由RTD／MOSFET构成的新型振荡电路

第２８卷第２期　半导体学报　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．２　２００７年２月　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＥＭＩＣ０ＮＤＵＣＴＯＲＳ　Ｆｅｂ。．２００７　由ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ构成的新型振荡电路＊　王　伟　牛萍娟　郭维廉　于　欣　张世林　（１天津工业大学信息与通讯学院，天津３００１６０）　（２天津大学电子信息工程学院，天津３０００７２）　摘要：基于一种新型的振荡机制，利用共振隧穿二极管（ＲＴＤ）固有的负阻和双稳特性，与ＭＯＳＦＥｑ、器件相结合，　首次实现了工作频率约为２５ＭＨｚ的ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ高频振荡电路．文章首先从理论上深人分析了该电路的振荡　机理，然后通过高级设计系统（ＡＤＳ）软件仿真和实验验证了此振荡电路的正确性．该电路的实现有望解决传统的　基于ＲＴＤ的振荡电路的功率限制问题，如果进一步用高电子迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）等高频、高速器件取代ＭＯＳ．　ＦＥＴ，可以在很大程度上提高这一电路的工作频率，并可实现ＲＴＤ／ＨＥＭＴ的单片集成．因此该振荡电路在微波和　射频领域具有广阔的应用前景．　关键字：ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ串联单元；振荡器；ＡＤＳ电路仿真　ＥＥＡＣＣ：２５６０Ｊ　中图分类号：ＴＮ３１３．２　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３－４１７７（２００７）０２－０２８９．０５　１　引言　２电路原理与仿真　随着现代电信系统和现代雷达系统的出现，我　ＲＴＤ／Ｍ０ＳＦＥＴ振荡器的电路结构如图１所　们需要在特定的载波频率点建立稳定的谐波调制以　示，其核心是ＲＴＤ与ｎＭＯＳＦＥＴ的串联单元结构，　便为调制和混频创造必要条件．早期的载波频率大　在ＭＯＳＦＥＴ的栅源间，除Ｍ０Ｓ的寄生电容外，另　部分处于１ＭＨｚ至１ＧＨｚ的低端，而现代射频系统　外增加一个栅源电容Ｃ　，通过其充放电过程调节　的载波却常常超过ＧＨｚ．这就需要能够产生稳定　栅源电压．在ＭＯＳＦＥＴ的栅极增加一个电感，主要　的、单频正弦波信号的特殊振荡电路．共振隧穿二极　起到限制电流突变的作用，并且可以与电容Ｃ　产　管（ＲＴＤ）具有电压低、功耗低和节省器件等优点，　生谐振．图２为振荡器的工作原理图，作为驱动器件　而且实验测得ＲＴＤ具有可达７１２ＧＨｚ＿ｌ１　的最高工　的ＲＴＤ／－Ｖ特性曲线沿电压轴的正向绘制，作为　作频率和１．５ｐｓ　］超高速的开关特性，这些特性使　负载器件的ＭＯＳＦＥＴ的，．　曲线反向绘于图中　得ＲＴＤ在高频、高速的数字与模拟电路的应用中　（图中只给出了对应于不同栅压的两条主要工作的　具有很大的吸引力．而且其固有的负阻、双稳特性使　其成为射频与微波振荡电路的最富期望的器件．对　于ＲＴＤ振荡电路的研究已初步取得成果，如ＲＴＤ　负阻区的小信号微带振荡电路ｌ＿３］、多谐振荡电路　］、　Ｔ　ＲＴＤ／ＨＢＴ构成的环形振荡器电路　等．近来，文　献Ｅ６］通过电路仿真的方法提出了一种新型的基于　负阻振荡机制的ＲＴＤ振荡电路，它利用了ＲＴＤ与　高电子迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）串联结构模拟出了　ＲＴＤ从峰值到谷值的大信号振荡电路．本文正是在　此电路原理的基础上，利用模拟和实验首次实现了　图１　ＲＴＤ／Ｍ０ｓＦＥＴ振荡器电路结构　ＲＴＤ与ＭＯＳＦＥＴ结合的串联振荡电路，这一电路　Ｆｉｇ．１　Ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ　ｏｓｃｉｌ・　的实现有望解决传统的基于ＲＴＤ的微带振荡电路　ｌａｔｏｒ　的功率限制问题．　＊国家自然科学基金资助项目（批准号：６０５３６０３０）　十通信作者．Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｗｅｉｗｗ３３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃａ　２００６—０７—１５收到，２００６—０８—２４定稿　⑥２００７中国电子学会　维普资讯 http://www.cqvip.com

