[发明专利]用于压控振荡器的内置自检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于压控振荡器的内置自检测电路。

背景技术

在射频电路中，例如，接收器或收发器，将压控振荡器(VCO)用于频率合成器，从而对射频信号进行降频变换或升频变换。频率合成器可以包括：振荡器，被设计为由接收到的电压来控制频率，该电压由频率合成器控制系统所生成，该控制系统由分频器、频率和相位检测器、充电泵、以及低通滤波器形成。在频率合成器控制系统中，将分频器的输出与在频率和相位检测器处的参考信号进行比较。将频率和相位检测器的输出连接至低通滤波器，并且进一步连接至振荡器。结果，响应于来自低通滤波器的电压，振荡器生成期望的信号。

在制造半导体芯片的工艺中，可以在晶圆上建立多个VCO电路。为了检测晶圆的故障压控振荡器，在制造半导体器件的不同阶段期间，采用各种检测电路检测压控振荡器。存在两种主要类型：在晶圆级所实施的半导体检测和在封装级所实施的半导体检测。晶圆级测试的有利特征是：晶圆级产品测试有助于降低封装成本和改善成品率。

可以使用探针测试卡或者内置自检测电路来实施晶圆级检测。探针测试卡可以包括：各种探针。可以将各种探针中的每个连接至要检测的晶圆上的测试焊盘。探针测试卡生成测试信号，并且从连接至晶圆上的测试焊盘的探针读取检测结果。如果晶圆上的一个电路模块不工作或者其结果超出电路模块规定的限制，则探针测试卡可以通过来自连接至故障电路模块的探针的结果找到该故障。通过采用探针测试卡，可以找到故障电路模块，从而使得在将该晶圆传送到半导体制造工艺的接下来的阶段以前，筛选出这些故障电路模块。结果，节省了封装故障芯片的成本。

可以将内置自检测电路设置在绘制划片槽的区域中。虽然传统内置自检测电路可能仅检测开路、短路、以及有源器件的直流特征，但因为VCO的直流特征是确定VCO的射频性能是否在VCO规定的限制内的关键因素，所以传统内置自检测电路可能没有充分评估VCO。结果，尽管通过了开路、短路、以及直流特征的晶圆级测试，但是一些VCO电路可能仍不能通过最后的封装芯片测试。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电路，包括：射频峰值检测器，被配置为从压控振荡器接收交流信号，并且在射频峰值检测器的输出端处生成与交流信号成比例的直流值；以及缓冲器，位于射频峰值检测器和压控振荡器之间。

其中，射频峰值检测器包括：n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，在弱反转区中运行；以及第一滤波器，连接在NMOS晶体管的漏极端和射频峰值检测器的输出端之间。

其中，第一滤波器被配置为：第一滤波器的截止频率小于压控振荡器生成的最小频率。

其中，NMOS晶体管的栅极连接至固定电压电势。

其中，该电路进一步包括：第二滤波器，与第一滤波器串联连接；以及极间耦合电容器，位于射频峰值检测器的输入端与NMOS晶体管的漏极端之间。

其中，缓冲器包括：串联连接的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管和NMOS晶体管；以及极间耦合电容器，位于缓冲器的输入端和栅极结点之间，栅极结点连接至PMOS晶体管的栅极和NMOS晶体管的栅极；

其中，压控振荡器为交叉连接的振荡器。

其中，压控振荡器与射频峰值检测器形成在相同的晶圆上。

根据本发明的另一方面，提供了一种系统，包括：压控振荡器；缓冲器，具有输入端，输入端连接至压控振荡器的输出端；以及射频峰值检测器，被配置为接收来自压控振荡器的交流信号，并且在射频峰值检测器的输出端处生成与交流信号成比例的直流值。

其中，压控振荡器为交叉连接振荡器，包括：L-C储能电路，由第一电感器、第二电感器、以及电容器形成；交叉连接的晶体管对，其中，晶体管对中的第一晶体管的栅极连接至晶体管对的第二晶体管的漏极，并且第二晶体管的栅极连接至第一晶体管的漏极；以及偏置电流源，连接在交叉连接的晶体管对和地之间。

其中，缓冲器被配置为将压控振荡器与射频峰值检测器隔离。

其中，射频峰值检测器包括：n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，在弱反转区中运行；第一滤波器，连接至NMOS晶体管的漏极端；以及第二滤波器，连接在第一滤波器和射频峰值检测器的输出端之间。

其中，第一滤波器和第二滤波器的截止频率小于压控振荡器生成的最小频率。

其中，射频峰值检测器包括：极间耦合电容器，位于缓冲器的输出端和射频峰值检测器的输入端之间。

其中，压控振荡器、缓冲器、以及射频峰值检测器形成在相同晶圆上。