CN104617908A - 应用于微波毫米波的低相移衰减器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种应用于微波毫米波的低相移衰减器，包括输入端IN、输出端OUT、电容C1、晶体管FET6、电阻R12、电阻R13、控制电压V5，所述电容C1的一端连接在所述输入端IN、输出端OUT之间，所述电容C1的另一端与所述晶体管FET6的漏极连接，晶体管FET6的栅极与所述电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接衰减器的所述控制电压V5，所述电阻R12的一端与所述晶体管FET6的源极连接，电阻R12的另一端接地，所述电阻R14的一端与所述晶体管FET6的漏极连接，电阻R14的另一端接地。可以通过调节电容C1的大小减小衰减器的附加相移，而传统的T型衰减器由于晶体管FET1和FET2的寄生效应的影响在高频时会具有很大的附加相移。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种应用于微波毫米波的低相移衰减器。
背景技术
在微波毫米波电路领域，衰减器有着非常广泛的应用。其最典型的应用为相控阵雷达T/R（发射/接收）组件中的数字衰减器。数字衰减器由几个固定衰减量的基本衰减器级联组成，通过改变每个衰减器的控制电压来实现每个衰减器的导通与衰减。衡量数字衰减器性能的主要技术指标有：工作带宽、衰减位数、衰减精度、附加相移、输入输出驻波等。在微波毫米波频段，随着频率的升高，电路中各元件的寄生效应越来越明显，数字衰减器的附加相移会越来越恶化，实现低附加相移是目前数字衰减器的重点和难点。数字衰减器的附加相移直接由每一位基本衰减器的附加相移所决定，对于一个5位或6位数字衰减器来说，若要求数字衰减器的全态附加相移在±4°以内，则每个基本衰减器的附件相移一般需要在±1°以内。
传统的衰减器的包括T型衰减器和π型衰减器，其基本结构如图1和图2所示。对于T型衰减器，当V1为0V，V2为-5V时，晶体管FET1导通，FET2截止，射频信号直接通过FET1，不会流过电阻R1、R2和R3，此时没有衰减，为衰减器的基态；当V1为-5V，V2为0V时，晶体管FET1截止，FET2导通，射频信号通过由R1、R2和R3组成的衰减网络，产生衰减，为衰减器的衰减态。对于π型衰减器，当V3为0V，V4为-5V时，晶体管FET3导通，FET4、FET5截止，射频信号直接通过FET3，不会流过电阻R6、R7和R8，此时没有衰减，为衰减器的基态；当V3为-5V，V4为0V时，晶体管FET3截止，FET4、FET5导通，射频信号通过由R6、R7和R8组成的衰减网络，产生衰减，为衰减器的衰减态。
传统的衰减器在高频时，晶体管上的寄生效应非常明显，最明显的寄生效应为晶体管关闭时的源漏电容（Cds），以50um GaAs PHEMT工艺为例，一个2*50um的晶体管的Cds大概为0.15pF，该电容会给衰减器的基态和衰减态引入一定的相移，从而使衰减器的附加相移变差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种应用于微波毫米波的低相移衰减器，减小衰减器的附加相移，减小晶体管寄生效应对衰减器性能的影响。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种应用于微波毫米波的低相移衰减器，其特征在于：包括输入端IN、输出端OUT、电容C1、晶体管FET6、电阻R12、电阻R13、控制电压V5，所述电容C1的一端连接在所述输入端IN、输出端OUT之间，所述电容C1的另一端与所述晶体管FET6的漏极连接，晶体管FET6的栅极与所述电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接衰减器的所述控制电压V5，所述电阻R12的一端与所述晶体管FET6的源极连接，电阻R12的另一端接地，所述电阻R14的一端与所述晶体管FET6的漏极连接，电阻R14的另一端接地。在本领域不会加电容C1，如果加上电容就会导致低频性能变差，但是在高频领域电容C1的加入不会导致性能的恶化，反而可以调节衰减器的附加相移。
所述晶体管FET6、电容C1、电阻R12三个器件的位置能够互换。
所述电阻R13为隔离电阻，阻值大于2KΩ。阻值过小射频信号容易从栅极泄漏，导致整体性能变差。
所述电阻R14可以将晶体管FET6的漏极电压固定在0V，R14的阻值大于2KΩ。电阻R14可以使晶体管FET6的漏极很好的接地，防止出现晶体管FET6漏极电压不稳定的现象。
本发明的有益效果是:
1. 结构更加简单。该T型衰减器最少只需要5个元件，而传统的T型衰减器则至少需要7个元件；
2. 控制电压简单。该T型衰减器只需要1个控制电压，而传统的T型衰减器需要两个互补的控制电压，因此该T型衰减器在使用时更加方便。
3. 低附加相移。该T型衰减器可以通过调节电容C1的大小减小衰减器的附加相移，而传统的T型衰减器由于晶体管FET1和FET2的寄生效应的影响在高频时会具有很大的附加相移。
