to Low (GND voltage), the fixed capacitance connected in parallel to the resonance circuit is switched from ground to open. Thus, the resonance frequency can be switched. In order to secure a wide frequency range, a plurality of variable capacitance MOS transistors are connected in parallel to the same circuit as a frequency switching circuit of the resonance circuit.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電圧制
御発振回路では、周波数切替えのためのMOSトランジ
スタを共振回路中に設けることになり、MOSトランジ
スタの寄生抵抗成分により共振回路のQを劣化させ、位
相ノイズ特性が劣化するという問題があった。
However, in the conventional voltage controlled oscillator circuit, a MOS transistor for switching the frequency is provided in the resonance circuit, and the parasitic resistance component of the MOS transistor deteriorates the Q of the resonance circuit. However, there is a problem that the phase noise characteristic is deteriorated.

【0008】本発明は、上記従来の問題を解決して、広
い発振周波数範囲を有するとともに、低位相ノイズ特性
を有する電圧制御発振回路を提供することを目的とす
る。また、集積化したときに広いチップ面積を必要とし
ない電圧制御発振回路を提供することも目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a voltage-controlled oscillation circuit having a wide oscillation frequency range and low phase noise characteristics. It is another object of the present invention to provide a voltage controlled oscillator circuit that does not require a large chip area when integrated.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、発振回路と、発振回路に接続された
インダクタと可変容量とで構成された共振回路とを具備
し、制御電圧端子に印加される電圧に応じた周波数の信
号を発振する半導体集積回路で構成された電圧制御発振
器のインダクタに、主インダクタと、主インダクタと磁
気結合した副インダクタと、副インダクタの電気的接続
状態を変化させて主インダクタのインダクタンスを切り
替える切替手段とを備える構成とした。
In order to solve the above problems, the present invention provides an oscillation circuit, a resonance circuit comprising an inductor and a variable capacitor connected to the oscillation circuit, Electrical connection between the main inductor, the sub-inductor magnetically coupled to the main inductor, and the sub-inductor And switching means for changing the inductance of the main inductor.

【0010】このように構成したことにより、インダク
タンスを切り替える手段による共振回路のQの劣化がな
くなり、電圧制御発振回路を低位相ノイズ特性とするこ
とができる。
With this configuration, the Q of the resonance circuit is not degraded by the means for switching the inductance, and the voltage controlled oscillation circuit can have low phase noise characteristics.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図9を参照しながら詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.

【0012】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態は、主インダクタに磁気結合された副インダクタ
のループを開閉することにより、主インダクタのインダ
クタンスを変化させて、発振周波数を切り替える電圧制
御発振回路である。
(First Embodiment) In a first embodiment of the present invention, the oscillation of the main inductor is changed by opening and closing a loop of a sub-inductor magnetically coupled to the main inductor. Is a voltage-controlled oscillation circuit for switching the voltage.

【0013】図1は、本発明の第1の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路の回路図である。図1において、第
1トランジスタ(M1)1と第2トランジスタ(M2)2
は、発振用の増幅器を構成する交差結合されたトランジ
スタである。第1可変容量型MOSトランジスタ(M
3)3と第2可変容量型MOSトランジスタ(M4)4
は、印加電圧によりゲートとソースドレイン間の容量が
変化するトランジスタである。
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillation circuit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a first transistor (M1) 1 and a second transistor (M2) 2
Is a cross-coupled transistor that constitutes an oscillation amplifier. First variable capacitance type MOS transistor (M
3) 3 and second variable capacitance type MOS transistor (M4) 4
Is a transistor in which the capacitance between the gate and the source / drain changes depending on the applied voltage.

【0014】第1主インダクタ(L1)5と第2主イン
ダクタ(L2)6は、共振回路を構成するインダクタで
ある。第1副インダクタ(L3)7は、接続状態を変え
てインダクタンスを変化させることにより、磁気結合さ
れている第1主インダクタ(L1)5のインダクタンス
を変化させるインダクタである。第2副インダクタ(L
4)8は、接続状態を変えてインダクタンスを変化させ
ることにより、磁気結合されている第2主インダクタ
(L2)6のインダクタンスを変化させるインダクタで
ある。
The first main inductor (L1) 5 and the second main inductor (L2) 6 are inductors forming a resonance circuit. The first auxiliary inductor (L3) 7 is an inductor that changes the inductance by changing the connection state, thereby changing the inductance of the first main inductor (L1) 5 that is magnetically coupled. Second sub inductor (L
4) Reference numeral 8 denotes an inductor that changes the inductance by changing the connection state to change the inductance of the magnetically coupled second main inductor (L2) 6.

【0015】第1主スイッチ(SW1)9は、第1副イ
ンダクタ(L3)7の接続状態を変えてインダクタンス
を変化させるスイッチである。第2主スイッチ(SW
2)10は、第2副インダクタ(L4)8の接続状態を変え
てインダクタンスを変化させるスイッチである。第1副
スイッチ(SW3)11は、第1副インダクタ(L3)7を
接地するスイッチである。第2副スイッチ(SW4)12
は、第2副インダクタ(L4)8を接地するスイッチで
ある。
The first main switch (SW1) 9 is a switch that changes the connection state of the first sub inductor (L3) 7 to change the inductance. Second main switch (SW
2) Reference numeral 10 denotes a switch for changing the connection state of the second sub inductor (L4) 8 to change the inductance. The first sub switch (SW3) 11 is a switch for grounding the first sub inductor (L3) 7. Second sub switch (SW4) 12
Is a switch for grounding the second auxiliary inductor (L4) 8.

