随着移动通信技术的发展,无线通信设备的性能要求也变得更加苛刻,逐渐朝着宽带、低功耗的目标发展。由于当前无线通信系统的频谱资源紧缺,有限的通信带宽严重地制约了无线通信技术的发展。毫米波频段中频谱资源十分丰富,且相比当前的无线通信频段,具有更高的抗干扰性和更好的安全性,因而成为了业界研究的重点方向。此外,随着硅基工艺的不断发展,很多只能通过IIIV族工艺实现的高性能电路也得以通过硅基工艺实现。压控振荡器作为频率合成器的重要组成部分,对整个无线通信系统的性能至关重要。因此本文研究硅基宽带低相位噪声的毫米波压控振荡器电路设计具有重要的理论意义和应用价值。本文采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计频率调谐范围为24~32GHz的宽带低相噪毫米波压控振荡器。本次设计采用一种新型的BiCMOS负阻电路结构,该结构由一个工作在Class-AB类的BJT管交叉耦合对和一个工作在Class-C类的MOS管交叉耦合对组成,其中BJT管流过少部分工作电流用于提供起振所需的跨导,而MOS管流过大部分工作电流用于维持较大的输出摆幅。实现宽带的频率调谐范围是本次课题设计的主要难点,为此本文采用了负电容抵消技术和开关电容阵列技术等。为了避免引入额外噪声恶化谐振腔电路的相位噪声性能,本文采用电感来偏置变容管电路。为了减少毫米波工作频段下多余金属走线的寄生效应,本文采用传输线电感来代替工艺库电感。考虑到温度对振荡器电路性能指标的影响,本文设计的压控振荡器电路留有一定裕量以确保正常工作。路场混合仿真表明,在2V电源电压、TT工艺角和27℃条件下,压控振荡器的频率调谐范围为23.2~32.7GHz,相位噪声≤-76.6dBc/Hz@100kHz,差分输出幅度大于0.6V,工作电流约为42mA,满足设计指标要求。本课题设计的宽带低相位噪声的毫米波压控振荡器经过流片验证以后,可以应用于超宽带毫米波频率源中。