关于class-c vco的基础理论（一）
作者：互联网
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本贴主要是基于论文（Class-C Harmonic CMOS VCOs, With a General Result on Phase Noise，可以去我的主页下载）的翻译和总结
图片添加比较麻烦，可以直接下载word文档以及参考论文，欢迎讨论
希望给后来的初学者一点帮助
Class-C Harmonic CMOS VCOs
Class c 加了反馈k（降低Vbias），
尾电流源和尾电容（容纳寄生电容 并保证饱和区 同时滤去高频噪声，允许大尺寸的MT）
好处，
小的导通角导致了脉冲电流，造成了直流电流转化为基波电流的效率，理论上相同的dc电流，可以提高3.9db相噪，或者同样的相噪水平，节约36%的电流
反馈网络使栅端电压的偏置小于谐振腔共模电压，更难导通
Class-C Harmonic CMOS VCOs, With a General
Result on Phase Noise
- 3.9db的幅度提高，相同相噪，更少电流
- 尾电流源抑制，无寄生节点
- 时变相噪方程 时变振荡器稳定性分析
- 证明一个通用的振荡器相噪方程
设计核心1.大的尾电容2.核心晶体管工作在饱和区？3.dc配置可移动，大的振荡幅度。 是colpitts和lc tank的结合
Class c也会对幅度不稳定，提出稳定结构
Section 2 从colpitts不断改进，演变为类似于lc振荡器的过程
Section 3 对比普通差分对和classc
结论一：核心晶体管的等效噪声只和谐振腔泄露和振荡器拓扑有关（即在何处注入电流以及反馈多少控制电压）
Class c结构
加了反馈k，尾电流源和尾电容
s端电压不变，反馈使栅端电压下降，vgs直流电压下降，则更难导通
导通角大幅下降，基频电流变大，基频电压幅度变大
同时噪声注入的时间下降
有利于噪声
如不能保证其工作在饱和区，优势不再存在吗，相噪甚至更加恶化
- 基波电流摆幅下降，振荡器摆幅下降，谐振腔Q 未下降
- 相噪恶化源于有效噪声的增加
大幅增加的有效ism
尾电容对普通lc振荡器不好，但对class c 型有效，建立脉冲型电流，保证mos在饱和区，但是浅入线性区并不会造成相噪大幅恶化（section 5）
- 大的尾电容让源端电压稳定，提供额外电流，避免进入线性区
振幅受限
正常差分lc振荡器：
考虑速饱，小的vsat意味着更大的振幅（比class c大）
但Vsat不能选很小的
1、为了避免1/f^2噪声，尾电流源跨导要小，意味着大的过驱动电压，和大大的Vsat
2、为了避免1/f噪声引起的1/f^3噪声，尾电流源的长要远大于最小尺寸，那么宽也要变大
但是为了避免大的寄生电容，又需要小的w，即寄生电容（小）和Vsat（小）进行妥协
结论
Classc 无需考虑这些，大的尾电容滤除高频噪声，同时也在共源节点上容纳所有寄生电容（包括漏栅，漏衬电容），可以放一个长的vsat小于100mv的尾电流源
对比两者，相同的电压摆幅，class c消耗更少的电流，同时没有寄生节点
Section 4 幅度稳定性
如尾电容过大，会出现近正弦波低频幅度调制，继续增大则 squegging
介绍方法来估算保证稳定性的最大尾电容
幅度稳定性分析流程：计算小信号边带调频的环路增益，应用巴克豪森条件
（相位180时，幅度增益大于1）
Section 5
由于速度饱和效应，较低的漏端电压，浅入线性区，相噪不会大幅恶化
栅端偏置电压可以很低，来保证足够的摆幅
实现两种基于rc与变压器的class c
附录1
具体推导等效噪声，普遍情况
标签：相噪,Class,电容,噪声,vco,基础理论,振荡器,电流,class 来源： https://blog.csdn.net/weixin_42110455/article/details/116568040