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【发明授权】晶体管结构及其设计方法_香港城市大学_201510919046.8 

申请/专利权人:香港城市大学

申请日:2015-12-11

公开(公告)日:2021-01-12

公开(公告)号:CN106409829B

主分类号:H01L27/088(20060101)

分类号:H01L27/088(20060101);H01L27/02(20060101);H01L21/8234(20060101)

优先权:["20150727 US 14/809,812"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.01.12#授权;2018.07.27#实质审查的生效;2017.02.15#公开

摘要:晶体管可以被用于各种基于电子的应用。因此,晶体管效率和性能很重要。在这里根据注入锁定分频器中交叉耦合对管及对称注入晶体管连接方式,提出了一种新型晶体管结构,通过减少与晶体管组件相连的寄生电容来增加注入锁定分频器的锁定范围。

主权项:1.一种注入锁定分频器装置,包括:第一交叉晶体管,包括第一源极;第二交叉晶体管,包括第二源极,其中所述第一交叉晶体管和所述第二交叉晶体管被交叉耦合,并且其中所述第一源极和所述第二源极被连接到第一地;第一对称注入晶体管,包括第三源极;第二对称注入晶体管,包括第四源极,其中所述第三源极和所述第四源极被连接到第二地;第一节点,包括:所述第一交叉晶体管的第一漏极;所述第二交叉晶体管的第一栅极;以及所述第一对称注入晶体管的第二漏极;第二节点,包括:所述第二交叉晶体管的第三漏极;所述第一交叉晶体管的第二栅极;以及所述第二对称注入晶体管的第四漏极;以及第三节点,包括:所述第一对称注入晶体管的第三栅极;以及所述第二对称注入晶体管的第四栅极。

全文数据:晶体管结构及其设计方法技术领域[0001]本发明总体涉及晶体管。更具体地,本发明涉及增强晶体管性能。背景技术[0002]晶体管是一种用来放大和开关电子信号和电功率的半导体器件。它由半导体材料组成,带有至少三个用于连接到外部电路的端子。施加到一对晶体管端子的电压或电流改变通过另一对端子的电流。由于受控的(输出)功率可以高于控制输入功率,所以晶体管可以放大信号。一些晶体管被单独封装,更多个晶体管被嵌入到集成电路中。[0003]利用晶体管它们的能力来使用施加在它的一对端子之间的小的信号来控制另一对端子处的更大的信号。该特性被称为增益。它可以产生与较弱的输入信号成比例的较强输出信号、电压或电流;即,它可以充当放大器。可替换地,晶体管可以被用于作为电控开关来导通或切断电路中的电流,这里电流的大小由其他电路元件确定。[0004]存在两种类型的晶体管,它们在如何在电路中被使用方面具有轻微差异。双极型晶体管具有称为基极、集电极和发射极的端子。基极端子处(即,在基极和发射极之间流动)的小的电流可以控制或开关集电极端子和发射极端子之间的大得多的电流。对于场效应晶体管,端子被称为栅极、源极和漏极,并且栅极处的电压可以控制源极和漏极之间的电流。[0005]上面描述的涉及的晶体管的背景技术仅被用来提供对晶体管的背景概述,并且不意图是穷尽的。通过查看下面的详细描述,关于晶体管的其他背景可以变得更加显而易见。发明内容[0006]本文提供简化的发明内容,以帮助能够对以下更加详细的描述和附图中的示例性、非限制性的实施例的各个方面进行基本的或一般的理解。然而,该发明内容不意图来作为广泛或穷尽的概述。相反,该发明内容的目的是以简化形式呈现与一些例示性、非限制性的实施例相关的概念,作为在本公开文本随后的各个实施例的更详细描述的前奏。[0007]本发明的目的是发展一种手段,用于改进电路结构中一些特殊连接方式的晶体管的结构,有利于改进电路性能。对注入锁定分频器ILFD而言,它的锁定范围可以是锁相环PLL中的输出频率范围,对此,它能保持被锁定,并且受限于压控振荡器VC0的输出范围。锁相环是产生输出信号的控制系统,输出信号的相位与输入信号的相位相关。