Pin二极管电路和pin二极管衰减器的制造方法
【技术领域】
[0001]—般来说，本发明涉及射频电路领域，以及更具体来说，涉及PIN 二极管衰减器领域。
【背景技术】
[0002]衰减器电路在RF、UHF和微波电路中得到广泛使用。这些衰减器电路的常见装置是PIN 二极管。PIN 二极管基本上是其在RF、UHF和微波频率的阻抗通过经过PIN 二极管的电流来控制。PIN 二极管是一种半导体二极管，其中高电阻率本征I区夹在P型与N型区之间。当PIN 二极管正向偏置时，空穴和电子注入I区中。这些电荷没有立即相互消灭；它们而是在称作载流子寿命的平均时间保持活动。这产生平均存储电荷，其降低I区的有效电阻。因此，PIN 二极管用作在所述频率的电压控制电阻器。
[0003]PIN 二极管衰减器是一种装置，其响应于准确激励(例如电压偏置）而提供预定衰减值。
[0004]常规PIN 二极管衰减器的典型实现包括图1所示的正交混合电路。这个常规PIN二极管衰减器提供在所有衰减等级的匹配阻抗和高线性度。但是，这种常规PIN 二极管衰减器由于在高衰减等级的偏置电压准确性而对本征PIN 二极管波动极为敏感。因此，常规PIN 二极管衰减器的陷波点由于本征PIN 二极管变化而波动。这引起制造的PIN 二极管衰减器的有限可重复性。要求通过生成偏置电压相对于制造的常规PIN 二极管衰减器的对应衰减的查找表的校准。
[0005]为了改进常规PIN 二极管衰减器，先前已提出若干解决方案。
[0006]US6973288B1中公开一种线性化器电路。在这种解决方案中，使用两个衰减器控制输入，从而使衰减器的复杂度增加。这种解决方案的基本功能是提供控制信号与衰减之间的线性关系。这种解决方案的更严重缺点在于，衰减将由于PIN 二极管中的电压与电流之间的指数关系而对偏置电平是敏感的。
[0007]US20070001738公开一种可变电阻电路。在这种解决方案中，与上述解决方案相比，复杂度增加。这种解决方案利用加法器电路来将来自包括电压源和齐纳二极管的两个不同电路的两个信号相加。这种解决方案还尝试线性化来自可变电阻电路的响应。这种解决方案还呈现对偏置电压的变化敏感的先前提到的缺点。此外，由于齐纳二极管的温度漂移和制造可重复性，增加一些另外的缺点。
[0008]US6091299公开又一解决方案，其旨在通过使用齐纳二极管阵列来线性化PIN 二极管衰减器的响应。齐纳二极管阵列用来生成线性响应。这个电路也要求大量微调，以便得到线性响应，该电路的复杂度也增加。
[0009]US7023294公开一种用于通过包括若干并联谐振电路的复合电路来线性化PIN 二极管网络从而使不需要的寄生电抗消除的解决方案。
[0010]本领域的已知解决方案具有缺点，其在投入运行时导致问题。
【发明内容】
[0011]因此，本发明的一个目的是解决上述问题和缺点，并且提供一种解决方案，其对偏置变化和本征PIN 二极管波动是鲁棒和不敏感的。
[0012]这个目的和其他目的通过如独立权利要求所述的PIN 二极管电路和PIN 二极管衰减器来实现。
[0013]第一实施例提供一种PIN 二极管电路，包括：RF输入，经由第一 DC阻断电路耦合到第一结点；恒压源，经由第一 DC馈电电路耦合到第一结点。恒压源配置成对第一结点进行DC偏置。PIN 二极管电路还包括第一 PIN 二极管，其中，其阳极耦合到第一结点，并且其阴极经由第二 DC阻断电路耦合到第二 PIN 二极管的阳极。第二 PIN 二极管的阴极配置成耦合到地电位。PIN 二极管电路还包括可调电压源，其经由第二 DC馈电电路耦合到第二结点。第二结点经由第一电阻器耦合到第一 PIN 二极管的阴极；第二结点还经由第二电阻器耦合到第二 PIN 二极管的阳极。第一 PIN 二极管和第二 PIN 二极管的RF电阻通过调整地电位与在第一结点处恒压源所提供的恒压之间的可调电压源的电压来控制。
