JP5718255B2 - 集積電圧制御発振器回路 - Google Patents
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Description
本開示は、集積回路設計に関連し、さらに詳細には、電圧制御発振器（ＶＣＯ）回路の設計に関連している。
ワイヤレス通信システムに対する通信トランシーバにおいて、局部発振器（ＬＯ）は、送信および／または受信信号と混合させるための、予め定められた周波数を持つ信号を発生させる。ＬＯ設計は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力の周波数を分周するために使用する周波数分周回路に結合されているＶＣＯを含む。ＬＯ出力は、混合器に結合されてもよく、混合器は、ＶＣＯ出力信号を別の信号と混合して、アップコンバートされた周波数、または、ダウンコンバートされた周波数を有する信号を発生させる。ＶＣＯ出力と、周波数分周器または混合器との間に、ＶＣＯバッファを提供して、後続する負荷からＶＣＯ出力を分離してもよい。
ＬＯ出力において発生された、許容可能なバンド内およびバンド外の位相ノイズ上では、厳密な要件があることが多い。例えば、ＧＳＭ（登録商標）およびＣＤＭＡ通信システムでは、所定の電力バジェットの下で、バンド外位相ノイズ要件を満たすことが難しいことがある。ＬＯ出力のファーオフセット位相ノイズは、ＶＣＯバッファおよび周波数分周器からの寄与により支配されることが多い。適切な回路設計により、ＶＣＯバッファを取り除いてもよい；しかしながら、周波数分周器は、依然として著しい位相ノイズに寄与するかもしれない。周波数分周器の位相ノイズを減少させることは、典型的に、大量の電力を消費することによりのみ達成される。同様に、別々の回路ブロックとして、ＶＣＯおよび混合器を提供することもまた、著しい電力を消費するかもしれない。
ＶＣＯの機能性を、周波数分周器または混合器と一体化することにより、電力消費を減少させる一方で、ＬＯ出力における、ニアオフセットおよびファーオフセット双方の位相ノイズを最小化することが望ましいだろう。
本開示の側面は、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置を提供する。ＶＣＯは、第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されており、混合器は、第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、混合器は、第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている。
本開示の別の側面は、周波数分周回路に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置を提供する。ＶＣＯは、第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されており、周波数分周回路は、第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、周波数分周器は、第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている。
本開示のさらに別の側面は、混合信号を発生させるための方法を提供する。方法は、第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させることと、第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、混合器を使用して、第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる差動電流を別の信号と混合して、少なくとも１つの混合信号を発生させることと、第１および第２のバイアス電流を使用して、混合器にバイアスをかけることとを含み、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されている。
本開示のさらに別の側面は、周波数分周信号を発生させるための方法を提供する。方法は、第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させることと、第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、周波数分周器を使用して、第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる差動電流の周波数を分周して、少なくとも１つの周波数分周された信号を発生させることと、第１および第２のバイアス電流を使用して、周波数分周器にバイアスをかけることとを含み、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されている。
本開示のさらに別の側面は、装置を提供する。装置は、電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させるＶＣＯ手段と、ＶＣＯ出力電流を別の信号と混合する混合器手段とを具備し、ＶＣＯは、少なくとも１つのバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、混合器手段は、少なくとも１つのバイアス電流をＶＣＯ手段と共有するように構成されている。
本開示のさらに別の側面は、装置を提供する。装置は、電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させるＶＣＯ手段と、ＶＣＯ出力信号の周波数を分周する周波数分周器手段とを具備し、ＶＣＯは、少なくとも１つのバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、周波数分周器手段は、少なくとも１つのバイアス電流をＶＣＯ手段と共有するように構成されている。
本開示のさらに別の側面は、ワイヤレス通信のためのデバイスを提供する。デバイスは、ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、ＴＸ ＬＯ信号発生器および少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、ＲＸ ＬＯ信号発生器およびＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、ＰＡおよびＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、ＴＸ ＬＯ信号発生器およびＲＸ ＬＯ信号発生器のうちの少なくとも１つは、周波数分周器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、ＶＣＯは、第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されており、周波数分周器は、第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、周波数分周器は、第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている。
本開示のさらに別の側面は、ワイヤレス通信のためのデバイスを提供する。デバイスは、ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、ＴＸ ＬＯ信号発生器および少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、ＲＸ ＬＯ信号発生器およびＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、ＰＡおよびＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、ＴＸ ＬＯ信号発生器およびアップコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、ＶＣＯは、第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されており、混合器は、第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、混合器は、第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている。
本開示のさらに別の側面は、ワイヤレス通信のためのデバイスを提供する。デバイスは、ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、ＴＸ ＬＯ信号発生器および少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、ＲＸ ＬＯ信号発生器およびＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、ＰＡおよびＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、ＲＸ ＬＯ信号発生器およびダウンコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、ＶＣＯは、第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、第１のドレインインダクタンスは、第１のトランジスタのドレインに結合されており、第２のドレインインダクタンスは、第２のトランジスタのドレインに結合されており、混合器は、第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、混合器は、第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている。
