JP2007110701A - ボディーバイアス調節型電圧制御発振器 - Google Patents

ボディーバイアス調節型電圧制御発振器 Download PDF

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Abstract

【課題】電源の変化に影響を受けずに常に一定のレベルの発振信号を生成することができるボディーバイアス調節型電圧制御発振器を提供する。
【解決手段】本発明のボディーバイアス調節型電圧制御発振器は、チューニング電圧VTに応じて共振周波数を生成する共振回路部100と、共振回路部100に電力を供給して共振回路部100の共振周波数を発振させて180度の位相差を有する第1、第2発振信号を生成し、ボディーバイアス電圧Vbbに応じて第1、第2発振信号のレベルが一定になるように調節する差動発振部200と、差動発振部200の第1、第2発振信号のレベルを検出し、この検出されたレベルに応じたボディーバイアス電圧Vbbを第1、第2トランジスタM10、M20の各ボディーに供給する出力レベル検出部300とを含むことを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、低電力システムの周波数合成器に適用される電圧制御発振器(VCO)に関し、特に電源の変化に影響を受けずに常に一定のレベルの発振信号を生成することができるボディーバイアス調節型電圧制御発振器に関する。
近年、IEEE802.15.4(ZigBee)標準が脚光を浴びている。その応用分野は近距離、低速送信が必要なホームネットワーク、保安、物流である。このような応用分野の特性上、一つの乾電池で長い間使用可能でなければならないので、低電力でシステムを実現しなければならない。
一方、RF送受信器(Transceiver)において、多量の電力を消耗する部分としては、送受信時に全て動作して局部発振の周波数を生成する周波数合成器である。このような周波数合成器において、大部分の電力は電圧制御発振器(VCO)と分周器(Divider)で消耗される。このため、現在まで電圧制御発振器と分周器の2つのブロックで消耗される電流を減らすための研究が行われてきた。
特に、近年では構造的な側面よりは電源電圧を下げて電力を減らす方法に関する様々な研究が行われている。
図1は従来の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図1に示す従来の電圧制御発振器は、略1.8V〜3.3Vの電源電圧Vddで動作し、チューニング電圧VTに応じて共振周波数を生成する共振回路部11と、上記共振回路部11に電力を供給して180度の位相差を有する第1、第2信号Sout1、Sout2を生成する差動クロスカップルド発振回路部12とを含んでいる。
上記差動クロスカップルド発振回路部12は、2つの第1、第2差動クロスカップルドトランジスタ対M1、M2を含んでいる。ここで、上記第1トランジスタM1は上記共振回路部11の一端及び上記第2トランジスタM2のゲートに連結されたドレインと、上記共振回路部11の他端及び上記第2トランジスタM2のドレインに連結されたゲートと、接地に連結されたソースとを含んでいる。
また、上記第2トランジスタM2は上記共振回路部11の他端及び上記第1トランジスタM1のゲートに連結されたドレインと、上記共振回路部11の一端及び上記第1トランジスタM1のドレインに連結されたゲートと、接地に連結されたソースとを含んでいる。
また、上記第1トランジスタM1及び第2トランジスタM2は、それぞれボディーバイアスが接地に連結されている。
このような電圧制御発振器のことを通常、差動クロスカップルドLCチューンド電圧制御発振器(Differential Cross−coupled LC−tuned VCO)という。
ところが、このような従来の電圧制御発振器は、略0.5Vの低い電源電圧で利用する場合には、多くのトランジスタのスタック構造を使用することができず、このため上記電圧制御発振器は一つのネガティブgm−セル(negative gm cell)にインダクタをロードで連結した構造となっている。
この場合、電源電圧が低いために発振器の周波数範囲が非常に狭くなる。また、多くのキャパシタアレイ(capacitor array)を利用して所望の周波数帯域を合わせるようになるが、このような構造の発振器では、多くのキャパシタを利用するので相当な寄生成分が生じる問題点がある。
さらに、安全な発振のためにネガティブgm−セル(negative gm cell)の大きさを大きく設計しなければならないが、こうした場合には発振周波数に相当な変化が生じ、電源電圧の変化に発振器の性能が敏感に作用する問題点がある。
そのため、電源電圧の変化に補正をすることができ、安全な発信をすることができる新たな構造の電圧制御発振器が必要である。
本発明は、上述した問題点を解決するために提案されたもので、その目的は低電力システムの周波数合成器に適用される電圧制御発振器(VCO)において、電源の変化に影響を受けずに常に一定のレベルの発振信号を生成することができるボディーバイアス調節型電圧制御発振器を提供することにある。
上記した本発明の目的を達成するために、本発明のボディーバイアス調節型電圧制御発振器は、チューニング電圧に応じて共振周波数を生成する共振回路部と、前記共振回路部に差動クロスカップリングされて前記共振回路部に電力を供給し、前記共振回路部の共振周波数を発振させて180度の位相差を有する第1、第2発振信号を生成し、ボディーバイアス電圧に応じて前記第1、第2発振信号のレベルが一定になるように調節する第1、第2トランジスタを含んだ差動発振部と、前記差動発振部の第1、第2発振信号のレベルを検出し、この検出されたレベルに応じた前記ボディーバイアス電圧を前記第1、第2トランジスタの各ボディーに供給する出力レベル検出部とを具備することを特徴とする。
上記第1、第2トランジスタは、それぞれNチャネルのMOSトランジスタであることを特徴とする。
