可变衰减器制造技术

公开了一种可变衰减器(v‑ATT)。v‑ATT包括输入端子、输出端子、在所述输入和输出端子之间的传输线、设置在所述传输线和地之间的至少两个级、以及偏压单元。每个级包括场效应晶体管(FET)，其根据提供至栅极的偏压来改变所述传输线和所述地之间的阻抗。偏压单元产生偏压，每个偏压都提供给各个级。所述v‑ATT的特征之一是：至少一个级接收至少一个偏压，所述至少一个偏压不同于提供至所述至少一个级中的其他级的偏压。

Variable attenuator

A variable attenuator (V ATT) is disclosed. V_ATT includes an input terminal, an output terminal, a transmission line between the input and output terminals, at least two stages provided between the transmission line and the ground, and a bias unit. Each stage includes a field effect transistor (FET), which changes the impedance between the transmission line and the ground according to the bias provided to the gate. The bias unit generates bias voltage, and each bias is supplied to all stages. One of the characteristics of the v_ATT is that at least one stage receives at least one bias, which is different from that provided to other stages in the at least one stage.

【技术实现步骤摘要】
可变衰减器
本专利技术涉及一种可变衰减器，具体而言，涉及一种用于包含高频分量的信号、并且其衰减可以通过控制信号来改变的衰减器。
技术介绍
衰减可以由控制信号来控制的可变衰减器在本领域中被称为电压可变衰减器(v-ATT)。日本专利申请JP-2000-124709A和JP-2009-200671A公开了这种v-ATT。然而，这种传统的v-ATT已经表现出以下响应，即：当衰减的范围变宽时，通过其的信号失真或者增加了所述信号的高次谐波；也就是说，传统的v-ATT受制于：衰减的范围相对于信号失真变得折衷。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及可变衰减器(v-ATT)，所述可变衰减器包括输入端子、输出端子、传输线、第一级和第二级、以及偏压单元。输入端子接收要衰减的信号。输出端子输出从在输入端子处输入的信号得到的衰减信号。传输线连接输入端子和输出端子，并在其上承载衰减信号。第一级和第二级设置在传输线和地之间，每个级包括具有栅极以及分别与传输线和地连接的两个电流端子的场效应晶体管(FET)。FET根据向其栅极提供的偏压来改变两个电流端子之间的阻抗。偏压单元包括输入端子，并根据向偏压单元的输入端子提供的控制信号来产生提供至第一级和第二级中的第一FET和第二FET的偏压。偏压单元将由此产生的偏压提供至第一级和第二级。本专利技术的特征是提供至第一级和第二级的偏压彼此不同并且彼此独立。附图说明现将通过参照附图，仅通过示例的方式来描述本专利技术，在附图中：图1显示了根据本专利技术第一实施例的可变衰减器(v-ATT)的电路图；图2A和图2B将本专利技术(图2B)的可变衰减器的相对于控制信号的、漏极电流变化ΔId和三阶截点(IIP3)幅值变化与传统v-ATT的情形进行比较；图3A和图3B将图11A中显示的传统v-ATT的衰减与图11B中的本专利技术的第一实施例的v-ATT的衰减进行比较；图4显示了根据本专利技术第二实施例的另一v-ATT的电路图；图5A和图5B将根据本专利技术第二实施例的v-ATT的衰减和通过IIP3测量的失真性能与图11B中显示的传统v-ATT的情形进行比较；图6显示了根据本专利技术第三实施例的电子设备的功能框图；图7A显示了根据图1中显示的第一实施例的v-ATT修改的v-ATT的电路图，并且图7B显示了根据本专利技术的第四实施例的另一v-ATT的电路图；图8A和图8B分别显示了根据第一实施例的v-ATT修改的v-ATT的栅极偏压和衰减；图9A和图9B分别显示了根据本专利技术第四实施例的相对于控制信号的v-ATT的衰减性能和FET的栅极偏压；图10显示了根据图8B中显示的第四实施例的v-ATT修改的v-ATT的电路图；图11A和图11B显示了传统v-ATT的电路图；图12A和图12B显示了图11A和图11B中显示的传统v-ATT的相对于控制信号的、通过IIP3测量的失真性能以及衰减性能；以及图13显示了图11A中显示的传统v-ATT中的、相对于控制信号的变化的漏极电流的变化。具体实施方式接下来，将参照附图来描述根据本专利技术的实施例。在附图的描述中，在没有重复的解释的情况下，彼此相同或相似的数字或符号将指代彼此相同或相似的元件。本专利技术不限于那些实施例，而是被限定在下面呈现的权利要求书中，并且旨在覆盖其所有的改变和修改及其等同物。首先将描述与本专利技术可比较的一些例子。图11A显示了与本专利技术的v-ATT可比较的可变衰减器(v-ATT)的电路图。图11A中显示的v-ATT200包括输入端子Tin、输出端子Tout、传输线L0、三个场效应晶体管(FET)10至30、以及偏压单元40。将输入端子Tin与输出端子Tout连接的传输线L0被分成四个传输线元件L1至L4，其间提供三个节点N1至N3。一些传统电路在输入端子Tin与第一传输线元件L1之间以及在第四传输线元件L4与输出端子Tout之间提供耦合电容器。FET10至30的各电流端子之一连接在节点N1至N3与地之间。也就是说，FET10至30将传输线L0的中间节点N1至N3与地耦接。确定对各个FET10至30的栅极偏压的偏压单元40提供电阻器R11至R13、R4和R5。前三个电阻器R11至R13被放置在公共节点N5和FET10至30的相应栅极之间，其中公共节点N5通过由两个电阻器R4和R5对提供至控制端子Tcont的控制信号分压而形成。控制信号Tcont被提供给FET10至30的相应栅极，并由两个电阻器R5和R4分压。进入输入端子Tin的信号在传输线L0上承载，并且在FET10至30导通并其电流端子之间的阻抗减小时，在所述信号的一部分被FET10至30分流后，所述信号出现在输出端子Tout中。因此，FET10至30可以衰减所述信号。当控制信号Vcont足够低以使节点N5的电平比FET10至30的夹断电压更深时，FET10至30关断，并且传输线L0上承载的信号的部分基本上不会通过FET10至30分流到地，并且进入输入端子Tin的信号出现在输出端子Tout中并且基本上没有衰减。图11B显示了也与本专利技术可比较的v-ATT200A的另一个电路图。v-ATT200A具有区别于图11A中显示的v-ATT200的特征，即，v-ATT200A提供与FET10至30串联连接的其他FET12至32。也就是说，传输线L0以中间节点N1至N3通过串联连接的FET10至30、12至32接地。FET12至32的栅极通过电阻器R21至R23与公共节点N5耦接。两个传统的v-ATT200和200A，评估其衰减和三阶截点(IIP3)。在评估时，假设FET10至30以及12至32为高电子迁移率晶体管(HEMT)类型，其构造有：载流子传输层，其通常被称为沟道层，由InGaAs制成；载流子供应层，其有时被称为势垒层，由AlGaAs制成；0.1μm的栅极长度；以及100μm的栅极宽度。进入输入端子Tin的信号具有20GHz的频率，功率为0dBm。通过在上述主信号上叠加另一信号来评估IIP3，其中所述另一信号具有与主信号的频率相差10MHz的频率。控制信号Vcont从-3到0V变化，其中-3V的控制信号Vcont使FET10至30完全关断，而0V的控制信号Vcont实质上使FET10至30导通。电阻器R11至R13以及R21至R23具有1kΩ的电阻，而其他电阻器R4和R5具有2kΩ和6kΩ的电阻，即，由电阻器R4和R5形成的电阻分压器将控制信号Vcont转变成其四分之一。图12A和图12B显示v-ATT200和200A的IIP3和衰减相对于控制信号Vcont的行为(behavior)，其中IIP3对应于当其三阶分量的幅值变得等于基波分量的幅值时的输入功率，而该衰减对应于在输出端子Tout中出现的信号与在输入端子Tin中出现的信号的比率。0dB的衰减意味着v-ATT不会造成信号损失。参考图12A，v-ATT200显示了较小的IIP3，具体地，IIP3减小以在从-2到-1V的控制信号Vcont的范围内形成空洞，其中所述空洞具有约仅仅10dBm的底部电平。然而，与v-ATT200的IIP3相比，v-ATT200A在从-2到-1.5V的控制信号Vcont的范围内，将IIP3改善了大约10dB。参考图12B，v-ATT200显示了在-3V的控制信号处的4dB的剩余衰减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变衰减器，包括：输入端子，其接收包含高频分量的信号；输出端子，其输出根据在所述输入端子处接收的所述信号而衰减的另一信号；传输线，其将所述输入端子与所述输出端子、所述传输线耦接；第一级，其连接在所述传输线和地之间，所述第一级包括第一场效应晶体管，第一场效应晶体管具有：栅极、与所述传输线连接的电流端子、以及连接到所述地的另一电流端子，所述场效应晶体管根据向所述栅极提供的第一偏压，来改变所述电流端子与所述另一电流端子之间的阻抗；第二级，其连接在所述传输线和所述地之间，所述第二级包括第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管具有：栅极、与所述传输线连接的电流端子、以及连接到所述地的另一电流端子，所述第二场效应晶体管根据向其栅极提供的第二偏压，来改变其所述电流端子与所述另一电流端子之间的阻抗；偏压单元，其包括输入端，所述偏压单元根据提供至所述偏压单元的输入端的控制信号来产生所述第一偏压和所述第二偏压，所述偏压单元向所述第一级提供所述第一偏压，并且向所述第二级提供所述第二偏压，其中，所述第一偏压不同于所述第二偏压且独立于所述第二偏压。

