用于射頻芯片第一級的數(shù)控衰減器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于射頻芯片第一級的數(shù)控衰減器，屬于電子通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，衰減器是實(shí)現(xiàn)增益控制功能的一種電路，在電子通信系統(tǒng)中起著非常重要的作用，主要用于調(diào)節(jié)信號的大小以方便后級電路進(jìn)行處理。衰減器的存在使得通信系統(tǒng)能夠在輸入信號幅度變化很大的情況下輸出信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化并不至于因?yàn)檩斎胄盘柼蠖菇邮諜C(jī)或發(fā)射機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。
[0003]現(xiàn)有傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，尤其是大功率信號系統(tǒng)使用的衰減器通常是單獨(dú)的衰減器芯片，其利用砷化鎵工藝的高電子迀移率晶體管或是用PIN 二極管來實(shí)現(xiàn)高性能。但是，砷化鎵工藝和PIN 二極管技術(shù)和當(dāng)今廣泛采用的CMOS、BiCOMS工藝難以兼容，難以集成到同一款射頻芯片中，這使得現(xiàn)有傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)存在著兼容性差、集成度低、成本高、系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠克服上述技術(shù)問題的用于射頻芯片第一級的數(shù)控衰減器，本實(shí)用新型是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型的用于射頻芯片第一級的數(shù)控衰減器由依次連接的輸入端、電阻R2、旁路電路模塊(Bypass)、6dB衰減模塊、IdB衰減模塊、2dB衰減模塊、4dB衰減模塊、8dB衰減模塊、1dB衰減模塊、電阻R39以及輸出端構(gòu)成；工作頻率為30M?400MHz，衰減范圍O?31dB，步進(jìn)ldB。所述旁路電路模塊是:在衰減器發(fā)生故障或不需要衰減器工作時(shí)提供信號通路的電路。
[0006]所述電阻R2和電阻R39主要提供輸入端和輸出端到地的通路以保證本實(shí)用新型的用于射頻芯片第一級的數(shù)控衰減器不工作時(shí)電路里沒有電荷積累。
[0007]本實(shí)用新型的控制信號有6位，一位是專門的Bypass信號，其余分別為ldB、2dB、4dB、8dB、以及16dB衰減的控制信號，其中16dB的衰減是通過6dB衰減模塊和1dB衰減模塊同時(shí)工作完成的，因此正向控制端2和正向控制端7接的是同樣的信號，反向控制端2和反向控制端7接的是同樣的信號。將16dB衰減量分成兩級做能夠消除后級LNA(Low NoiseAmplifier,低噪聲放大器)以及其他衰減模塊對16dB衰減量的影響，保證最大衰減時(shí)的增益曲線平坦度。
[0008]所述6dB衰減模塊、IdB衰減模塊、2dB衰減模塊、4dB衰減模塊、8dB衰減模塊和1dB衰減模塊均采用Π型電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，控制開關(guān)采用襯底和源極短接的NMOS晶體管，并且每個(gè)NMOS晶體管用N型深阱(De印NWell)在版圖上進(jìn)行隔離，襯源短接能夠極大地提高衰減器的線性度，Deep NWell能夠降低高頻時(shí)其他版圖寄生元件對NMOS晶體管自身的影響，通過NMOS晶體管的打開或者關(guān)閉，各個(gè)衰減模塊處于工作或者旁路狀態(tài)，從而組合完成O?31dB的衰減量。
[0009]OdB衰減量由旁路電路模塊(Bypass)來實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)橛捎谒p器串聯(lián)級數(shù)較多，不衰減時(shí)插損較大，因此本實(shí)用新型設(shè)置了旁路電路模塊，只采用一個(gè)NMOS晶體管M1，以求降低不衰減時(shí)的插入損耗，達(dá)到最低衰減量；R1為NMOS晶體管Ml的柵極輸入電阻，起濾波和防止擊穿的作用。正向控制端I為Bypass信號經(jīng)過兩級反相器之后的驅(qū)動信號。
[0010]IdB衰減模塊由依次連接的電阻R9、電阻R10、電阻Rl1、電阻R12、電阻R13、電阻R14，NMOS晶體管M5、NMOS晶體管M6、NMOS晶體管M7、正向控制端3以及反向控制端3構(gòu)成；正向控制端3外接IdB衰減控制信號經(jīng)過兩級反相器之后的驅(qū)動信號，反向控制端3外接Bypass信號與IdB衰減信號經(jīng)過或非門之后的驅(qū)動信號，這樣才能夠保證衰減器Bypass狀態(tài)時(shí)IdB衰減模塊絕對不工作。電阻R10、電阻R13、電阻R14構(gòu)成衰減電阻網(wǎng)絡(luò)，NMOS晶體管M5關(guān)閉，NMOS晶體管M6、NM0S晶體管M7導(dǎo)通的時(shí)候，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)工作，完成IdB的衰減量，反之，當(dāng)NMOS晶體管M5開啟，NMOS晶體管M6和NMOS晶體管M7關(guān)閉的時(shí)候，IdB衰減模塊不工作；電阻R15、電阻R17、電阻R18分別為NMOS晶體管M8、NMOS晶體管M9、NMOS晶體管MlO的柵極輸入電阻，電阻R15、電阻R17、電阻R18主要起濾波和防止擊穿的作用。
