JSSC 2010第9期Clocking & PLLs0.18μm SiGe BiCMOS

An X-Band Transformer-Coupled V aractor-Less Quadrature Current-Controlled Oscil

提出一种X波段无变容管正交电流控制振荡器，覆盖8.7-13.8 GHz频段

45.3%调谐范围, 110dBc/Hz@10MHz相位噪声, 191dBc/Hz品质因数

X波段振荡器正交电流控制变压器耦合无变容管设计相位噪声优化

▸创新点1：变压器耦合技术实现频率调谐（方法创新）。通过调节初级和次级绕组的偏置电流实现频率调谐，避免了传统变容管调谐的非线性问题，显著提升了调谐线性度和频率范围（45.3%）。

▸创新点2：无变容管设计提升调谐范围（电路创新）。采用电流控制而非电压控制变容管，消除了变容管寄生效应，扩展了工作频带（8.7-13.8 GHz），同时改善了相位噪声性能（-110 dBc/Hz @10MHz）。

▸创新点3：双堆叠八角形变压器结构（结构创新）。通过三维堆叠布局优化磁耦合效率，在0.4×0.5 mm²面积内实现高集成度，同时维持低功耗（8-18mA@1.8V）和191 dBc/Hz的优值。

▸创新点4：X波段全频段覆盖（系统创新）。首次在单一QCCO设计中实现完整X波段（8-12 GHz）覆盖，突破传统分段式振荡器的频带限制，支持宽带通信应用。

Abstract

This paper presents a transformer-coupled varactor- less quadrature current-controlled oscillator (QCCO) RFIC covering the entire X-Band from 8.7 GHz to 13.8 GHz. The QCCO incorporates a transformer-coupled technique that achieves fre- quency tuning by varying the bias currents in the primary and secondary windings. Fabricated in a 0.18 m SiGe BiCMOS technology, the prototype QCCO achieves a 45.3% wide tuning range. With two stacked octagonal transformers the QCCO core circuit occupies 0.4 0.5 m