该振荡器产生周期性信号。相位检测器可以将该信号的相位与稳定的输入信号的相位比较,通过调节该振荡器来保持相位匹配。将输出信号返回到输入信号用于比较可以被定义为反馈环,这是因为输出可以"反馈"到输入而形成环。[0008]在锁定步骤保持输入相位和输出相位也可以保持输入频率和输出频率相同。结果,除了同步信号之外,锁相环可以追踪输入频率,或者它可以产生为输入频率数倍的频率。这些特性可以被用于计算机时钟同步、解调和频率合成。[0009]锁相环在无线电、电通信、计算机和其他电子应用中被广泛采用。他们可以被用来解调信号、从噪声信道恢复信号,产生数倍于输入频率的稳定的频率频率合成),或在例如为微处理器的数字逻辑电路中分配精确计时的时钟脉冲。由于单个的集成电路可以提供完整的锁相环模块,所以该技术被广泛使用在现代计算机设备中,它们的输出频率从几分之一赫兹到几千兆赫兹GHz。[0010]寄生电容是不可避免并且通常不希望有的电容,其仅简单地因为电子组件或电路的零件彼此邻近而存在于它们之间。低寄生和共质心(common-centroid晶体管结构注入锁定分频器(IFLD可以使得电路连线简化,减小了互连的寄生电容和电阻,减小了源极和漏极与本体的寄生电容,并且提供了固有的共质心特征,所有这些都有益于改进互补金属氧化物半导体CMOSILH的高频和宽锁定范围性能。本发明提出的晶体管结构已经被应用于65nm的CMOS技术的60GHz的ILFD设计,电源电压0.5V,电流消耗7.5mA。试验结果可以验证该ILFD具有16.9GHz的锁定范围,工作在53.8-70.7GHz而不需要变容管调谐。[0011]本发明可以被应用到高频PLL系统中的分频器链的第一级联。由于60GHz左右的频率已经被开放用于无需执照的应用,因此这样的PLL可以被使用在千兆点到点链路、无线局域网、高数据率无线个人局域网和雷达的前端系统中。在CMOS技术中,ILFD可以具有低功耗和高频性能。然而,ILFD可能受制于较窄的锁定范围。变容管Varactor可以被用在ILFD中来增大锁定范围,但是在VC0和分频器中的变容管之间的控制电压需要被同步,这显著地增加了PLL系统设计的复杂性。本发明可以使用源极被连接到地的对称注入晶体管,在一个标准射频RF晶体管单元中放置所有的有源器件。对称注入结构可以增加每个周期中的注入电流和注入时间,这可以增大锁定范围。ILH核心中的所有的有源器件可以被构建在一个新型晶体管单元上,这可以减小电感器-电容器LC回路的寄生电容,增大ILH的工作频率和锁定范围。[0012]提出的ILFD对于现有的ILFD具有若干优点,其中锁定范围最大达到60Hz的频带需求而不需要变容管调谐。所以,ILFD的宽工作频率范围可以覆盖由集成的螺旋电感或寄生电容的制程变化导致的中心工作频率的偏移。不需变容管调谐则可以简化VC0和ILH之间的PLL的控制。[0013]本文描述的系统、方法、制品以及其他实施例和实施方式可以促进增强晶体管性能并且可以与任何类型的无线电、电通信、计算机和其他电子应用设备结合实施。[0014]根据一个实施例,这里描述了一种晶体管机构,用于注入锁定分频器中,通过减小寄生电容来增大ILH的锁定范围。。该结构包括了交叉耦合的注入晶体管、对称注入晶体管以及互连节点,其中所述互连节点连接它们各自的注入晶体管的源极、漏极和栅极。[0015]这里描述了一种方法,用于改进四端口晶体管。该方法可以包括将四个晶体管改进到标准射频晶体管单元中,四个晶体管包括两个交叉耦合晶体管和两个对称注入晶体管。该交叉耦合晶体管的源极及对称注入晶体管的源极被连到地。[0016]这里描述了一种晶体管结构,用于减小寄生电容来促进的晶体管性能,增大注入锁定分频器的锁定范围。该结构包括交叉耦合晶体管,对称注入晶体管以及互连节点,其中所述互连节点包括三个源极、两个漏极和四个栅极。[0017]这些和其他实施例或实施方式在下面将参考附图更详细描述。附图说明[0018]参照下面的附图来描述本发明的非限制性和非穷尽实施例,其中除非特别指出,在所有各个视图中,相同的附图标记指代相同的组件。