一种宽带低功耗控制多功能芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带低功耗控制多功能芯片，集成电路技术领域，包括限幅开关匹配网络、低功耗温补放大网络、电桥式衰减匹配网络和并行驱动网络。本发明专利技术通过两级PIN型限幅和PIN型匹配式单刀单掷开关单元在宽带内实现信号的功率限幅、低插损导通和高隔离关断状态；低功耗温补放大网络采用电流复用堆叠结构结合温补有源偏置结构；衰减网络采用电桥式衰减结构，该结构可以在宽带范围内仅使用一个电桥单元实现多个衰减状态，有效的节省了面积，实现高精度低插损的衰减特性；并行驱动网络采用逻辑管进行门运算实现TTL信号的同相反相变换。本发明专利技术具有高限幅特性、高隔离度、高增益、低功耗、高衰减精度和高集成度等优点。高衰减精度和高集成度等优点。高衰减精度和高集成度等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带低功耗控制多功能芯片


[0001]本专利技术属于集成电路
，具体涉及一种宽带低功耗控制多功能芯片。

技术介绍

[0002]现代雷达系统正面临一方面高性能要求导致的T/R组件数量增加和系统的复杂性增大，另一方面又要实现低成本的难题。幅相控制多功能芯片是雷达T/R组件的关键部件，主要由微波单片集成电路技术实现。将T/R组件中的限幅、开关、移相器、衰减器和放大器通过设计在芯片内部集成，就得到了典型的幅相控制多功能芯片。这种设计方案有利于雷达系统的小型化和集成化发展，因此有着良好和广泛的应用前景，但同时也对幅相控制多功能芯片在低功耗、低噪声、高增益、高幅相控制精度、高隔离度、低成本和可靠性等各方面性能提出了较高的设计需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决以上问题，提出了一种宽带低功耗控制多功能芯片。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种宽带低功耗控制多功能芯片包括限幅开关匹配网络、低功耗温补放大网络、电桥式衰减匹配网络和并行驱动网络；限幅开关匹配网络的输入端作为宽带低功耗控制多功能芯片的射频输入端，其输出端和低功耗温补放大网络的输入端连接；电桥式衰减匹配网络的输出端作为宽带低功耗控制多功能芯片的射频输出端，其第一输入端和低功耗温补放大网络的输出端连接；并行驱动网络的第一输出端和电桥式衰减匹配网络的第二输入端连接；并行驱动网络的第二输出端和电桥式衰减匹配网络的第三输入端连接。
[0005]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过两级PIN型限幅和PIN型匹配式单刀单掷开关单元在宽带内实现信号的功率限幅、低插损导通和高隔离关断状态；低功耗温补放大网络采用电流复用堆叠结构结合温补有源偏置结构；衰减网络采用电桥式衰减结构，该结构可以在宽带范围内仅使用一个电桥单元实现多个衰减状态，有效的节省了面积，实现高精度低插损的衰减特性；并行驱动网络采用逻辑管进行门运算实现TTL信号的同相反相变换。本专利技术具有高限幅特性、高隔离度、高增益、低功耗、高衰减精度和高集成度等优点。
[0006]进一步地，限幅开关匹配网络包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、二极管D1、接地二极管D2、二极管D3、接地二极管D4、接地二极管D5、接地二极管D6、接地二极管D7、二极管D8、二极管D9、电感L1、接地电感L2、电感L3和电感L4；电容C1的一端作为限幅开关匹配网络的输入端，其另一端分别与二极管D1的负极、二极管D3的正极和电感L1的一端连接；二极管D1的正极和接地二极管D2连接；二极管D3的正极和接地二极管D4连接；电感L1的另一端连接分别与接地二极管D5、接地二极管D6和电容C2的一端连接；电容C2的另一端分别与电感L3的一端、接地二极管D7和二极管D8的负