上記第1トランジスタは、前記共振回路部の一端と前記第2トランジスタのゲートとが接続された第1接続ノードに連結されたドレインと、前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、接地に連結されたソースと、前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーとを含むことを特徴とする。
上記第2トランジスタは、前記共振回路部の他端と前記第1トランジスタのゲートとが接続された第2接続ノードに連結されたドレインと、前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたゲートと、接地に連結されたソースと、前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーとを含むことを特徴とする。
上記出力レベル検出部は、前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたドレインと、前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、前記第1及び第2トランジスタのボディーに共通して連結されたソースとを有するNチャネルのMOSトランジスタを含むことを特徴とする。
上記第1、第2トランジスタは、それぞれPチャネルのMOSトランジスタであることを特徴とする。
上記第1トランジスタは、前記共振回路部の一端と前記第2トランジスタのゲートとが接続された第1接続ノードに連結されたドレインと、前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、動作電圧に連結されたソースと、前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーとを含むことを特徴とする。
上記第2トランジスタは、前記共振回路部の他端と前記第1トランジスタのゲートとが接続された第2接続ノードに連結されたドレインと、前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたゲートと、動作電圧に連結されたソースと、前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーとを含むことを特徴とする。
上記出力レベル検出部は、前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたソースと、前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、前記第1及び第2トランジスタのボディーに共通して連結されたドレインとを有するPチャネルのMOSトランジスタを含むことを特徴とする。
本発明によれば、低電力システムの周波数合成器に適用される電圧制御発振器(VCO)において、電源の変化に影響を受けずに常に一定のレベルの発振信号を生成することができる効果を奏する。
さらに具体的には、発振動作を感知してフィードバックし、プロセスと温度変化による性能悪化を防止することができ、さらに低電力消耗でも利得を得ることができ、電圧制御発振器の核心トランジスタの大きさが小さいので、小型製作が可能であり、これによって寄生キャパシタンス(parasitic capacitance)が減ってチューニングレンジ(tuning range)も広げることができる。
以下、本発明の好ましい実施例を、添付した図面に基づいて詳しく説明する。添付した図面において実質的に同一な構成と機能を有する構成要素等は同一な符号を付す。
図2は本発明に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図2を参照すると、本発明に係る電圧制御発振器は共振回路部100と、差動発振部200と、出力レベル検出部300とを備えている。このような本発明の電圧制御発振器は、略0.5Vの低電源電圧で利用することができる。
上記共振回路部100は、チューニング電圧VTに応じて共振周波数を生成するが、このような共振回路部100は周知の回路が利用され得る。例えば、上記共振回路部100がインダクタLとキャパシタCとを含み、またチューニング電圧VTに応じてキャパシタンスが変化するバラクタダイオード(varactor diode)などの可変容量素子によって構成することができる。
上記差動発振部200は、上記共振回路部100に差動クロスカップリングされ、上記共振回路部100に電力を供給し、上記共振回路部100の共振周波数を発振させて180度の位相差を有する第1、第2発振信号Sout1、Sout2を生成し、ボディーバイアス電圧Vbbに応じて上記第1、第2発振信号Sout1、Sout2のレベルが一定になるように調節する第1、第2トランジスタM10、M20を含んでいる。
上記出力レベル検出部300は、上記差動発振部200の第1、第2発振信号Sout1、Sout2のレベルを検出し、この検出されたレベルに応じたボディーバイアス電圧Vbbを上記第1、第2トランジスタM10、M20の各ボディーに供給する。
ここで、上記ボディーバイアス電圧Vbbは、上記電源電圧Vddが0.5Vの場合、上記電源電圧Vddの0.5Vに、検出した最大電圧0.5Vを加算して最大1.0V(電源電圧+検出電圧)となるので、本発明の電圧制御発振器のように略0.5Vの低電源電圧であっても利用可能である。
図3は本発明の第1実施例に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図3を参照すると、本発明の第1実施例に係る電圧制御発振器において、上記第1、第2トランジスタM10、M20は、それぞれNチャネルのMOSトランジスタによって構成されている。
