[發明專利]一種超高頻可變增益放大器結構

有效

• 申請號: 202010903645.1
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112039449B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 柴遠;馮一坤
• 申請（專利權）人: 南京匯君半導體科技有限公司
• 主分類號: H03F3/21
• 分類號: H03F3/21;H03F1/56;H03F1/02
• 代理公司: 蘇州吳韻知識產權代理事務所(普通合伙) 32364
• 代理人: 王銘陸

1.一種超高頻可變增益放大器結構，其特征在于：寬帶變壓器匹配網絡組成第一部分電路（100）、第四部分電路（400）；并聯的幅度控制模塊組成第二部分電路（200）、第三部分電路（300），所述第一部分電路（100）完成50歐姆負載到輸入阻抗R_in的匹配并實現單端信號RF_in到差分信號in+和in-的轉換；所述第二部分電路（200）由歸一化尺寸為1x到32x的6個并聯的基于差分共源放大器的基本增益單元組成，實現足量的增益控制范圍以及粗略的增益步幅調節；所述第三部分電路（300）由3個改進的多重并聯等效結構組成，實現精準的步幅控制；所述的第四部分電路（400）完成輸出阻抗R_out到50歐姆負載的匹配，并實現差分信號out+和out-到單端信號RF_out的轉換，所述第一部分電路（100）是寬帶輸入變壓器匹配網絡，由第一傳輸線（101）、第二傳輸線（102）、第一變壓器（103）和第一電容（104）組成，所述第一傳輸線（101）和第二傳輸線（102）形成差分對，與第一變壓器（103）的次級線圈相連且分別通過正相信號in+和反相信號in-，所述第一變壓器（103）的初級線圈與第一電容（104）并聯后連接輸入信號RF_in，所述第二部分電路（200）由6個共源晶體管陣列單元并聯組成，所述陣列單元由第一晶體管201、第二晶體管202、第三晶體管203、第四晶體管204、第五晶體管205、第六晶體管206和第一反相器207組成，所述第一晶體管201和第三晶體管203的柵極連接第一部分電路（100）的輸入信號的正端，所述第二晶體管202和第四晶體管204的柵極連接第一部分電路（100）的輸入信號的負端，所述第一晶體管201和第四晶體管204的漏極連接第二部分電路（200）輸出信號的正端，所述第二晶體管202和第三晶體管203的漏極連接第二部分電路（200）輸出信號的負端，所述第五晶體管205和第六晶體管206作為開關管使用，所述第五晶體管205的柵極接數字控制信號，所述第六晶體管206的柵極經第一反相器207后連接數字控制信號，所述第三部分電路（300）由3個優化的共柵極晶體管陣列單元并聯組成，陣列單元由第一晶體管301、第二晶體管302、第三晶體管303、第四晶體管304、第五晶體管305、第六晶體管306、第七晶體管（307）、第八晶體管（308）、第九晶體管（309）、第十晶體管（310）、第十一晶體管（311）、第十二晶體管（312）、第一反相器313和第二反相器（314）組成，所述的第一晶體管301、第三晶體管303、第七晶體管（307）和第九晶體管（309）的柵極連接第一部分電路（100）的輸入信號的正端，所述第二晶體管302、第四晶體管304、第八晶體管（308）和第十晶體管（310）的柵極連接第一部分電路（100）的輸入信號的負端，所述第一晶體管301、第四晶體管304、第七晶體管（307）和第十晶體管（310）的漏極連接第二部分電路（200）輸出信號的正端，所述第二晶體管302、第三晶體管303、第八晶體管（308）和第九晶體管（309）的漏極連接第二部分電路（200）輸出信號的負端，所述第五晶體管305、第六晶體管306、第十一晶體管（311）和第十二晶體管（312）作為開關控制晶體管，所述第六晶體管306和第十一晶體管（311）連接第一反相器313的輸入端，所述第五晶體管305連接第一反相器313的輸出端，所述第六晶體管306和第十一晶體管（311）連接第二反相器的輸出端，所述第二反相器（314）的輸入端連接數字控制信號，所述第十二晶體管（312）連接數字控制信號，第四部分電路（400）寬帶輸出變壓器匹配網絡，其電路組成和連接與第一部分電路（100）相同。

2.根據權利要求1所述的一種超高頻可變增益放大器結構，其特征在于：所述第二部分電路（200）確保增益可調范圍大于15dB并提供1dB步進；所述第三部分電路（300）提升精準步進為0.5dB。

3.根據權利要求1所述的一種超高頻可變增益放大器結構，其特征在于：所述第一部分電路（100）中的第一變壓器（103）次級線圈的中心抽頭連接偏置電壓Vbias，所述第四部分電路（400）中的變壓器（403）初級線圈的中心抽頭連接電源VDD。