添付の図面に関連して下記で述べている詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の記述として意図しており、本発明を実施できる唯一の例示的な実施形態を示すことを意図していない。この説明全体を通して使用される“例示的な”という用語は、“例として、インスタンスとして、あるいは例証として機能すること”を意味し、必ずしも、他の例示的な実施形態より好ましい、または、効果的であるとして解釈すべきではない。詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の全体を通した理解を提供する目的のために、特有な詳細を含んでいる。本発明の例示的な実施形態は、これらの特有な詳細なしで実施できることは、当業者にとって明らかであろう。いくつかの例において、ここで提示される例示的な実施形態の新しさを覆い隠すことを避けるために、よく知られている構造およびデバイスを、ブロックダイヤグラムの形態で示している。
図１は、電力制御発振器（ＶＣＯ）１０５を利用する局部発振器（ＬＯ）１００の従来技術インプリメンテーションを図示している。図１中で、ＶＣＯ１０５は、周波数ｆ＿ＶＣＯを有する出力信号を発生させる。ＶＣＯ出力信号は、２分周回路１１０に結合され、２分周回路１１０は、ＶＣＯ出力の周波数を２のファクタで分周する。２分周回路１１０の後に、別の２分周回路１２０が続き、周波数ｆ＿ＶＣＯ／４を有する出力信号を発生させてもよい。（示していない）代替的で例示的な実施形態において、第２の２分周回路１２０を省いてもよく、任意の数の、２分周の周波数分周回路または他の何らかの周波数分周回路を、ＶＣＯ１０５の後に提供し、それにしたがって、ＶＣＯ周波数を調節してよいことに留意する。
図１Ａは、ＶＣＯ１３５および混合器１５０を利用するＬＯ１３０の別の従来技術インプリメンテーションを図示している。図１Ａ中では、ＶＣＯ１３５の出力信号は、２分周回路１４０に結合される。２分周回路１４０の出力を、混合器１５０を使用してＶＣＯ１３５の出力信号と混合して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６０を使用してバンドパスフィルタリングする。ＢＰＦ１６０の出力は、周波数ｆ＿ＶＣＯ＊３／２を有している。
前述の従来技術スキームは、ＬＯ信号を発生させるために、周波数分周器および／または混合器に結合されているＶＣＯを用い、ＬＯ漏洩により起こる、ＶＣＯプリングおよび干渉を減少させるのに有用である。さらに、２分周回路が後続するＶＣＯは、他の従来技術ＬＯ信号発生スキーム、例えば、直角位相ＶＣＯを直接的に用いるもの、または、多相フィルタが後続するＶＣＯよりも正確な直角位相ＬＯ信号を提供できる。
図１Ｂは、ダウンコンバート回路１８０の一部として、混合器１８２に結合されているＶＣＯ１８５の従来技術インプリメンテーションを図示している。図１Ｂ中では、ＲＦ信号を、混合器１８２を使用してＶＣＯ出力と混合し、混合器出力を、ＢＰＦ１８４によりバンドパスフィルタリングして、ダウンコンバートされた信号を発生させる。
図１Ｃは、アップコンバート回路１９０の一部として、混合器１９２に結合されているＶＣＯ１９５の従来技術インプリメンテーションを図示している。図１Ｃでは、ベースバンド信号を、混合器１９２を使用してＶＣＯ出力と混合し、混合器出力を、ＢＰＦ１９４によりバンドパスフィルタリングして、アップコンバートされた信号を発生させる。
図２は、ＬＯ２００の従来技術インプリメンテーションを図示しており、ＶＣＯ２１０は、２分周回路２２０に結合されている。ＬＯ２００のさらなる詳細については、例えば、Ｋｙｕｎｇ−Ｇｙｕ Ｐａｒｋ、ｅｔ ａｌ．、“直角位相ＬＯ発生のための、電流再利用ＶＣＯおよび２分周周波数分周器”、ＩＥＥＥマイクロ波およびワイヤレスコンポーネントレター、ｐｐ．４１３〜４１５、２００８年６月を参照。
図２中では、キャパシタＣBank、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、およびインダクタＬ１、Ｌ２を含むＬＣタンクに結合され、クロス結合されているＮＭＯＳ対２６７、２６８を、ＶＣＯ２１０が備えている。Ｌ１、Ｌ２は、ＤＣ供給電圧ＶＤＤにより中央タップ付けされた単一インダクタとして見ることもできる。ＣBankは、タンク共振周波数の粗い同調のために、（示していない）切替可能なキャパシタのバンクを含んでいる一方、Ｃ１、Ｃ２は、そのキャパシタンスが、細かい制御電圧Ｖtuneにより制御されているバラクタであってもよい。バラクタＣ１、Ｃ２は、電圧Ｖbiasによりさらにバイアスがかけられてもよい。ＶＣＯ２１０の動作の間に、ＬＣタンクは、クロス結合されているＮＭＯＳ対２６７、２６８により形成された負性抵抗とパラレルに効率的に結合されている。これにより、タンク共振周波数において、ＬＣタンクにわたって差動発振信号を発生させることになる。ＡＣ動作の間に、２６７、２６８のソースは、キャパシタＣACを介して、接地に結合されることに留意すべきである。
図２中では、ＶＣＯ発振信号の差動端は、結合キャパシタＣ５およびＣ６を介して、周波数分周器回路２２０に結合される。差動ＶＣＯ発振信号の１つの端は、トランジスタ２５１、２５４のゲートに結合されている一方、もう一方の端は、トランジスタ２５２、２５３のゲートに結合されている。差動ＶＣＯ発振信号は、２５１〜２５４を通って流れる電流を選択的に変調する。変調された電流は、次に、トランジスタ２５５〜２６２に結合され、トランジスタ２５５〜２６２は、当業者にとってよく知られている方法で、変調された電流の周波数を２分周するように構成されている。２分周回路２２０の出力として、トランジスタ２５５〜２６２は、両方とも、２５１〜２５４を通って流れる差動電流の周波数の半分の周波数において、ノードＶＩ１およびＶＩ２にかかる差動同相電圧と、ノードＶＱ１およびＶＱ２にかかる差動直角位相電圧とを発生させる。
従来技術ＬＯ２００の１つの不利益は、ＤＣ供給電圧ＶＤＤと接地との間に、直列に積み重ねられている比較的多い数の回路素子があり、これには、クロス結合されているトランジスタ対２６７、２６８を含むことを、当業者は正しく理解するだろう。これらの素子により、必要な供給電圧ＶＤＤが増加する。さらに、キャパシタＣAC、Ｃ５，Ｃ６は、ＡＣ結合機能を実行するように見え、それゆえ、集積回路上の著しいダイエリアを消費するかもしれない。
図３は、回路３００の代替的な従来技術インプリメンテーションを図示しており、ＶＣＯ３１０は、混合器３２０に結合されている。ＬＯ３００のさらなる詳細については、例えば、Ｔｏ−Ｐｏ Ｗａｎｇ、ｅｔ ａｌ．、“０．１８−μｍＣＭＯＳ技術における低電力発振器混合器”、マイクロ波理論および技術上のＩＥＥＥトランザクション、ｐｐ．８８〜９５、２００６年１月を参照。
図３中では、ＶＣＯ３１０はまた、クロス結合されているＮＭＯＳ対３５５、３５６と、キャパシタＣ１、Ｃ２およびインダクタＬ１、Ｌ２とにより形成されるＬＣタンクとを含んでおり、インダクタＬ１、Ｌ２はまた、ＤＣ電圧ＶＤＤ２により中央タップ付けされた単一インダクタとして見ることができる。ＶＣＯ３１０では、ＮＭＯＳ対３５５、３５６を通って流れる差動電流Ｉ１−Ｉ２は、タンク共振周波数において発振する成分を含む。電流Ｉ１およびＩ２は、さらに、混合器３２０のトランジスタ３５１〜３５４に結合されており、混合器３２０は、当業者にとってよく知られている方法で、差動電流Ｉ１−Ｉ２と、差動電圧ＶRF1−ＶRF2を混合するように構成されている。混合の出力は、差動電圧Ｖout1−Ｖout2として提供される。
回路３００の１つの欠点は、これが、少なくとも３つのＤＣバイアス電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、およびＶＧを必要とし、これらは、回路に存在するノイズのレベルを集合的に増加させることがあることを、当業者は正しく認識するだろう。さらに、混合器３２０のトランジスタ３５１〜３５４のソースは、ＶＣＯ３１０のＬＣタンクに直接的に結合されることから、３５１〜３５４により発生された何らかのノイズもまた、ＬＣタンクに直接的に結合し、したがって、ＶＣＯの位相−ノイズ性能に悪く影響する。
図４は、本開示にしたがった回路４００の例示的な実施形態を図示しており、ＶＣＯ４１０は、混合器または周波数分周器４２０のいずれかに電流結合されている。図４では、ＶＣＯ４１０は、トランスベースの設計を利用し、インダクタＬ２およびＬ３は、示されている向きにより相互に磁気的に結合されており、インダクタＬ１およびＬ４も、同様に相互に結合されている。例示的な実施形態では、インダクタＬ３およびＬ４は、単一コイルとして実現でき、また、ここでは１次コイルとして示されており、電圧Ｖbiasが、１次コイル上の適切なポイント（例えば、中央）からタップ付されている。インダクタＬ１およびＬ２はまた、ここでは２次コイルとして示されている。ＬＣタンク可変キャパシタンス（バラクタ）Ｃ１およびＣ２は、４５１および４５２のゲートに結合され、４５１および４５２のゲートにおいて、さらなる切替可能なキャパシタバンク（示されていない）も提供してもよい。電圧Ｖtuneは、抵抗Ｒtuneを通して、Ｃ１およびＣ２のキャパシタンスを調節して、タンク共振周波数を制御してもよい。
