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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
【 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.
机械设备 | 振荡器 | 压控振荡器 |
材料制品 | 管 | 衬底通孔(tsv)变容管 |
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; |
主分类号 |
|
IPC分类号 | |
CPC分类号 | H03B5/1243; H01L27/0688; Y02D30/70; |
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 |
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 |
1.一种基于TSV变容管的压控振荡器,其特征在于,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,其特征在于,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,其特征在于,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,其特征在于,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,其特征在于,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,其特征在于,所述TSV垂直开关MOS5为N型MOSFET。
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