[0019]图1示出直接注入directinjectionCMOS锁定分频器的例示示意图。[0020]图2示出对称注入symmetryinjection锁定分频器装置的例示示意图。[0021]图3示出四端口晶体管的例示示意图。[0022]图4示出用于注入锁定分频器电路的输入灵敏度曲线的例示示意图。[0023]图5示出注入锁定分频器电路的相位噪声曲线的例示示意图。[0024]图6示出用于将四个晶体管形成到晶体管单元上的例示方法。[0025]图7示出用于将四个晶体管形成到晶体管单元上的方法的系统框图的例示示意图,其包括将对称注入晶体管源极连接到地。[0026]图8示出包括三个源极、两个漏极和四个栅极的对称注入锁定分频器的系统框图的例示示意图。[0027]图9示出包括三个源极、两个漏极和四个栅极且其中第三源极包括地的对称注入锁定分频器的系统框图的例示示意图。[0028]图10示出包括三个源极、两个漏极和四个栅极且其中第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管为NM0S晶体管的对称注入锁定分频器的系统框图的例示示意图。具体实施方式[0029]在下面的描述中,多个特定的细节被提出以提供对各个实施例的全面了解。然而,所属技术领域的技术人员将认识到,这里描述的技术可以被实施而无需一个或多个特定细节,或者带有其他方法、组件、材料等。在其它例子中,公知的结构、材料或操作未被示出或详细描述,以避免模糊某些方面。[0030]参照本说明书全文,"一个实施例"或"一实施例"意指结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此,出现在该说明书全文的各个地方的词语"在一个实施例中"、"在一个方面"或"在一实施例中"不必然指代相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。[0031]这里使用的术语"组件"、"系统"、"接口"等意图指代计算机相关实体、硬件、软件例如,在执行中)和或固件。例如,组件可以为处理器、在处理器上运行的进程、对象、可执行文件、程序、存储器件和或计算机。通过举例说明的方式,在服务器上运行的应用程序以及该服务器可以是组件。在一个进程中可以存在一个或多个组件,并且组件可以本地化在一个计算机上和或分布于两个或多个计算机之间。[0032]此外,这些组件可以通过具有存储其上的各种数据存储结构的各种计算机可读介质来执行。这些组件可以例如根据具有一个或多个数据包的信号经由本地和或远程过程来进行通信,(例如,来自与本地系统、分布式系统和或网络例如,因特网、局域网和广域网等)中的另一组件进行交互的一个组件的数据经由信号与其它系统进行通信)。[0033]作为另一个例子,组件可以为具有特定功能的装置,特定功能由通过电气或电子电路操作的机械零件提供;电气或电子电路可以被一个或多个处理器执行的软件应用或固件应用操作;一个或多个处理器可以在装置的内部或外部并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一个例子,组件可以为通过电子组件而不需要机械零件提供特定功能的装置;电子组件可以在其中包括一个或多个处理器来执行软件和或固件,软件和或固件至少部分地给予了电子组件的功能。在一方面,例如在云计算系统中,组件可以通过虚拟机来仿真电子组件。[0034]词语"例示性"和或"说明性"被用在这里来意指充当例子、实例或示例。为了避免疑惑,这里公开的主题不限于这些例子。此外,这里描述为"例示性"和或"说明性"的任何方面或设计不必然被解释为超过其他方面或设计的优选或优点,也不意指排除为所属技术领域的技术人员所公知的等效例示性结构和技术。此外,在一定程度上,术语"包括"、"具有"、"包含"和其他类似的词语被使用在详细描述或权利要求中,这样的术语被意图为包括性的(以类似于术语"包括"的方式作为开放性承接词而不排除任何附加的或其他的要素。[0035]如本文所使用的,术语"推理"或"推断"通常是指通过经事件和或数据捕获的一组观察结果,对系统、环境、用户和或意图的状态进行推理或推断的过程。