半导体学报　第２８卷　图２　ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ振荡器的工作原理图　Ｆｉｇ．２　Ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　负载线ａ和ｂ）．工作过程为：当初始栅压　由零　逐渐升高时，工作点由Ｄ—Ａ移动，ＭＯＳ负载线由　ｂ逐渐变到ａ，同时电容Ｃ　充电，这一过程ＲＴＤ与　ＭＯＳ负载线交于其第一正阻区，ＲＴＤ两端处于低　电平的工作状态；当到达Ａ点，此时使　电压稳　定，ＭＯＳ管的源漏电流，　刚好超过ＲＴＤ的峰值电　流，　时，ＲＴＤ的工作区由第一正阻区跳变到第二　正阻区，ＲＴＤ的电压由低电平跳变到高电平，工作　点由Ａ—Ｂ；由于　保持不变，而ＲＴＤ的电压增大　△　（＝Ｖ　一Ｖ　），使得　下降△　，电容Ｃ　开始　放电，如果△　足够大使得ＭＯＳ的负载线由ＭＯＳ　的ａ曲线变化到ｂ曲线，那么工作点将由Ｂ—Ｃ；此　时由于工作点处的负载线ｂ低于ＲＴＤ的谷值电　流，因此工作点由Ｃ—Ｄ，ＲＴＤ的电压下降一个△　（＝Ｖｃ—ＶＤ），由于　不变，　。将增大△　，电容　又会充电，ＭＯＳ负载线由ｂ变到ａ，工作点由Ｄ又　回到Ａ，完成了一个周期的工作过程．在一定意义　上，接人的ＲＴＤ起到了负反馈的作用．ＲＴＤ的开　关时间一般在皮秒数量级上，而选用的Ｃ　。与Ｌ构　成的充放电时间远大于ＲＴＤ的开关时间，因此可　以认为ＲＴＤ由Ａ—Ｂ和由Ｃ—Ｄ的跳变过程，电容　电压基本保持不变．图２下方画出了一个周期内输　出电压变化与时间的关系曲线，其中时间ｔ　和ｔｓ　由电路中的电容和电感充放电的时间常数决定，ｔｚ　和ｔ　由ＲＴＤ的开关时间决定，振荡输出波形并非　严格的正弦波，但通过调节Ｃ　。与Ｌ的充放电时间　常数，可以调整振荡波形以接近正弦波．由此看出，　此电路在初始加一个激励　，然后　保持不变，　且满足两个必要条件：（１）稳定时　的值应恰好能　使ＭＯＳＦＥＴ的直流，　的值超过ＲＴＤ的峰值电流　，。；（２）ＲＴＤ的电压跳变幅度△　足够大，能够使得　变化，从而使ＭＯＳ的，　。从超过ＲＴＤ峰值的负　载线跳变到低于ＲＴＤ谷值的负载线，就会在输出　端　。　产生周期性振荡．而且其中的ＭＯＳＦＥＴ可以　用具有类似电压一电流特性的电压控制型器件（如　ＨＥＭＴ）所取代．　在此原理的基础上，本文利用美国Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｔｅｃｈ　ｎｏｌｏｇｙ公司的Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｙｓｔｅｍ软件　（简称ＡＤＳ）进行了电路模拟，对其振荡的可行性作　了进一步分析．ＡＤＳ是微波电路强有力的辅助设计　软件，和普通的ＳＰＩＣＥ分析软件相比，除了具有一　般ＳＰＩＣＥ软件所具有的各种模拟分析方法，它还有　精确的传输模型和各种微波部件模型，适于高频、高　速器件的模拟．在模拟的过程中，ＲＴＤ的模型采用　了文献［７３中的交流小信号等效电路模型（如图３所　示），Ｃａ代表ＲＴＤ的本征电容，并考虑到串联电感　Ｌ　和串联电阻Ｒ。的影响．这里为了与实际吻合，采　用文献／－８］的交流参数，取Ｃ　＝１．０１×１０　。Ｆ，Ｒ　＝　８Ｑ，Ｌ。＝１．０７×１０Ｉ１　Ｈ，ＲＴＤ的直流特性采用　Ｓｃｈｕｍａｎ等人＿＿９　提出的基于物理意义的电流．电压　方程，且与本实验所用的实际ＲＴＤ的直流特性拟　合得基本一致．在ＡＤＳ中ＲＴＤ直流部分采用ＳＤＤ　（ｓｙｍｂｏｌｉｃａｌｌｙ　ｄｅｆｉｎｅｄ　ｄｅｖｉｃｅｓ）器件实现基于方程　自定义的非线性电压控制电流（ＶＣＣＳ）．ＭＯＳＦＥＴ　采用ＡＤＳ的内部模型，对参数进行了修改以符合本　文实际测试的参数．　图３　ＲＴＤ的等效电路模型　Ｆｉｇ．３　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ＲＴＤ　振荡电路瞬态仿真结果如图４所示，这里　ａａ　：１．３３Ｖ，Ｖｂ＝１．８Ｖ，Ｌ＝２００ｎｉｌ，Ｃｇ。＝２２ｐＦ．图中　纵坐标　一　。　为ＭＯＳＦＥＴ的栅压与输出电压　差，即ＭＯＳ的栅源电压．　一　。　为　与输出电　压差，　。　为输出电压，也就是ＲＴＤ两端的电压，从　图中可以看出　。　的波形与图２中理论分析波形一　致．该电路在直流条件下输出电压和ＭＯＳ的栅源　电压同时产生等幅振荡，模拟振荡频率约为　４００ＭＨｚ．振荡电路电流．电压轨迹曲线的模拟结果　如图５所示．　在仿真的过程中改变电感Ｌ的值对振荡的频率　产生很大的影响，Ｌ越小振荡的频率越大，波形可由　维普资讯 http://www.cqvip.com

