CN110380707B

CN110380707B - 一种片上矢量调制移相器

Info

Publication number: CN110380707B
Application number: CN201910515917.8A
Authority: CN
Inventors: 徐志伟; 李娜雨; 厉敏; 张梓江; 高会言; 王绍刚; 虞小鹏; 宋春毅
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Yantai Xin Yang Ju Array Microelectronics Co ltd
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: CN110380707A

Abstract

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种片上矢量调制移相器，其通过相位内插产生在0～360°范围内的相移，具有较高的移相精度和较低的移相误差。相比于传统矢量调制移相器，本发明所述的矢量调制移相器功耗可降低50％，同时具有面积小、成本低、设计简便、宽带输入阻抗匹配等优点。

Description

一种片上矢量调制移相器

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种片上矢量调制移相器。

背景技术

随着集成电路生产工艺的不断发展，采用互补金属氧化物半导体工艺的相控阵系统实现了高集成度和低成本，在汽车雷达、卫星通信、毫米波成像、短距离高速无线通信等领域获得了广泛应用。移相器是相控阵雷达的关键组成模块，主要有无源结构和有源结构两种实现方式，关键技术指标包括移相范围、移相精度、相位误差、插入损耗、增益误差、输入匹配、面积和功耗等。有源移相器一般采用正交矢量合成方法，该方法首先将输入的射频信号分解为正交信号，然后分别调整正交信号的幅度，最后将这两路正交信号合成得到移相输出信号，这种结构移相器又称矢量调制移相器。矢量调制移相器本质是通过相位内插产生在0～360°范围内的相移，可以实现较高的移相精度和较低的移相误差。相比无源结构，有源矢量调制移相器具有损耗低、集成度高、面积小、成本低的优点，但也面临着功耗较大的问题。在单芯片集成多个有源移相器，或在相控阵系统中包含较多阵元时，高功耗的矢量调制移相器会极大地增加系统的功耗负担，抬高环境控制和供电系统的成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种片上矢量调制移相器，能够将单个矢量调制移相器的功耗降低50％以上，同时具有面积小、成本低、设计简便、宽带输入阻抗匹配等优点。具体的技术方案如下：

一种片上矢量调制移相器，其特征在于，该移相器由集总朗格耦合器和矢量调制器级联而成。其中，集总朗格耦合器将输入射频信号IN分解为正交的两路VINI和VINQ，矢量调制器根据外部控制电信号调整I路和Q路极性和增益并将正交信号直接合成为OUTP和OUTN，OUTP和OUTN经带有中心抽头的变压器负载耦合输出产生VOUTP和VOUTN，初级线圈的中心抽头接VDD用于提供矢量调制器的直流电压，次级线圈的中心抽头接VB用于提供后级电路的偏置电位。

进一步地，所述的矢量调制器包括片上电感LSI、LSQ，片上电容CSI、CSQ，晶体管MIP₁、MIN₁、MQP₁、MQN₁，晶体管阵列MIP₂、MIP₃、MIN₂、MIN₃、MQP₂、MQP₃、MQN₂、MQN₃以及片上变压器X₁；所述的矢量调制器的射频信号输入端口为VINI、VINQ，射频信号输出端口为VOUTP、VOUTN，控制信号输入端口包括SWIP、SWIN、SWQP、SWQN、ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃，其中ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃均是一组控制信号；输入信号VINI与电感LSI的一端、电容CSI的一端、NMOS晶体管MIP₁和MIN₁的源极相连，输入信号VINQ与电感LSQ的一端、电容CSQ的一端、NMOS晶体管MQP₁和MQN₁的源极相连，电感LSI、LSQ，电容CSI、CSQ的另一端接地。MIP₁的栅极接控制信号SWIP，MIN₁的栅极接控制信号SWIN，MQP₁的栅极接控制信号SWQP，MQN₁的栅极接控制信号SWQN。NMOS晶体管阵列MIP₂、MIP₃的源极接NMOS晶体管MIP₁的漏极，NMOS晶体管阵列MIN₂、MIN₃的源极接NMOS晶体管MIN₁的漏极，NMOS晶体管阵列MQP₂、MQP₃的源极接NMOS晶体管MQP₁的漏极，NMOS晶体管阵列MQN₂、MQN₃的源极接NMOS晶体管MQN₁的漏极。NMOS晶体管阵列MIP₃、MIN₃、MQP₃、MQN₃的漏极接芯片电源VDD，MIP₂、MQP₂的漏极接在一起记为OUTP，MIN₂、MQN₂的漏极接在一起记为OUTN。晶体管阵列MIP₂的栅极接控制信号ENIP₂，MIP₃的栅极接控制信号ENIP₃，MIN₂的栅极接控制信号ENIN₂，MIN₃的栅极接控制信号ENIN₃，MQP₂的栅极接控制信号ENQP₂，MQP₃的栅极接控制信号ENQP₃，MQN₂的栅极接控制信号ENQN₂，MQN₃的栅极接控制信号ENQN₃。OUTP和OUTN接在片上变压器初级线圈的两端，初级线圈的中间抽头接芯片电源VDD；片上变压器次级线圈的两端记为VOUTP和VOUTN，次级线圈的中间抽头记为VB，0≤VB≤VDD，是一个固定电平。