上記第1トランジスタM10は、上記共振回路部100の一端と上記第2トランジスタM20のゲートとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたドレインと、上記共振回路部100の他端と上記第2トランジスタM20のドレインとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたゲートと、接地に連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
上記第2トランジスタM20は、上記共振回路部100の他端と上記第1トランジスタM10のゲートとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたドレインと、上記共振回路部100の一端と上記第1トランジスタM10のドレインとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたゲートと、接地に連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
図4は図3の出力レベル検出部300の構成を示す回路図である。図4を参照すると、上記出力レベル検出部300は、上記共振回路部100の一端と第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたドレインと、上記共振回路部100の他端と第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたゲートと、上記第1及び第2トランジスタM10、M20のボディーに共通して連結されたソースとを備えたNチャネルのMOSトランジスタM30と、MOSトランジスタM30のソースに連結されたキャパシタCとから構成されている。
前述したように、図2乃至図4を参照すると、上記差動発振部200の第1、第2トランジスタM10、M20がNチャネルのMOSトランジスタで実現される場合、上記出力レベル検出部300もNチャネルのMOSトランジスタで実現される。
図5は本発明の第2実施例に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図5を参照すると、本発明の第2実施例に係る電圧制御発振器において、上記第1、第2トランジスタM10、M20は、それぞれPチャネルのMOSトランジスタによって構成されている。
上記第1トランジスタM10は、上記共振回路部100の一端と上記第2トランジスタM20のゲートとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたドレインと、上記共振回路部100の他端と上記第2トランジスタM20のドレインとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたゲートと、動作電圧Vddに連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
上記第2トランジスタM20は、上記共振回路部100の他端と上記第1トランジスタM10のゲートとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたドレインと、上記共振回路部100の一端と上記第1トランジスタM10のドレインとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたゲートと、動作電圧Vddに連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
図6は、図5の出力レベル検出部300の構成を示す回路図である。図5及び図6を参照すると、上記出力レベル検出部300は、上記共振回路部100の一端と上記第1トランジスタM10のドレインとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたソースと、上記共振回路部100の他端と上記第2トランジスタM20のドレインとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたゲートと、上記第1及び第2トランジスタM10、M20のボディーに共通して連結されたドレインとを備えたPチャネルのMOSトランジスタM30と、MOSトランジスタM30のドレインに連結されたキャパシタCとから構成されている。
前述したように図2、図5及び図6を参照すると、上記差動発振部200の第1、第2トランジスタM10、M20がPチャネルのMOSトランジスタで実現される場合、上記出力レベル検出部300もPチャネルのMOSトランジスタで実現される。
以下、本発明の作用及び効果を、添付した図面に基づいて詳しく説明する。
本発明の電圧制御発振器はチューニング電圧VTに応じて定められる発振信号を生成する。このような本発明の電圧制御発振器に対して図2乃至図6を参照して説明する。
図2を参照すると、本発明の共振回路部100は上記チューニング電圧VTに応じて共振周波数を生成する。
この際、本発明の差動発振部200は、上記共振回路部100に差動クロスカップリングされた第1、第2トランジスタM10、M20を備え、上記共振回路部100に電力を供給し、上記共振回路部100の共振周波数を発振させて180度の位相差を有する第1、第2発振信号Sout1、Sout2を生成する。
そして、本発明の出力レベル検出部300は上記差動発振部200の第1、第2発振信号Sout1、Sout2のレベルを検出し、この検出されたレベルに応じた上記ボディーバイアス電圧Vbb(0V〜1.0V)を上記第1、第2トランジスタM10、M20の各ボディーに供給する。
ここで、上記ボディーバイアス電圧Vbbは、前述したように最小0Vから最大1.0Vであるので、上記第1、第2トランジスタM10、M20を調節することができる。
これにより、上記差動発振部200は、上記ボディーバイアス電圧Vbbに応じて上記第1、第2発振信号Sout1、Sout2のレベルが一定になるように調節する。