ＶＣＯ４１０の動作の間に、電流Ｉ１およびＩ２は、トランジスタ４５１および４５２にバイアスをかけるＤＣ成分とともに、タンク共振周波数において発振するＡＣ成分を含む。Ｉ１およびＩ２は、混合器または周波数分周器４２０に結合されており、この差動電流Ｉ１−Ｉ２は、ＶＣＯ４１０の出力信号を含む。
回路４００は、ある設計利益を提供することを、当業者は正しく認識するだろう。例えば、ＶＣＯ４１０のトランジスタにバイアスをかけるために使用するのと同じＤＣ電流を、混合器または周波数分周器４２０にバイアスをかけるために使用し、これにより、回路４００は、“電流再利用”から利益を得て、電力消費を減少させる。さらに、混合器または周波数分周器４２０は、理想的にゼロのＤＣ電圧降下を消費するインダクタＬ１およびＬ２を介して、トランジスタ４５１、４５２のドレインに結合されることから、ＶＣＯ４１０は、供給電圧ＶＤＤから最小限の電圧余裕を消費する。さらに、４５１、４５２のゲートに置かれている、ＬＣタンク素子Ｃ１、Ｃ２、Ｌ３、Ｌ４は、混合器または周波数分周器４２０から分離されている。混合器または周波数分周器４２０の入力端子は、４５１、４５２のドレインに置かれている。組み合わせると、これらの利益は、従来技術回路２００または３００のどちらの中にも見つからない。前述の列挙した利益は、例示する目的のみのために与えられており、本開示の範囲を、記述した利益を明示的に示す実施形態に制限することを意味していないことに留意すべきである。
インダクタＬ１、Ｌ２は、相対的に低い品質ファクタ（低Ｑ）のインダクタであり、それゆえ、ＶＣＯ４１０の位相ノイズ性能を損なうことなく、薄く保たれてもよいことを、当業者は正しく認識するだろう。この理由は、トランスベースのＶＣＯの位相ノイズ性能は、一般的に、２次コイルの品質ファクタに弱くのみ依存しているからである。さらに、４１０中の１次コイルおよび２つの２次コイルは、単一トランスとして実現してもよく、２つの２次コイルが、１次コイルの中の薄いコイルとしてレイアウトされ、または、２つの２次コイルが、薄い金属レイヤ中で１次コイルの下に積み重ねられ、したがって、追加的なコイルのエリアオーバーヘッドを回避する。
混合器または周波数分周器４２０は、入力差動電流Ｉ１−Ｉ２を受け入れる、または、入力差動電流Ｉ１−Ｉ２を受け入れるように変更できる、技術的によく知られている何らかの混合器または周波数分周器設計を用いてもよいことを、当業者は正しく認識するだろう。例えば、図５は、ＬＯ発生器５００の例示的な実施形態を図示しており、ＶＣＯ４１０は、周波数分周器５２０に結合されている。例示的な実施形態は、例示する目的のみのために示されており、本開示の範囲を、示されている何らかの特定の周波数分周器または２分周回路に制限することを意味していないことに留意すべきである。
図５中では、２分周回路５２０は、抵抗性負荷Ｒ１〜Ｒ４を利用する。示されている例示的な実施形態は、２分周回路を、抵抗性負荷または他の何らかのタイプの負荷の使用に制限することを意味していないことに留意すべきである。５２０の同位相および直角位相の出力信号は、差動電圧ＶＩ１（正の同位相電圧）−ＶＩ２（負の同位相電圧）、および、ＶＱ１（正の直角位相電圧）−ＶＱ２（負の直角位相電圧）として、とらえてもよい。ＶＣＯ４１０により発生された電流Ｉ１は、２分周回路５２０中のトランジスタ５５１、５５２、５５７、５５８に供給される一方で、ＶＣＯ４１０により発生された電流Ｉ２は、５２０中のトランジスタ５５３、５５４、５５５、５５６に供給される。
（示されていない）代替的で例示的な実施形態では、２以外の分周比を生成する回路も、示した方法で、ＶＣＯ４１０と組み合わせてもよいことを、当業者はさらに正しく認識するだろう。例えば、技術的に知られているラッチベースのデジタル分周器が、４の分周比を発生させてもよい。他のタイプの分周器回路、例えば、注入同期分周器を、２より大きい分周比を発生させるために利用してもよい。このような代替的な周波数分周器は、本開示の技術にしたがって、ＶＣＯ４１０に組み合わせるように容易に変更でき、このような代替的で例示的な実施形態は、本開示の範囲内であると考えられることを、当業者は正しく認識するだろう。
図６はさらに、代替的で例示的な実施形態を図示しており、ＶＣＯ４１０は、混合器６２０に結合されている。例示的な実施形態は、例示する目的のみのために示されており、本開示の範囲を、示されている何らかの特定の混合器インプリメンテーションに制限することを意味していないことに留意すべきである。回路６００は、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ中にそれぞれ示している、回路１３０、１８０、１９０の任意のものを実現するように適切に変更できることを、当業者は正しく認識するだろう。
図６中では、ＶＣＯ４１０により発生された電流Ｉ１は、６２０中の６５１、６５２に供給され、ＶＣＯ４１０により発生された電流Ｉ２は、６２０中の６５３、６５４に供給される。差動電流Ｉ１−Ｉ２は、差動電圧ＶRF1−ＶRF2と混合される。混合器の出力は、差動電圧Ｖout1−Ｖout2としてとらえられてもよい。
回路６００は、図１Ｂの回路１８０中に示したような、Ｖout1−Ｖout2において、ダウンコンバートされた信号を発生させるように用いることができることを、当業者は正しく認識するだろう。代替的で例示的な実施形態では、回路６００はまた、図１Ｃの回路１９０中で示したような、例えば、混合器６２０を使用して、ベースバンド信号ＶINP−ＶINNをダウンコンバートするために、ＶＣＯ４１０の差動電流Ｉ１−Ｉ２をＬＯ信号として直接的に使用するアプリケーションに適用することができる。さらなる代替的で例示的な実施形態では、回路６００は、回路６００を使用して回路１３０のブロック１３５および１５０を提供することにより、Ｖout1−Ｖout2において、図１Ａの回路１３０中で示したような局部発振器信号を発生させるように用いることができる。このような例示的な実施形態は、本開示の範囲内であることが意図されている。
５００および６００のような回路の設計を最適化するために、ＶＣＯ４１０と混合器６２０または周波数分周器５２０との双方の回路素子の特性を、同時に対処することが好ましいことを、当業者は正しく認識するだろう。例えば、ＬＯ５００の性能を決定するための回路シミュレーションは、ＶＣＯ４１０と２分周モジュール５２０との双方を、同時に対処することが好ましく、その理由は、この２つのモジュールの振る舞いは、一般的に相互依存するからである。さらに、図４中の回路４００の性能は、混合器６２０または周波数分周器５２０に続く何らかの出力負荷ステージ、例えば、出力バッファに対して敏感であるかもしれない。
図７および７Ａは、本開示にしたがった例示的な方法７００を図示している。描かれている方法は、例示する目的のみのために与えられており、本開示の範囲を、明示的に示されている何らかの特定の方法に制限することを意味していないことに留意すべきである。示されているステップの特定のシーケンスは、限定することを意味しているのではなく、一般的に、ステップは、そうでないことが留意されていない限り、シーケンスにおいて交換可能であることにさらに留意すべきである。
図７中では、ステップ７１０において、第１のトランジスタは、第１のバイアス電流を使用してＤＣバイアスがかけられる。例示的な実施形態では、第１のトランジスタは、例えば、図４中の４５１であってもよい。
ステップ７１２において、第２のトランジスタは、第２のバイアス電流を使用してＤＣバイアスがかけられる。例示的な実施形態では、第２のトランジスタは、例えば、図４中の４５２であってもよい。
ステップ７１４において、第１のトランジスタのゲートは、少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、第２のトランジスタのゲートに結合される。例示的な実施形態では、少なくとも１つのゲートインダクタンスは、図４中のインダクタＬ３、Ｌ４を含んでいてもよく、インダクタＬ３、Ｌ４は、技術的によく知られている技術にしたがって、２つの直列に結合されたインダクタとして、または、１つの単一コイルとして実現してもよい。
ステップ７１６において、第１のドレインインダクタンスは、ゲートインダクタンスに結合されてもよい。例示的な実施形態では、第１のドレインインダクタンスは、図４中のインダクタンスＬ１に対応していてもよく、結合されるゲートインダクタンスは、図４中のインダクタンスＬ４に対応していてもよい。
ステップ７１８において、第２のドレインインダクタンスは、ゲートインダクタンスに結合されてもよい。例示的な実施形態では、第２のドレインインダクタンスは、図４中のインダクタンスＬ２に対応していてもよく、結合されているゲートインダクタンスは、図４中のインダクタンスＬ３に対応していてもよい。
図７Ａ中では、ステップ７２０において、第１のトランジスタのゲートを第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択してもよい。例示的な実施形態では、可変キャパシタンス素子は、図４中のキャパシタンス素子Ｃ１およびＣ２に対応していてもよい。
ステップ７２２において、混合器を使用して、第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる差動電流を別の信号と混合してもよく、あるいは、少なくとも１つの周波数分周信号を発生させるために、周波数分周器を使用して、差動電流の周波数を分周してもよい。例示的な実施形態では、差動電流は、図４中の差動電流Ｉ１−Ｉ２に対応している。