【技术特征摘要】
2017.02.23 JP 2017-032039;2017.08.16 JP 2017-157181.一种可变衰减器，包括：输入端子，其接收包含高频分量的信号；输出端子，其输出根据在所述输入端子处接收的所述信号而衰减的另一信号；传输线，其将所述输入端子与所述输出端子、所述传输线耦接；第一级，其连接在所述传输线和地之间，所述第一级包括第一场效应晶体管，第一场效应晶体管具有：栅极、与所述传输线连接的电流端子、以及连接到所述地的另一电流端子，所述场效应晶体管根据向所述栅极提供的第一偏压，来改变所述电流端子与所述另一电流端子之间的阻抗；第二级，其连接在所述传输线和所述地之间，所述第二级包括第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管具有：栅极、与所述传输线连接的电流端子、以及连接到所述地的另一电流端子，所述第二场效应晶体管根据向其栅极提供的第二偏压，来改变其所述电流端子与所述另一电流端子之间的阻抗；偏压单元，其包括输入端，所述偏压单元根据提供至所述偏压单元的输入端的控制信号来产生所述第一偏压和所述第二偏压，所述偏压单元向所述第一级提供所述第一偏压，并且向所述第二级提供所述第二偏压，其中，所述第一偏压不同于所述第二偏压且独立于所述第二偏压。2.根据权利要求1所述的可变衰减器，其中，所述第一偏压的范围和所述第一偏压的范围的中心都与所述第二偏压的范围和所述第二偏压的范围的中心不同。3.根据权利要求1所述的可变衰...

【专利技术属性】
技术研发人员：大矢章雄，近藤诚，
申请(专利权)人：住友电工光电子器件创新株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP