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  • 一种基于TSV变容管的压控振荡器
一种基于TSV变容管的压控振荡器 授权有效中;
  • 专利(申请)号: CN202110254983.1
  • 专利类型: 发明;
  • 主分类: H电学;
  • 产业领域: 电子电路;振荡器
  • 专利来源: 高校;
  • 申请日: 2021-03-09
  • 原始申请人: 西安理工大学
  • 当前专利权人: 西安理工大学
  • 交易方式: 转让; 许可;
  • 其他交易方式:
  • 参考价格(元): ¥面议
  • 联系方式: 李老师13998447730

专利技术来自于西安理工自动化与信息工程学院;代理方:西安远诺技术转移有限公司-薛老师15249297273

摘要

【 中文摘要 】本发明公开了一种基于TSV变容管的压控振荡器,包括可变电感M1,PMOS1源极S1、衬底B1、PMOS2源极S2和衬底B2相连形成电源接入端,PMOS1漏极D1与PMOS2栅极G2、M1输入端Min1、C1输出端Cout1、MOS3漏极D3和MOS4栅极G4相连,PMOS2漏极D2与PMOS1栅极G1、M1输出端Mout1、C2输出端Cout2、MOS4漏极D4和MOS3栅极G3相连,MOS3源极S3、衬底B3、MOS4源极S4和衬底B4为接地端,C1输入端Cin1和C2输入端Cin2相连组成电容控制电源接入端,MOS5栅极G5、衬底B5分别为电感控制电源接入端和接地端。

【 英文摘要 】The invention discloses a voltage-controlled oscillator based on a TSV varactor. Comprising a variable inductance M1, The source electrode S1 of the PMOS1, the substrate B1, the source electrode S2 of the PMOS2 and the substrate B2 are connected to form a power supply access end, The drain D1 of the PMOS 1 is connected with the grid G2 of the PMOS 2, the input Min1 of the M1, the output Cout1 of the C1, the drain D3 of the MOS 3 is connected with the grid G4 of the MOS 4, the drain D2 of the PMOS 2 is connected with the grid G1 of the PMOS 1, the output Mout1 of the M1, the output Cout2 of the C2, the drain D4 of the MOS 4 is connected with the grid G3 of the MOS 3, the source S3 of the MOS 3, the substrate B3, the source S4 of the MOS 4 and the substrate B4 are grounded terminals, the input Cin1 of the C1 and the input Cin2 of the C2 are connected to form a capacitance control power supply access terminal, and the grid G5 of the MOS 5 and the substrate B5 are respectively an inductance control power supply access terminal and a grounding terminal.

技术摘要(来自于incoPat)

【 用途 】

机械设备振荡器压控振荡器
材料制品衬底通孔(tsv)变容管

【 技术功效 】

技术功效句本发明压控振荡器相比于传统压控振荡器具有面积小、调谐范围大和相位噪声低等优点; 减小了芯片面积及成本; 损耗低; 提高了芯片集成度; 配合TSV变容管实现对压控振荡器的频率调节
技术功效短语相位噪声低; 减小芯片面积; 损耗低; 面积小; 提高芯片集成度; 实现频率调节; 减小成本
技术功效1级噪音; 面积; 损耗; 集成度; 调节; 成本
技术功效2级噪音降低; 面积降低; 损耗降低; 集成度提高; 调节; 成本降低
技术功效3级相位噪音降低; 芯片面积降低; 损耗降低; 面积降低; 芯片集成度提高; 实现频率调节; 成本降低
技术功效TRIZ参数31-物质产生的有害因素;05-面积;23-物质损失;36-系统的复杂性;39-生产率;

分类号

【技术分类】

主分类号

H03B5/12;

  • H 电学

  • H03

    电子电路

  • H03B

    使用工作于非开关状态的有源元件电路,直接或经频率变换产生振荡;由这样的电路产生噪声(特别用于电子乐器的发生器入G10H;微波激射器或激光器入H01S;等离子体振荡的产生入H05H) 小类索引 无频率变换产生的振荡 用放大和反馈;负电阻5/00;7/00 用渡越时间管;电子束管9/00;13/00 用冲击激励;霍尔效应;辐射源和检波器11/00;15/00;17/00 有频率变换产生的振荡 用信号的倍频或分频19/00 用组合未调制信号21/00 产生振荡的一些特定情况 扫描频率范围;

  • 多频;多相;噪声23/00;25/00;27/00;29/00 产生振荡的其他方法28/00 零部件1/00

  • H03B5/00

    利用由输出至输入有正反馈的放大器产生振荡(H03B9/00,H03B15/00优先)[2006.01]

