用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]壓控振蕩器(VCO)為鎖相環(huán)(PLL)的一個組成部分，用于根據(jù)輸入的控制電壓輸出一頻率信號。現(xiàn)有壓控振蕩器包括電壓電流轉(zhuǎn)換器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換器將控制電壓轉(zhuǎn)換為控制電流，再通過控制電流輸入到電流控制振蕩器(CCO)實現(xiàn)頻率信號的輸出，要實現(xiàn)輸入的控制電壓和輸出的頻率信號的頻率成良好的線性控制關(guān)系，需要電壓電流轉(zhuǎn)換器的電流和電壓之間具有較寬的線性控制范圍。如圖1所示，是現(xiàn)有用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器電路圖；由NMOS管NlOl和PMOS管PlOl串聯(lián)在電源電壓和地之間形成第一電流路徑，PMOS管P102組成第二電流路徑，PMOS管101和102的柵極連接在一起使第一電流路徑和第二電流路徑呈鏡像電路?？刂齐妷篤ctrl輸入到NMOS管NlOl的柵極，第一電流路徑的電流大小由控制電壓Vctrl控制，第二電流路徑輸出控制電流Ictrl，控制電流Ictrl隨跟隨第一電流路徑的電流變化。控制電流Ictrl輸入到電流控制振蕩器101中，電流控制振蕩器101的輸出端輸出頻率信號fvco。
[0003]圖1所示的壓控振蕩器的工作原理為，控制信號Vctrl由PLL的電荷泵提供，當(dāng)控制信號Vctrl增加時，控制電路Ictrl也增加，頻率信號fvco增加；當(dāng)控制電壓Vctrl降低時，控制電路Ictrl也降低，頻率信號fvco降低。當(dāng)PLL需要一個寬頻率范圍的鎖定頻率信號fvco時，需要壓控振蕩器的增益Kvco具有較好的線性，增益Kvco為頻率信號fvco和控制電壓Vctrl的比值。當(dāng)控制電壓Vctrl較小時，NMOS管NlOl會工作于飽和區(qū)，這樣控制電壓Vctrl和控制電流Ictrl具有良好的線性關(guān)系；而當(dāng)控制電壓Vctrl接近電源電壓VDD時，NMOS管NlOl會工作于三極管區(qū)即線性區(qū)，NMOS管NlOl失去放大功能，使得控制電流Ictrl會飽和，控制電流Ictrl飽和后，頻率信號fvco基本不會變化，所以頻率信號fvco的頻率范圍受限。如圖2所示，是圖1所示現(xiàn)有用于壓控振蕩器的輸入輸出的理想曲線和實際曲線比較圖；曲線102是理想曲線，頻率信號fvco的頻率會一直隨控制電壓Vctrl線性增加；曲線102是實際曲線，頻率信號fvco的頻率會飽和，即在控制電壓Vctrl增加到一定值后增加速度變慢直至不再增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器，能提高輸出頻率信號的頻率范圍。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括:第一電流路徑和第二電流路徑，所述第二電流路徑為所述第一電流路徑的鏡像路徑。
[0006]所述第一電流路徑包括第一 NMOS管，所述第一 NMOS管的柵極連接控制電壓，所述第一 NMOS管的源極接地，所述第一 NMOS管的漏極提供所述第一電流路徑的電流。
[0007]所述第二電流路徑輸出所述第一電流路徑的鏡像電流到電流控制振蕩器。
[0008]所述控制電壓還連接到第二 NMOS管的柵極和漏極，所述第二 NMOS管的源極連接到所述第二電流路徑的鏡像電流的輸出端。
[0009]當(dāng)所述控制電壓為使所述第一 NMOS管工作于飽和區(qū)的值時，所述第二 NMOS管的柵源電壓小于閾值電壓而關(guān)閉；當(dāng)所述控制電壓升高到接近電源電壓而使所述第一 NMOS管進(jìn)入線性區(qū)時，所述第二 NMOS管的柵源電壓大于閾值電壓而打開并提供補(bǔ)償電流到所述第二電流路徑的鏡像電流的輸出端。