ステップ７２４において、混合器および周波数分周器は、第１および第２のバイアス電流により、バイアスがかけられてもよい。
本開示の例示的な実施形態は、ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を参照して記述してきたが、本開示の技術は、ＭＯＳＦＥＴベースの設計に限定する必要はなく、バイポーラ接合トランジスタ（すなわちＢＪＴ）および／または他の３端子トランスコンダクタンスデバイスを用いる（示されていない）代替的で例示的な実施形態に容易に適用できることを、当業者は正しく認識するだろう。例えば、（示されていない）例示的な実施形態では、図４中のＶＣＯ４１０は、ＶＣＯ４１０中のＭＯＳＦＥＴのドレイン、ゲート、およびソースのそれぞれに対して示されているのと同じように、ＢＪＴのコレクタ、ベース、およびエミッタを結合して、ＭＯＳＦＥＴよりもむしろＢＪＴを利用してもよい。さらに、そうでないことが留意されていない限り、この明細書中では、および、特許請求の範囲中では、“ドレイン”、“ゲート”、および“ソース”という用語は、ＭＯＳＦＥＴに関係するこれらの用語の従来の意味とともに、ＢＪＴのような、他の３端子トランスコンダクタンスデバイスの対応するノードの双方を含んでもよく、回路設計の当業者にとって対応関係は明らかであろう。
図８は、本開示の技術を実現できるワイヤレス通信デバイス８００の設計のブロックダイヤグラムを示している。図８中に示されている設計では、ワイヤレスデバイス８００は、トランシーバ８２０と、データおよびプログラムコードを記憶するメモリ８１２を有するデータプロセッサ８１０とを備えている。トランシーバ８２０は、双方向性の通信をサポートする、送信機８３０および受信機８５０を備えている。一般的に、ワイヤレスデバイス８００は、任意の数の通信システムおよび周波数バンドに対して、任意の数の送信機と、任意の数の受信機とを備えている。
送信機または受信機は、スーパーヘテロダインアーキテクチャまたはダイレクトコンバートアーキテクチャにより、実現してもよい。スーパーヘテロダインアーキテクチャでは、例えば、受信機に対して、１つのステージ中では、無線周波数（ＲＦ）から中間周波数（ＩＦ）、そして、別のステージ中では、ＩＦからベースバンドのように、信号は、複数のステージ中で、ＲＦとベースバンドとの間で周波数コンバートされる。ダイレクトコンバートアーキテクチャでは、信号は、１つのステージ中で、ＲＦとベースバンドとの間で周波数コンバートされる。スーパーヘテロダインアーキテクチャおよびダイレクトコンバートアーキテクチャは、異なる回路ブロックを使用してもよく、ならびに／あるいは、異なる要件を有していてもよい。図８中で示されている設計では、送信機８３０および受信機８５０は、ダイレクトコンバートアーキテクチャにより実現している。
送信パス中で、データプロセッサ８１０は、送信すべきデータを処理し、送信機８３０にＩおよびＱアナログ出力信号を提供する。送信機８３０内において、ローパスフィルタ８３２ａおよび８３２ｂは、ＩおよびＱアナログ出力信号をそれぞれフィルタリングして、先行するデジタルアナログコンバートにより生じた望ましくないイメージを除去する。増幅器（Ａｍｐ）８３４ａおよび８３４ｂは、ローバスフィルタ８３２ａおよび８３２ｂからの信号をそれぞれ増幅して、ＩおよびＱベースバンド信号を提供する。アップコンバータ８４０は、送信（ＴＸ）局部発振（ＬＯ）信号発生器８７０からのＩおよびＱ ＴＸ ＬＯ信号により、ＩおよびＱベースバンド信号をアップコンバートして、アップコンバートされた信号を提供する。フィルタ８４２は、アップコンバートされた信号をフィルタリングして、受信周波数バンド中の、周波数アップコンバートにより生じた望ましくないイメージとともに、ノイズを除去する。電力増幅器（ＰＡ）８４４は、フィルタ８４２からの信号を増幅し、所望の出力電力レベルを取得して、送信ＲＦ信号を提供する。送信ＲＦ信号は、デュプレクサまたはスイッチ８４６を通ってルーティングされ、アンテナ８４８を介して送信される。
受信パス中で、アンテナ８４８は、基地局により送信された信号を受信して、受信したＲＦ信号を提供する。ＲＦ信号は、デュプレクサまたはスイッチ８４６を通ってルーティングされて、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）８５２に提供される。受信したＲＦ信号は、ＬＮＡ８５２により増幅され、フィルタ８５４によりフィルタリングされて、望ましいＲＦ入力信号を取得する。ダウンコンバータ８６０は、ＲＸ ＬＯ信号発生器８８０からのＩおよびＱ受信（ＲＸ）ＬＯ信号により、ＲＦ入力信号をダウンコンバートして、ＩおよびＱベースバンド信号を提供する。ＩおよびＱベースバンド信号は、増幅器８６２ａおよび８６２ｂにより増幅され、さらに、ローパスフィルタ８６４ａおよび８６４ｂによりフィルタリングされて、ＩおよびＱアナログ入力信号を取得する。ＩおよびＱアナログ入力信号はデータプロセッサ８１０に提供される。
ＴＸ ＬＯ信号発生器８７０は、周波数アップコンバートのために使用するＩおよびＱ ＴＸ ＬＯ信号を発生させる。ＲＸ ＬＯ信号発生器８８０は、周波数ダウンコンバートのために使用するＩおよびＱ ＲＸ ＬＯ信号を発生させる。各ＬＯ信号は、特定の基本周波数を持つ周期信号である。ＰＬＬ８７２は、データプロセッサ８１０からタイミング情報を受け取って、ＬＯ信号発生器８７０からのＴＸ ＬＯ信号の、周波数および／または位相を調節するために使用する制御信号を発生させる。同様に、ＰＬＬ８８２は、データプロセッサ８１０からタイミング情報を受け取って、ＬＯ信号発生器８８０からのＲＸ ＬＯ信号の、周波数および／または位相を調節するために使用する制御信号を発生させる。
図８は、例示的なトランシーバ設計を示している。一般的に、送信機および受信機中の信号の調整は、増幅器、フィルタ、アップコンバータ、ダウンコンバータなどの１つ以上のステージにより実行してもよい。これらの回路ブロックは、図８中に示されている構成とは異なって配列されていてもよい。さらに、図８中に示されていない他の回路ブロックも、送信機および受信機中で信号を調整するために使用してもよい。図８中のいくつかの回路ブロックはまた、省略してもよい。トランシーバ８２０のすべてまたは一部は、１つ以上の、アナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣなどの上で実現してもよい。
ＬＯ信号発生器８７０および８８０はそれぞれ、クロック信号を受け取って、分周出力信号を提供する周波数分周器を備えている。クロック信号は、電力制御発振器（ＶＣＯ）または他のいくつかのタイプの発振器により、発生させてもよい。クロック信号はまた、ＶＣＯ信号、発振器信号などとしても呼ばれることがある。何らかのケースでは、周波数分周器から差動出力信号を取得することが望ましいことがある。本開示の技術は、ＬＯ信号発生器８７０および８８０の設計に容易に適用できる。
この明細書中では、および、特許請求の範囲中では、素子が、別の素子と“接続されている”または“結合されている”として言及されているとき、これは、他の素子に直接的に接続または結合されていることがあり、あるいは、介在素子が存在しているかもしれないことが理解されるだろう。これに対して、素子が、別の素子に“直接的に接続されている”または“直接的に結合されている”として言及されているとき、介在素子は存在していない。
当業者は、さまざまな異なる技術および技法のうちの任意のものを使用して、情報および信号を表してもよいことを理解するであろう。例えば、上記の記述全体を通して参照されうるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁粒、光界または光粒、あるいは、これらの任意の組み合わせたものにより表してもよい。
ここで開示した例示的な実施形態に関連して記述した、さまざまな例示的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップを、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または、双方を組み合わせたものとして実現してもよいことを、当業者はさらに正しく認識するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの交換可能性を明確に示すために、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、概してこれらの機能性に関して上述した。このような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実現されるか否かは、システム全体に課せられた、特定の応用、および、設計の制約に依存する。熟練者は、それぞれの特定の応用に対して変化する方法で、記述した機能性を実現してもよいが、そのような実現の決定は、本発明の例示的な実施形態の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈すべきではない。
ここに開示した例示的な実施形態と関連して記述した、さまざまな例示的な論理ブロック、モジュールおよび回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラム可能論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいは、ここに記述した機能を実行するように設計されているこれらの任意の組み合わせたものにより、実現または実行してもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替実施形態では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態機械であってもよい。プロセッサはまた、例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサを組み合わせたものや、複数のマイクロプロセッサや、ＤＳＰコアを伴う１つ以上のマイクロプロセッサや、任意のその他のこのようなコンフィギュレーションのような、コンピューティングデバイスを組み合わせたものとして実現してもよい。