捕获的数据和事件可以包括用户数据、设备数据、环境数据、来自传感器的数据、传感器数据、应用数据、隐式数据、显式数据等。例如,推断能够被用于识别特定背景或动作,或能够基于对数据和事件的考虑对感兴趣的状态产生概率分布。[0036]推断也可是指用于通过一组事件和或数据来构成较高层次事件的技术。这种推断结果使得可通过一组观察的事件和或存储的事件数据构建新的事件或动作,而无论这些事件在时间邻近上是否密切相关,以及无论这些事件或数据是否来自一个或几个事件和数据源。结合所公开的主题,能够结合进行自动和或推断的动作来采用各种分类方案和或系统(如支持向量机、神经网络、专家系统、贝叶斯置信网络、模糊逻辑以及数据融合引擎。[0037]另外,所公开的主题能够被实施为方法、设备或者制品,该方法、装置或者制品使用标准编程和或工程技术来产生软件、固件、硬件或者其组合,以控制计算机实施所公开的主题。本文使用的术语"制品"意图涵盖从任意计算机可读装置、计算机可读载体或计算机可读介质等中可访问的计算机程序。例如,计算机可读介质可以包括但不限于磁性存储装置如硬盘、软盘、磁带)、光盘如压缩盘CD、多功能数码盘DVD、蓝光光盘Blu-rayDisc™BD、智能卡、闪存装置如卡、棒、密钥驱动器keydrive和或仿真存储装置和或任意上述的计算机可读介质的虚拟装置。[0038]作为本文呈现的各个实施例的概述,为了克服上面指出的传统直接注入方案的不足和其他缺陷,在这里描述了各个实施例以促进增强晶体管性能。[0039]图1-12示出能通过改进晶体管结构来增强注入锁定分频器的锁定范围的方法。为了解释的简便,该方法或算法被描绘和描述为系列动作。应该理解,各个实施例不受限于示出的动作和或动作的次序。例如,动作可以以各种次序和或同时发生,并且带有没有在本文呈现或描述的动作。此外,为了实施该方法,可以不要求所有示出的动作。此外,该方法可以替代性地经由状态图或事件表示为系列相互关联的状态。此外,下文描述的方法能被存储在制品(例如,计算机可读存储介质)上来便利于将这样的方法传输和转移到计算。如在这里使用的,术语制品意图包括可以通过任何计算机可读装置、载体或媒介包括非瞬时性计算机可读存储介质存取的计算机程序。[0040]现在参照图1,示出直接注入金属氧化物半导体M0S晶体管100的例示示意图。传统的基于M0S晶体管开关的直流注入的电路方案在图1中示出。注入锁定振荡器可以包括交叉耦合n型M0S对102、中心抽头电感(104以及直接注入晶体管106。寄生电容吸收到LC谐振回路中。寄生电容包括交叉耦合NMOS对102的寄生电容、直接注入晶体管106的寄生电容、下一级联的负载电容以及互连金属路径的寄生电容。通过测量,锁定范围△«可以由下面的方程式1确定:[0041]lAtolmaxgc|^|方程式1[0042]其中I可以为输入信号的振幅,12可以为注入晶体管的二阶非线性系数,而C为谐振回路中的电容。因此,锁定范围可以通过减小寄生电容而得到改进。[0043]在注入晶体管M3的源极端子和漏极端子的直流DC电压为由电源电压VDD产生的电压。如果M3的栅极端子处的电压偏置Vbias也是VDD,那么M3"导通"的时间少于注入信号的周期的一半。同时,M3的源极处的寄生电容通常不同于漏极处的寄生电容。该非对称性使得ILH的性能变差。所以,为了改进ILFD的锁定范围,LC回路的寄生电容将被最小化且连接谐振回路两端的寄生电容保持对称性。锁定范围相关的第二个重要的参数在于注入功率,增大注入功率可以增大锁定范围。[0044]现在参照图2,示出对称注入锁定分频器装置的例示示意图。图2显示提出的对称ILFD的方案。对称ILFD可以采用两个注入晶体管206、208,它们的源极被连接到地218,使得注入晶体管206、208"导通"时间大于注入信号的周期的一半。注入电流还可以大于传统的直接注入晶体管的注入电流。然而,对于相同的跨导放大器gm,在注入期间,对称ILH结构的尺寸是图1中的单个晶体管的尺寸的两倍,这可以引发额外的寄生电容并减小锁定范围。