＞／Ｉｌ　．　＞／Ｉｌ　．　＞／ＩＩ　第２期　王　伟等：　由ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ构成的新型振荡电路　ｔ／ｎｓ　图４振荡器电路模拟波形图　Ｆｉｇ．４　Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｗａｖｅｆｏｒｍｓ　ｏｆ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　图５振荡器电路模拟电流－电压轨迹曲线　Ｆｉｇ．５　Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ，－Ｖ　ｌｏｃｕｓ　ｏｆ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　方波逐渐趋于正弦波．因此本文同时还对Ｌ和ｃ　与　振荡频率的关系进行了模拟，结果如图６所示，振荡　频率随Ｌ的减小而大幅增大，而对于电容ｃ　的变　化，则是随ｃ　的增大略有减小．因此设计时可通过减　小Ｌ来提高振荡的频率，但这种频率调节在实际中　还会受到ＭＯＳＦＥＴ的最高工作频率的限制．　图６　电感、电容与振荡器频率的关系　Ｆｉｇ．６　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｏｕｔｐｕｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　３　电路实现　根据以上的分析与模拟我们采用了ＲＴＤ与　ＭｏＳＦＥＴ构建出了该振荡电路．ＲＴＤ采用ＡｌＡｓ／　Ｉｎ…７Ｇａ　３Ａｓ／ＡｌＡｓ的单势阱双势垒结构（ＤＢＳ），　势阱中采用了Ｉｎ　Ｇａ　。Ａｓ，是为了使开启电压　。　和峰值电压　。降低；为了提高电流峰谷比ＰＶＣＲ，　在Ｅ和ｃ区引入了Ｉｎ…７Ｇａ　３Ａｓ子阱（ｓｕｂｗｅｌ１），　使３维对２维共振隧穿变成２维对２维共振隧　穿口　，为了减小开启电压　。与峰值电压　，Ｅ区　掺杂浓度为８×１０　ｃｍ．ＲＴＤ的生长采用分子束　外延（ＭＢＥ）工艺，所得ＲＴＤ的峰值电压　为　０．３１Ｖ，谷值电压　为０．６５Ｖ，峰值电流，　为　２．３ｍＡ，谷值电流，　为ｌｍＡ，峰值电流密度为　７５００Ａ／ｃｍ　，电流峰谷比ＰＶＣＲ约为２．３：１，该　ＲＴＤ的负阻ｌ尺　ｌ约为２６２１２．其直流，．　特性如图　７所示．ＭＯＳＦＥＴ选择了３ＤＯ耗尽型场效应管，其　，．　特性如图８所示．由图７和图８可以看出，当　ＭＯＳＦＥＴ的栅压为Ｖ　＝１．４Ｖ时，，ａ　在漏源电压　Ｖ　＝１Ｖ处刚好超过ＲＴＤ的，。，因此理论上　选取１．３Ｖ左右（＝Ｖａ　＋Ｖ。），Ｖ　选取１．４Ｖ左右，　图７实际ＲＴＤ的，．　特性　：０．２Ｖ／格，Ｙ：１ｍＡ／格　Ｆｉｇ．７　Ｍｅａｓｕｒｅｄ　ＲＴＤ，－Ｖ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　Ｘ：０．２ｖ／　ｄｉｖ，Ｙ：ｌｍＡ／ｄｉｖ　图８实际ＭＯＳＦＥＴ的，．　特性　：０．ＺＶ／格，Ｙ：１ｍＡ／格，　０．２Ｖ／阶梯　Ｆｉｇ．８　Ｍｅａｓｕｒｅｄ　ＭＯＳＦＥＴ，一Ｖ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　０．２Ｖ／ｄｉｖ，Ｙ：ｌｍＡ／ｄｉｖ，０．２Ｖ／ｓｔｅｐ　维普资讯 http://www.cqvip.com

２９２　半导体学报　第２８卷　Ｃ　和Ｌ须根据仿真结果多次尝试，由于Ｌ的值为　ｎＨ数量级，而且振荡电路工作在ＭＨｚ域，因此电　４　结论　路的寄生参数对电感电容值的影响很大．电路实验　得到Ｖｄｄ＝１．３３Ｖ，Ｖｂ＝１．２７Ｖ，Ｃｇ　＝２２ｐＦ，Ｌ＝　２００ｎＨ产生振荡，得到振荡电路的输出结果如图９　所示．　图９　由ＲＴＤ／ＭｏＳＦＥＴ构成的振荡电路的实测波形输出　Ｘ：２０ｎｓ／格，Ｙ：５０ｍＹ／格　Ｆｉｇ．９　Ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｏｕｔｐｕｔ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ＲＴＤ／Ｍ０ＳＦＥＴ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　：２０ｎｓ／ｄｉｖ，Ｙ：５０ｍＶ／ｄｉｖ　由图９可以看出，输出振荡波形的频率大约为　２５ＭＨｚ，振荡幅度约为０．１５Ｖ，其波形不是严格的　正弦波，而是在一个周期中，上升阶段分为两个阶　段，下降阶段分为两个阶段，这正与前面原理部分讨　论的由电容和电感充放电过程和ＲＴＤ开关时间所　决定的充放电时间一致．产生振荡的电路频率和电　压幅值与理论和仿真结果有一定的偏差，这主要是　由于电路中存在很大的寄生电感和电容，它们已经　接近电路中所接电感与电容的数量级，根据射频电　路分析理论［１　，在ＭＨｚ域的电路中传输线的分布　参数对电感和电容产生的影响很大，因此导线传输　可以造成很大的电压衰减．