4. 低插入损耗。传统的T型衰减器在导通时射频信号需要流过晶体管FET1，由于晶体管并非理想开关，在导通时仍然会存在寄生的电阻（Rds），因此会产生一定的插入损耗；该T型衰减器在导通时射频信号不会流过晶体管，因此该T型衰减器的插入损耗更小。
附图说明
图1 为T型衰减器基本结构图；
图2 为π型衰减器基本结构图；
图3 为本发明的T型衰减器基本结构图；
图4 为本发明的T型衰减器基态等效电路图；
图5 为本发明的T型衰减器衰减态等效电路图；
图6为本发明的第二种结构图；
图7为本发明的第三中结构图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式，如图4所示，本发明提供了一种应用于微波毫米波的低相移衰减器，基本结构图如图3所示，IN代表输入端，OUT代表输出端，电容C1与晶体管FET6以及电阻R12串联组成的衰减网络并联在输入输出之间，电阻R13的一端接在晶体管FET6的栅极，另一端接衰减器的控制电压V5。电容C1为可以调节衰减器的附加相移；晶体管FET6的导通与截止控制着衰减器的工作状态；大电阻R13（大小通常在2KΩ左右）为隔离电阻，可以防止射频信号泄漏到晶体管的栅极；电阻R12控制着衰减器的衰减量；电阻R14可以将晶体管FET6的漏极电压固定在0V，防止出现晶体管FET6漏极电压不稳定的现象，R14的阻值大于2KΩ。当控制电压V5为-5V时，晶体管FET6截止，射频信号不会通过衰减电阻R12，不会产生衰减，此时为基态，此时的衰减器的等效电路如图4所示，其中Cds为晶体管FET6的源漏寄生电容。当控制电压V5为0V时，晶体管FET6导通，射频信号通过衰减电阻R12，产生衰减，此时为衰减态，此时的衰减器的等效电路如图5所示，其中Rds为晶体管FET6的源漏寄生电阻。
该衰减器的最大特点在于通过电容C1与晶体管寄生电容Cds的串联来减小Cds对衰减器附加相移的影响，可以通过调节电容C1的大小来调节衰减器的附加相移。电容C1越小，衰减器基态和衰减态之间的相位差越小，衰减器的附加相移越小，但是同时C1变小会使衰减器的衰减量减小，甚至在低频时使衰减器无法正常工作。因此电容C1的大小需要根据衰减器的工作频率、带宽、衰减精度、附加相移等多个性能指标进行调节。
图6和图7是衰减器的其余两种实现形式。FET6、C1、R12三个器件为串联，位置可以进行调整，在电路设计中可以根据实际情况选择合适的结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种应用于微波毫米波的低相移衰减器，其特征在于：包括输入端IN、输出端OUT、电容C1、晶体管FET6、电阻R12、电阻R13、控制电压V5，所述电容C1的一端连接在所述输入端IN、输出端OUT之间，所述电容C1的另一端与所述晶体管FET6的漏极连接，晶体管FET6的栅极与所述电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接衰减器的所述控制电压V5，所述电阻R12的一端与所述晶体管FET6的源极连接，电阻R12的另一端接地，所述电阻R14的一端与所述晶体管FET6的漏极连接，电阻R14的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的应用于微波毫米波的低相移衰减器，其特征在于：所述晶体管FET6、电容C1、电阻R12三个器件的位置能够互换。
3.根据权利要求1所述的应用于微波毫米波的低相移衰减器，其特征在于：所述电阻R13为隔离电阻，阻值大于2KΩ。
4.根据权利要求1所述的应用于微波毫米波的低相移衰减器，其特征在于：所述电阻R14可以将晶体管FET6的漏极电压固定在0V，R14的阻值大于2KΩ。
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104617908A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106411288A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 吴韵秋 | 一种低附加相移的多位数控衰减器 |
| CN110011641A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-07-12 | 浙江铖昌科技有限公司 | 基于电容补偿的数控衰减器 |
| CN111682861A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-18 | 天津中科海高微波技术有限公司 | 新型高线性度温补衰减器 |
| CN111988014A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-24 | 成都芯川电子有限公司 | 应用于微波毫米波的低相移宽带数控衰减器 |