极连接；二极管D8的正极作为限幅开关匹配网络的输出端，并分别与二极管D9的负极和接地电感L2连接；二极管D9的正极和电阻R3的一端连接；电阻R3的另一端分别与接地电容C3和电感L4的一端连接；电感L4的另一端分别与接地电容C5和电阻R2的一端连接；电阻R2的另一端和控制电压Vs1连接；电感L3的另一端分别与接地电容C4和电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端和控制电压Vs连接。
[0007]上述进一步方案的有益效果是：本专利技术输入端采用限幅开关匹配网络，实现低插损、高隔离和高功率限幅特性。限幅部分采用两级PIN管级联，第一级采用两正两反，第二级采用一正一反，级间为电感匹配，在实现高限幅特性的同时又具备较高的耐电压特性。Vs和Vs1为pin匹配式开关单元的控制电压，Vs和Vs1同为负电压时，二极管D8导通，二极管D7和二极管D9关断，开关呈导通态；Vs和Vs1同为正电压时，二极管D8关断，二极管D7和二极管D9导通，开关呈导通态；电阻R3、电容C3、电感L4则起到关断状态下驻波匹配的作用。
[0008]进一步地，低功耗温补放大网络包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、接地电阻R7、电阻R8、电阻R9、接地电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C6、电容C7、电容C8、接地电容C9、电容C10、接地电容C11、接地电容C12、接地电容C13、接地电容C14、接地电感L5、电感L6、电感L7、电感L8、电感L9、微带线TL1、微带线TL2、微带线TL3、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4；电容C6的一端作为低功耗温补放大网络的输入端，其另一端分别与电容C7的一端和接地电感L5连接；电容C7的另一端分别与电阻R4的一端和微带线TL1的一端连接；晶体管M1的栅极分别与微带线TL1的另一端和电阻R8的一端连接；晶体管M1的源极接地；晶体管M1的漏极分别与电容C8的一端和电感L6的一端连接；电容C8的另一端分别与电阻R11的一端和微带线TL2的一端连接；晶体管M2的栅极和微带线TL2的另一端连接；晶体管M2的源极分别与电感L6的另一端和接地电容C9连接；晶体管M2的漏极和微带线TL3的一端连接；晶体管M3的栅极分别与电阻R4的另一端和电阻R6的一端连接；晶体管M3的源极和接地电阻R7连接；晶体管M3的漏极分别与电阻R6的另一端和电阻R5的一端连接；电阻R5的另一端分别与电阻R9的一端、电阻R13的一端、接地电容C12、电阻R12的一端、电感L8的一端和偏置电压VD连接；电阻R9的另一端分别与接地电阻R10和电阻R11的另一端连接；晶体管M4的栅极分别与电阻R13的另一端和电阻R14的一端连接；晶体管M4的源极和微带线TL3的另一端连接；电阻R14的另一端和接地电容C11连接；晶体管M4的漏极分别与电感L7的一端、电感L8的另一端和电感L9的一端连接；电感L7的另一端和电容C10的一端连接；电容C10的另一端和电阻R8的另一端连接；电阻R12的另一端和接地电容C13连接；电感L9的另一端分别与接地电容C14和电容C15的一端连接；电容C15的另一端作为低功耗温补放大网络的输出端。
[0009]上述进一步方案的有益效果是：本专利技术的低功耗温补放大网络采用电流复用堆叠结构，与传统的两个放大管堆叠结构相比，本专利技术共源放大单元采用的是两级电流复用结构，再与共栅放大单元堆叠，同时结合并联负反馈结构拓展带宽。该结构的优势是在获得高增益的同时，可以有效地降低芯片功耗，实现低噪声、高增益和低功耗的特性；偏置电路结合温补有源偏置结构，有源管M3栅漏极之间和源级采用具有正温度系数的电阻R6/R7到地结构，能有效地降低电路对工艺波动和温度的敏感度，同时提高电路的线性度。
[0010]进一步地，电桥式衰减匹配网络包括接地电阻R15、接地电阻R16、接地电阻R17、接地电阻R18、微带线TL4、微带线TL5、微带线TL6、微带线TL7、开路微带线TL8、开路微带线