  • *H03B5/08

    确定频率的元件包含集中电感和电容[2006.01]

  • **H03B5/12

    放大器的有源元件为半导体器件(H03B 5/14、H03B 7/06优先)[2006.01]

IPC分类号
CPC分类号H03B5/1243; H01L27/0688; Y02D30/70;

【行业分类】

国民经济行业分类

制造业

国民经济行业(主)

制造业

新兴产业分类

电子核心产业

新兴产业(主)

电子核心产业

知识密集型分类

信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业

学科分类

工程

清洁能源产业

风能产业太阳能产业水力发电产业智能电网产业

数字经济核心产业

数字产品制造业数字技术应用业

专利历程

  • 2021-03-09

    申请日

    CN202110254983.1(当前专利)

    申请号

  • 2021-07-23

    首次公开日

    CN113162550A

    首次公开号

  • 2023-09-08

    授权公告日

    CN113162550B(当前专利)

    授权公告号

  • 2041-03-09

    预估到期日

    计算因素

代理机构西安弘理专利事务所 61214
代理人宁文涛
申请语言汉语
审查员耿翠萍

权利要求

1.一种基于TSV变容管的压控振荡器特征在于,包括基于TSV的惠斯通桥式的可变电感M1,两个TSV变容管,分别为C1、C2,两个晶体管,分别为PMOS1、PMOS2,以及两个TSV垂直开关,分别为MOS3、MOS4,基于TSV的惠斯通桥式可变电感M1由六个单根TSV电感和一个TSV垂直开关MOS5连接组成,PMOS1的源极S1、衬底B1以及PMOS2的源极S2和衬底B2相连形成电源VDD接入端,PMOS1的漏极D1与PMOS2的栅极G2、基于TSV的惠斯通桥式可变电感M1的输入端Min1、C1的输出端Cout1、MOS3的漏极D3和MOS4的栅极G4相连,PMOS2的漏极D2与PMOS1的栅极G1、基于TSV的惠斯通桥式可变电感M1的输出端Mout1、C2的输出端Cout2、MOS4的漏极D4和MOS3的栅极G3相连,MOS3的源极S3、衬底B3以及MOS4的源极S4、衬底B4均为接地端GND,C1的输入端Cin1和C2的输入端Cin2相连组成电容控制电源Vctr2接入端,TSV垂直开关MOS5的栅极G5、衬底B5分别为电感控制电源Vctr1接入端和接地端GND;
所述基于TSV的惠斯通桥式可变电感M1中六个单根TSV电感分别为L1、L2、L3、L4、L5、L6,L1的端口a1与L2的端口a2相连,L1的端口b1与L3的端口b3相连,TSV垂直开关MOS5的源极S5分别与L2的端口b2和L4的端口b4相连,TSV垂直开关MOS5的漏极D5分别与L3的端口a3和L5的端口a5相连,L4的端口a4与L6的端口a6相连,L6的端口b6与L5的端口b5相连,基于TSV的惠斯通桥式可变电感M1的输入端Min1与L1的端口a1相连,基于TSV的惠斯通桥式可变电感M1的输出端Mout1与L6的端口b6相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于TSV变容管的压控振荡器特征在于,所述C1包括P型硅衬底,P型硅衬底中设置有竖直的TSV铜柱,TSV铜柱外侧设置有SiO2介质层,P型硅衬底上下两端的SiO2介质层外均设置有p型掺杂区,p型掺杂区外侧面上设置有金属层,上、下两个金属层上分别引出有源极S和漏极D,源极S和漏极D相连接形成C1的输出端Cout1,TSV铜柱顶端端部引出有栅极G,栅极G为C1的输入端Cin1。

3.根据权利要求2所述的一种基于TSV变容管的压控振荡器特征在于,所述C2与C1的结构相同。

4.根据权利要求1所述的一种基于TSV变容管的压控振荡器特征在于,所述PMOS1和PMOS2均为平面P型MOSFET晶体管。

5.根据权利要求4所述的一种基于TSV变容管的压控振荡器特征在于,所述MOS3和MOS4为N型MOSFET,N型MOSFET包括P型硅衬底,P型硅衬底中设置有TSV铜柱,TSV铜柱顶端端部引出有MOSFET的栅极G,TSV铜柱外侧设置有SiO2介质层,P型硅衬底上下两端的SiO2介质层外侧设置有n型掺杂区,n型掺杂区上设置有金属层,P型硅衬底上下两端的金属层上分别引出有MOSFET的源极S和漏极D。

6.根据权利要求5所述的一种基于TSV变容管的压控振荡器特征在于,所述TSV垂直开关MOS5为N型MOSFET。

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