【0016】図2は、本発明の第1の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの配線構成を示す平面
図である。第1主インダクタ(L1)5は、共振回路を
構成する正方形のインダクタである。第1副インダクタ
(L3)7は、第1主インダクタ(L1)5の外側に形成
した正方形のインダクタである。第1主インダクタ(L
1)5と、第1副インダクタ(L3)7と、第1主スイッ
チ(SW1)9と、第1副スイッチ(SW3)11を、模式
的に示したものである。第2主インダクタ(L2)6
と、第2副インダクタ(L4)8と、第2主スイッチ
(SW2)10と、第2副スイッチ(SW4)12も同様であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing the wiring configuration of the inductor of the voltage controlled oscillation circuit according to the first embodiment of the present invention. The first main inductor (L1) 5 is a square inductor forming a resonance circuit. The first sub inductor (L3) 7 is a square inductor formed outside the first main inductor (L1) 5. The first main inductor (L
1) 5, a first sub inductor (L 3) 7, a first main switch (SW 1) 9, and a first sub switch (SW 3) 11 are schematically shown. Second main inductor (L2) 6
The same applies to the second sub-inductor (L4) 8, the second main switch (SW2) 10, and the second sub-switch (SW4) 12.

【0017】図3は、本発明の第1の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの副インダクタを内側
に配線した別の構成を示す平面図である。第1主インダ
クタ(L1)5と、第1副インダクタ(L3)7と、第1
主スイッチ(SW1)9と、第1副スイッチ(SW3)11
を、模式的に示したものである。第2主インダクタ(L
2)6と、第2副インダクタ(L4)8と、第2主スイッ
チ(SW2)10と、第2副スイッチ(SW4)12も同様で
ある。
FIG. 3 is a plan view showing another configuration of the voltage-controlled oscillation circuit according to the first embodiment of the present invention in which the sub-inductor of the inductor is wired inside. A first main inductor (L1) 5, a first sub inductor (L3) 7,
Main switch (SW1) 9 and first sub switch (SW3) 11
Is schematically shown. The second main inductor (L
2) The same applies to 6, the second sub inductor (L4) 8, the second main switch (SW2) 10, and the second sub switch (SW4) 12.

【0018】上記のように構成された本発明の第1の実
施の形態における電圧制御発振回路の動作を説明する。
最初に、電圧制御発振回路の各要素の機能を説明する。
図1に示す電圧制御発振回路では、トランジスタ(M
1)1とトランジスタ(M2)2のゲートが、互いのトラ
ンジスタのドレインに接続されている。さらに、各トラ
ンジスタM1,M2のソースが接地されている。各トラン
ジスタM1,M2のドレインとGND間には、周波数変化
用の第1可変容量型MOSトランジスタ(M3)3と、
第2可変容量型MOSトランジスタ(M4)4が接続さ
れている。さらに、トランジスタM1,M2のドレインと
電源間には、第1主インダクタ(L1)5と第2主イン
ダクタ(L2)6が、それぞれ接続されている。ここま
での構成は、従来の発振回路と同じである。
The operation of the voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention will be described.
First, the function of each element of the voltage controlled oscillation circuit will be described.
In the voltage controlled oscillation circuit shown in FIG.
1) The gates of 1 and the transistor (M2) 2 are connected to the drains of the transistors. Further, the sources of the transistors M1 and M2 are grounded. A first variable capacitance MOS transistor (M3) 3 for frequency change is provided between the drains of the transistors M1 and M2 and GND;
The second variable capacitance type MOS transistor (M4) 4 is connected. Further, a first main inductor (L1) 5 and a second main inductor (L2) 6 are connected between the drains of the transistors M1 and M2 and the power supply, respectively. The configuration so far is the same as that of the conventional oscillation circuit.

【0019】主インダクタL1,L2は、それぞれ第1副
インダクタ(L3)7と第2副インダクタ(L4)8に、
磁気結合されている。第1副インダクタL3は、第1主
スイッチ(SW1)9と第1副スイッチ(SW3)11に接
続されている。第2副インダクタL4は、第2主スイッ
チ(SW2)10と第2副スイッチ(SW4)12に接続され
ている。副インダクタL3,L4は、実際の配線パターン
においてインダクタとなるように、半導体基板上に配線
で形成されるコイルである。副インダクタL3,L4は、
主スイッチSW1,SW2がオンになるとインダクタとし
て機能し、オフのときは単なる浮遊容量となる。副スイ
ッチSW3、SW4は、副インダクタL3,L4をGNDに
接続する手段である。
The main inductors L1 and L2 are connected to a first sub inductor (L3) 7 and a second sub inductor (L4) 8, respectively.
Magnetically coupled. The first sub inductor L3 is connected to the first main switch (SW1) 9 and the first sub switch (SW3) 11. The second sub inductor L4 is connected to the second main switch (SW2) 10 and the second sub switch (SW4) 12. The sub-inductors L3 and L4 are coils formed on a semiconductor substrate by wiring so as to be inductors in an actual wiring pattern. The sub inductors L3 and L4 are
When the main switches SW1 and SW2 are turned on, they function as inductors, and when turned off, they simply become stray capacitances. The sub switches SW3 and SW4 are means for connecting the sub inductors L3 and L4 to GND.

【0020】第2に、電圧制御発振回路の発振周波数を
切り替える動作原理を説明する。共振回路の主インダク
タL1,L2に、副インダクタL3,L4を磁気結合すると、
相互インダクタンスMにより結合される。副インダクタ
L3,L4は、主スイッチSW1,SW2により、インダクタ
または浮遊容量となるように切り替えられるため、主イ
ンダクタL1,L2のインダクタンスを、スイッチSW1〜
SW4によって切り替えることができる。主スイッチS
W1,SW2がオンの時のインダクタンスL1onと、オフの
ときのインダクタンスL1offは、L1on>L1offという
関係になる。よって、インダクタンスの切替えによっ
て、電圧制御発振回路の発振周波数foscは、 fosc=1/(2×π×(L×C)^(1/2)) ………(1) となる。ここで、Lは、電圧制御発振回路の主インダク
タL1,L2のインダクタンスであり、Cは、可変容量型
MOSトランジスタM3,M4の容量値である。主スイッ
チSW1,SW2をON/OFFしたときに、主インダク
タL1,L2のインダクタンスが変化するので、周波数を
切り替えることができる。
Second, the operation principle of switching the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit will be described. When the sub inductors L3 and L4 are magnetically coupled to the main inductors L1 and L2 of the resonance circuit,
Coupled by mutual inductance M. The sub-inductors L3 and L4 are switched by the main switches SW1 and SW2 so as to become inductors or stray capacitances, so that the inductance of the main inductors L1 and L2 is reduced by the switches SW1 to SW4.
It can be switched by SW4. Main switch S
The inductance L1on when W1 and SW2 are on and the inductance L1off when it is off have a relationship of L1on> L1off. Therefore, by switching the inductance, the oscillation frequency fosc of the voltage controlled oscillation circuit becomes fosc = 1 / (2 × π × (L × C) ^ (1/2)) (1). Here, L is the inductance of the main inductors L1 and L2 of the voltage controlled oscillation circuit, and C is the capacitance value of the variable capacitance type MOS transistors M3 and M4. When the main switches SW1 and SW2 are turned ON / OFF, the inductance of the main inductors L1 and L2 changes, so that the frequency can be switched.

【0021】第3に、電圧制御発振回路の発振周波数を
切り替える動作を具体的な構成に基づいて説明する。第
1主インダクタL1と、第1副インダクタL3は、図2に
示すような配線パターンで、具体的に実現されている。
第1主インダクタL1は、内周の配線で構成されてい
る。このインダクタンスは、 L=8.5×(A^(1/2))×(n^(5/3)) ………(2) のように近似できる。ここで、Aは、第1主インダクタ
L1の面積であり、nは、配線の巻き数である。外周の
配線の第1副インダクタL3は、第1主スイッチSW1で
分離されており、第1主スイッチSW1がオンの時にイ
ンダクタとなって動作する。第1主スイッチSW1がオ
フの時、外周の配線は単なる浮遊容量として動作し、内
周の配線の第1主インダクタL1にはなんら影響を与え
ない。
Third, the operation of switching the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit will be described based on a specific configuration. The first main inductor L1 and the first sub inductor L3 are specifically realized by a wiring pattern as shown in FIG.
The first main inductor L1 is formed by an inner wiring. This inductance can be approximated as follows: L = 8.5 × (A ^ (1/2)) × (n ^ (5/3)) (2) Here, A is the area of the first main inductor L1, and n is the number of turns of the wiring. The first sub-inductor L3 of the outer wiring is separated by the first main switch SW1, and operates as an inductor when the first main switch SW1 is turned on. When the first main switch SW1 is off, the outer wiring operates as a mere stray capacitance, and does not affect the first main inductor L1 of the inner wiring.

【0022】第1主スイッチSW1がオンの時、第1副
スイッチSW3は同時にオンにされ、第1副インダクタ
L3は接地される。この動作により、第1主インダクタ
L1と第1副インダクタL3とは相互誘導により結合さ
れ、第1主インダクタL1のインダクタンスが変化す
る。このようなインダクタンス切替可能なインダクタ
を、複数直列又は並列に接続した電圧制御発振回路を用
いることにより、図12に示したような特性を持つ周波数
切替型電圧制御発振回路を実現することができる。
When the first main switch SW1 is turned on, the first sub switch SW3 is turned on at the same time, and the first sub inductor L3 is grounded. By this operation, the first main inductor L1 and the first sub inductor L3 are coupled by mutual induction, and the inductance of the first main inductor L1 changes. By using a voltage-controlled oscillation circuit in which a plurality of such inductance-switchable inductors are connected in series or in parallel, a frequency-switching voltage-controlled oscillation circuit having characteristics as shown in FIG. 12 can be realized.

【0023】さらに、従来の容量を切り替える方法に比
べて、寄生抵抗による共振回路のQの劣化が無いため
に、周波数切替時にインダクタンスに悪影響を与えるこ
とがなく、良好な位相ノイズ特性を持った電圧制御発振
回路が実現できる。
Furthermore, as compared with the conventional method of switching the capacitance, since the Q of the resonance circuit is not degraded due to the parasitic resistance, there is no adverse effect on the inductance at the time of switching the frequency, and a voltage having good phase noise characteristics is obtained. A controlled oscillation circuit can be realized.

【0024】また、図3に示すように、副インダクタL
3,L4を、主インダクタL1,L2の内側に配置することも
できる。このような構成にすることにより、主インダク
タL1,L2のインダクタンスを大きくすることができ
る。主インダクタL1,L2のインダクタンスを図2の例
と同じにすれば、インダクタを小面積にできる。
Further, as shown in FIG.
3, L4 may be arranged inside the main inductors L1, L2. With such a configuration, the inductance of the main inductors L1 and L2 can be increased. If the inductances of the main inductors L1 and L2 are the same as those in the example of FIG. 2, the area of the inductor can be reduced.

【0025】上記のように、本発明の第1の実施の形態
では、電圧制御発振回路を、主インダクタに磁気結合さ
れた副インダクタのループを開閉することにより、主イ
ンダクタのインダクタンスを変化させて、発振周波数を
切り替える構成としたので、共振回路のQを低下させる
ことなく、発振周波数を切り替えることができる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the voltage controlled oscillation circuit changes the inductance of the main inductor by opening and closing the loop of the sub inductor magnetically coupled to the main inductor. Since the oscillation frequency is switched, the oscillation frequency can be switched without lowering the Q of the resonance circuit.

【0026】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態は、インダクタンス切替型インダクタの配線層の
下にグランドシールド層を設けた電圧制御発振回路であ
る。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention is a voltage controlled oscillation circuit in which a ground shield layer is provided below a wiring layer of an inductance switching type inductor.

【0027】図4は、本発明の第2の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの配線構成を示す平面
図である。図4において、グランドシールド17は、ポリ
シリコン等で構成されるグランドシールドである。接地
スイッチ(SW5)23は、グランドシールド17を接地す
るスイッチである。第1主インダクタ(L1)5と、第
1副インダクタ(L3)7と、第1主スイッチ(SW1)
9と、第1副スイッチ(SW3)11を、図2と同様に模
式的に示したものである。第2主インダクタ(L2)6
と、第2副インダクタ(L4)8と、第2主スイッチ
(SW2)10と、第2副スイッチ(SW4)12も同様であ
る。
FIG. 4 is a plan view showing a wiring configuration of an inductor of a voltage controlled oscillation circuit according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, a ground shield 17 is a ground shield made of polysilicon or the like. The ground switch (SW5) 23 is a switch for grounding the ground shield 17. First main inductor (L1) 5, first sub inductor (L3) 7, first main switch (SW1)
9 and a first sub-switch (SW3) 11 are schematically shown as in FIG. Second main inductor (L2) 6
The same applies to the second sub-inductor (L4) 8, the second main switch (SW2) 10, and the second sub-switch (SW4) 12.

【0028】図5は、図4に示したグランドシールド型
インダクタのA-A'断面を模式的に示した図である。図
5において、シリコン酸化膜18は、絶縁層である。シリ
コンエピ層19は、エピタキシャル成長させた層である。
シリコン基板20は、基礎となるシリコン板である。第1
主インダクタ(L1)5’と、第1副インダクタ(L3)
7’は、第1主インダクタ(L1)5と、第1副インダ
クタ(L3)7と対応する上層の配線である。インダク
タの層を2層とした例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an AA 'section of the ground shield type inductor shown in FIG. In FIG. 5, the silicon oxide film 18 is an insulating layer. The silicon epi layer 19 is a layer grown epitaxially.
The silicon substrate 20 is a base silicon plate. First
Main inductor (L1) 5 'and first auxiliary inductor (L3)
7 ′ is an upper layer wiring corresponding to the first main inductor (L1) 5 and the first sub inductor (L3) 7. It is a figure showing the example which made two layers of inductors.

【0029】上記のように構成された本発明の第2の実
施の形態における電圧制御発振回路の動作を説明する。
インダクタンス切替型インダクタの基本的構成は、グラ
ンドシールド層を別にして、図2に示したものと同じで
ある。図4に示すように、インダクタの配線層の下部
に、ポリシリコン等で構成されるグランドシールド17の
層を設けてある。グランドシールド17は、接地スイッチ
(SW5)23で接地される。グランドシールド17を、イ
ンダクタンスを大きくする側に切り替えた場合のみ接地
するようにすれば、インダクタンスを小さくした場合の
浮遊容量を小さくして、共振周波数を高くすることがで
きる。このように、インダクタ層の下部にグランドシー
ルド層を設けると、インダクタはシリコン基板と電磁的
に分離されるので、シリコン基板上のPsub基板の抵抗
の影響を受けなくなる。したがって、Psub基板の抵抗
によるノイズの発生を低減することができる。
The operation of the voltage controlled oscillation circuit according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described.
The basic configuration of the inductance switching type inductor is the same as that shown in FIG. 2 except for the ground shield layer. As shown in FIG. 4, a layer of a ground shield 17 made of polysilicon or the like is provided below the wiring layer of the inductor. The ground shield 17 is grounded by a ground switch (SW5) 23. If the ground shield 17 is grounded only when switched to the side where the inductance is increased, the stray capacitance when the inductance is reduced can be reduced and the resonance frequency can be increased. As described above, when the ground shield layer is provided below the inductor layer, the inductor is electromagnetically separated from the silicon substrate, and is not affected by the resistance of the Psub substrate on the silicon substrate. Therefore, generation of noise due to the resistance of the Psub substrate can be reduced.

【0030】また、図5の断面図に示すように、多層配
線を用いて、複数のインダクタとグランドシールド17を
設けて多層構成にすることにより、小インダクタンスの
インダクタを複数形成して、小面積でも総合したインダ
クタンスを大きくすることができる。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, a plurality of inductors and a ground shield 17 are provided using a multilayer wiring to form a multilayer structure. However, the total inductance can be increased.

【0031】上記のように、本発明の第2の実施の形態
では、電圧制御発振回路を、インダクタンス切替型イン
ダクタの配線層の下にグランドシールド層を設けた構成
としたので、シリコン基板の抵抗によるノイズを減らす
ことができる。
As described above, in the second embodiment of the present invention, the voltage-controlled oscillation circuit has a configuration in which the ground shield layer is provided below the wiring layer of the inductance switching type inductor. Noise due to noise.

【0032】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態は、複数巻きのスパイラルインダクタとした主イ
ンダクタに磁気結合された副インダクタのループを開閉
することにより、主インダクタのインダクタンスを変化
させて、発振周波数を切り替える電圧制御発振回路であ
る。
(Third Embodiment) In a third embodiment of the present invention, the inductance of the main inductor is opened and closed by opening and closing the loop of the sub-inductor magnetically coupled to the main inductor, which is a multiple-turn spiral inductor. Is a voltage-controlled oscillation circuit that switches the oscillation frequency by changing the oscillation frequency.

【0033】図6は、本発明の第3の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの配線構成を示す平面
図である。図6において、第1主インダクタ(L1)5
は、複数巻きのスパイラルインダクタである。第1主イ
ンダクタ(L1)5と、第1副インダクタ(L3)7と、
第1主スイッチ(SW1)9と、第1副スイッチ(SW
3)11を、図2と同様に模式的に示したものである。第
2主インダクタ(L2)6と、第2副インダクタ(L4)
8と、第2主スイッチ(SW2)10と、第2副スイッチ
(SW4)12も同様である。
FIG. 6 is a plan view showing the wiring configuration of the inductor of the voltage controlled oscillation circuit according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the first main inductor (L1) 5
Is a multiple-turn spiral inductor. A first main inductor (L1) 5, a first sub inductor (L3) 7,
A first main switch (SW1) 9 and a first sub switch (SW1)
3) 11 is schematically shown as in FIG. Second main inductor (L2) 6 and second auxiliary inductor (L4)
8, the second main switch (SW2) 10, and the second sub-switch (SW4) 12.