一方、本発明の差動発振部200は、図3に示すように実現することができるが、図2及び図3を参照すると、上記第1、第2トランジスタM10、M20は、それぞれNチャネルのMOSトランジスタから成り、この際上記第1トランジスタM10は上記共振回路部100の一端と上記第2トランジスタM20のゲートとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたドレインと、上記共振回路部100の他端と上記第2トランジスタM20のドレインとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたゲートと、接地に連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
そして、上記第2トランジスタM20は、上記共振回路部100の他端と上記第1トランジスタM10のゲートとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたドレインと、上記共振回路部100の一端と上記第1トランジスタM10のドレインとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたゲートと、接地に連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
このような本発明の第1実施例に係る電圧制御発振器において、上記第1、第2トランジスタM10、M20がそれぞれNチャネルのMOSトランジスタによって構成される場合、本発明の出力レベル検出部300は図4に示すように実現することができる。
図4を参照すると、上記出力レベル検出部300は、上記共振回路部100の一端に連結された第1接続ノードCN1と、上記共振回路部100の他端に連結された第2接続ノードCN2との間で発振信号のレベルを検出し、この検出レベルが低い場合には小さなボディーバイアス電圧Vbbを上記第1、第2トランジスタM10、M20のボディーに供給する。これに対して、上記出力レベル検出部300は、上記検出レベルが高い場合には大きなボディーバイアス電圧Vbbを上記第1、第2トランジスタM10、M20のボディーに供給する。
ここで、図4に示す出力レベル検出部300によって供給されるボディーバイアス電圧Vbbの時間変化を図7(a)に示す。このボディーバイアス電圧Vbbにより、上記第1、第2トランジスタM10、M20は、上記出力レベル検出部300からのボディーバイアス電圧Vbbが大きい場合にはその駆動能力が低下して発振信号のレベルが低くなる。これに対して、上記第1、第2トランジスタM10、M20は、上記出力レベル検出部300からのボディーバイアス電圧Vbbが小さい場合にはその駆動能力が向上して発振信号のレベルが高くなる。
また、本発明の差動発振部200は図5に示すように実現することができるが、図2及び図5を参照すると、上記第1、第2トランジスタM10、M20はそれぞれPチャネルのMOSトランジスタによって構成され、この際上記第1トランジスタM10は、上記共振回路部100の一端と上記第2トランジスタM20のゲートとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたドレインと、上記共振回路部100の他端と上記第2トランジスタM20のドレインとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたゲートと、動作電圧Vddに連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
そして、上記第2トランジスタM20は、上記共振回路部100の他端と上記第1トランジスタM10のゲートとが接続された第2接続ノードCN2に連結されたドレインと、上記共振回路部100の一端と上記第1トランジスタM10のドレインとが接続された第1接続ノードCN1に連結されたゲートと、動作電圧Vddに連結されたソースと、上記出力レベル検出部300のボディーバイアス電圧Vbbに連結されたボディーとを含んでいる。
このような本発明の第2実施例に係る電圧制御発振器において、上記第1、第2トランジスタM10、M20がそれぞれPチャネルのMOSトランジスタによって構成される場合、本発明の出力レベル検出部300は図6に示すように実現することができる。
図6を参照すると、上記出力レベル検出部300は、上記共振回路部100の一端に連結された第1接続ノードCN1と、上記共振回路部100の他端に連結された第2接続ノードCN2との間で発振信号のレベルを検出し、この検出レベルが高い場合には大きなボディーバイアス電圧Vbbを上記第1、第2トランジスタM10、M20のボディーに供給する。これに対して、上記出力レベル検出部300は上記検出レベルが低い場合には小さなボディーバイアス電圧Vbbを上記第1、第2トランジスタM10、M20のボディーに供給する。
ここで、図6に示す出力レベル検出部300によって供給されるボディーバイアス電圧Vbbの時間変化を図7(b)に示す。このボディーバイアス電圧Vbbにより、上記第1、第2トランジスM10、M20は上記出力レベル検出部300からのボディーバイアス電圧Vbbが大きい場合には、その駆動能力が低下して発振信号のレベルが低くなる。
これに対して、上記第1、第2トランジスタM10、M20は上記出力レベル検出部300からのボディーバイアス電圧Vbbが小さい場合には、その駆動能力が向上して発振信号のレベルが高くなる。
上述したように、本発明は前述した実施例及び添付した図面によって限定されるものではなく特許請求の範囲によって限定され、本発明の装置は本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々に置換、変形及び変更が可能であることが、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者にとって明らかである。
