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VCO的一个问题

时间:12-11 整理:3721RD 点击:
    正在测试VCO,发现一个奇怪的问题,改变varactor的电压,输出频率始终不变,一
直稳定在最低频率上,怀疑varactor没有起作用。我用的PMOS的varactor, D/S连在电感
上,Gate直接通过pad接到外面,用电压源驱动,打算看看频率调整范围。但是测试中,
无论varactor的控制电压调整到多少,输出频率始终是最小值。
    大多数文章上都用NMOS做varactor,而且控制端是S/D,但是基于仿真,NMOS不如P
MOS,所以用了PMOS。不知哪位高人对曾经遇到过这种情况,指教一下,感激不尽。

莫非控制电压加到很大或者很小,比如大于Vdd或者负压也不能改变频率范围?

   说对了,就是这样的。变到负电压的时候有一点变化,但是范围也只有仿真的10%。
我问了一些人,他们说控制线直接送到外部,可能是PCB上的寄生参数太大,因为那个v
aractor就是普通的PMOS,也很小,仿真出来的范围也只有20-60fF左右(对我的电路,
足够了)。

把你的vco电路拿出来看看。估计是VAR极性接反了。

见附件,大部分paper是用NMOS,G接信号,D/S一起接Vctrl。

 question_for_varactor.pdf

这个图太笼统,要看的是你vco的内部电路图。
怀疑你的原理似乎有些不对,首先var一般都是使用变容二极管,而不是MOS管,比如18工艺中有专门的varactor,而且应该工作在反偏(正偏实际与理论公式差距太大)。比如变容管P级接VCO中DC点为零的位置,N级外接control voltage.

有mos varactor。一般有三种可作varactor,
1)用diode做varactor,工作在反向,有时叫做PN varactor,可惜可调范围较小一般只能变化30%左右。
2)用普通的MOSFET做varactor,N和P的都可以,但是它们的CV特性不单调,呈漏斗形状;尤其是在+vdd和-vdd时候电容几乎一样,这个要注意。
3)真正的accumulation-mode MOS varactor,也有N和P两种。NMOS varactor是把NFET做在Nwell里,PMOS varactor 是把PFET做在Pwell里。所以它们的S/D区域和Well是同一性质的。这一点和通常的MOSFET是完全不同的。它们的好处就是CV是单调的,呈tanh()函数的形状。而且调制比Cmax/Cmin较大,0.13工艺的最大可以达到4以上。
普遍使用的是第3种。一般用NMOS varactor。PMOS varactor还要多打一次阱。

对啊,所以2)基本不用,得到的KVCO太不线性了。

   又该如何实现(3)呢,仿真和layout,我的库里只有普通的NMOS或PMOS,或者(3)
有个特殊的名字,我不知道了,呵呵。

所有的rf process,甚至大部分mixed-signal process都应该有A-MOS或者I-MOS作为varactor(通常A-MOS可能性大一些),当然同时肯定会有spice model,看看文档

3只能寄希望于工艺库提供...

如果vco的震荡幅度很大,比方说rail to rail,那么average的varactor capacitance近乎不变,看看你的测试条件和仿真条件是不是一致。
另外,一般是把varactor的gate接到vco,这样loading比较小,d/s端noise很大,而且会degrade tank's loaded Q。
varactor的biasing有些讲究,你的bulk接到什么电位上? 什么结构的vco?

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