随着无线通信技术的快速发展和微电子工艺的进步,通信设备正朝着智能化、便携化、超低功耗、低成本、高集成度趋势发展,这对射频收发机性能指标提出了十分严苛的要求。压控振荡器(Voltage-Controlled Osillator,VCO)为收发机系统提供稳定的本地振荡信号,是收发机系统的核心模块。压控振荡器的相位噪声、功耗、调谐范围在很大程度上决定了收发机系统的整体性能,因而受到学者的广泛关注。通过阅读大量相关文献,仔细研究了相位噪声理论、低电压低功耗设计方法,并对几种常见的低功耗技术和相应的电路结构存在的优缺点进行了总结。在此基础上作者设计了一个超低功耗宽范围频率可调谐的压控振荡器和一个超低功耗低相位噪声的PMOS管构成的正交压控振荡器。并在Cadence IC5141软件上对这些电路进行仿真验证和版图设计。本文的主要工作和成果如下:(1)提出了一个超低功耗宽范围频率可调谐的压控振荡器。为了实现宽范围频率调谐,该电路采用开关电容阵列实现频率的粗调,可变电容实现频率的细调。为了降低电源电压,本文用电感取代了传统的尾电流源,通过衬底偏置和CMOS电流复用技术,较好地实现了超低功耗设计目标。仿真结果表明,在0.8V的电源电压下,其频率调谐范围为2.21-3.33GHz,功耗为0.248mW,相位噪声为-112.7dBc/Hz@1MHz。该电路较好满足超宽带频率合成器的性能指标要求,可应用于超宽带频率合成器系统中。(2)提出了一个超低功耗低相位噪声的PMOS管构成的正交压控振荡器。该电路采用单层PMOS管技术,降低了电源电压,通过电容反馈技术增大了输出波形的振幅,通过直接衬底耦合的方式,加快了漏极电流切换速度,优化了相位噪声性能。仿真结果表明,在0.55V电源电压下,该电路功耗为0.535mW,载波频率为2.34GHz时,相位噪声为-128.2 dBc/Hz@1MHz,频率调谐范围为2.325-2.44GHz,其功耗和相位噪声指标比较理想,可以应用在零中频、低中频等需要使用正交本振信号的接收机中。本文所提出的电路均采用TSMC 0.18μm工艺,在Cadence IC5141上进行电路仿真,并完成版图设计,通过跟国内外相关文献的对比,本文设计的两个压控振荡器具有结构简单、功耗低、频率调谐范围宽、相位噪声低等优点。