对于振荡电路的最高工　作频率，除了与电路中电容和电感的充放电时间有　关，一般而言，电路的工作频率由电路中所使用最低　频率的器件所决定．我们知道，ＲＴＤ的工作频率最　高可达７１２ＧＨｚ，而此电路的工作频率远低于这一　数量级，这主要是由于电路中ＭＯＳＦＥＴ的工作频　率相对较低，若要提高频率，则可以使用与ＲＴＤ工　作频率匹配的高频高速的电压控制的三端器件如　ＨＥＭＴ等，可使频率大大提高，工作于ＧＨｚ域，而　且可以实现ＲＴＤ／ＨＥＭＴ的单片集成．　本文基于一种新型的振荡机制，利用共振隧穿　器件固有的负阻和双稳特性，与ＭＯＳＦＥＴ器件相　结合，首次实现了工作频率为２５ＭＨｚ，振荡幅度为　０．１５Ｖ的ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ高频振荡电路．本文首先　从理论上深入分析了该电路的振荡机理，而且通过　ＡＤＳ软件仿真验证了分析的正确性，并实现了此振　荡电路．这一电路的实现有望解决传统的基于ＲＴＤ　振荡电路的功率限制问题，如果进一步用ＨＥＭＴ等　高频、高速的电压控制器件取代ＭＯＳＦＥＴ，同时对　电路中寄生参数进行优化，可以在很大程度上提高　这一电路的工作频率，使该振荡电路用于微波和射　频通信领域的收发系统中，从而具有广阔的应用前　景．　参考文献　［１］　Ｂｒｏｗｎ　Ｅ　Ｒ，Ｓｏｄｅｒｓｔｒｏｍ　Ｊ　Ｒ，Ｐａｒｋｅｒ　Ｃ　Ｄ，ｅｔ　ａ１．Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ　ｕｐ　ｔｏ　７１２ＧＨｚ　ｉｎ　ＩｎＡｓ／ＡＩＳｂ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｄｉｏｄｃｓ．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，１９９１，５８：２２９１　［２］Ｓｈｉｍｉｚｕ　Ｎ，Ｎａｇａｔｓｕｍａ　Ｔ，Ｗａｈｏ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．ＩｎＧａＡｓ／ＡＩＡｓ　ｒｅｓｏ．　ｎａｎｔ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｄｉｏｄｅｓ　ｗｉｔｈ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　１　５ｐｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｌｅｔｔ，１９９５，３１（１９）：１６９５　［３］Ｑｉａｎ　Ｂｏｓｅｎ　Ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｄｅｖｉｃｅ＆ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐ．　ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｔｉａｎｊｉｎ：Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，１９９３：１６２（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［钱博森　负阻器件、负阻电路及其应用．天津：天津　大学出版社，１９９３：１６２］　［４］Ｄｏｙｌ　Ｊ　Ｍ　Ｐｕｌｓｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ．Ｈａｌｌ　Ｉｎｃ，１９７３　［５］Ｌｉｎ　Ｃ　Ｈ，Ｙａｎｇ　Ｋ，Ｅａｓｔ　Ｊ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｒｉｎｇ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　ｕｓｉｎｇ　ａｎ　ＲＴＤ・ＨＢＴ　ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｋｏｒｅａｎ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００１，３９（３）：５７２　［６］　Ｍｕｒａｍａｔｓｕ　Ｎ，Ｏｋａｚａｋｉ　Ｈ，Ｗａｈｏ　Ｔ．Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｉｒ．　