應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器。
【背景技術(shù)】
[0002]在微波毫米波電路領(lǐng)域，衰減器有著非常廣泛的應(yīng)用。其最典型的應(yīng)用為相控陣?yán)走_(dá)T/R (發(fā)射/接收)組件中的數(shù)字衰減器。數(shù)字衰減器由幾個(gè)固定衰減量的基本衰減器級(jí)聯(lián)組成，通過改變每個(gè)衰減器的控制電壓來實(shí)現(xiàn)每個(gè)衰減器的導(dǎo)通與衰減。衡量數(shù)字衰減器性能的主要技術(shù)指標(biāo)有:工作帶寬、衰減位數(shù)、衰減精度、附加相移、輸入輸出駐波等。在微波毫米波頻段，隨著頻率的升高，電路中各元件的寄生效應(yīng)越來越明顯，數(shù)字衰減器的附加相移會(huì)越來越惡化，實(shí)現(xiàn)低附加相移是目前數(shù)字衰減器的重點(diǎn)和難點(diǎn)。數(shù)字衰減器的附加相移直接由每一位基本衰減器的附加相移所決定，對(duì)于一個(gè)5位或6位數(shù)字衰減器來說，若要求數(shù)字衰減器的全態(tài)附加相移在±4°以內(nèi)，則每個(gè)基本衰減器的附件相移一般需要在±1°以內(nèi)。
[0003]傳統(tǒng)的衰減器的包括T型衰減器和π型衰減器，其基本結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。對(duì)于T型衰減器，當(dāng)Vl為0V，V2為-5V時(shí)，晶體管FETl導(dǎo)通，F(xiàn)ET2截止，射頻信號(hào)直接通過FETl，不會(huì)流過電阻Rl、R2和R3，此時(shí)沒有衰減，為衰減器的基態(tài)；當(dāng)Vl為_5V，V2為OV時(shí)，晶體管FETl截止，F(xiàn)ET2導(dǎo)通，射頻信號(hào)通過由R1、R2和R3組成的衰減網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生衰減，為衰減器的衰減態(tài)。對(duì)于η型衰減器，當(dāng)V3為0V，V4為-5V時(shí)，晶體管FET3導(dǎo)通，F(xiàn)ET4、FET5截止，射頻信號(hào)直接通過FET3，不會(huì)流過電阻R6、R7和R8，此時(shí)沒有衰減，為衰減器的基態(tài)；當(dāng)V3為-5V，V4為OV時(shí)，晶體管FET3截止，F(xiàn)ET4、FET5導(dǎo)通，射頻信號(hào)通過由R6、R7和R8組成的衰減網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生衰減，為衰減器的衰減態(tài)。
[0004]傳統(tǒng)的裳減器在聞?lì)l時(shí)，晶體管上的寄生效應(yīng)非常明顯，最明顯的寄生效應(yīng)為晶體管關(guān)閉時(shí)的源漏電容(Cds)，以50um GaAs PHEMT工藝為例，一個(gè)2*50um的晶體管的Cds大概為0.15pF，該電容會(huì)給衰減器的基態(tài)和衰減態(tài)引入一定的相移，從而使衰減器的附加相移變差。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，減小衰減器的附加相移，減小晶體管寄生效應(yīng)對(duì)衰減器性能的影響。
[0007]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，其特征在于:包括輸入端IN、輸出端OUT、電容Cl、晶體管FET6、電阻R12、電阻R13、控制電壓V5，所述電容Cl的一端連接在所述輸入端IN、輸出端OUT之間，所述電容Cl的另一端與所述晶體管FET6的漏極連接，晶體管FET6的柵極與所述電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端接衰減器的所述控制電壓V5，所述電阻R12的一端與所述晶體管FET6的源極連接，電阻R12的另一端接地，所述電阻R14的一端與所述晶體管FET6的漏極連接，電阻R14的另一端接地。在本領(lǐng)域不會(huì)加電容Cl，如果加上電容就會(huì)導(dǎo)致低頻性能變差，但是在高頻領(lǐng)域電容Cl的加入不會(huì)導(dǎo)致性能的惡化，反而可以調(diào)節(jié)衰減器的附加相移。
[0008]所述晶體管FET6、電容Cl、電阻R12三個(gè)器件的位置能夠互換。
[0009]所述電阻R13為隔離電阻，阻值大于2ΚΩ。阻值過小射頻信號(hào)容易從柵極泄漏，導(dǎo)致整體性能變差。
[0010]所述電阻R14可以將晶體管FET6的漏極電壓固定在0V，R14的阻值大于2ΚΩ。電阻R14可以使晶體管FET6的漏極很好的接地，防止出現(xiàn)晶體管FET6漏極電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
1.結(jié)構(gòu)更加簡單。該T型衰減器最少只需要5個(gè)元件，而傳統(tǒng)的T型衰減器則至少需要7個(gè)元件；
2.控制電壓簡單。該T型衰減器只需要I個(gè)控制電壓，而傳統(tǒng)的T型衰減器需要兩個(gè)互補(bǔ)的控制電壓，因此該T型衰減器在使用時(shí)更加方便。
[0012]3.低附加相移。該T型衰減器可以通過調(diào)節(jié)電容Cl的大小減小衰減器的附加相移，而傳統(tǒng)的T型衰減器由于晶體管FETl和FET2的寄生效應(yīng)的影響在高頻時(shí)會(huì)具有很大的附加相移。
[0013]4.低插入損耗。傳統(tǒng)的T型衰減器在導(dǎo)通時(shí)射頻信號(hào)需要流過晶體管FET1，由于晶體管并非理想開關(guān)，在導(dǎo)通時(shí)仍然會(huì)存在寄生的電阻(Rds)，因此會(huì)產(chǎn)生一定的插入損耗；該T型衰減器在導(dǎo)通時(shí)射頻信號(hào)不會(huì)流過晶體管，因此該T型衰減器的插入損耗更小。
[0014]
【附圖說明】
[0015]圖1為T型衰減器基本結(jié)構(gòu)圖；