[0045]对于传统的RF匪0S晶体管结构,每个晶体管被衬底包围放置在深N阱的单元中。由于晶体管一般彼此间隔开,因此掺杂到栅极区域的杂质浓度从一个区域到另一个区域会有不同。所以在这些晶体管之间能发生阈值电压差异,这也能导致电路的不对称,使得电路不能像设计期望的那样工作。[0046]图2的对称ILH可以包括交叉耦合NM0S晶体管202、204以及对称注入晶体管206、208,它们共享公共节点源极端口被连接到地218。交叉耦合匪0S晶体管202的漏极,交叉耦合NM0S晶体管204的栅极,对称注入晶体管206的漏极,它们被连到节点210。此外,交叉耦合匪0S晶体管204的漏极,交叉耦合NM0S晶体管202的栅极,以及对称注入晶体管208的漏极,它们被连到节点212。对称注入晶体管206、208的栅极被连到节点214。所以,晶体管可以以下面的方式共享端口来减小寄生接合电容。[0047]第一交叉晶体管202可以包括第一源极。第二交叉晶体管204可以包括第二源极,其中第一交叉晶体管202和第二交叉晶体管204被交叉耦合,并且其中第一源极和第二源极被连接到第一地216。第一交叉晶体管202和第二交叉晶体管204的交叉连接可以是仅有的交叉连接,这可以限制寄生电容。第一对称注入晶体管206可以包括第三源极,并且第二对称注入晶体管可以包括第四源极,其中第三源极和第四源极可以被连接到第二地218。第一对称注入晶体管206和第二对称注入晶体管208可以共享公共节点,并且所有的源极端口可以被连接到第二地218。第一节点210可以包括第一交叉晶体管202的第一漏极、第二交叉晶体管204的第一栅极以及第一对称注入晶体管206的第二漏极。第二节点212可以包括第二交叉晶体管204的第三漏极、第一交叉晶体管202的第二栅极以及第二对称注入晶体管208的第二漏极。第三节点214可以包括第一对称注入晶体管206的第三栅极以及第二对称注入晶体管208的第四栅极。[0048]现在参照图3,示出四端口晶体管的例示示意图。图3表示如图2所示的例示重构的4端口晶体管,此时晶体管202、204、206、208的宽度和栅极数量相同。01«3工艺的主要层可以参照对图3的说明,如下:NW是N型讲,PW是P型讲,0D是用于器件的薄氧化层,P0是用于晶体管的栅极的多晶硅,C0是将形成晶体管的0D或P0的接触窗口,MM1是第一层金属,VIA1是丽2和丽1之间的接触孔,丽2是第二层金属,VIA2是丽3和丽2之间的接触孔,并且丽3是第三层金属。[0049]重构的晶体管可以包括三个源极S1、S2和S3,两个漏极D1和D2以及四个栅极G1、G2、G3和G4。晶体管202、206的漏极和晶体管204的栅极可以通过接触VIA1和金属层被直接连接到节点210,然后离开(引出)晶体管单元。晶体管204、208的漏极和晶体管202的栅极可以通过接触VIA1和金属层被直接连接到节点212,然后离开晶体管单元。晶体管204、208的漏极和晶体管202的栅极可以通过接触多晶硅层被直接连接到节点214,然后离开晶体管单JL〇[0050]如果使用传统的方法单独晶体管来实现相同的布局,则需要四个单独的源极和漏极需要被连接。采用重构的晶体管,可以减少一半的晶体管206、208的漏极,反之传统的方法需要被连接的四个单独的源极和漏极。此外,晶体管202、204的栅漏交叉连接没有包含额外的线路和互连线的重叠。所以,寄生电容可以从节点210、212、214中最小化。因此,重构的晶体管的ILFD的布局可以被简化来减小寄生电容,从而改进ILFD的锁定范围。[0051]参照图4,示出用于注入锁定分频器装置的输入灵敏度曲线的例示示意图。图4包括随分频器电路的频率变化的最小输入功率,这可由电路仿真得到。偏置电压可以被设置为0.5V,这可以等于电源的电压。当输入信号为OdBm时,该ILFD电路可以锁定的范围从53.8GHz到70.7GHz范围内工作。因此,ILFD电路可以在62.25GHz的中心频率并且以大约27.15%频率锁定范围进行工作。[0052]参照图5,示出注入锁定分频器电路的相位噪声曲线的例示示意图。图5示出在没有接收输入信号的状态下,随ILH的偏移频率变化的相位噪声的曲线图。