进一步地，所述的MIP₂、MIP₃是一个晶体管阵列组，MIN₂、MIN₃是一个晶体管阵列组，MQP₂、MQP₃是一个晶体管阵列组，MQN₂、MQN₃是一个晶体管阵列组；一个晶体管阵列组包括NMOS晶体管MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n、MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n，其中n表示晶体管阵列的支路个数，n≥1；MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n的漏极接到一起，记为OP；MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的漏极接到一起，接到芯片电源VDD；MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n、MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的源极接到一起，记为IP。MA₂₁的栅极接控制信号EN₂₁，MA₂₂的栅极接控制信号EN₂₂，依次类推，MA_2n的栅极接控制信号EN_2n；MA₃₁的栅极接控制信号EN₃₁，MA₃₂的栅极接控制信号EN₃₂，依次类推，MA_3n的栅极接控制信号EN_3n。MIP₂、MIN₂、MQP₂、MQN₂结构相同，均由MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n的晶体管阵列组成；MIP₃、MIN₃、MQP₃、MQN₃结构相同，均由MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的晶体管阵列组成；ENIP₂、ENIN₂、ENQP₂、ENQN₂均是一组控制信号，均包括EN₂₁、EN₂₂、EN₂₃、……、EN_2(n-1)、EN_2n；ENIP₃、ENIN₃、ENQP₃、ENQN₃均是一组控制信号，均包括EN₃₁、EN₃₂、EN₃₃、……、EN_3(n-1)、EN_3n。

进一步地，所述的晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

进一步地，所述的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列，其每个支路的晶体管管长都相等，管宽呈公比为2的等比数列排列。

进一步地，所述的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列，其每个支路的晶体管管长都相等，管宽也相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)本发明所述的矢量调制移相器采用单端输入差分输出的实现形式，相比传统差分输入差分输出的结构，功耗减少50％，单个矢量调制器的功耗可以降低到5mW以内，有效减少系统的功耗负担，降低相控阵系统的环境控制成本和供电系统成本；(2)相比差分电路的实现方法，单端电路可以简化结构，降低设计复杂度，有效减小矢量调制器用到的芯片版图面积；(3)所述的矢量调制移相器不再需要前级提供单端-差分转换功能，可直接置于射频接收芯片前端与天线相接；(4)集总朗格耦合器不仅为后级矢量调制器提供了宽带正交信号，同时也实现了和片外天线或前级输出之间的宽带阻抗匹配。此外，本发明所述的矢量调制移相器在移相精度、移相误差、增益误差等移相器关键指标上能够达到或超过研究现状。

附图说明

图1是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的结构示意图；

图2(a)是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的集总朗格耦合器的电路原理图；

图2(b)是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的集总朗格耦合器的耦合电感L₁、L₂的版图实施例；