ここで開示した例示的な実施形態と関連して記述した方法またはアルゴリズムのステップは、直接、ハードウェアで、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは、２つの組み合わせで具現化してもよい。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーブバルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは、技術的に知られている他の何らかの形態の記憶媒体に存在していてもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替実施形態では、記憶媒体はプロセッサと一体化されてもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に存在してもよい。代替実施形態では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中のディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。
１つ以上の例示的な実施形態では、記述した機能は、ハードウェアで、ソフトウェアで、ファームウェアで、または、これらの任意の組み合わせで実現することができる。ソフトウェアで実現された場合、機能は、１つ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読取可能媒体上に記憶させることができ、あるいは、コンピュータ読取可能媒体を通して送信することができる。コンピュータ読取可能媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を促進する何らかの媒体を含む、コンピュータ記憶媒体および通信媒体の双方を含む。記憶媒体は、コンピュータによりアクセスできる何らかの利用可能な媒体であってもよい。例として、これらに限定されないが、このようなコンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、あるいは、コンピュータによりアクセスでき、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを伝送または記憶するために使用できる他の何らかの媒体を含むことができる。また、任意の接続は、適切にコンピュータ読取可能媒体と呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブルや、光ファイバケーブルや、撚り対や、デジタル加入者線（ＤＳＬ）や、または赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他の遠隔ソースから送信された場合、同軸ケーブルや、光ファイバケーブルや、撚り対や、ＤＳＬや、または赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用したようなディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ブルーレイディスク（登録商標）を含むが、一般的に、ディスク（ｄｉｓｋ）は、データを磁気的に再生する一方で、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザによって光学的に再生する。上記のものの組み合わせも、コンピュータ読取可能媒体の範囲内に含めるべきである。
開示した例示的な実施形態のこれまでの記述は、当業者が本発明を製作または使用できるように提供した。これらの例示的な実施形態に対するさまざま改良は当業者に容易に明らかとなり、ここに規定した一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、他の例示的な実施形態に適用してもよい。したがって、本発明は、ここで示した例示的な実施形態に限定されることを意図しているものではなく、ここで開示した原理および新しい特徴と一致した最も広い範囲に一致させるべきである。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置において、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている装置。
［２］前記混合器は、前記第１および第２のノードを通って流れる差動電流を、第２の信号と混合して、混合出力信号を発生させるように構成されており、前記第２の信号は、受信された無線周波数（ＲＦ）信号を含む［１］記載の装置。
［３］前記第２の信号はベースバンド信号を含み、前記混合出力信号はアップコンバートされた信号を含む［２］記載の装置。
［４］前記混合出力信号は、局部発振器信号である［２］記載の装置。
［５］前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第２のドレインインダクタンスに磁気的に結合され、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第１のドレインインダクタンスに磁気的に結合される［１］記載の装置。
［６］前記第１および第２のゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成される［２］記載の装置。
［７］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされている［３］記載の装置。
［８］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの下に積み重ねられている［３］記載の装置。
［９］前記第１および第２のゲートインダクタンスと、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、単一トランスにより形成される［２］記載の装置。
［１０］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、バラクタを備えている［１］記載の装置。
［１１］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、切替可能なキャパシタバンクを備えている［１］記載の装置。
［１２］周波数分周回路に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置において、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記周波数分周回路は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記周波数分周器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている装置。
［１３］前記周波数分周回路は、２分周回路を備え、
前記２分周回路は、前記第１および第２のノードを通って流れる差動電流の周波数を分周して、少なくとも１つの周波数分周された電圧または電流を発生させるように構成されている［１２］記載の装置。
［１４］前記２分周回路は、
前記第１のドレインインダクタンスに結合される第１および第２の差動対と、
前記第２のドレインインダクタンスに結合される第３および第４の差動対とを具備し、
前記第２の差動対は、クロス結合されており、
前記第４の差動対は、クロス結合されており、
前記第１の差動対のゲートは、前記第４の差動対のドレインに結合され、
前記第２の差動対のドレインは、前記第４の差動対のドレインに結合され、
前記第４の差動対のゲートは、前記第１の差動対のドレインに結合され、
前記第３の差動対のドレインは、前記第１の差動対のドレインに結合され、
前記周波数分周された電圧または電流は、前記第４の差動対のドレイン間の第１の差動電圧と、前記第１の差動対のドレイン間の第２の差動電圧とを含む［１３］記載の装置。
［１５］前記少なくとも１つの周波数分周された電圧または電流は、正の同位相電圧と負の同位相電圧との間の差動電圧を含む［１３］記載の装置。
［１６］前記少なくとも１つの周波数分周された電圧または電流は、正の直角位相電圧と負の直角位相電圧との間の差動電圧をさらに含む［１５］記載の装置。
［１７］前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第２のドレインインダクタンスに磁気的に結合され、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第１のドレインインダクタンスに磁気的に結合される［１２］記載の装置。
［１８］前記第１および第２のゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成される［１７］記載の装置。
［１９］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされている［１８］記載の装置。
［２０］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの下に積み重ねられている［１８］記載の装置。
［２１］前記第１および第２のゲートインダクタンスと、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、単一トランスにより形成される［１７］記載の装置。
［２２］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、バラクタを備えている［１２］記載の装置。
［２３］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、切替可能なキャパシタバンクを備えている［１２］記載の装置。
［２４］混合信号を発生させるための方法において、
第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させることと、
第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、
混合器を使用して、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる差動電流を別の信号と混合して、少なくとも１つの混合信号を発生させることと、
前記第１および第２のバイアス電流を使用して、前記混合器にバイアスをかけることとを含み、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されている方法。
［２５］前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることは、前記第１のドレインインダクタンスを前記第２のゲートインダクタンスに磁気的に結合させることを含み、前記第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることは、前記第２のドレインインダクタンスを前記第１のゲートインダクタンスに磁気的に結合させることを含む［２４］記載の方法。
［２６］前記キャパシタンスを選択することは、バラクタにかかる電圧を変化させることを含む［２４］記載の方法。
［２７］前記キャパシタンスを選択することは、キャパシタバンク中のキャパシタを切り替えることを含む［２４］記載の方法。
［２８］前記混合することは、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流を受信した無線周波数（ＲＦ）信号と混合することを含む［２４］記載の方法。
［２９］前記混合することは、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流をベースバンド信号と混合することを含み、前記発生させた混合信号は、アップコンバートした信号を含む［２４］記載の方法。
［３０］前記発生させた混合信号は、局部発振器信号である［２４］記載の方法。
［３１］周波数分周信号を発生させるための方法において、
第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させることと、
第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、
周波数分周器を使用して、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流の周波数を分周して、少なくとも１つの周波数分周された信号を発生させることと、
前記第１および第２のバイアス電流を使用して、前記周波数分周器にバイアスをかけることとを含み、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されている方法。
［３２］前記周波数を分周することは、２分周回路を使用することにより、前記周波数を２により分周することを含む［３１］記載の方法。
［３３］前記周波数分周された電圧または電流は、正の同位相電圧と負の同位相電圧との間の差動電圧を含む［３２］記載の方法。
［３４］前記周波数分周された電圧または電流は、正の直角位相電圧と負の直角位相電圧との間の差動電圧をさらに含む［３３］記載の方法。
［３５］装置において、
電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させるＶＣＯ手段と、
前記ＶＣＯ出力電流を別の信号と混合する混合器手段とを具備し、
前記ＶＣＯは、少なくとも１つのバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、
前記混合器手段は、前記少なくとも１つのバイアス電流を前記ＶＣＯ手段と共有するように構成されている装置。
［３６］装置において、
電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させるＶＣＯ手段と、
前記ＶＣＯ出力信号の周波数を分周する周波数分周器手段とを具備し、
前記ＶＣＯは、少なくとも１つのバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、
前記周波数分周器手段は、前記少なくとも１つのバイアス電流を前記ＶＣＯ手段と共有するように構成されている装置。
［３７］ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸ ＬＯ信号発生器のうちの少なくとも１つは、周波数分周器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記周波数分周器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記周波数分周器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されているデバイス。
［３８］ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記アップコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されているデバイス。
［３９］ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ダウンコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されているデバイス。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置において、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている装置。
［２］前記混合器は、前記第１および第２のノードを通って流れる差動電流を、第２の信号と混合して、混合出力信号を発生させるように構成されており、前記第２の信号は、受信された無線周波数（ＲＦ）信号を含む［１］記載の装置。
［３］前記第２の信号はベースバンド信号を含み、前記混合出力信号はアップコンバートされた信号を含む［２］記載の装置。
［４］前記混合出力信号は、局部発振器信号である［２］記載の装置。
［５］前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第２のドレインインダクタンスに磁気的に結合され、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第１のドレインインダクタンスに磁気的に結合される［１］記載の装置。
［６］前記第１および第２のゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成される［２］記載の装置。
［７］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされている［３］記載の装置。
［８］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの下に積み重ねられている［３］記載の装置。
［９］前記第１および第２のゲートインダクタンスと、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、単一トランスにより形成される［２］記載の装置。
［１０］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、バラクタを備えている［１］記載の装置。
［１１］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、切替可能なキャパシタバンクを備えている［１］記載の装置。
［１２］周波数分周回路に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置において、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記周波数分周回路は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記周波数分周器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されている装置。
［１３］前記周波数分周回路は、２分周回路を備え、
前記２分周回路は、前記第１および第２のノードを通って流れる差動電流の周波数を分周して、少なくとも１つの周波数分周された電圧または電流を発生させるように構成されている［１２］記載の装置。
［１４］前記２分周回路は、
前記第１のドレインインダクタンスに結合される第１および第２の差動対と、
前記第２のドレインインダクタンスに結合される第３および第４の差動対とを具備し、
前記第２の差動対は、クロス結合されており、
前記第４の差動対は、クロス結合されており、
前記第１の差動対のゲートは、前記第４の差動対のドレインに結合され、
前記第２の差動対のドレインは、前記第４の差動対のドレインに結合され、
前記第４の差動対のゲートは、前記第１の差動対のドレインに結合され、
前記第３の差動対のドレインは、前記第１の差動対のドレインに結合され、
前記周波数分周された電圧または電流は、前記第４の差動対のドレイン間の第１の差動電圧と、前記第１の差動対のドレイン間の第２の差動電圧とを含む［１３］記載の装置。
［１５］前記少なくとも１つの周波数分周された電圧または電流は、正の同位相電圧と負の同位相電圧との間の差動電圧を含む［１３］記載の装置。
［１６］前記少なくとも１つの周波数分周された電圧または電流は、正の直角位相電圧と負の直角位相電圧との間の差動電圧をさらに含む［１５］記載の装置。
［１７］前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第２のドレインインダクタンスに磁気的に結合され、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第１のドレインインダクタンスに磁気的に結合される［１２］記載の装置。
［１８］前記第１および第２のゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成される［１７］記載の装置。
［１９］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされている［１８］記載の装置。
［２０］前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの下に積み重ねられている［１８］記載の装置。
［２１］前記第１および第２のゲートインダクタンスと、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、単一トランスにより形成される［１７］記載の装置。
［２２］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、バラクタを備えている［１２］記載の装置。
［２３］前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、切替可能なキャパシタバンクを備えている［１２］記載の装置。
［２４］混合信号を発生させるための方法において、
第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させることと、
第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、
混合器を使用して、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる差動電流を別の信号と混合して、少なくとも１つの混合信号を発生させることと、
前記第１および第２のバイアス電流を使用して、前記混合器にバイアスをかけることとを含み、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されている方法。
［２５］前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることは、前記第１のドレインインダクタンスを前記第２のゲートインダクタンスに磁気的に結合させることを含み、前記第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることは、前記第２のドレインインダクタンスを前記第１のゲートインダクタンスに磁気的に結合させることを含む［２４］記載の方法。
［２６］前記キャパシタンスを選択することは、バラクタにかかる電圧を変化させることを含む［２４］記載の方法。
［２７］前記キャパシタンスを選択することは、キャパシタバンク中のキャパシタを切り替えることを含む［２４］記載の方法。
［２８］前記混合することは、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流を受信した無線周波数（ＲＦ）信号と混合することを含む［２４］記載の方法。
［２９］前記混合することは、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流をベースバンド信号と混合することを含み、前記発生させた混合信号は、アップコンバートした信号を含む［２４］記載の方法。
［３０］前記発生させた混合信号は、局部発振器信号である［２４］記載の方法。
［３１］周波数分周信号を発生させるための方法において、
第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させることと、
第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、
周波数分周器を使用して、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流の周波数を分周して、少なくとも１つの周波数分周された信号を発生させることと、
前記第１および第２のバイアス電流を使用して、前記周波数分周器にバイアスをかけることとを含み、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されている方法。
［３２］前記周波数を分周することは、２分周回路を使用することにより、前記周波数を２により分周することを含む［３１］記載の方法。
［３３］前記周波数分周された電圧または電流は、正の同位相電圧と負の同位相電圧との間の差動電圧を含む［３２］記載の方法。
［３４］前記周波数分周された電圧または電流は、正の直角位相電圧と負の直角位相電圧との間の差動電圧をさらに含む［３３］記載の方法。
［３５］装置において、
電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させるＶＣＯ手段と、
前記ＶＣＯ出力電流を別の信号と混合する混合器手段とを具備し、
前記ＶＣＯは、少なくとも１つのバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、
前記混合器手段は、前記少なくとも１つのバイアス電流を前記ＶＣＯ手段と共有するように構成されている装置。
［３６］装置において、
電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させるＶＣＯ手段と、
前記ＶＣＯ出力信号の周波数を分周する周波数分周器手段とを具備し、
前記ＶＣＯは、少なくとも１つのバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、
前記周波数分周器手段は、前記少なくとも１つのバイアス電流を前記ＶＣＯ手段と共有するように構成されている装置。
［３７］ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸ ＬＯ信号発生器のうちの少なくとも１つは、周波数分周器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記周波数分周器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記周波数分周器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されているデバイス。
［３８］ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記アップコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されているデバイス。
［３９］ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ダウンコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
ゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されているデバイス。
Claims (19)
- 混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を具備する装置において、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを具備し、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成され、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、
前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成され、
前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされている装置。 - 前記混合器は、前記第１および第２のノードを通って流れる差動電流を、第２の信号と混合して、混合出力信号を発生させるように構成されている請求項１記載の装置。
- 前記第２の信号はベースバンド信号を含み、前記混合出力信号はアップコンバートした信号を含む請求項２記載の装置。
- 前記混合出力信号は、局部発振器信号である請求項２記載の装置。
- 前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１および第２のゲートインダクタンスと、前記第１および第２のドレインインダクタンスは、単一トランスにより形成される請求項２記載の装置。
- 前記第２の信号は、受信した無線周波数（ＲＦ）信号を含む請求項２記載の装置。
- 前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第２のドレインインダクタンスに磁気的に結合され、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第１のドレインインダクタンスに磁気的に結合される請求項１記載の装置。
- 前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、バラクタを含む請求項１記載の装置。
- 前記少なくとも１つの可変キャパシタンスは、切替可能なキャパシタバンクを含む請求項１記載の装置。
- 混合信号を発生させるための方法において、
第１のバイアス電流を使用して、第１のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
第２のバイアス電流を使用して、第２のトランジスタにＤＣバイアスをかけることと、
少なくとも１つのゲートインダクタンスを使用して、前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させることと、
第１のドレインインダクタンスを前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
第２のドレインインダクタンスを前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合させることと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる可変キャパシタンス素子のキャパシタンスを選択することと、
混合器を使用して、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる差動電流を別の信号と混合して、少なくとも１つの混合信号を発生させることと、
前記第１および第２のバイアス電流を使用して、前記混合器にバイアスをかけることとを含み、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、
前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成され、
前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされている方法。 - 前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、第１のゲートインダクタンスおよび第２のゲートインダクタンスを含み、前記第１のゲートインダクタンスは、前記第１のトランジスタのゲートをＤＣ電圧に結合させ、前記第２のゲートインダクタンスは、前記第２のトランジスタのゲートを前記ＤＣ電圧に結合させ、前記第１のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることは、前記第１のドレインインダクタンスを前記第２のゲートインダクタンスに磁気的に結合させることを含み、前記第２のドレインインダクタンスをゲートインダクタンスに磁気的に結合させることは、前記第２のドレインインダクタンスを前記第１のゲートインダクタンスに磁気的に結合させることを含む請求項１０記載の方法。
- 前記キャパシタンスを選択することは、バラクタにかかる電圧を変化させることを含む請求項１０記載の方法。
- 前記キャパシタンスを選択することは、キャパシタバンク中のキャパシタを切り替えることを含む請求項１０記載の方法。
- 前記混合することは、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流を、受信した無線周波数（ＲＦ）信号と混合することを含む請求項１０記載の方法。
- 前記混合することは、前記第１および第２のドレインインダクタンス中を流れる前記差動電流を、ベースバンド信号と混合することを含み、前記発生させた混合信号は、アップコンバートした信号を含む請求項１０記載の方法。
- 前記発生させた混合信号は、局部発振器信号である請求項１０記載の方法。
- 装置において、
電圧制御された周波数を有する差動電圧制御発振器（ＶＣＯ）出力電流を発生させる手段と、
前記ＶＣＯ出力電流を別の信号と周波数混合する手段とを具備し、
前記発生させる手段はＶＣＯを含み、
前記ＶＣＯは、第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成されており、
前記周波数混合する手段は、前記第１および第２のバイアス電流を前記ＶＣＯと共有するように構成され、
前記ＶＣＯは、
前記第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
前記第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合され、前記第１のトランジスタのドレインに結合される第１のドレインインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合され、前記第２のトランジスタのドレインに結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、
前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成され、
前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされ、
前記周波数混合する手段は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記ＶＣＯ出力電流は、前記第１および第２のバイアス電流とタンク共振周波数において発振するＡＣ電流とを含む装置。 - ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記アップコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成され、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、
前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成され、
前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされているデバイス。 - ワイヤレス通信のためのデバイスにおいて、
ＴＸ ＬＯ信号発生器と、少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器と、前記ＴＸ ＬＯ信号発生器および前記少なくとも１つのベースバンドＴＸ増幅器に結合されているアップコンバータと、前記アップコンバータの出力に結合されているＴＸフィルタと、前記ＴＸフィルタに結合されている電力増幅器（ＰＡ）と、ＲＸ ＬＯ信号発生器と、ＲＸフィルタと、前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ＲＸフィルタに結合されているダウンコンバータと、前記ＲＸフィルタに結合されている低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、前記ＰＡおよび前記ＬＮＡに結合されているデュプレクサとを具備し、
前記ＲＸ ＬＯ信号発生器および前記ダウンコンバータは、混合器に結合されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、
前記ＶＣＯは、
第１のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第１のトランジスタと、
第２のバイアス電流によりＤＣバイアスがかけられるように構成されている第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つのゲートインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合される第１のドレインインダクタンスと、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスに磁気的に結合される第２のドレインインダクタンスと、
前記第１のトランジスタのゲートを前記第２のトランジスタのゲートに結合させる少なくとも１つの可変キャパシタンスとを備え、
前記第１のドレインインダクタンスは、前記第１のトランジスタのドレインに結合されており、
前記第２のドレインインダクタンスは、前記第２のトランジスタのドレインに結合されており、
前記混合器は、前記第１および第２のドレインインダクタンスにそれぞれ結合されている第１および第２の入力ノードを備え、
前記混合器は、前記第１および第２のバイアス電流によりバイアスがかけられるように構成され、
前記少なくとも１つのゲートインダクタンスは、１次コイルにより形成され、
前記第１および第２のドレインインダクタンスは、２つの２次コイルにより形成され、
前記２つの２次コイルは、前記１次コイルの中にレイアウトされているデバイス。
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