【0034】上記のように構成された本発明の第3の実
施の形態における電圧制御発振回路の動作を説明する。
インダクタンス切替型インダクタの基本的構成は、主イ
ンダクタの形を別にして、図2に示したものと同じであ
る。図6に示すように、内側の主インダクタL1を、1
回巻きではなく複数巻きのスパイラルインダクタとし
た。このように構成することにより、主インダクタL1
のインダクタンスを大きくでき、主インダクタL1を小
型にすることができる。
The operation of the voltage controlled oscillator according to the third embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
The basic configuration of the inductance switching type inductor is the same as that shown in FIG. 2 except for the shape of the main inductor. As shown in FIG. 6, the inner main inductor L1 is
A spiral inductor with multiple turns instead of a single turn was used. With this configuration, the main inductor L1
Can be increased, and the main inductor L1 can be reduced in size.

【0035】上記のように、本発明の第3の実施の形態
では、電圧制御発振回路を、複数巻きのスパイラルイン
ダクタとした主インダクタに磁気結合された副インダク
タのループを開閉することにより、主インダクタのイン
ダクタンスを変化させて、発振周波数を切り替える構成
としたので、共振回路を小型にできる。
As described above, in the third embodiment of the present invention, the voltage-controlled oscillation circuit opens and closes the loop of the sub-inductor magnetically coupled to the main inductor having a plurality of spiral inductors. Since the oscillation frequency is switched by changing the inductance of the inductor, the size of the resonance circuit can be reduced.

【0036】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態は、複数巻きの並行スパイラルインダクタとして
磁気結合された主副インダクタの副インダクタのループ
を開閉することにより、主インダクタのインダクタンス
を変化させて、発振周波数を切り替える電圧制御発振回
路である。
(Fourth Embodiment) In a fourth embodiment of the present invention, the loop of the sub-inductor of the main-sub-inductor which is magnetically coupled as a parallel spiral inductor having a plurality of turns is opened and closed, thereby forming the main inductor. This is a voltage-controlled oscillation circuit that switches the oscillation frequency by changing the inductance.

【0037】図7は、本発明の第4の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの配線構成を示す平面
図である。図7において、第1主インダクタ(L1)5
は、複数巻きのスパイラルインダクタである。第1副イ
ンダクタ(L3)7は、第1主インダクタ(L1)5と並
行に配線された複数巻きのスパイラルインダクタであ
る。第1主インダクタ(L1)5と、第1副インダクタ
(L3)7と、第1主スイッチ(SW1)9と、第1副ス
イッチ(SW3)11を、図2と同様に模式的に示したも
のである。第2主インダクタ(L2)6と、第2副イン
ダクタ(L4)8と、第2主スイッチ(SW2)10と、第
2副スイッチ(SW4)12も同様である。
FIG. 7 is a plan view showing a wiring configuration of an inductor of a voltage controlled oscillation circuit according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, the first main inductor (L1) 5
Is a multiple-turn spiral inductor. The first auxiliary inductor (L3) 7 is a multiple-turn spiral inductor wired in parallel with the first main inductor (L1) 5. A first main inductor (L1) 5, a first sub inductor (L3) 7, a first main switch (SW1) 9, and a first sub switch (SW3) 11 are schematically shown as in FIG. Things. The same applies to the second main inductor (L2) 6, the second sub inductor (L4) 8, the second main switch (SW2) 10, and the second sub switch (SW4) 12.

【0038】上記のように構成された本発明の第4の実
施の形態における電圧制御発振回路の動作を説明する。
インダクタンス切替型インダクタの基本的構成は、主副
インダクタの形を別にして、図2に示したものと同じで
ある。図7に示すように、第1主インダクタ(L1)5
のスパイラルインダクタと並行して、第1副インダクタ
(L3)7をスパイラルインダクタとして配線してあ
る。このように構成することにより、インダクタンスを
切り替えた場合に、インダクタンス比を大きくできるの
で、周波数切替幅を広くすることができる。
The operation of the voltage controlled oscillation circuit according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above will be described.
The basic configuration of the inductance switching type inductor is the same as that shown in FIG. 2 except for the shape of the main and sub inductors. As shown in FIG. 7, the first main inductor (L1) 5
In parallel with the spiral inductor, the first sub inductor (L3) 7 is wired as a spiral inductor. With this configuration, when the inductance is switched, the inductance ratio can be increased, so that the frequency switching width can be increased.

【0039】上記のように、本発明の第4の実施の形態
では、電圧制御発振回路を、複数巻きの並行スパイラル
インダクタとして磁気結合された主副インダクタの副イ
ンダクタのループを開閉することにより、主インダクタ
のインダクタンスを変化させて、発振周波数を切り替え
る構成としたので、周波数を大幅に切り替えることがで
きる。
As described above, in the fourth embodiment of the present invention, the voltage-controlled oscillation circuit opens and closes the loop of the sub-inductor of the main-sub inductor which is magnetically coupled as a parallel spiral inductor having a plurality of turns. Since the oscillation frequency is switched by changing the inductance of the main inductor, the frequency can be significantly switched.

【0040】(第5の実施の形態)本発明の第5の実施
の形態は、8角形や円形の主インダクタに磁気結合され
た8角形や円形の副インダクタのループを開閉すること
により、主インダクタのインダクタンスを変化させて、
発振周波数を切り替える電圧制御発振回路である。
(Fifth Embodiment) In a fifth embodiment of the present invention, a loop of an octagonal or circular sub inductor, which is magnetically coupled to an octagonal or circular main inductor, is opened and closed. By changing the inductance of the inductor,
This is a voltage-controlled oscillation circuit that switches the oscillation frequency.

