一种桥式差分无源衰减器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及射频集成电路领域，具体涉及一种桥式差分无源衰减器。 技术背景
[0002] 随着科学技术的进步，毫米波相控阵雷达、射频通信系统、自动增益控制系统等的 应用日趋广泛，衰减器作为这些系统的重要的组成部分，实现对信号功率的衰减，从而对系 统的增益起到控制和调节的作用。电性能较好的衰减器通常拥有较好的衰减精度、较小的 相位变化和较高的线性度等。现有技术中，常见的衰减器有两种，第一种是采用"T"或"n" 型拓扑结构，通过开关控制电阻元件的大小以产生希望的衰减量，这些拓扑结构具有良好 的回波损耗以及期望的衰减量。但是，这种拓扑结构的衰减器在最小衰减状态的插入损耗 较大，信号通过后会引起不必要的额外损耗。第二种是利用PIN二极管实现可变电阻元件， 其电阻与偏置电流成反比，这种方法的缺点是每个PIN二极管都消耗了显著的直流电流， 增加了系统功耗。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种桥式差分无源衰减器，实现了一种低功耗、高精度的衰减器。
[0004] 本发明所采用的技术方案包括桥式差分无源衰减器主体电路以及源跟随器电路。 桥式差分无源衰减器主体电路包括跨接在差分输入端正端与差分输出端正端的第一N型 管、跨接在差分输入端正端与差分输出端负端的第二N型管、跨接在差分输入端负端与差 分输出端正端的第三N型管、跨接在差分输入端负端与差分输出端负端的第四N型管，通过 调节第一至第四N型管的源级、漏极和栅极电压来改变其导通电阻的大小，完成信号衰减 的功能。源跟随器电路的输出信号作为差分输入端与差分输出端的直流偏置，使第一至第 四N型管的导通电阻与阈值电压无关，减小了由于温度变化、生产工艺的偏差等因素引起 的衰减器衰减量的变化。
[0005] 无源衰减器主体电路包括差分输入端正端和负端、差分输出端正端和负端、控制 电压Vc、第一N型管、第二N型管、第三N型管、第四N型管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、 第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电感、第二电感。源跟随器电路包 括控制电压Vb，第一电流源、第五N型管。
[0006] 所述第一N型管的源级与差分输入端正端连接，漏极与差分输出端正端连接，栅 极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与电源连接；第二N型管的源级与差分输入 端正端连接，漏极与差分输出端负端连接，栅极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端 与控制电压Vc连接；所述第三N型管的源级与差分输入端负端连接，漏极与差分输出端正 端连接，栅极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与控制电压Vc连接；第四N型管的 源级与差分输入端负端连接，漏极与差分输出端负端连接，栅极与第四电阻的一端连接，第 四电阻的另一端与电源连接；第五、六、七、八电阻的一端分别与差分输入端正端、差分输入 端负端、差分输出端正端、差分输出端负端连接，第五、六、七、八电阻的另一端连接在一起， 并与源跟随器电路的输出端连接；第一电感的一端与差分输入端正端连接，另一端与差分 输入端负端连接，第二电感的一端与差分输出端正端连接，另一端与差分输出端负端连接。 上述为桥式差分无源衰减器主体电路。
[0007] 所述第五N型管的漏极与电源连接，栅极与控制电压Vb连接，源级与第一电流源 的输入端连接，并作为源跟随器电路的输出端，第一电流源的输出端与低电平连接。上述为 源跟随器电路。
[0008] 通过改变差分输入端与差分输出端的直流偏置，可改变第一N型管与第四N型管 的导通电阻；通过同时改变差分输入端与差分输出端的直流偏置以及控制电压Vc，可改变 第二N型管与第三N型管的导通电阻。通过以上方式改变第一至第四N型管的导通电阻， 进而可改变衰减器的衰减量。当第一N型管与第四N型管的导通电阻最小，第二N型管和 第三N型管的导通电阻最大时，衰减量最小；当第一至第四N型管的导通电阻一样大时，衰 减量最大。
[0009] 通过改变控制电压Vb改变差分输入端与差分输出端的直流偏置，使用源跟随器 电路的输出信号作为差分输入端与差分输出端的直流偏置，使第一至第四N型管的导通电 阻与阈值电压无关，减小了由于温度变化、生产工艺的偏差等因素引起的衰减器衰减量的 变化。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明所述的一种桥式差分无源衰减器原理图；
[0011] 图2是本发明所述的一种桥式差分无源衰减器衰减结果；
[0012] 图3是本发明所述的一种桥式差分无源衰减器相位结果。
【具体实施方式】
[0013] 为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步 说明。
[0014] 本发明提供了一种桥式差分无源衰减器，原理图如图1所示。本发明所采用的技 术方案是包括桥式差分无源衰减器主体电路以及源跟随器电路。通过调节N型管Ml至M4 的源级、漏极和栅极电压来改变其导通电阻的大小，完成信号衰减的功能。源跟随器电路的 输出信号作为差分输入端与差分输出端的直流偏置，使N型管Ml至M4的导通电阻与阈值 电压无关，减小了由于温度变化、生产工艺的偏差等因素引起的衰减器衰减量的变化。本实 施例的桥式差分无源衰减器以〇. 5dB为衰减步进值，在0~16dB范围内实现33种衰减量。
[0015] N型管Ml跨接在差分输入端正端Vinp与差分输出端正端Voutp之间，N型管M2 跨接在差分输入端正端Vinp与差分输出端负端Voutn之间，N型管M3跨接在差分输入端负 端Vinn与差分输出端正端Voutp之间，N型管M4跨接在差分输入端负端Vinn与差分输出 端负端Voutn之间。N型管Ml、M4的栅极分别通过电阻Rl、R4连接到电源Vdd，N型管M2、 M3的栅极分别通过电阻R2、R