| CN113437948A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-24 | 电子科技大学 | 全nmos晶体管的开关式低附加相移的数字步进式衰减器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6489856B1 (en) * | 2001-09-17 | 2002-12-03 | Tyco Electronics Corporation | Digital attenuator with combined bits |
| CN102055427A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-05-11 | 南京理工大学 | 微波毫米波超宽带低相移六位数字衰减器 |
| CN103427781A (zh) * | 2013-08-31 | 2013-12-04 | 西安电子科技大学 | 硅基高线性度低相移超宽带数字衰减器 |
| CN103441747A (zh) * | 2013-08-31 | 2013-12-11 | 西安电子科技大学 | 低差损低相移高集成度五位步进式超宽带数控衰减器 |
-
2015
- 2015-01-30 CN CN201510051667.9A patent/CN104617908A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6489856B1 (en) * | 2001-09-17 | 2002-12-03 | Tyco Electronics Corporation | Digital attenuator with combined bits |
| CN102055427A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-05-11 | 南京理工大学 | 微波毫米波超宽带低相移六位数字衰减器 |
| CN103427781A (zh) * | 2013-08-31 | 2013-12-04 | 西安电子科技大学 | 硅基高线性度低相移超宽带数字衰减器 |
| CN103441747A (zh) * | 2013-08-31 | 2013-12-11 | 西安电子科技大学 | 低差损低相移高集成度五位步进式超宽带数控衰减器 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| DOGAN,H.;MEYER,R.G.;NIKNEJAD,A.M.: "Analysis and Design of RF CMOS Attenuators", 《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》 * |
| 文星等: "一种采用砷化镓pHEMT工艺的超宽带DC-40GHz 4位单片数字衰减器", 《电子器件》 * |
| 李劲等: "《大学物理基础教程》", 30 November 2014, 机械出版社 * |
| 段千木: "《物理大辞典 第三册》", 30 April 1980, 人文出版社 * |
| 高燕: "基于LTCC技术的微带衰减器设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106411288A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 吴韵秋 | 一种低附加相移的多位数控衰减器 |
| CN110011641A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-07-12 | 浙江铖昌科技有限公司 | 基于电容补偿的数控衰减器 |
| CN111682861A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-18 | 天津中科海高微波技术有限公司 | 新型高线性度温补衰减器 |
| CN111682861B (zh) * | 2020-06-24 | 2023-11-03 | 天津中科海高微波技术有限公司 | 新型高线性度温补衰减器 |
| CN111988014A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-24 | 成都芯川电子有限公司 | 应用于微波毫米波的低相移宽带数控衰减器 |
| CN111988014B (zh) * | 2020-09-02 | 2024-05-03 | 成都芯川电子有限公司 | 应用于微波毫米波的低相移宽带数控衰减器 |
| CN113437948A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-24 | 电子科技大学 | 全nmos晶体管的开关式低附加相移的数字步进式衰减器 |
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