[0010]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一電流路徑還包括第一 PMOS管，所述第一 PMOS管的柵極和漏極連接所述第一 NMOS管的漏極并連接到所述第二電流路徑，所述第一 PMOS管的源極連接電源電壓。
[0011 ] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第二電流路徑包括第二 PMOS管，所述第二 PMOS管的源極連接電源電壓，所述第二 PMOS管的柵極連接到所述第一電流路徑，所述第二 PMOS管的漏極輸出鏡像電流。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第二電流路徑還包括第三PMOS管，所述第三PMOS管的源極連接所述第二 PMOS管的漏極，所述第三PMOS管的漏極輸出鏡像電流，所述第三PMOS管的柵極接偏置電壓，由所述第二 PMOS管和所述第三PMOS管組成共源共柵電流源。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)是，電壓電流轉(zhuǎn)換器還包括由第四PMOS管和第三NMOS管組成的反饋路徑，所述第四PMOS管的源極接電源電壓，所述第四PMOS管的柵極接所述第三PMOS管的源極，所述第四PMOS管的漏極、所述第三NMOS管的漏極和所述第三PMOS管的柵極相連接，所述第三NMOS管的源極接地，所述第三NMOS管的柵極連接所述控制電壓。
[0014]本發(fā)明通過第二 NMOS管的設(shè)置，能夠在控制電壓接近電源電壓并使第一 NMOS管工作于線性區(qū)時打開并提供一補(bǔ)償電流到輸出的鏡像電流中，由于第一 NMOS管工作于線性區(qū)后不再具有放大效果，第二電流路徑的電流會飽和，本發(fā)明通過在此時提供一補(bǔ)償電流到鏡像電流中能夠使得鏡像電流在第二電流路徑的飽和電流的基礎(chǔ)上繼續(xù)增加，從而使得輸出的頻率信號的頻率范圍得到擴(kuò)展。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0016]圖1是現(xiàn)有用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器電路圖；
[0017]圖2是圖1所示現(xiàn)有用于壓控振蕩器的輸入輸出的理想曲線和實際曲線比較圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器電路圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實施例的電壓電流轉(zhuǎn)換器輸出電流和輸入電壓曲線和現(xiàn)有曲線的比較圖；
[0020]圖5是本發(fā)明實施例的壓控振蕩器的輸入輸出曲線和現(xiàn)有曲線的比較圖；
[0021]圖6是本發(fā)明實施例的用于壓控振蕩器輸出頻率的仿真曲線。
【具體實施方式】
[0022]如圖3所示，是本發(fā)明實施例用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器電路圖；本發(fā)明實施例用于壓控振蕩器的電壓電流轉(zhuǎn)換器包括:第一電流路徑和第二電流路徑，所述第二電流路徑為所述第一電流路徑的鏡像路徑。
[0023]所述第一電流路徑包括第一 NMOS管NI，所述第一 NMOS管NI的柵極連接控制電壓Vctrl，所述第一 NMOS管NI的源極接地，所述第一 NMOS管NI的漏極提供所述第一電流路徑的電流。
[0024]所述第二電流路徑輸出所述第一電流路徑的鏡像電流到電流控制振蕩器I。
[0025]所述控制電壓Vctrl還連接到第二 NMOS管N3的柵極和漏極，所述第二 NMOS管N3的源極連接到所述第二電流路徑的鏡像電流的輸出端。
[0026]當(dāng)所述控制電壓Vctrl為使所述第一 NMOS管NI工作于飽和區(qū)的值即為一較低值時，所述第二 NMOS管N3的柵源電壓小于閾值電壓而關(guān)閉；當(dāng)所述控制電壓Vctrl升高到接近電源電壓VDD而使所述第一 NMOS管NI進(jìn)入線性區(qū)時，所述第二 NMOS管N3的柵源電壓大于閾值電壓而打開并