一種橋式差分無源衰減器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及射頻集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種橋式差分無源衰減器。 技術(shù)背景
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，毫米波相控陣?yán)走_(dá)、射頻通信系統(tǒng)、自動增益控制系統(tǒng)等的 應(yīng)用日趨廣泛，衰減器作為這些系統(tǒng)的重要的組成部分，實現(xiàn)對信號功率的衰減，從而對系 統(tǒng)的增益起到控制和調(diào)節(jié)的作用。電性能較好的衰減器通常擁有較好的衰減精度、較小的 相位變化和較高的線性度等?，F(xiàn)有技術(shù)中，常見的衰減器有兩種，第一種是采用"T"或"n" 型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過開關(guān)控制電阻元件的大小以產(chǎn)生希望的衰減量，這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有良好 的回波損耗以及期望的衰減量。但是，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的衰減器在最小衰減狀態(tài)的插入損耗 較大，信號通過后會引起不必要的額外損耗。第二種是利用PIN二極管實現(xiàn)可變電阻元件， 其電阻與偏置電流成反比，這種方法的缺點是每個PIN二極管都消耗了顯著的直流電流， 增加了系統(tǒng)功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種橋式差分無源衰減器，實現(xiàn)了一種低功耗、高精度的衰減器。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括橋式差分無源衰減器主體電路以及源跟隨器電路。 橋式差分無源衰減器主體電路包括跨接在差分輸入端正端與差分輸出端正端的第一N型 管、跨接在差分輸入端正端與差分輸出端負(fù)端的第二N型管、跨接在差分輸入端負(fù)端與差 分輸出端正端的第三N型管、跨接在差分輸入端負(fù)端與差分輸出端負(fù)端的第四N型管，通過 調(diào)節(jié)第一至第四N型管的源級、漏極和柵極電壓來改變其導(dǎo)通電阻的大小，完成信號衰減 的功能。源跟隨器電路的輸出信號作為差分輸入端與差分輸出端的直流偏置，使第一至第 四N型管的導(dǎo)通電阻與閾值電壓無關(guān)，減小了由于溫度變化、生產(chǎn)工藝的偏差等因素引起 的衰減器衰減量的變化。
[0005] 無源衰減器主體電路包括差分輸入端正端和負(fù)端、差分輸出端正端和負(fù)端、控制 電壓Vc、第一N型管、第二N型管、第三N型管、第四N型管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、 第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一電感、第二電感。源跟隨器電路包 括控制電壓Vb，第一電流源、第五N型管。
[0006] 所述第一N型管的源級與差分輸入端正端連接，漏極與差分輸出端正端連接，柵 極與第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與電源連接；第二N型管的源級與差分輸入 端正端連接，漏極與差分輸出端負(fù)端連接，柵極與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端 與控制電壓Vc連接；所述第三N型管的源級與差分輸入端負(fù)端連接，漏極與差分輸出端正 端連接，柵極與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與控制電壓Vc連接；第四N型管的 源級與差分輸入端負(fù)端連接，漏極與差分輸出端負(fù)端連接，柵極與第四電阻的一端連接，第 四電阻的另一端與電源連接；第五、六、七、八電阻的一端分別與差分輸入端正端、差分輸入 端負(fù)端、差分輸出端正端、差分輸出端負(fù)端連接，第五、六、七、八電阻的另一端連接在一起， 并與源跟隨器電路的輸出端連接；第一電感的一端與差分輸入端正端連接，另一端與差分 輸入端負(fù)端連接，第二電感的一端與差分輸出端正端連接，另一端與差分輸出端負(fù)端連接。 上述為橋式差分無源衰減器主體電路。
[0007] 所述第五N型管的漏極與電源連接，柵極與控制電壓Vb連接，源級與第一電流源 的輸入端連接，并作為源跟隨器電路的輸出端，第一電流源的輸出端與低電平連接。上述為 源跟隨器電路。
[0008] 通過改變差分輸入端與差分輸出端的直流偏置，可改變第一N型管與第四N型管 的導(dǎo)通電阻；通過同時改變差分輸入端與差分輸出端的直流偏置以及控制電壓Vc，可改變 第二N型管與第三N型管的導(dǎo)通電阻。通過以上方式改變第一至第四N型管的導(dǎo)通電阻， 進(jìn)而可改變衰減器的衰減量。當(dāng)?shù)谝籒型管與第四N型管的導(dǎo)通電阻最小，第二N型管和 第三N型管的導(dǎo)通電阻最大時，衰減量最小；當(dāng)?shù)谝恢恋谒腘型管的導(dǎo)通電阻一樣大時，衰 減量最大。
[0009] 通過改變控制電壓Vb改變差分輸入端與差分輸出端的直流偏置，使用源跟隨器 電路的輸出信號作為差分輸入端與差分輸出端的直流偏置，使第一至第四N型管的導(dǎo)通電 阻與閾值電壓無關(guān)，減小了由于溫度變化、生產(chǎn)工藝的偏差等因素引起的衰減器衰減量的 變化。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明所述的一種橋式差分無源衰減器原理圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明所述的一種橋式差分無源衰減器衰減結(jié)果；
[0012] 圖3是本發(fā)明所述的一種橋式差分無源衰減器相位結(jié)果。
【具體實施方式】
[0013] 為了更好地說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步 說明。
[0014] 本發(fā)明提供了一種橋式差分無源衰減器，原理圖如圖1所示。本發(fā)明所采用的技 術(shù)方案是包括橋式差分無源衰減器主體電路以及源跟隨器電路。通過調(diào)節(jié)N型管Ml至M4 的源級、漏極和柵極電壓來改變其導(dǎo)通電阻的大小，完成信號衰減的功能。源跟隨器電路的 輸出信號作為差分輸入端與差分輸出端的直流偏置，使N型管Ml至M4的導(dǎo)通電阻與閾值 電壓無關(guān)，減小了由于溫度變化、生產(chǎn)工藝的偏差等因素引起的衰減器衰減量的變化。本實 施例的橋式差分無源衰減器以〇. 5dB為衰減步進(jìn)值，在0~16dB范圍內(nèi)實現(xiàn)33種衰減量。
[0015] N型管Ml跨接在差分輸入端正端Vinp與差分輸出端正端Voutp之間，N型管M2 跨接在差分輸入端正端Vinp與差分輸出端負(fù)端Voutn之間，N型管M3跨接在差分輸入端負(fù) 端Vinn與差分輸出端正端Voutp之間，N型管M4跨接在差分輸入端負(fù)端Vinn與差分輸出 端負(fù)端Voutn之間。N型管Ml、M4的柵極分別通過電阻Rl、R4連接到電源Vdd，N型管M2、 M3的柵極分別通過電阻R2、R