圖2為π型衰減器基本結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明的T型衰減器基本結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明的T型裳減器基態(tài)等效電路圖；
圖5為本發(fā)明的T型裳減器裳減態(tài)等效電路圖；
圖6為本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)圖；
圖7為本發(fā)明的第三中結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，如圖4所示，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，基本結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，IN代表輸入端，OUT代表輸出端，電容Cl與晶體管FET6以及電阻R12串聯(lián)組成的衰減網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在輸入輸出之間，電阻R13的一端接在晶體管FET6的柵極，另一端接衰減器的控制電壓V5。電容Cl為可以調(diào)節(jié)衰減器的附加相移；晶體管FET6的導(dǎo)通與截止控制著衰減器的工作狀態(tài)；大電阻R13 (大小通常在2ΚΩ左右)為隔離電阻，可以防止射頻信號(hào)泄漏到晶體管的柵極；電阻R12控制著衰減器的衰減量；電阻R14可以將晶體管FET6的漏極電壓固定在0V，防止出現(xiàn)晶體管FET6漏極電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，R14的阻值大于2ΚΩ。當(dāng)控制電壓V5為-5V時(shí)，晶體管FET6截止，射頻信號(hào)不會(huì)通過衰減電阻R12，不會(huì)產(chǎn)生衰減，此時(shí)為基態(tài)，此時(shí)的衰減器的等效電路如圖4所示，其中Cds為晶體管FET6的源漏寄生電容。當(dāng)控制電壓V5為OV時(shí)，晶體管FET6導(dǎo)通，射頻信號(hào)通過衰減電阻R12，產(chǎn)生衰減，此時(shí)為衰減態(tài)，此時(shí)的衰減器的等效電路如圖5所示，其中Rds為晶體管FET6的源漏寄生電阻。
[0017]該衰減器的最大特點(diǎn)在于通過電容Cl與晶體管寄生電容Cds的串聯(lián)來減小Cds對(duì)衰減器附加相移的影響，可以通過調(diào)節(jié)電容Cl的大小來調(diào)節(jié)衰減器的附加相移。電容Cl越小，衰減器基態(tài)和衰減態(tài)之間的相位差越小，衰減器的附加相移越小，但是同時(shí)Cl變小會(huì)使衰減器的衰減量減小，甚至在低頻時(shí)使衰減器無法正常工作。因此電容Cl的大小需要根據(jù)衰減器的工作頻率、帶寬、衰減精度、附加相移等多個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]圖6和圖7是衰減器的其余兩種實(shí)現(xiàn)形式。FET6、Cl、R12三個(gè)器件為串聯(lián)，位置可以進(jìn)行調(diào)整，在電路設(shè)計(jì)中可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的結(jié)構(gòu)。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，其特征在于:包括輸入端IN、輸出端OUT、電容Cl、晶體管FET6、電阻R12、電阻Rl3、控制電壓V5，所述電容Cl的一端連接在所述輸入端IN、輸出端OUT之間，所述電容Cl的另一端與所述晶體管FET6的漏極連接，晶體管FET6的柵極與所述電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端接衰減器的所述控制電壓V5，所述電阻R12的一端與所述晶體管FET6的源極連接，電阻R12的另一端接地，所述電阻R14的一端與所述晶體管FET6的漏極連接，電阻R14的另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，其特征在于:所述晶體管FET6、電容Cl、電阻R12三個(gè)器件的位置能夠互換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，其特征在于:所述電阻R13為隔離電阻，阻值大于2ΚΩ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，其特征在于:所述電阻R14可以將晶體管FET6的漏極電壓固定在0V，R14的阻值大于2ΚΩ。
【專利摘要】本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于微波毫米波的低相移衰減器，包括輸入端IN、輸出端OUT、電容C1、晶體管FET6、電阻R12、電阻R13、控制電壓V5，所述電容C1的一端連接在所述輸入端IN、輸出端OUT之間，所述電容C1的另一端與所述晶體管FET6的漏極連接，晶體管FET6的柵極與所述電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端接衰減器的所述控制電壓V5，所述電阻R12的一端與所述晶體管FET6的源極連接，電阻R12的另一端接地，所述電阻R14的一端與所述晶體管FET6的漏極連接，電阻R14的另一端接地?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)電容C1的大小減小衰減器的附加相移，而傳統(tǒng)的T型衰減器由于晶體管FET1和FET2的寄生效應(yīng)的影響在高頻時(shí)會(huì)具有很大的附加相移。
【IPC分類】H03H7-24
【公開號(hào)】CN104617908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510051667
【發(fā)明人】周鵬, 黃華
【申請(qǐng)人】黃華
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日