如所示,当偏移频率为1MHz时,相位噪声为大约-99.9dBcHz。[0053]参照图6,示出用于将四个晶体管形成到晶体管单元上的例示方法。在要素600,包括第一交叉晶体管和第二交叉晶体管以及第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管的四端口晶体管可以被形成。在要素602,第一交叉晶体管的第一漏极、第一对称注入晶体管的第二漏极以及第二交叉晶体管的第一栅极可以被连接到第一端口。晶体管可以共享漏极端寄生电容。在要素604,第一对称注入晶体管的第二栅极和第二对称注入晶体管的第三栅极可以被连接到第二端口。进一步地,在要素606,第二交叉晶体管的第三漏极、第二对称注入晶体管的第四漏极以及第一交叉晶体管的第四栅极可以被连接到第三端口。在要素608,第一交叉晶体管的第一漏极可以与第二交叉晶体管的第一栅极可以被交叉连接;并且在要素610,第二交叉晶体管的第三漏极和第一交叉晶体管的第四栅极可以被交叉连接。[0054]参照图7,示出包括将对称注入晶体管源极连接到地的用于将四个晶体管形成到晶体管单元上的方法的系统框图的例示示意图。在要素700,包括第一交叉晶体管和第二交叉晶体管以及第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管的四端口晶体管可以被形成。在要素702,第一交叉晶体管的第一漏极、第一对称注入晶体管的第二漏极以及第二交叉晶体管的第一栅极可以被连接到第一端口。晶体管可以共享漏极端口寄生电容。在要素704,第一对称注入晶体管的第二栅极和第二对称注入晶体管的第三栅极可以被连接到第二端口。进一步地,在要素706,第二交叉晶体管的第三漏极、第二对称注入晶体管的第四漏极以及第一交叉晶体管的第四栅极可以被连接到第三端口。在要素708,第一交叉晶体管的第一漏极可以与第二交叉晶体管的第一栅极被交叉连接;并且在要素710第二交叉晶体管的第三漏极和第一交叉晶体管的第四栅极被交叉连接。在要素712,第一对称注入晶体管的第一源极和第二对称注入晶体管的第二源极被连接到地。[0055]参照图8,示出包括三个源极、两个漏极和四个栅极的对称注入锁定分频器的系统框图的例示示意图。在要素800,包括第一源极的第一交叉晶体管可以被形成。在要素802,包括第二源极的第二交叉晶体管可以被形成,其中第一交叉晶体管和第二交叉晶体管被交叉耦合,并且其中第一源极和第二源极可以被连接到第一地。第一交叉晶体管和第二交叉晶体管的交叉连接可以为仅有的交叉连接,这可以限制寄生电容。在要素804,第一对称注入晶体管可以被形成,并且在要素806,第二对称注入晶体管可以被形成,其中第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管共享第三源极。在要素808,第一节点可以被形成,在要素810,其可以包括第二交叉晶体管的第一栅极,并在要素812,可以包括第一漏极,其中第一交叉晶体管和第一对称注入晶体管可以共享第一漏极。在要素814,第二节点可以被形成,在要素816,其可以包括第一交叉晶体管的第二栅极,并且在要素818,其可以包括第二漏极,其中第二交叉晶体管和第二对称注入晶体管共享第二漏极。在要素820,第三节点可以被形成,在要素822,其可以包括第一对称注入晶体管的第三栅极,并且在要素824,其可以包括第二对称注入晶体管的第四栅极。[0056]参照图9,示出包括三个源极、两个漏极和四个栅极且其中三个源极包括地的对称注入锁定分频器的系统框图的例示示意图。在要素900,包括第一源极的第一交叉晶体管可以被形成。在要素902,包括第二源极的第二交叉晶体管可以被形成,其中第一交叉晶体管和第二交叉晶体管被交叉耦合,并且其中第一源极和第二源极可以被连接到第一地。第一交叉晶体管和第二交叉晶体管的交叉连接可以为仅有的交叉连接,这可以限制寄生电容。在要素904,第一对称注入晶体管可以被形成,并且在要素906,第二对称注入晶体管可以被形成,其中第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管共享第三源极。[0057]在要素908,第一节点可以被形成,在要素910,其可以包括第二交叉晶体管的第一栅极,并且在要素912,可以包括第一漏极,其中第一交叉晶体管和第一对称注入晶体管可以共享第一漏极。在要素914,第二节点可以被形成,在要素916,其可以包括第一交叉晶体管的第二栅极,并且在要素918,其可以包括第二漏极,其中第二交叉晶体管和第二对称注入晶体管共享第二漏极。在要素920,第三节点可以被形成,在要素922,其可以包括第一对称注入晶体管的第三栅极,并且在要素924,其可以包括第二对称注入晶体管的第四栅极。进一步地,在要素926,第三源极可以包括地。[0058]参照图10,示出包括三个源极、两个漏极和四个栅极且其中第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管可为N型金属氧化物半导体场效应匪0S晶体管的对称注入锁定分频器的系统框图的例示示意图。在要素1000,包括第一源极的第一交叉晶体管可以被形成。在要素1002,包括第二源极的第二交叉晶体管可以被形成,其中第一交叉晶体管和第二交叉晶体管可以被交叉耦合,并且其中第一源极和第二源极可以被连接到第一地。第一交叉晶体管和第二交叉晶体管的交叉连接可以为仅有的交叉连接,这可以限制寄生电容。[0059]在要素1004,第一对称注入晶体管可以被形成,并且在要素1006,第二对称注入晶体管可以被形成,其中第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管共享第三源极。在要素1008,第一节点可以被形成,在要素1010,其可以包括第二交叉晶体管的第一栅极,并且在要素1012,可以包括第一漏极,其中第一交叉晶体管和第一对称注入晶体管可以共享第一漏极。在要素1014,第二节点可以被形成,在要素1016,其可以包括第一交叉晶体管的第二栅极,并且在要素918,其可以包括第二漏极,其中第二交叉晶体管和第二对称注入晶体管共享第二漏极。在要素1020,第三节点可以被形成,在要素1022,其可以包括第一对称注入晶体管的第三栅极,并且在要素1024,其可以包括第二对称注入晶体管的第四栅极。进一步地,在要素1026,第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管可以为NM0S晶体管。[0060]本发明的所示实施例的以上描述包括摘要中描述的内容不意图穷尽的或将所公开的实施例限制为所公开的具体形式。虽然在这里处于示例性的目的描述了特定实施例和示例,然而相关技术领域的技术人员能够认识到,在这些实施例和示例的范围内考虑的各种变型是可行的。[0061]就这一点而言,虽然在这里结合各种实施例和相应附图描述了主题,在适用情况下,应当理解在不偏离主题的情况下,能够使用其它类似的实施例或能够对所描述的实施例作出变型和添加以进行与所公开的主题相同、相似、替代或可替换的功能。因此,所公开的主题不应当局限于这里描述的任何单一实施例,而应当根据下文所附权利要求书的广度和范围来理解。

权利要求:1.一种晶体管结构,包括:第一交叉晶体管,包括第一源极;第二交叉晶体管,包括第二源极,其中所述第一交叉晶体管和所述第二交叉晶体管被交叉耦合,并且其中所述第一源极和所述第二源极被连接到第一地;第一对称注入晶体管,包括第三源极;第二对称注入晶体管,包括第四源极,其中所述第三源极和所述第四源极被连接到第二地;第一节点,包括:所述第一交叉晶体管的第一漏极;所述第二交叉晶体管的第一栅极;以及所述第一对称注入晶体管的第二漏极;第二节点,包括:所述第二交叉晶体管的第三漏极;所述第一交叉晶体管的第二栅极;以及所述第二对称注入晶体管的第四漏极;以及第三节点,包括:所述第一对称注入晶体管的第三栅极;以及所述第二对称注入晶体管的第四栅极。2.根据权利要求1所述的结构,其中所述第一对称注入晶体管和所述第二对称注入晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。