SE521637C2 - Staplad VCO-resonator - Google Patents
Staplad VCO-resonatorInfo
- Publication number
- SE521637C2 SE521637C2 SE9903256A SE9903256A SE521637C2 SE 521637 C2 SE521637 C2 SE 521637C2 SE 9903256 A SE9903256 A SE 9903256A SE 9903256 A SE9903256 A SE 9903256A SE 521637 C2 SE521637 C2 SE 521637C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- capacitor
- varicap
- vco
- integrated
- capacitors
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B7/00—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes
- H03B7/02—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B7/06—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element being semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/0805—Capacitors only
- H01L27/0808—Varactor diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1206—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification
- H03B5/1212—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification the amplifier comprising a pair of transistors, wherein an output terminal of each being connected to an input terminal of the other, e.g. a cross coupled pair
- H03B5/1215—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification the amplifier comprising a pair of transistors, wherein an output terminal of each being connected to an input terminal of the other, e.g. a cross coupled pair the current source or degeneration circuit being in common to both transistors of the pair, e.g. a cross-coupled long-tailed pair
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1231—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising one or more bipolar transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1237—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator
- H03B5/124—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance
- H03B5/1243—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance the means comprising voltage variable capacitance diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
l0 15 20 25 30 5 f? l (5 23 7 2 kondensatorer, varvid kondensatorema är anslutna till och staplade på varicap-kon- densatorerna.
Tack vare denna staplade anordning minskas storleken hos resonatom i VCO:n, vilket sparar mycken värdefull ASIC-yta.
Eftersom kondensatorema är anslutna till varicap-kondensatorema kortsluts parasitkapacitansen, vilket innebär ett ökat inställningsområde, förbättrade bruspre- standa och sänkt effektförbrukning.
Ett fördelaktigt sätt att utföra ovannämnda varicap-kondensator är att använda en kollektor-basövergång i en bipolär process eller en MOS-struktur, vilket definie- ras i kraven 3 respektive 4.
I ett föredraget utförande enligt krav 6 är kondensatom en Metall-Metall- kondensator. Övriga kännetecken hos uppfinningen definieras i de övriga beroende patent- kraven.
Kort figurbeskrivning Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mera detaljerat, med hän- visning till ett föredraget utförande av föreliggande uppfinning, endast givet såsom ett exempel, och illustrerat i de bifogade ritningsfigurema, varvid: Fig. 1 visar VCO-funktionen i en PLL; Fig. 2 visar en schematisk bild av parasitkapacitansen mellan en kondensator och en varicap-kondensator i en integrerad VCO; Fig. 3 visar en schematisk bild av staplingsprincipen för kondensatom och vari- cap-kondensatom enligt föreliggande uppfinning; Fig. 4 är ett utförande av en integrerad VCO; och Fig. 5 är en schematisk bild av chip-monterade kondensatorer och varicap-kon- densatorer enligt tidigare känd teknik.
Detaljerad beskrivning av utföranden av uppfinningen Det bör betonas att denna uppfinning är besläktad med de under behandling varande ansökningama med titlama ”Dubbelbands-VCO” och ”VCO-omkopplare”, med sökande: Telefonaktiebolaget LM Ericsson, uppfinnare: Magnus Nilsson (Dub- belbands-VCO) Magnus Nilsson, Thomas Mattson (VCO-omkopplare). Dessa an- sökningar, ”Dubbelbands-VCO” resp. ”VCO-omkopplare” infogas härmed i denna ansökan som referenser.
De utföranden som nu kommer att diskuteras minskar ytan på en chip-monte- rad VCO samtidigt som de förbättrar VCO:ns prestanda.
Fig. 2 visar en Metall-Metall-kondensator 80 som används som en kopplings- kondensator i VCO:ns resonator. Denna Metall-Metall-kondensator kommer nu att betecknas som en M-M-kondensator. M-M-kondensatom 80 innehåller två metall- 15 20 25 30 35 40 övergång 60 mellan dessa elektroder 50, 70. Det bör betonas att varicap-kondensator i denna ansökan definieras som en spänningsstyrd kondensator. Uppfinningens idé är att använda M-M-kondensatom och stapla den ovanpå varicap-kondensatom så som framgår av Fig. 2 resp. 3. På detta sätt placeras kondensatom 80 ovanpå vari- cap-kondensatom 90. vilket betyder att VCO:ns resonator kommer att uppta mindre yta på chipen 110 (underlaget). Inom tidigare känd teknik har M-M-kondensatorn 80 alltid varit placerad bredvid varicap-kondensatom 90 på chipen 110, som framgår av Fig. 5. Skälet för att placera kondensatom 80 och varicap-kondensatom 90 bredvid varandra på chipen 110 (se Fig. 5) är att det normalt inte är tillåtet i en ASIC-process att sätta M-M-kondensatom ovanpå varicap-kondensatom, beroende på den ökade parasitkapacitans 120 som kommer att uppträda mellan M-M-kondesatom 80 och den underliggande varicap-kondensatom 90 (se Fig. 2). På grund av denna parasit- kapacitans 120 kommer en oönskad spänning att ligga över parasitkapacitansen 120, och en oönskad ström (RF -signal) kommer att flyta mellan M-M-kondensatom 80 och varicap-kondensatom 90. Parasitkapacitansen i F ig. 5 kommer att påverka reso- natoms Q-värde på ett skadligt sätt.