图3是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的矢量调制器的电路原理图；

图4是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的矢量调制器的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列的电路原理图。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的结构示意图。本发明提出的矢量调制移相器由集总朗格耦合器和矢量调制器级联而成。其中，集总朗格耦合器将输入射频信号IN分解为正交的两路VINI和VINQ，矢量调制器根据外部控制电信号调整I路和Q路极性和增益并将正交信号直接合成为OUTP和OUTN，OUTP和OUTN经带有中心抽头的变压器负载耦合输出产生VOUTP和VOUTN，初级线圈的中心抽头接VDD用于提供矢量调制器的直流电压，次级线圈的中心抽头接VB用于提供后级电路的偏置电位。

传统的有源移相器结构使用正交全通滤波器将输入差分射频信号分解为正交差分信号，这要求有源移相器前级电路具备单端转差分功能，如使用片上巴伦或单端转差分有源放大器，同时还要求了有源移相器本身也为差分结构，因此传统的基于差分输入输出的有源移相器不仅占用芯片面积大，而且功耗是单端有源移相器的2倍以上。

本发明有别于传统有源移相器的电路结构，它通过单端集总朗格耦合器将输入单端信号分解为正交两路单端信号，同时实现了片外天线与片内移相器输入或前级电路输出与移相器输入之间的宽带阻抗匹配。

图2(a)是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的集总朗格耦合器的电路原理图。本发明提出的集总朗格耦合器包括片上对地电容CG₁、CG₂、CG₃、CG₄，片上耦合电容CC₁、CC₂，电感L₁、L₂，对地电阻RT，射频输入端口为IN，射频输出端口为VINI、VINQ。射频输入端口IN连接电容CG₁、CC₁和电感L₁的一端，电容CG₁另一端接地，电容CC₁另一端接VINQ，电感L₁的另一端接VINI、电容CC₂、CG₃，电阻RT和电感L₂接在一起的一端为ISO，电阻RT和电容CG₃的另一端接地，电感L₂的另一端连接VINQ，电容CC₂另一端连接VINI。电容CG₂一端接VINI，另一端接地。电容CG₄一端接VINQ，另一端接地。在特征阻抗为50Ω的集总朗格耦合器实施例中，RT电阻等于50Ω。一般情况下，集总朗格耦合器的电感L₁、L₂电感值相等，记为L，耦合电容CC₁、CC₂电容值相等，记为C_c，对地电容CG₁、CG₂、CG₃、CG₄电容值相等，记为C_g，三者的理论计算公式如下：

其中，k是L₁、L₂之间的耦合系数，k＝0.707，Z₀是集总朗格耦合器的特征阻抗，一般为50Ω，ω₀＝2πf₀是中心频率f₀对应的角频率。

本发明所述的矢量调制移相器将集总朗格耦合器产生的一组单端正交信号输入矢量调制器，通过调整电控制信号SWIP、SWIN、SWQP、SWQN，修改矢量调制器I路和Q路输出信号与片上变压器初级线圈的连接关系，从而调整输出信号的象限；通过调整矢量调制器开关阵列组的控制信号ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃，可以精确控制矢量调制器输出信号的幅值和在某个象限内的移相角度。象限控制信号与开关阵列组的控制信号结合，可以实现射频信号在0～360°范围内的精确移相控制，矢量调制器的负载变压器X₁输出移相后的差分信号(VOUTP，VOUTN)。

图2(b)是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的集总朗格耦合器的耦合电感L₁、L₂的版图实施例。如图所示，L₁对应端口IN和VINI，L₂对应端口ISO和VINQ，电感耦合系数约等于0.707。L₁、L₂的主体布线使用生产工艺中电阻率最低的厚金属，以提高Q值，减小插入损耗和噪声系数，桥接部分使用上层或下层金属连接起来。为达到设计目标，所述的集总朗格耦合器的电感L₁、L₂的版图不限于实施例2(b)所示的形状、匝数、端口位置等，还可能有其他多样的形式。

