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无线通信系统的蓬勃发展、个人数据通信的迅速增长，使得人们对通信的需求不断增加，对通信性能要求不断提高，推动着低成本、低功耗、高速率片上无线收发系统的探索和开发。在低于6GHz以下拥挤的无线电频谱，每个频谱只有几百兆的带宽，限制着数据率的传输速度，但是在毫米波频段，很多频谱资源尚未被利用。2010年，国内提出了工作在40~50GHz之间的频段的无线个人局域网，称之为Q-LINKPAN。Q-LINKPAN具有高速传输的优点，预测最高数据传输速率达10Gbps每秒，相比60GHz的WiGi，有损耗小传输距离更长等优点。频率源是无线收发系统中最重要的组成部分之一，它旨在产生射频信号进行混频和发射。频率源的调谐带宽、功耗和相位噪声性能一定程度上决定着整个收发性能的好坏。本文的目的是基于90nm CMOS设计一个满足Q-LINKPAN的无线个人局域网带宽的压控振荡器频率源，并实现低相位噪声和低功耗。第一部分先对Q-LINKPAN的背景进行系统的介绍，展示了近几年毫米波CMOS压控振荡器的性能，接着详细分析了压控振荡器的原理、常见结构和相位噪声产生机理，并简单推导了相位噪声与信噪比和误码率之间的关系。继而文章介绍了毫米波CMOS无源器件片上电感和变容管，并提出一种提取差分电感的方法，建立了准确的毫米波差分电感模型，该电感模型和测试数据具有很高的吻合度。接着，为了克服毫米波谐振回路Q值低的问题、调谐增益高的问题，设计了一种新型的可变电感，它的电感值通过开关线性可控，在毫米波频段依然维持很高的品质因数，为设计低噪声低功耗压控振荡器提供了一种很好的“原材料”。文章最后将这种变电感和变容管组成的谐振回路运用到电路设计中，设计出绝对带宽7.5GHz，相对带宽16.14%的宽带压控振荡器，在1MHz频偏相位噪声约-94dBc/Hz，直流功耗仅13.2mW。该振荡器满足Q-LINKPAN的设计指标，性能与近几年来国内外发表的文章对比，达到国际水准。