従来の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 本発明に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 本発明の第1実施例に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 図3の出力レベル検出部の構成を示す回路図である。 本発明の第2実施例に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 図5の出力レベル検出部の構成を示す回路図である。 本発明に係る電圧制御発振器によるボディーバイアス電圧を示すグラフである。
符号の説明
100 共振回路部
200 差動発振部
300 出力レベル検出部
VT チューニング電圧
Sout1 第1発振信号
Sout2 第2発振信号
Vbb ボディーバイアス電圧
M10 第1トランジスタ
M20 第2トランジスタ
M30 第3トランジスタ

Claims (9)

  1. チューニング電圧に応じて共振周波数を生成する共振回路部と、
    前記共振回路部に差動クロスカップリングされて前記共振回路部に電力を供給し、前記共振回路部の共振周波数を発振させて180度の位相差を有する第1、第2発振信号を生成し、ボディーバイアス電圧に応じて前記第1、第2発振信号のレベルが一定になるように調節する第1、第2トランジスタを含んだ差動発振部と、
    前記差動発振部の第1、第2発振信号のレベルを検出し、この検出されたレベルに応じた前記ボディーバイアス電圧を前記第1、第2トランジスタの各ボディーに供給する出力レベル検出部と
    を具備することを特徴とするボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  2. 前記第1及び第2トランジスタは、それぞれNチャネルのMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  3. 前記第1トランジスタは、
    前記共振回路部の一端と前記第2トランジスタのゲートとが接続された第1接続ノードに連結されたドレインと、
    前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、
    接地に連結されたソースと、
    前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーと
    を含むことを特徴とする請求項2に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  4. 前記第2トランジスタは、
    前記共振回路部の他端と前記第1トランジスタのゲートとが接続された第2接続ノードに連結されたドレインと、
    前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたゲートと、
    接地に連結されたソースと、
    前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーと
    を含むことを特徴とする請求項2または請求項3のいずれか1項に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  5. 前記出力レベル検出部は、
    前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたドレインと、
    前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、
    前記第1及び第2トランジスタのボディーに共通して連結されたソースとを有するNチャネルのMOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  6. 前記第1及び第2トランジスタは、それぞれPチャネルのMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  7. 前記第1トランジスタは、
    前記共振回路部の一端と前記第2トランジスタのゲートとが接続された第1接続ノードに連結されたドレインと、
    前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、
    動作電圧に連結されたソースと、
    前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーと
    を含むことを特徴とする請求項6に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  8. 前記第2トランジスタは、
    前記共振回路部の他端と前記第1トランジスタのゲートとが接続された第2接続ノードに連結されたドレインと、
    前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたゲートと、
    動作電圧に連結されたソースと、
    前記出力レベル検出部のボディーバイアス電圧に連結されたボディーと
    を含むことを特徴とする請求項6または7のいずれか1項に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
  9. 前記出力レベル検出部は、
    前記共振回路部の一端と前記第1トランジスタのドレインとが接続された第1接続ノードに連結されたソースと、
    前記共振回路部の他端と前記第2トランジスタのドレインとが接続された第2接続ノードに連結されたゲートと、
    前記第1及び第2トランジスタのボディーに共通して連結されたドレインとを有するPチャネルのMOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載のボディーバイアス調節型電圧制御発振器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012056600A1 (ja) * 2010-10-28 2012-05-03 パナソニック株式会社 発振器