图3是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的矢量调制器的电路原理图。本发明提出的矢量调制器包括片上电感LSI、LSQ，片上电容CSI、CSQ，N型金属氧化物半导体场效应晶体管MIP₁、MIN₁、MQP₁、MQN₁，N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列MIP₂、MIP₃、MIN₂、MIN₃、MQP₂、MQP₃、MQN₂、MQN₃以及片上变压器X₁。所述的矢量调制器的射频信号输入端口为VINI、VINQ，射频信号输出端口为VOUTP、VOUTN，控制信号输入端口包括SWIP、SWIN、SWQP、SWQN、ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃，其中ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃各自是一组控制信号。输入信号VINI与电感LSI的一端、电容CSI的一端、NMOS晶体管MIP₁和MIN₁的源极相连，输入信号VINQ与电感LSQ的一端、电容CSQ的一端、NMOS晶体管MQP₁和MQN₁的源极相连，电感LSI、LSQ，电容CSI、CSQ的另一端接地。MIP₁的栅极接控制信号SWIP，MIN₁的栅极接控制信号SWIN，MQP₁的栅极接控制信号SWQP，MQN₁的栅极接控制信号SWQN。NMOS晶体管阵列MIP₂、MIP₃的源极接NMOS晶体管MIP₁的漏极，NMOS晶体管阵列MIN₂、MIN₃的源极接NMOS晶体管MIN₁的漏极，NMOS晶体管阵列MQP₂、MQP₃的源极接NMOS晶体管MQP₁的漏极，NMOS晶体管阵列MQN₂、MQN₃的源极接NMOS晶体管MQN₁的漏极。NMOS晶体管阵列MIP₃、MIN₃、MQP₃、MQN₃的漏极接芯片电源VDD，MIP₂、MQP₂的漏极接在一起记为OUTP，MIN₂、MQN₂的漏极接在一起记为OUTN。晶体管阵列MIP₂的栅极接控制信号ENIP₂，MIP₃的栅极接控制信号ENIP₃，MIN₂的栅极接控制信号ENIN₂，MIN₃的栅极接控制信号ENIN₃，MQP₂的栅极接控制信号ENQP₂，MQP₃的栅极接控制信号ENQP₃，MQN₂的栅极接控制信号ENQN₂，MQN₃的栅极接控制信号ENQN₃。OUTP和OUTN接在片上变压器初级线圈的两端，初级线圈的中间抽头接芯片电源VDD；片上变压器次级线圈的两端记为VOUTP和VOUTN，次级线圈的中间抽头记为VB，0≤VB≤VDD，是一个固定电平。

本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器通过调整控制信号SWIP、SWIN、SWQP、SWQN，修改矢量调制器I路和Q路输出信号与片上变压器初级线圈的连接关系，从而调整输出信号的象限。控制信号SWIP与SWIN存在对应关系，MIP₁与MIN₁同时只有一个导通。当SWIP接一个固定电平值时，MIP₁导通，此时SWIN接芯片地，MIN₁关断；当SWIN接一个固定电平值时，MIN₁导通，此时SWIP接芯片地，MIP₁关断。同理，控制信号SWQP与SWQN存在对应关系，MQP₁与MQN₁同时只有一个导通。当SWQP接一个固定电平值时，MQP₁导通，此时SWQN接芯片地，MQN₁关断；当SWQN接一个固定电平值时，MQN₁导通，此时SWQP接芯片地，MQP₁关断。