3.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一交叉晶体管和所述第二交叉晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。4.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一对称注入晶体管、所述第二对称注入晶体管、所述第一交叉晶体管以及所述第二交叉晶体管被形成在单个晶体管单元上。5.根据权利要求1所述的装置,进一步包括:电感器,其中在所述电感器的中点存在电触点。6.根据权利要求5所述的装置,其中所述电感器为标准电感器。7.根据权利要求5所述的装置,其中所述电感器为对称电感器。8.根据权利要求1所述的装置,其中所述第一交叉晶体管和所述第二交叉晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。9.一种方法,包括:形成包括第一交叉晶体管、第二交叉晶体管、第一对称注入晶体管和第二对称注入晶体管的四端口晶体管;连接所述第一交叉晶体管的第一漏极、所述第一对称注入晶体管的第二漏极和所述第二交叉晶体管的第一栅极到第一端口;连接所述第一对称注入晶体管的第二栅极和所述第二对称注入晶体管的第三栅极到第二端口;连接所述第二交叉晶体管的第三漏极、所述第二对称注入晶体管的第四漏极以及第二交叉晶体管的第四栅极到第三端口;交叉连接所述第一交叉晶体管的所述第一漏极与所述第二交叉晶体管的所述第一栅极;并且交叉连接所述第二交叉晶体管的所述第三漏极与所述第一交叉晶体管的所述第四栅极。10.根据权利要求9所述的方法,进一步包括:连接所述第一对称注入晶体管的第一源极和所述第二对称注入晶体管的第二源极到地。11.根据权利要求10所述的方法,进一步包括:连接所述第一交叉晶体管的第三源极和所述第二交叉晶体管的第四源极到另一地。12.根据权利要求9所述的方法,进一步包括:连接所述第一交叉晶体管的第一源极和所述第二交叉晶体管的第二源极到地。13.根据权利要求9所述的方法,其中所述形成的步骤包括将所述第一交叉晶体管、所述第二交叉晶体管、所述第一对称注入晶体管和所述第二对称注入晶体管设计到一个标准射频晶体管单元中。14.根据权利要求9所述的方法,进一步包括:连接所述第一端口和所述第三端口到电感器。15.根据权利要求14所述的方法,其中所述电感器包括在所述电感器中点处的电触点。16.-种方法,包括:形成包括第一源极的第一交叉晶体管;形成包括第二源极的第二交叉晶体管,其中所述第一交叉晶体管和所述第二交叉晶体管被交叉耦合,并且其中所述第一源极和所述第二元件被连接到第一地;形成第一对称注入晶体管;形成第二对称注入晶体管,其中所述第一对称注入晶体管和所述第二对称注入晶体管共享第三源极;形成第一节点,包括:所述第二交叉晶体管的第一栅极;以及第一漏极,其中所述第一交叉晶体管和所述第一对称注入晶体管共享所述第一漏极;形成第二节点,包括:所述第一交叉晶体管的第二栅极;以及第二漏极,其中所述第二交叉晶体管和所述第二对称注入晶体管共享所述第二漏极;并且形成第三节点,包括:所述第一对称注入晶体管的第三漏极;以及所述第二对称注入晶体管的第三栅极。17.根据权利要求16所述的方法,其中所述第三源极包括地。18.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一对称注入晶体管和所述第二对称注入晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。19.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一交叉晶体管和所述第二交叉晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

百度查询: 香港城市大学 晶体管结构及其设计方法

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