[0014]第二实施例提供一种PIN 二极管衰减器，包括：RF输入端口 ；RF输出端口 ；以及正交混合电路，具有连接到RF输入端口的第一端口以及连接到RF输出端口的第二端口。正交混合电路第三端口连接到第一 PIN 二极管电路，并且第四端口连接到第二 PIN 二极管电路，其中第一和第二 PIN 二极管电路各包括：RF输入，经由第一 DC阻断电路耦合到第一结点；恒压源，经由第一 DC馈电电路耦合到第一结点。恒压源配置成对第一结点进行DC电压偏置。PIN二极管电路还包括第一 PIN二极管，其中，其阳极耦合到第一结点，并且其阴极经由第二 DC阻断电路耦合到第二 PIN 二极管的阳极。第二 PIN 二极管的阴极配置成耦合到地电位。PIN 二极管电路还包括可调电压源，其经由第二 DC馈电电路耦合到第二结点。第二结点经由第一电阻器耦合到第一 PIN 二极管的阴极；第二结点还经由第二电阻器耦合到第二 PIN 二极管的阳极。因此，RF输入端口与RF输出端口之间的RF电阻通过耦合到正交混合电路的第三端口和第四端口的第一和第二 PIN 二极管衰减器的可调电压源来控制。
[0015]以上所述实施例的优点在于，它们可允许对PIN 二极管的偏置电压的增加灵敏度。
[0016]以上所述实施例的又一优点在于，它们可允许更鲁棒操作以及复杂度的有限增加。
[0017]在结合附图阅读以下详细描述时，本发明的实施例的另外的优点和特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0018]图1是常规PIN 二极管衰减器的示意图。
[0019]图2是常规PIN 二极管衰减器的回波损耗相对于电压偏置的图。
[0020]图3是PIN 二极管电路的一实施例的示意图。
[0021]图4是PIN 二极管电路的RF电阻相对于电压偏置的图。
[0022]图5是PIN 二极管衰减器的一实施例的示意图。
[0023]图6分别是PIN 二极管衰减器和常规PIN 二极管衰减器的一实施例的回波损耗相对于电压偏置的图。
[0024]图7是具有波动PIN 二极管的PIN 二极管衰减器的一实施例的回波损耗相对于电压偏置的图。
【具体实施方式】
[0025]下面将参照某些实施例和附图更详细地描述不同方面。为了说明而不是进行限制，阐述诸如特定情形和技术的具体细节，以便提供不同实施例的透彻理解。但是，背离这些具体细节的其他实施例也可存在。
[0026]图1示出常规PIN 二极管衰减器101，其包括具有四个端口 A、B、C和D的正交混合电路QC101。第一端口 A配置成接收RF功率，以及第二端口 B连接到常规PIN 二极管衰减器101的RF输出。第三端口 C经由第一电容器C101连接到第一 PIN 二极管D101的阳极。第一电容器C101防止DC电压进入正交混合电路QC101。第一 PIN 二极管D101的阴极配置成经由第一电阻器Z101连接到地电位。为了为第一 PIN 二极管D101提供电压偏置，可调电压源DC 101经由串联电阻器Z103和电感器L101连接到第一 PIN 二极管D101的阳极，其中电感器L101防止RF功率进入可调电压源DC101。相应地，由于常规PIN 二极管衰减器是对称装置，所以第四端口 D经由第二电容器C102连接到第二 PIN 二极管D102的阳极。第二电容器C102防止DC电压进入正交混合电路QC101。第二 PIN 二极管D102的阴极配置成经由第二电阻器Z102连接到地电位。为了为第二 PIN 二极管D102提供电压偏置，可调电压源DC101经由串联电阻器Z103和串联电感器L102连接到第一 PIN 二极管D101的阳极。
[0027]正交混合电路QC101是众所周知的商业上可得到的装置，其包括适合用于RF信号的四个端口 A、B、C、Do将在以下部