基于CMOS振荡器技术的硅频率控制

装方法封装，例如采用塑料封装、多芯片封装(MCP)或基板上芯片(CoB)的形式。法拉第屏蔽包括一个厚厚的电介质台面，如图 5 所示。电介质台面的顶端用几微米厚的铜进行电镀，对于在 3GHz 时控制边缘 B 磁场来说，这就足够厚了。类似地，芯片底端用几微米厚的铝实现金属化，以控制边缘电磁常法拉第屏蔽在芯片的顶端和底端终止边缘 B 磁场，如图所示。此外，密封的电介质材料对边缘电场呈现恒定介电常数，从而控制了寄生电容。

如图 6 所示，最新一代法拉第屏蔽能在 -20℃至 70℃的温度范围内，使 LC振荡器实现 ± 100 ppm 的频率稳定度。

大批量生产测试

每一个 CMOS 振荡器都必须对频率偏移和温度补偿进行微调。为了降低成本，人们开发出了 126 点大规模并行探头，(见图7)该探头进行双温插入，以确保在每一个器件上都能设定最佳的温度补偿，并在 -20℃至 70℃的温度范围内、所有工作条件下以及整个寿命期内，实现 ± 100 ppm 的频率稳定度。包括双温插入的生产测试能力为 30 kU/小时。　　

性能结果

对一个频率设定为 125 MHz 的器件进行单边带(SSB)相位噪声功率谱密度(PSD)测试，所得结果如图 8 所示。噪声层低于 -145 dBc/Hz。采用砖墙式滤波器，从 12 kHz 至 20 MHz，集成 RMS 的相位抖动为 2 ps。频谱中未看到较大的杂散噪声。总之，相位噪声性能非常好，而且功耗极低，仅消耗 2 mA 电流，这主要是因为采用了之前“设计方法”一节所述的无源温度补偿方法。

结论

在 -20℃至 70℃的温度范围内、所有工作条件下和整个生命同期内，CMOS振荡器技术能实现 ± 100 ppm 的总体频率稳定度，并具有卓越的相位噪声性能，仅消耗 2 mA 电流。在采用无源温度补偿方法——利用有损耗的电容消除电感线圈引起的频率漂移时，CMOS 振荡器能成为一个稳定的频率源。法拉第屏蔽控制并终止边缘电磁场，以防止周围环境引起频率漂移。CMOS 振荡器采用全硅技术，能以业界最低的成本实现具卓越性能的频率源。

参考文献：
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