Föreliggande uppfinning enligt F ig. 3 hänför sig emellertid till integrering av en VCO och en resonator på en radio-ASIC-krets. I resonatorn är kopplingskonden- satom 80, d.v.s. M-M-kondensatom, alltid ansluten 100 till varicap-kondensatom 90, vilket medför att parasitkapacitansen 130 kortsluts. Detta betyder att det inte längre är några problem att stapla M-M-kondensatom ovanpå varicap-kondensatom så som framgår av Fig. 3, eftersom parasitkapacitansen 130 inte påverkar resonatorn, d.v.s. ingen ström kommer att flyta genom parasitkapacitansen.
Genom att stapla kopplingskondensatom 80 på varicap-kondensatom 90 så som visas i F ig. 3, kan ytbehovet för VCO:n minskas med en faktor 2 om man använder extema induktanser. Om induktansema integreras på chipen, kommer VCO:ns ytbehov att minskas med 25 procent. Eftersom kopplingskondensatorns 80 parasitkapacitans 130 försvinner, kan inställningsområdet utökas, och brusprestanda och effektförbrukning förbättras.
Det bör inses att i stället för en pn-övergång skulle vilken anordning som helst med kapacitiva egenskaper kunna användas, d.v.s. en MOS-struktur, etc. Vari- cap-kondensatom skulle till exempel kunna vara en kollektor-basövergång i en bipolär process. De utföranden som beskrivits ovan hänför sig endast till en konden- sator staplad på en varicap-kondensator. Man skulle givetvis kunna tänka sig att flera eller alla koiid* 'isatorer 80 i VCOm l0nor1nalt staplas ovanpå varicap-koiideii- satorema 90.
Fig. 4 visar ett utförande av en VCO i en radio-ASIC. Den nedre delen är den aktiva delen av VCO:n, som upptar bara en liten del av ASIC-kretsens kiselyta. Den 15 20 521 63117 4 övre delen är resonatorn som innehåller induktanser 120, kopplingskondensatorer 80 och 'varicqs-kcndensatorer 90, vilka u ptar en huvuddel av ASIC-kretsens kiselyta.
Induktansema 120 upptar normalt samma yta som kopplingskondensatorema 80 och varicap-kondensatorema 90 tillsammans. Ett sätt att förbättra VCO:ns Q-värde är att placera inuktansema 120 utanför ASIC-kretsen.
När VCO:n 10 utförs enligt F ig. 4 på chipen 110 är kopplingskondensatorema 80 i Fig. 4 staplade på varicap-kondensatorerna 90.
Den ovan beskrivna staplingsprincipen har prövats med framgång i laborato- riemiljö.
Det bör inses att VCO:n 10 skulle kunna utföras i en godtycklig elektronisk krets. I det föredragna utförande är VCO:n emellertid avsedd att integreras i i en radio-ASIC-krets i en mobil terminal, t.ex. en mobiltelefon eller en mobil dator.
Det skulle inses av en fackman inom området, att föreliggande uppfinning skulle kunna utföras i andra specifika former utan att frångå dess andemening eller huvudsakliga karaktär. De här visade utförandena skall därför i alla avseenden be- traktas såsom illustrerande och inte som begränsande. Uppfinningens omfattning anges av bifogade patentkrav och inte av ovanstående beskrivning, och alla föränd- ringar som ligger inom dess innebörd och ekvivalensområde är avsedda att omfattas av uppfinningen.
Claims (10)
1. Integrerad VCO (10) med en resonator innefattande en kondensator (80) och en varicap-kondensator (90), varvid nämnda kondensator (80) är ansluten till och staplad på nämnda varicap-kondensator (90), kännetecknad av att nämnda kondensator (80) är en Metall-Metall-kondensator samt att nämnda integrerade VCO är integrerad i en radio ASIC-krets (110).
2. Integrerad VCO enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda varicap-konden- sator är en diod (90).
3. Integrerad VCO enligt krav 2, kännetecknad av att nämnda diod är en kol- lektor-basövergång i en bipolär process.
4. Integrerad VCO enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda varicap-konden- sator är en MOS-struktur.
5. Integrerad VCO enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda kondensator är en kopplingskondensator (80).
6. Integrerad VCO enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda kondensator (80) och nämnda varicap-kondensator (90) i nämnda resonator är integrerade på underlaget (110) till en integrerad krets.
7. Integrerad VCO enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den innehåller ett flertal kondesatorer (80) med tillhörande varicap-kondensatorer (90), varvid nämnda kondensatorer är anslutna till och staplade ovanpå nämnda varicap- kondensatorer.
8. Radio-ASIC-krets, kännetecknad av att den innefattar en integrerad VCO enligt något av kraven 1-7.
9. Mobil terminal, kännetecknad av att den innefattar en integrerad VCO och/eller en radio-ASIC-krets enligt något av kraven 1-8.