【0041】図8は、本発明の第5の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの構成図である。図8
において、第1主インダクタ(L1)5は、共振回路を
構成する8角形のインダクタである。第1副インダクタ
(L3)7は、接続状態を変えてインダクタンスを変化
させることにより、磁気結合されている第1主インダク
タ(L1)5のインダクタンスを変化させる8角形のイ
ンダクタである。第1主インダクタ(L1)5と、第1
副インダクタ(L3)7と、第1主スイッチ(SW1)9
と、第1副スイッチ(SW3)11を、図2と同様に模式
的に示したものである。第2主インダクタ(L2)6
と、第2副インダクタ(L4)8と、第2主スイッチ
(SW2)10と、第2副スイッチ(SW4)12も同様であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the inductor of the voltage controlled oscillator according to the fifth embodiment of the present invention. FIG.
In the above, the first main inductor (L1) 5 is an octagonal inductor forming a resonance circuit. The first sub inductor (L3) 7 is an octagonal inductor that changes the inductance by changing the connection state to change the inductance of the first main inductor (L1) 5 that is magnetically coupled. A first main inductor (L1) 5;
Sub inductor (L3) 7 and first main switch (SW1) 9
And the first sub-switch (SW3) 11 schematically as in FIG. Second main inductor (L2) 6
The same applies to the second sub-inductor (L4) 8, the second main switch (SW2) 10, and the second sub-switch (SW4) 12.

【0042】図9は、本発明の第5の実施の形態におけ
る電圧制御発振回路のインダクタの副インダクタを円形
インダクタとした別の構成を示す平面図である。第1主
インダクタ(L1)5と、第1副インダクタ(L3)7
と、第1主スイッチ(SW1)9と、第1副スイッチ
(SW3)11を、模式的に示したものである。第2主イ
ンダクタ(L2)6と、第2副インダクタ(L4)8と、
第2主スイッチ(SW2)10と、第2副スイッチ(SW
4)12も同様である。
FIG. 9 is a plan view showing another configuration of the voltage-controlled oscillation circuit according to the fifth embodiment of the present invention in which a sub-inductor of the inductor is a circular inductor. A first main inductor (L1) 5 and a first sub inductor (L3) 7
, A first main switch (SW1) 9 and a first sub switch (SW3) 11 are schematically shown. A second main inductor (L2) 6, a second auxiliary inductor (L4) 8,
A second main switch (SW2) 10 and a second sub-switch (SW2)
4) The same applies to 12.

【0043】上記のように構成された本発明の第5の実
施の形態における電圧制御発振回路の動作を説明する。
インダクタンス切替型インダクタの基本的構成は、主副
インダクタの形を別にして、図2に示したものと同じで
ある。図8に示すように、主副インダクタL1,L3の形
状を8角形にしてある。このように構成することによ
り、小面積でもインダクタンスを大きくすることができ
る。
The operation of the voltage-controlled oscillation circuit according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
The basic configuration of the inductance switching type inductor is the same as that shown in FIG. 2 except for the shape of the main and sub inductors. As shown in FIG. 8, the shape of the main and sub inductors L1 and L3 is octagonal. With this configuration, the inductance can be increased even in a small area.

【0044】また、図9に示すように、主副インダクタ
L1,L3の形状を円形にしてもよい。このように構成し
ても、小面積でインダクタンスを大きくできる。
Further, as shown in FIG. 9, the shape of the main and sub inductors L1 and L3 may be circular. Even with such a configuration, the inductance can be increased with a small area.

【0045】上記のように、本発明の第5の実施の形態
では、電圧制御発振回路を、8角形や円形の主インダク
タに磁気結合された8角形や円形の副インダクタのルー
プを開閉することにより、主インダクタのインダクタン
スを変化させて、発振周波数を切り替える構成としたの
で、共振回路を小型にできる。
As described above, in the fifth embodiment of the present invention, the voltage controlled oscillation circuit is used to open and close the loop of the octagonal or circular sub-inductor magnetically coupled to the octagonal or circular main inductor. Thus, since the oscillation frequency is switched by changing the inductance of the main inductor, the resonance circuit can be downsized.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、主インダクタと磁気結合した副インダクタの電気
的接続状態を変化させて主インダクタのインダクタンス
を切り替える構成としたので、インダクタンスを切り替
える手段による共振回路のQの劣化がなくなり、電圧制
御発振回路を低位相ノイズ特性とすることができるとい
う効果が得られる。
As is apparent from the above description, in the present invention, the inductance of the main inductor is switched by changing the electrical connection state of the sub-inductor magnetically coupled to the main inductor. As a result, there is obtained an effect that the deterioration of Q of the resonance circuit due to the above is eliminated, and the voltage controlled oscillation circuit can have low phase noise characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における電圧制御発
振器の回路図、
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の第1の実施の形態における電圧制御発
振器のインダクタの構成を示す図、
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an inductor of the voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の第1の実施の形態における電圧制御発
振器のインダクタの別の構成を示す図、
FIG. 3 is a diagram showing another configuration of the inductor of the voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第2の実施の形態における電圧制御発
振器のインダクタの構成を示す図、
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an inductor of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第2の実施の形態における電圧制御発
振器のインダクタの構成を示す断面図、
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of an inductor of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention;

【図6】本発明の第3の実施の形態における電圧制御発
振器のインダクタの構成を示す図、
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an inductor of a voltage controlled oscillator according to a third embodiment of the present invention;

【図7】本発明の第4の実施の形態における電圧制御発
振器のインダクタの構成を示す図、
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an inductor of a voltage controlled oscillator according to a fourth embodiment of the present invention;

【図8】本発明の第5の実施の形態における電圧制御発
振器の8角形インダクタの構成を示す図、
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an octagonal inductor of a voltage controlled oscillator according to a fifth embodiment of the present invention;

【図9】本発明の第5の実施の形態における電圧制御発
振器の円形インダクタの構成を示す図、
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a circular inductor of a voltage controlled oscillator according to a fifth embodiment of the present invention;

【図10】従来の複合型電圧制御発振回路の回路図、FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional composite type voltage controlled oscillator circuit,

【図11】従来の可変容量型の電圧制御発振回路の回路
図、
FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional variable capacitance type voltage controlled oscillation circuit,

【図12】従来の周波数切替型の電圧制御発振回路にお
ける制御電圧に対する周波数変化の特性を示すグラフ、
FIG. 12 is a graph showing a characteristic of a frequency change with respect to a control voltage in a conventional frequency switching type voltage controlled oscillator circuit;

