采用CSMC工藝的零延時(shí)緩沖器的PLL設計

　　2.3 壓控振蕩器(VCO)

　　VCO 由五級差分延時(shí)單元構成的環(huán)行振蕩器。環(huán)行振蕩器對VCO 性能起著(zhù)決定性的作用，它的關(guān)鍵 性能指標包括線(xiàn)性度、相位噪聲和抖動(dòng)，因此設計從這三個(gè)方面考慮進(jìn)行優(yōu)化。 本文的延時(shí)單元是在傳統的差分結構上改進(jìn)而來(lái)的，改進(jìn)后的結構如圖3 所示。

　　通過(guò)改變延時(shí)單元的 控制電壓來(lái)改變每個(gè)單元的延時(shí)，調節頻率的變化，電流源的偏置電壓bias 是控制電壓Vctrl 經(jīng)過(guò)偏置電 路產(chǎn)生的,兩者滿(mǎn)足一定的函數關(guān)系，它們共同變化使VCO 的輸出電壓擺幅隨頻率變化的幅度不至于過(guò) 大，同時(shí)很好的保證了頻率與控制電壓的線(xiàn)性關(guān)系。

　　延時(shí)單元選用采用差分結構是因為它有較好的噪聲抑制作用，消除了噪聲耦合中一次項分量，大大減小了電源噪聲的影響，N 阱也對P 襯底的噪聲進(jìn)行了隔離;選用PMOS 差分對是考慮到PMOS 管比 NMOS 管有較小的1/f 噪聲和較小的噪聲跨導，對同樣的噪聲電壓，跨導小的PMOS 管的輸出和噪聲電 流小，引起的相位噪聲小。由其上邊的電流源偏置，對稱(chēng)負載是由二極管連接的NMOS 和同樣尺寸的 NMOS 電流源并聯(lián)組成的。