10. Elektronisk anordning, företrädesvis en dator, kännetecknad av att den inne- fattar en integrerad VCO och/eller en radio-ASIC-krets enligt något av kraven l-8.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9903256A SE521637C2 (sv) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Staplad VCO-resonator |
| CN00812777.8A CN1373927A (zh) | 1999-09-13 | 2000-09-06 | 层叠压控振荡器谐振器 |
| AU74647/00A AU7464700A (en) | 1999-09-13 | 2000-09-06 | A stacked vco resonator |
| JP2001524230A JP2003509939A (ja) | 1999-09-13 | 2000-09-06 | 積重ね型ｖｃｏ共振器 |
| PCT/SE2000/001713 WO2001020771A1 (en) | 1999-09-13 | 2000-09-06 | A stacked vco resonator |
| EP00963198A EP1214779A1 (en) | 1999-09-13 | 2000-09-06 | A stacked vco resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9903256A SE521637C2 (sv) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Staplad VCO-resonator |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9903256D0 SE9903256D0 (sv) | 1999-09-13 |
| SE9903256L SE9903256L (sv) | 2001-03-14 |
| SE521637C2 true SE521637C2 (sv) | 2003-11-18 |
Family
ID=20416964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9903256A SE521637C2 (sv) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Staplad VCO-resonator |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1214779A1 (sv) |
| JP (1) | JP2003509939A (sv) |
| CN (1) | CN1373927A (sv) |
| AU (1) | AU7464700A (sv) |
| SE (1) | SE521637C2 (sv) |
| WO (1) | WO2001020771A1 (sv) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070069191A (ko) * | 2004-10-05 | 2007-07-02 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 반도체 디바이스 |
| JP5214443B2 (ja) * | 2005-06-08 | 2013-06-19 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 線形可変電圧ダイオードキャパシタおよび適応整合回路網 |
| CN108574017B (zh) * | 2017-03-07 | 2021-08-06 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 变容二极管及其形成方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2502864B1 (fr) * | 1981-03-24 | 1986-09-05 | Asulab Sa | Circuit integre pour oscillateur a frequence reglable |
| JPH025465A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH03283577A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体装置 |
-
1999
- 1999-09-13 SE SE9903256A patent/SE521637C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-09-06 AU AU74647/00A patent/AU7464700A/en not_active Abandoned
- 2000-09-06 EP EP00963198A patent/EP1214779A1/en not_active Withdrawn
- 2000-09-06 JP JP2001524230A patent/JP2003509939A/ja not_active Withdrawn
- 2000-09-06 WO PCT/SE2000/001713 patent/WO2001020771A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-09-06 CN CN00812777.8A patent/CN1373927A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9903256L (sv) | 2001-03-14 |
| CN1373927A (zh) | 2002-10-09 |
| WO2001020771A1 (en) | 2001-03-22 |
| SE9903256D0 (sv) | 1999-09-13 |
| JP2003509939A (ja) | 2003-03-11 |
| AU7464700A (en) | 2001-04-17 |
| EP1214779A1 (en) | 2002-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6533251B2 (ja) | 集積回路素子内でキャパシタをデジタル処理で同調するときに用いられる方法及び装置 | |
| US10320379B2 (en) | Transistor-based radio frequency (RF) switch | |
| US9742400B2 (en) | System and method for driving radio frequency switch | |
| US10483843B2 (en) | Apparatus and methods for multi-mode charge pumps | |
| CN109192726B (zh) | 用于多模滤波器的电路和方法 | |
| US10608623B2 (en) | Transistor-based radio frequency (RF) switch | |
| US7629859B2 (en) | Integrated resonance circuit | |
| US8963674B2 (en) | Tunable inductor | |
| US20040178854A1 (en) | Semiconductor device having balanced circuit for use in high frequency band | |
| JP2007142418A (ja) | 可変インダクタを備えた多層回路、及びその製造方法 | |
| US6225859B1 (en) | Integrated low-pass filter | |
| US7595696B2 (en) | Power amplifier | |
| US9515384B2 (en) | Apparatus and method for setting antenna resonant mode of multi-port antenna structure | |
| SE521637C2 (sv) | Staplad VCO-resonator | |
| US7286018B2 (en) | Transistor circuit | |
| US10629590B2 (en) | Stacked resistor-capacitor delay cell | |
| CN213635989U (zh) | 射频芯片 | |
| JP4581717B2 (ja) | 電力用半導体モジュール | |
| CN210246702U (zh) | 一种电荷放大器电路 | |
| SE519489C2 (sv) | VCO-omkopplare | |
| US20200014346A1 (en) | Wireless communications circuit and associated wireless communications device with reduced power loss and reduced circuit area | |
| EP3163616B1 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| JP2007189607A (ja) | ミキサ回路および通信用半導体集積回路 | |
| JPH10256850A (ja) | 半導体装置及び高周波電力増幅器 | |
| US20050083135A1 (en) | Integrated circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |