CN111682861B - 新型高线性度温补衰减器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及衰减器技术领域，尤其涉及一种新型高线性度温补衰减器，包括分压电路部分和衰减电路部分，所述分压电路部分包括具有温度特性的一组二极管D0和一组电阻RO，R0和DO串联在一起，得到可随温度变化的电压，通过连接微带线将此电压连接到衰减电路部分中晶体管的栅端；所述衰减电路部分用电阻R1、R2、R3、R4和两组晶体管K1、K2构成一种类π结构的衰减电路，其中晶体管组的一端接电阻、另一端接地，栅端与分压电路部分引出的电压相连接。本发明适用于多种不同工艺的设计，针对各种类型的晶体管，都可以对应的完成整个电路设计，最终达到相同的设计指标。
Description
技术领域
本发明涉及衰减器技术领域，尤其涉及一种新型高线性度温补衰减器。
背景技术
目前传统的温补衰减器温度补偿特性不好，其衰减量随温度变化不是呈现线性，突出表现为在某一段温度范围内衰减量会剧烈变化；同时，传统温补衰减器还存在着在较大功率输入时衰减量补偿范围会降低的现象，这意味着传统温补衰减器的增益压缩功率点较低，无法在大信号功率下工作。这些问题都极大地限制了温补衰减器更广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统温补衰减器技术的不足，而提供一种新型高线性度温补衰减器，着重提高温补衰减量随温度变化的线性关系以及温补衰减器的增益压缩功率特性。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种新型高线性度温补衰减器，包括分压电路部分和衰减电路部分，所述分压电路部分包括具有温度特性的一组电阻R0和一组DO，一组电阻R0和一组DO串联在一起，得到可随温度变化的电压，通过连接微带线将此电压连接到衰减电路部分中晶体管的栅端；所述衰减电路部分采用若干电阻和两个晶体管组构成一种类π结构的衰减电路，其中晶体管一端接电阻、另一端接地，栅端接分压电路部分的电压；对衰减电路部分进行小信号仿真，分析其衰减量随晶体管栅端电压的变化曲线，找到其衰减量相对均匀分布的电压范围，通过调整分压电路部分中二级管和电阻的个数或阻值，在所需的温补范围内得到由输入电源电压分压得到衰减电路部分所需的电压范围。
本发明的有益效果是:
1、本发明适用于多种不同工艺的设计，针对各种类型的晶体管，都可以对应的完成整个电路设计，最终达到相同的设计指标，包括GaAs工艺的增强型pHEMT、耗尽型pHEMT和SOI CMOS工艺的NMOS。
2、调整了衰减电路结构，使电路在不同温度不同频率下都具有良好的驻波特性，更方便快捷的适配其他电路，同时频率范围更广，应用场景更广。
3、衰减部分引入多个晶体管级联堆叠，有效提高了温补衰减器的功率特性，使其在可以工作在更大功率条件下。
4、针对晶体管特性，设计了相对应的分压电压电路，使晶体管工作状态更合理，整个温补衰减电路衰减量随温度变化更加线性，温补特性更好。
附图说明
图1是本发明的高线性宽带温补衰减器结构示意图；
图2是不同温度下，传统温补衰减器的衰减量随频率的变化曲线；
图3是不同温度下，本发明温补衰减器的衰减量随频率的变化曲线；
图4是不同频率下，传统温补衰减器的衰减量随温度的变化曲线；
图5是不同频率下，本发明温补衰减器的衰减量随温度的变化曲线；
图6是传统结构与本发明提出的温补衰减器的输出P-1的对比曲线；
图7是本发明的高线性宽带温补衰减器电压驻波比随频率的变化曲线。
具体实施方式
如图1所示，一种新型高线性度温补衰减器，包括分压电路部分和衰减电路部分。
所述分压电路部分包括具有温度特性的一组电阻组R0和一组二极管组DO，R0和DO串联在一起，得到可随温度变化的电压，通过连接微带线将此电压连接到衰减电路部分中晶体管的栅端。
衰减电路部分包括衰减电阻R1、衰减电阻R2、衰减电阻R3、衰减电阻R4、晶体管组K1、晶体管组K2；衰减电阻R1的一端接输入端口，另一端接衰减电阻R3、衰减电阻R4、衰减电阻R2的一端，衰减电阻R3的另一端接出输出接口，衰减电阻R2的另一端接晶体管组K1的源端，晶体管组K1的漏端接地，晶体管组K1的栅端接分压电路部分的电压，衰减电阻R4的另一端接晶体管组K2的源端，晶体管组K2的漏端接地，晶体管组K2的栅端接分压电路部分的电压。
其中晶体管组K1、K2与电阻R1、R2、R3、R4构成的衰减电路可以有效的扩展带宽，改善驻波，而由电阻R0和二极管D0构成的分压电路可以产生一个受控于温度的电压变量。衰减电路在分压电路生成电压的控制下，最终实现衰减量随温度变化的功能。根据如图1所示的结构搭建电路，在GaAs基底上制作了一款高线性宽带温补衰减器芯片，频率范围为DC-40GHz，温度补偿范围为-55°～+125°，衰减补偿量为3dB。图2-图5展示了本发明结构的温补衰减器及传统结构温补衰减器的衰减曲线结果对比，温度补偿特性得到了极大的改善。图6展示了本发明温补衰减器与传统结构温补衰减器的输出P-1结果对比曲线，功率特性也得到了极大地改善。图7展示了本发明高线性宽带温补衰减器电压驻波比的结果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种新型高线性度温补衰减器，其特征在于：包括分压电路部分和衰减电路部分，分压电路提供衰减电路所需电压，衰减电路实现电路射频衰减功能；
所述分压电路部分包括具有温度特性的一组二极管D0和一组电阻R0，一组电阻R0和一组二极管D0串联在一起，得到可随温度变化的电压，通过连接微带线将此电压连接到衰减电路部分中晶体管的栅端；
所述衰减电路部分采用若干电阻和两个晶体管组构成一种类π结构的衰减电路，其中晶体管组的一端接电阻、另一端端接地，栅端接分压电路部分的电压。
2.根据权利要求1所述的新型高线性度温补衰减器，其特征在于：所述衰减电路部分的晶体管组所包含的晶体管方式，可以是一个晶体管或多个级联堆叠的晶体管组。
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