图4是本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器的矢量调制器的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列的电路原理图。本发明提出的矢量调制器的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列包括MIP₂、MIP₃、MIN₂、MIN₃、MQP₂、MQP₃、MQN₂、MQN₃，其中MIP₂、MIP₃是一个晶体管阵列组，MIN₂、MIN₃是一个晶体管阵列组，MQP₂、MQP₃是一个晶体管阵列组，MQN₂、MQN₃是一个晶体管阵列组，用虚线框标出。一个晶体管阵列组包括NMOS晶体管MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n、MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n，其中n表示晶体管阵列的支路个数，n≥1。MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n的漏极接到一起，记为OP；MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的漏极接到一起，接到芯片电源VDD；MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n、MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的源极接到一起，记为IP。MA₂₁的栅极接控制信号EN₂₁，MA₂₂的栅极接控制信号EN₂₂，依次类推，MA_2n的栅极接控制信号EN_2n；MA₃₁的栅极接控制信号EN₃₁，MA₃₂的栅极接控制信号EN₃₂，依次类推，MA_3n的栅极接控制信号EN_3n。MIP₂、MIN₂、MQP₂、MQN₂结构相同，均由MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n的晶体管阵列组成；MIP₃、MIN₃、MQP₃、MQN₃结构相同，均由MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的晶体管阵列组成；ENIP₂、ENIN₂、ENQP₂、ENQN₂均是一组控制信号，均包括EN₂₁、EN₂₂、EN₂₃、……、EN_2(n-1)、EN_2n；ENIP₃、ENIN₃、ENQP₃、ENQN₃均是一组控制信号，均包括EN₃₁、EN₃₂、EN₃₃、……、EN_3(n-1)、EN_3n。

本发明所述的低功耗片上矢量调制移相器通过调整矢量调制器的晶体管阵列组的控制信号ENIP2、ENIP3、ENIN2、ENIN3、ENQP2、ENQP3、ENQN2、ENQN3，可以实现精确地控制矢量调制器输出信号的幅值和在某个象限内的移相角度。所述的矢量调制器使用的晶体管阵列组，其每个支路的晶体管管长都相等，管宽呈公比为2的等比数列排列。例如MA₂₂管宽为MA₂₁的两倍，MA₂₃管宽为MA₂₂的两倍，依次类推；MA₃₂管宽为MA₃₁的两倍，MA₃₃管宽为MA₃₂的两倍，依次类推。在一种可能的设计中，每个支路的晶体管管宽都相等。

本发明所述的矢量调制器使用的晶体管阵列组的控制信号间存在对应关系。MA₂₁与MA₃₁同时只有一个导通，MA₂₂与MA₃₂同时只有一个导通，MA₂₃与MA₃₃同时只有一个导通，依次类推，MA_2n与MA_3n同时只有一个导通。当EN₂₁接芯片电源VDD时，MA₂₁导通，此时EN₃₁接芯片地，MA₃₁关断；当EN₃₁接芯片电源VDD时，MA₃₁导通，此时EN₂₁接芯片地，MA₂₁关断。当EN₂₂接芯片电源VDD时，MA₂₂导通，此时EN₃₂接芯片地，MA₃₂关断；当EN₃₂接芯片电源VDD时，MA₃₂导通，此时EN₂₂接芯片地，MA₂₂关断。依次类推，当EN_2n接芯片电源VDD时，MA_2n导通，此时EN_3n接芯片地，MA_3n关断；当EN_3n接芯片电源VDD时，MA_3n导通，此时EN_2n接芯片地，MA_2n关断。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims

1.一种片上矢量调制移相器，其特征在于，该移相器由集总朗格耦合器和矢量调制器级联而成；其中，集总朗格耦合器将输入射频信号IN分解为正交的两路VINI和VINQ，矢量调制器根据外部控制电信号调整I路和Q路极性和增益并将正交信号直接合成为OUTP和OUTN，OUTP和OUTN经带有中心抽头的变压器负载耦合输出产生VOUTP和VOUTN，初级线圈的中心抽头接VDD用于提供矢量调制器的直流电压，次级线圈的中心抽头接VB用于提供后级电路的偏置电位；

