[发明专利]可变集成电感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可以在两个或更多个值之间进行切换的电感值的可变集成电感器。在一项应用中，该可变集成电感器用于电压控制振荡器(VCO)，该VCO为可用于多频带RF无线电收发器(例如无线通信装置，如移动电话、寻呼机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)等)的类型。在其它应用中，该可变集成电感器可用于调谐放大器负载、阻抗匹配网络、数字控制振荡器或任何类型的频率选择性LC网络。

背景技术

参考图1(现有技术)，其中的框图例示了传统直接转换多频带无线电收发器100(例如无线通信装置100)的基本组件。所示的多频带无线电收发器100包含天线102、发射/接收(T/R)单元104、接收路径106、发射路径108及基带信号处理单元110。接收路径106包含混频器112，混频器112与电压控制振荡器(VCO)114一起使用以将通过天线102接收的RF频率信号下变频至适合于在基带信号处理单元110中进行进一步的信号处理的较低频率。发射路径108包含混频器116，混频器116与VCO 118一起使用以在通过天线102发射从基带信号处理单元110接收的基带信号之前将该信号上变频至较高频率。因为接收的信号及发射的信号的RF频率(f_RF)可以在非常宽的范围(大于2的因子)内发生变化，所以多频带收发器100需要VCO 114及118可在较宽频率范围内调谐。

用于多频带无线电收发器100的此类型的架构已在过去运行良好。然而，如今需要集成无线电收发器解决方案，其可以涵盖越来越多的频带以支持更多的多频带及多标准无线电架构。已难以满足此扩大的功能，因为图1中所示VCO 114及118具有有限的调谐范围。接着提供用于解释VCO 114及118为何具有有限调谐范围的说明。

VCO 114及118具有由LC谐振器电路120设定的振荡频率(f₀)，LC谐振器电路120包含并联连接的固定电感器121及可变电容器123。由下列等式给出振荡频率(f₀)：

f0=12π·L·C]]>等式1

因为电感器121的值是固定的，这意味着LC谐振器电路120的调谐范围限于可以通过调整可变电容器123(即变容二极管123及电容开关123)而实现的电容比。LC网络120的有限调谐范围不仅是多频带无线电收发器100的一个问题。其也是其它类型的频率选择性LC网络(例如可用于调谐放大器负载及阻抗匹配网络)的一个问题。接着参考图2至5说明过去已用以解决此问题的多个解决方案。

参考图2(现有技术)，其是双VCO 200的框图，该VCO 200具有均与多路复用器204连接的两个VCO 202a及202b。每个VCO 202a及202b具有LC谐振器电路206a及206b，LC谐振器电路206a及206b包含彼此并联连接的固定电感器205及可变电容器207。在此情况下，双VCO 200具有由通过VCO 202a及202b输出的两个子范围V_out1及V_out2构成的总频率范围V_out。尽管双VCO 200相对易于实现，但是其利用比用以制备(例如)图1所示的VCO 114的硅区域多两倍的区域。这并不合乎需要。

参考图3(现有技术)，其是与除法器302连接的VCO 300的框图。VCO300具有LC谐振器电路304，LC谐振器电路304包含彼此并联连接的固定电感器305及可变电容器307。在VCO 300的其中可以将分割比率设定为用于不同输出频带的不同整数值的输出处添加除法器302可有效地减小对VCO 300的调谐范围要求。然而，添加除法器302会引起电流消耗的显著增加，尤其在相位噪声要求严格时更是如此。并且添加除法器302会增加芯片上所用的总面积。此外，在添加除法器302的情况下，通常难以产生用于并非2的倍数的分割比率的正交(quadrature)输出信号。这些特性都是不合乎需要的。