[0011]和IdB衰減模塊類似，2dB衰減模塊由依次連接的電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、NMOS晶體管M8、NMOS晶體管M9、NMOS晶體管M10、正向控制端4以及反向控制端4構(gòu)成；正向控制端4外接2dB衰減控制信號經(jīng)過兩級反相器之后的驅(qū)動信號，反向控制端4外接Bypass信號與2dB衰減信號經(jīng)過或非門之后的驅(qū)動信號，這樣才能夠保證衰減器Bypass狀態(tài)時(shí)2dB衰減模塊絕對不工作。電阻R16、電阻R19、電阻R20為衰減電阻網(wǎng)絡(luò)，NMOS晶體管M8關(guān)閉，NMOS晶體管M9、NM0S晶體管MlO導(dǎo)通的時(shí)候，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)工作，完成2dB的衰減量，反之，當(dāng)NMOS晶體管M8開啟，NMOS晶體管M9和NMOS晶體管MlO關(guān)閉的時(shí)候，2dB衰減模塊不工作。電阻R15、電阻R17、電阻R18分別為NMOS晶體管M8、NMOS晶體管M9、NMOS晶體管MlO的柵極輸入電阻，主要起濾波和防止擊穿的作用。
[0012]和2dB衰減模塊類似，4dB衰減模塊由依次連接的電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、NMOS晶體管Ml 1、NMOS晶體管Ml2、NMOS晶體管Ml3、正向控制端5以及反向控制端5構(gòu)成；正向控制端5外接4dB衰減控制信號經(jīng)過兩級反相器之后的驅(qū)動信號，反向控制端5外接Bypass信號與4dB衰減信號經(jīng)過或非門之后的驅(qū)動信號，這樣才能夠保證衰減器Bypass狀態(tài)時(shí)4dB衰減模塊絕對不工作。電阻R22、電阻R25、電阻R26為衰減電阻網(wǎng)絡(luò)，NMOS晶體管Mll關(guān)閉，NMOS晶體管Ml2、NMOS晶體管Ml3導(dǎo)通的時(shí)候，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)工作，完成4dB的衰減量，反之，當(dāng)NMOS晶體管Mll開啟，NMOS晶體管Ml2和NMOS晶體管M13關(guān)閉的時(shí)候，4dB衰減模塊不工作；電阻R21、電阻R23、電阻R24分別為NMOS晶體管Ml 1、NM0S晶體管Ml2、NMOS晶體管Ml3的柵極輸入電阻，主要起濾波和防止擊穿的作用。
[0013]和4dB衰減模塊類似，8dB衰減模塊由依次連接的電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30、電阻R31、電阻R32、NMOS晶體管M14、NMOS晶體管Ml5、NMOS晶體管M16、正向控制端6以及反向控制端6構(gòu)成；正向控制端6外接SdB衰減控制信號經(jīng)過兩級反相器之后的驅(qū)動信號，反向控制端6外接Bypass信號與SdB衰減信號經(jīng)過或非門之后的驅(qū)動信號，這樣才能夠保證衰減器Bypass狀態(tài)時(shí)8dB衰減模塊絕對不工作。電阻R28、電阻R31、電阻R32為衰減電阻網(wǎng)絡(luò)，NMOS晶體管M14關(guān)閉，NMOS晶體管M15、NM0S晶體管M16導(dǎo)通的時(shí)候，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)工作，完成8dB的衰減量，反之，當(dāng)NMOS晶體管M14開啟，NMOS晶體管Ml5和NMOS晶體管M16關(guān)閉的時(shí)候，8dB衰減模塊不工作。電阻R27、電阻R29、電阻R30分別為NMOS晶體管M14、NM0S晶體管M15、NMOS晶體管M16的柵極輸入電阻，主要起濾波和防止擊穿的作用。
[0014]16dB的衰減量要通過6dB衰減模塊和1dB衰減模塊同時(shí)工作來完成。6dB衰減模塊由依次連接的電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、NMOS晶體管M2、NMOS晶體管M3、NMOS晶體管M4、正向控制端2以及反向控制端2構(gòu)成；10dB衰減模塊由依次連接的電阻R33、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R38，NMOS晶體管M17、NMOS晶體管M18、NM0S晶體管M19、正向控制端7以及反向控制端7構(gòu)成。正向控制端2和正向控制端7外接16dB衰減控制信號經(jīng)過兩級反相器之后的驅(qū)動信號，反向控制端2和反向控制端7外接Bypass信號與16dB衰減信號經(jīng)過或非門之后的驅(qū)動信號，這樣才能夠保證衰減器Bypass狀態(tài)時(shí)16dB衰減模塊絕對不工作。電阻R4、電阻R7、電阻R8以及電阻R34、電阻R37、電阻R38為衰減電阻網(wǎng)絡(luò)，NMOS晶體管M2和NMOS晶體管M17關(guān)閉，NMOS晶體管M3、NMOS晶體管M4和NMOS晶體管M18、NM0S晶體管M19導(dǎo)通的時(shí)候，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)工作，完成16dB的衰減量，反之，當(dāng)NMOS晶體管M2和NMOS晶體管M17開啟，NMOS晶體管M3、NMOS晶體管M4和NMOS晶體管M18、NM0S晶體管M19關(guān)閉的時(shí)候，16dB衰減模塊不工作。電阻R3、電阻R5、電阻R6、電阻R33、電阻R35、電阻R36分別為NMOS晶體管M2、NMOS晶體管M3、NMOS晶體管M4、NM0S晶體管M17、NMOS晶體管M18、NMOS晶體管M19的