所述的矢量调制器包括片上电感LSI、LSQ，片上电容CSI、CSQ，晶体管MIP₁、MIN₁、MQP₁、MQN₁，晶体管阵列MIP₂、MIP₃、MIN₂、MIN₃、MQP₂、MQP₃、MQN₂、MQN₃以及片上变压器X₁；所述的矢量调制器的射频信号输入端口为VINI、VINQ，射频信号输出端口为VOUTP、VOUTN，控制信号输入端口包括SWIP、SWIN、SWQP、SWQN、ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃，其中ENIP₂、ENIP₃、ENIN₂、ENIN₃、ENQP₂、ENQP₃、ENQN₂、ENQN₃均是一组控制信号；输入信号VINI与电感LSI的一端、电容CSI的一端、NMOS晶体管MIP₁和MIN₁的源极相连，输入信号VINQ与电感LSQ的一端、电容CSQ的一端、NMOS晶体管MQP₁和MQN₁的源极相连，电感LSI、LSQ，电容CSI、CSQ的另一端接地；MIP₁的栅极接控制信号SWIP，MIN₁的栅极接控制信号SWIN，MQP₁的栅极接控制信号SWQP，MQN₁的栅极接控制信号SWQN；NMOS晶体管阵列MIP₂、MIP₃的源极接NMOS晶体管MIP₁的漏极，NMOS晶体管阵列MIN₂、MIN₃的源极接NMOS晶体管MIN₁的漏极，NMOS晶体管阵列MQP₂、MQP₃的源极接NMOS晶体管MQP₁的漏极，NMOS晶体管阵列MQN₂、MQN₃的源极接NMOS晶体管MQN₁的漏极；NMOS晶体管阵列MIP₃、MIN₃、MQP₃、MQN₃的漏极接芯片电源VDD，MIP₂、MQP₂的漏极接在一起记为OUTP，MIN₂、MQN₂的漏极接在一起记为OUTN；晶体管阵列MIP₂的栅极接控制信号ENIP₂，MIP₃的栅极接控制信号ENIP₃，MIN₂的栅极接控制信号ENIN₂，MIN₃的栅极接控制信号ENIN₃，MQP₂的栅极接控制信号ENQP₂，MQP₃的栅极接控制信号ENQP₃，MQN₂的栅极接控制信号ENQN₂，MQN₃的栅极接控制信号ENQN₃；OUTP和OUTN接在片上变压器初级线圈的两端，初级线圈的中间抽头接芯片电源VDD；片上变压器次级线圈的两端记为VOUTP和VOUTN，次级线圈的中间抽头记为VB，0≤VB≤VDD，是一个固定电平。

2. 根据权利要求1所述的片上矢量调制移相器，其特征在于，所述的MIP₂、MIP₃是一个晶体管阵列组，MIN₂、MIN₃是一个晶体管阵列组，MQP₂、MQP₃是一个晶体管阵列组，MQN₂、MQN₃是一个晶体管阵列组；一个晶体管阵列组包括NMOS晶体管MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n、MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n，其中n表示晶体管阵列的支路个数，n≥1；MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n的漏极接到一起，记为OP；MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的漏极接到一起，接到芯片电源VDD；MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n、MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的源极接到一起，记为IP；MA₂₁的栅极接控制信号EN₂₁，MA₂₂的栅极接控制信号EN₂₂，依次类推，MA_2n的栅极接控制信号EN_2n；MA₃₁的栅极接控制信号EN₃₁，MA₃₂的栅极接控制信号EN₃₂，依次类推，MA_3n的栅极接控制信号EN_3n；MIP₂、MIN₂、MQP₂、MQN₂结构相同，均由MA₂₁、MA₂₂、MA₂₃、……、MA_2(n-1)、MA_2n的晶体管阵列组成；MIP₃、MIN₃、MQP₃、MQN₃结构相同，均由MA₃₁、MA₃₂、MA₃₃、……、MA_3(n-1)、MA_3n的晶体管阵列组成；ENIP₂、ENIN₂、ENQP₂、ENQN₂均是一组控制信号，均包括EN₂₁、EN₂₂、EN₂₃、……、EN_2(n-1)、EN_2n ；ENIP₃、ENIN₃、ENQP₃、ENQN₃均是一组控制信号，均包括EN₃₁、EN₃₂、EN₃₃、……、EN_3(n-1)、EN_3n。

3.根据权利要求1所述的片上矢量调制移相器，其特征在于，所述的晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

4.根据权利要求3所述的片上矢量调制移相器，其特征在于，所述的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列，其每个支路的晶体管管长都相等，管宽呈公比为2的等比数列排列。

5.根据权利要求3所述的片上矢量调制移相器，其特征在于，所述的N型金属氧化物半导体场效应晶体管阵列，其每个支路的晶体管管长都相等，管宽也相等。