US9263989B2 (en) 2013-07-29 2016-02-16 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Differential oscillator

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9654108B2 (en) * 2008-01-11 2017-05-16 Intel Mobile Communications GmbH Apparatus and method having reduced flicker noise
US7626530B2 (en) * 2008-05-01 2009-12-01 Robert Bosch Gmbh System and method for improving linearity of electronic circuits with mechanical oscillators
US7683682B1 (en) * 2008-08-28 2010-03-23 Korea Electronics Technology Institute Frequency divider for wireless communication system and driving method thereof
US9059332B2 (en) 2009-10-02 2015-06-16 Skyworks Solutions, Inc. Continuous tunable LC resonator using a FET as a varactor
US8098111B2 (en) * 2009-10-16 2012-01-17 Broadcom Corporation Reduced phase noise multi-band VCO
US9099956B2 (en) 2011-04-26 2015-08-04 King Abdulaziz City For Science And Technology Injection locking based power amplifier
US8514028B2 (en) * 2011-08-17 2013-08-20 International Business Machines Corporation Load tolerant voltage controlled oscillator (VCO), IC and CMOS IC including the VCO
US8816786B2 (en) 2012-10-01 2014-08-26 Tensorcom, Inc. Method and apparatus of a crystal oscillator with a noiseless and amplitude based start up control loop
CN105207620B (zh) * 2015-09-16 2018-08-14 苏州大学张家港工业技术研究院 一种科尔皮兹振荡器
FR3048569A1 (fr) 2016-03-07 2017-09-08 Commissariat Energie Atomique Oscillateur commande en tension
CN108768301A (zh) * 2018-05-08 2018-11-06 东南大学 一种衬底动态偏置的lc压控振荡器
CN111565040B (zh) * 2020-07-14 2020-11-06 南京汇君半导体科技有限公司 一种基于双重共模谐振的压控振荡器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100423502B1 (ko) * 2001-11-20 2004-03-18 삼성전자주식회사 엘씨공진기와 차동증폭기를 이용한 전압제어발진기
EP1493226B1 (en) * 2002-04-05 2013-06-12 TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (publ) Oscillator circuit and oscillator biasing method
WO2003107536A2 (en) * 2002-06-17 2003-12-24 California Institute Of Technology Self-dividing oscillators
KR100498490B1 (ko) * 2003-02-28 2005-07-01 삼성전자주식회사 인페이스 신호와 쿼드러쳐 신호 간의 위상차를 가변시킬수 있는 쿼드러쳐 전압제어 발진기
US7002420B2 (en) * 2004-01-22 2006-02-21 International Business Machines Corporation Interleaved VCO with body voltage frequency range control
US7132901B2 (en) * 2004-10-22 2006-11-07 Skyworks Solutions, Inc. Voltage controlled oscillator with varactor-less tuning

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012056600A1 (ja) * 2010-10-28 2012-05-03 パナソニック株式会社 発振器
US9263989B2 (en) 2013-07-29 2016-02-16 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Differential oscillator

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