ｃｕｉｔ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｒｅｓｏｎａｎｔ・ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ　ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００５，８（５）：２３４１　［７］Ｎｉｕ　Ｐｉｎｇｊｕａｎ，Ｇｕｏ　Ｗｅｉｌｉａｎ，Ｌｉａｎｇ　Ｈｕｉｌａｉ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ＡＣ　ｓｍａｌｌ・・ｓｉｇｎａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｄｉ・・　ｏｄｅｓ（ＲＴＤ）．Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ＳＳＥ，２００５，２２（２）：１３７　（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［牛萍娟，郭维廉，梁惠来，等．共振隧穿二极管交　流小信号模型的建立．固体电子学研究与进展，２００５，２２（２）：　１３７１　［８］Ｎｉｕ　Ｐｉｎｇｊｕａｎ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐ－　ｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＰｈＤ　Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００２（ｉｎ　Ｃｈｉ・　ｎｅｓｅ）［牛萍娟．共振隧穿器件及其应用研究．天津大学博士论　文，２００２１　［９］　Ｓｃｈｕｌｍａｎ　Ｊ　Ｎ，Ｄｅ　Ｌｏｓ　Ｓａｎｔｏｓ　Ｈ　Ｊ．Ｐｈｙｓｉｃｓ－ｂａｓｅｄ　ＲＴＤ　ｃｕｒ－　ｒｅｎｔ・ｖｏｌｔａｇｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ．ＩＥＥＥ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｌｅｔｔ，１　９９６，１　７　（５）：２２０　［１０１　Ｂｏａｒｅｇｂａ　Ｒ，Ｖａｎｂ６ｓｉｅｎ　Ｏ，Ｍｏｕｎａｉｘ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｔｕｎｎｅ－　ｌｉｎｇ　ｄｉｏｄｅｓ　ａｓ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｆｏｒ　ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｓｕｂ－ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｍｉｃｒｏｗ　Ｔｈｅｏｒｙ　Ｔｅｃｈ，１９９３，４１　（１１）：２０２５　［１１］Ｌｕｄｗｉｇ　Ｒ　Ｈ，Ｂｒｅｔｃｈｋｏ　Ｐ．ＲＦ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｅｓｉｇｎ：ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ａｐ－　ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｈｏｕｓｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，　２００２　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　王伟等：　由ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ构成的新型振荡电路　２９３　Ａ　Ｎｏｖｅｌ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＲＴＤ／ＭｏＳＦＥＴ　Ｗａｎｇ　Ｗｅｉ　，Ｎｉｕ　Ｐｉｎｇｊｕａｎ　，Ｇｕｏ　Ｗｅｉｌｉａｎ　，Ｙｕ　Ｘｉｎ　，ａｎｄ　Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｉｌｉｎ　（１　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１６０，Ｃｈｉｎａ）　（２　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，７７ａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３０００７２．Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ｎｏｖｅｌ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａ　２５ＭＨｚ　ｈｉｇｈ．ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉＳ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｂｙ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｒｅｓｏ．　ｎａｎｔ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ（ＲＴＤ）ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｙ　ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（ＮＤＲ）ａｎｄ　ｂｉ．ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗｉｔｈ　ａ　ＭＯＳ．　ＦＥＴ．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉＳ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉＳ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｙｓｔｅｍ（ＡＤＳ）ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃａｎ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ＲＴＤ・ｂａｓｅｄ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｉｆ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｈｉｇｈ・ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ａ　ｈｉｇｈ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｏｂｉｌｉｔｙ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＨＥＭＴ）ｉｎ　ｓｔｅａｄ　ｏｆ　ａ　ＭＯＳＦＥＴ，ｔｈｉｓ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｉｔｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｇｒｅａｔｌｙ　ａｎｄ　ｉＳ　ｍｏｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｕｓ　ｉｔ　ｃａｎ　ｆｉｎｄ　ｗｉｄｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｒａｄｉｏ．ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｆｉｅｌｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＲＴＤ／ＭＯＳＦＥＴ　ｅｌｅｍｅｎｔ；ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；ＡＤＳ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ＥＥＡＣＣ：２５６０Ｊ　Ａｒｔｉｄｅ　ＩＤ：０２５３．４１７７（２００７）０２．０２８９．０５　＊Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．６０５３６０３０）　十Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｗｅｉｗｗ３３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃａ　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　１５　Ｊｕｌｙ　２００６，ｒｅｖｉｓｅｄ　ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　２４　Ａｕｇｕｓｔ　２００６　⑥２００７　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