【図13】従来の容量切替型の電圧制御発振回路の回路
図である。
FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional capacitance switching type voltage controlled oscillation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1トランジスタM1 2 第2トランジスタM2 3 第1可変容量型MOSトランジスタM3 4 第2可変容量型MOSトランジスタM4 5 第1主インダクタL1 6 第2主インダクタL2 7 第1副インダクタL3 8 第2副インダクタL4 9 第1主スイッチSW1 10 第2主スイッチSW2 11 第1副スイッチSW3 12 第2副スイッチSW4 13 第1選択トランジスタM5 14 第2選択トランジスタM6 15 第1電圧制御発振回路出力 16 第2電圧制御発振回路出力 17 グランドシールド 18 シリコン酸化膜 19 シリコンエピ層 20 シリコン基板 21 RFスイッチM7 22 RFスイッチM8 23 接地スイッチSW5 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st transistor M1 2 2nd transistor M2 3 1st variable capacitance type MOS transistor M3 4 2nd variable capacitance type MOS transistor M4 5 1st main inductor L1 6 2nd main inductor L2 7 1st auxiliary inductor L3 8 2nd auxiliary Inductor L4 9 First main switch SW1 10 Second main switch SW2 11 First sub switch SW3 12 Second sub switch SW4 13 First selection transistor M5 14 Second selection transistor M6 15 First voltage controlled oscillator circuit output 16 Second voltage Control oscillation circuit output 17 Ground shield 18 Silicon oxide film 19 Silicon epilayer 20 Silicon substrate 21 RF switch M7 22 RF switch M8 23 Ground switch SW5

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安永 毅 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 5J081 AA02 CC07 CC42 DD04 DD11 DD24 EE02 EE03 EE09 EE14 FF18 FF25 JJ02 JJ12 JJ13 JJ14 KK02 KK11 KK17 KK23 LL08 MM01 MM07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Takeshi Yasunaga 4-3-1 Tsunashima Higashi, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term within Matsushita Communication Industrial Co., Ltd. 5J081 AA02 CC07 CC42 DD04 DD11 DD24 EE02 EE03 EE09 EE14 FF18 FF25 JJ02 JJ12 JJ13 JJ14 KK02 KK11 KK17 KK23 LL08 MM01 MM07

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振回路と、前記発振回路に接続された
インダクタと可変容量とで構成された共振回路とを具備
し、制御電圧端子に印加される電圧に応じた周波数の信
号を発振する半導体集積回路で構成された電圧制御発振
器において、前記インダクタは、主インダクタと、前記
主インダクタと磁気結合した副インダクタと、前記副イ
ンダクタの電気的接続状態を変化させて前記主インダク
タのインダクタンスを切り替える切替手段とを備えるこ
とを特徴とする電圧制御発振器。
1. A semiconductor device comprising: an oscillation circuit; and a resonance circuit including an inductor and a variable capacitor connected to the oscillation circuit, and oscillating a signal having a frequency corresponding to a voltage applied to a control voltage terminal. In a voltage controlled oscillator configured with an integrated circuit, the inductor is a main inductor, a sub-inductor magnetically coupled to the main inductor, and a switching for switching an inductance of the main inductor by changing an electrical connection state of the sub-inductor. And a means for controlling the voltage.
【請求項2】 前記切替手段は、前記副インダクタのル
ープを閉じる第1スイッチと、前記副インダクタを接地
する第2スイッチとを有することを特徴とする請求項1
記載の電圧制御発振器。
2. The switching device according to claim 1, wherein the switching unit includes a first switch that closes a loop of the sub inductor and a second switch that grounds the sub inductor.
A voltage controlled oscillator as described.
【請求項3】 前記インダクタと半導体基板との間に、
接地導体層を設けたことを特徴とする請求項1記載の電
圧制御発振器。
3. Between the inductor and a semiconductor substrate,
The voltage controlled oscillator according to claim 1, further comprising a ground conductor layer.
【請求項4】 前記インダクタを形成する配線層を2層
以上とし、前記2層の間および前記配線層と半導体基板
との間に接地導体層を設けたことを特徴とする請求項1
記載の電圧制御発振器。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the inductor has two or more wiring layers, and a ground conductor layer is provided between the two layers and between the wiring layer and the semiconductor substrate.
A voltage controlled oscillator as described.
【請求項5】 前記主インダクタを、1周以上の巻き数
を有するスパイラルインダクタとし、前記主インダクタ
の外側に前記副インダクタを形成したことを特徴とする
請求項1記載の電圧制御発振器。
5. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein said main inductor is a spiral inductor having one or more turns, and said auxiliary inductor is formed outside said main inductor.
【請求項6】 前記主インダクタを、1周以上の巻き数
を有するスパイラルインダクタとし、前記主インダクタ
の内側に前記副インダクタを形成したことを特徴とする
請求項1記載の電圧制御発振器。
6. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the main inductor is a spiral inductor having one or more turns, and the sub inductor is formed inside the main inductor.
【請求項7】 前記主インダクタを、1周以上の巻き数
を有するスパイラルインダクタとし、前記副インダクタ
を、前記主インダクタと平行に配線されたスパイラルイ
ンダクタとしたことを特徴とする請求項1記載の電圧制
御発振器。
7. The device according to claim 1, wherein the main inductor is a spiral inductor having one or more turns, and the sub inductor is a spiral inductor wired in parallel with the main inductor. Voltage controlled oscillator.
【請求項8】 前記スパイラルインダクタの形状を、正
方形としたことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに
記載の電圧制御発振器。
8. The voltage controlled oscillator according to claim 5, wherein the spiral inductor has a square shape.
【請求項9】 前記スパイラルインダクタの形状を、8
角形としたことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに
記載の電圧制御発振器。
9. The shape of the spiral inductor is 8
The voltage controlled oscillator according to any one of claims 5 to 7, wherein the voltage controlled oscillator is rectangular.
【請求項10】 前記スパイラルインダクタの形状を、
円形としたことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに
記載の電圧制御発振器。
10. The shape of the spiral inductor,
The voltage controlled oscillator according to any one of claims 5 to 7, wherein the voltage controlled oscillator is circular.
【請求項11】 PLL回路を有する局部発振回路を備
えた無線送受信回路を具備する移動無線端末装置におい
て、前記PLL回路に、請求項1〜10のいずれかに記
載の電圧制御発振器を用いたことを特徴とする移動無線
端末装置。
11. A mobile wireless terminal device comprising a wireless transmission / reception circuit having a local oscillation circuit having a PLL circuit, wherein the PLL circuit uses the voltage-controlled oscillator according to any one of claims 1 to 10. A mobile wireless terminal device characterized by the above-mentioned.
【請求項12】 PLL回路を有する局部発振回路を備
えた無線送受信回路を具備する無線基地局装置におい
て、前記PLL回路に、請求項1〜10のいずれかに記
載の電圧制御発振器を用いたことを特徴とする無線基地
局装置。
12. A radio base station apparatus comprising a radio transmission / reception circuit having a local oscillation circuit having a PLL circuit, wherein the voltage controlled oscillator according to claim 1 is used for the PLL circuit. A radio base station apparatus characterized by the above-mentioned.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123785A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Taiyo Yuden Co Ltd Variable inductor and antenna device using it
JP2007128985A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Taiyo Yuden Co Ltd Variable inductor and antenna using the same
JP2008016703A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Sony Corp Variable inductor, and semiconductor device using the same
US7336147B2 (en) 2004-10-19 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inductance variable device
US7342464B2 (en) 2005-05-12 2008-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Oscillator and a PLL circuit using the oscillator
US7405632B2 (en) 2005-12-12 2008-07-29 Sharp Kabushiki Kaisha Voltage-controlled oscillator, transmitter, and receiver
WO2009041304A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Nec Corporation Oscillation circuit
US7902934B2 (en) 2004-11-09 2011-03-08 Renesas Electronics Corporation Variable inductor, and oscillator and communication system using the same
JP2011514661A (en) * 2008-01-29 2011-05-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション On-chip integrated voltage controlled variable inductor, method for making and adjusting such a variable inductor, and design structure for integrating such a variable inductor
JP2011119443A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Toshiba Corp Variable spiral inductor and semiconductor integrated circuit device
US20110260819A1 (en) * 2010-04-26 2011-10-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Continuously tunable inductor with variable resistors
JP2012060157A (en) * 2011-12-05 2012-03-22 Sony Corp Variable inductor and semiconductor device using same
US20140266344A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Varainductor, voltage controlled oscillator including the varainductor, and phase locked loop including the varainductor
US20150084733A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 International Business Machines Corporation Reconfigurable multi-stack inductor
CN105990322A (en) * 2015-02-06 2016-10-05 瑞昱半导体股份有限公司 Integrated inductor structure

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7336147B2 (en) 2004-10-19 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inductance variable device
US7348871B2 (en) 2004-10-19 2008-03-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inductance variable device
US7902934B2 (en) 2004-11-09 2011-03-08 Renesas Electronics Corporation Variable inductor, and oscillator and communication system using the same
US8502614B2 (en) 2004-11-09 2013-08-06 Renesas Electronics Corporation Variable inductor, and oscillator and communication system using the same
US7342464B2 (en) 2005-05-12 2008-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Oscillator and a PLL circuit using the oscillator
JP2007123785A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Taiyo Yuden Co Ltd Variable inductor and antenna device using it
JP2007128985A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Taiyo Yuden Co Ltd Variable inductor and antenna using the same
US7405632B2 (en) 2005-12-12 2008-07-29 Sharp Kabushiki Kaisha Voltage-controlled oscillator, transmitter, and receiver
JP2008016703A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Sony Corp Variable inductor, and semiconductor device using the same
WO2009041304A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Nec Corporation Oscillation circuit
JPWO2009041304A1 (en) * 2007-09-28 2011-01-27 日本電気株式会社 Oscillator circuit
US8310316B2 (en) 2007-09-28 2012-11-13 Nec Corporation Oscillator circuit
JP2011514661A (en) * 2008-01-29 2011-05-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション On-chip integrated voltage controlled variable inductor, method for making and adjusting such a variable inductor, and design structure for integrating such a variable inductor
JP2011119443A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Toshiba Corp Variable spiral inductor and semiconductor integrated circuit device
US20110260819A1 (en) * 2010-04-26 2011-10-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Continuously tunable inductor with variable resistors
JP2012060157A (en) * 2011-12-05 2012-03-22 Sony Corp Variable inductor and semiconductor device using same
US20140266344A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Varainductor, voltage controlled oscillator including the varainductor, and phase locked loop including the varainductor
US9954488B2 (en) * 2013-03-15 2018-04-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Varainductor, voltage controlled oscillator including the varainductor, and phase locked loop including the varainductor
US10756672B2 (en) 2013-03-15 2020-08-25 Taiwan Seminconductor Manufacturing Company, Ltd. Varainductor having ground and floating planes
US11362624B2 (en) 2013-03-15 2022-06-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Varainductor having ground and floating planes and method of using
US11711056B2 (en) 2013-03-15 2023-07-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of using varainductor having ground and floating planes
US20150084733A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 International Business Machines Corporation Reconfigurable multi-stack inductor
US9218903B2 (en) * 2013-09-26 2015-12-22 International Business Machines Corporation Reconfigurable multi-stack inductor
CN105556623A (en) * 2013-09-26 2016-05-04 国际商业机器公司 Reconfigurable multi-stack inductor
US9741485B2 (en) 2013-09-26 2017-08-22 International Business Machines Corporation Reconfigurable multi-stack inductor
CN105556623B (en) * 2013-09-26 2018-06-19 国际商业机器公司 Restructural multi-laminate inductor structure and forming method thereof, design structure
CN105990322A (en) * 2015-02-06 2016-10-05 瑞昱半导体股份有限公司 Integrated inductor structure

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