TL9、微带线TL10、微带线TL11、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7、晶体管M8和朗格耦合器；微带线TL4的一端作为电桥式衰减匹配网络的第一输入端，其另一端和朗格耦合器的输入端连接；朗格耦合器的输出端和微带线TL5的一端连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带低功耗控制多功能芯片，其特征在于，包括限幅开关匹配网络、低功耗温补放大网络、电桥式衰减匹配网络和并行驱动网络；所述限幅开关匹配网络的输入端作为宽带低功耗控制多功能芯片的射频输入端，其输出端和低功耗温补放大网络的输入端连接；所述电桥式衰减匹配网络的输出端作为宽带低功耗控制多功能芯片的射频输出端，其第一输入端和低功耗温补放大网络的输出端连接；所述并行驱动网络的第一输出端和电桥式衰减匹配网络的第二输入端连接；所述并行驱动网络的第二输出端和电桥式衰减匹配网络的第三输入端连接。2.根据权利要求1所述的宽带低功耗控制多功能芯片，其特征在于，所述限幅开关匹配网络包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、二极管D1、接地二极管D2、二极管D3、接地二极管D4、接地二极管D5、接地二极管D6、接地二极管D7、二极管D8、二极管D9、电感L1、接地电感L2、电感L3和电感L4；所述电容C1的一端作为限幅开关匹配网络的输入端，其另一端分别与二极管D1的负极、二极管D3的正极和电感L1的一端连接；所述二极管D1的正极和接地二极管D2连接；所述二极管D3的正极和接地二极管D4连接；所述电感L1的另一端连接分别与接地二极管D5、接地二极管D6和电容C2的一端连接；所述电容C2的另一端分别与电感L3的一端、接地二极管D7和二极管D8的负极连接；所述二极管D8的正极作为限幅开关匹配网络的输出端，并分别与二极管D9的负极和接地电感L2连接；所述二极管D9的正极和电阻R3的一端连接；所述电阻R3的另一端分别与接地电容C3和电感L4的一端连接；所述电感L4的另一端分别与接地电容C5和电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端和控制电压Vs1连接；所述电感L3的另一端分别与接地电容C4和电阻R1的一端连接；所述电阻R1的另一端和控制电压Vs连接。3.根据权利要求1所述的宽带低功耗控制多功能芯片，其特征在于，所述低功耗温补放大网络包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、接地电阻R7、电阻R8、电阻R9、接地电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C6、电容C7、电容C8、接地电容C9、电容C10、接地电容C11、接地电容C12、接地电容C13、接地电容C14、接地电感L5、电感L6、电感L7、电感L8、电感L9、微带线TL1、微带线TL2、微带线TL3、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4；所述电容C6的一端作为低功耗温补放大网络的输入端，其另一端分别与电容C7的一端和接地电感L5连接；所述电容C7的另一端分别与电阻R4的一端和微带线TL1的一端连接；所述晶体管M1的栅极分别与微带线TL1的另一端和电阻R8的一端连接；所述晶体管M1的源极接地；所述晶体管M1的漏极分别与电容C8的一端和电感L6的一端连接；所述电容C8的另一端分别与电阻R11的一端和微带线TL2的一端连接；所述晶体管M2的栅极和微带线TL2的另一端连接；所述晶体管M2的源极分别与电感L6的另一端和接地电容C9连接；所述晶体管M2的漏极和微带线TL3的一端连接；所述晶体管M3的栅极分别与电阻R4的另一端和电阻R6的一端连接；所述晶体管M3的源极和接地电阻R7连接；所述晶体管M3的漏极分别与电阻R6的另一端和电阻R5的一端连接；所述电阻R5的另一端分别与电阻R9的一端、电阻R13的一端、接地电容C12、电阻R12的一端、电感L8的一端和偏置电压VD连接；所述电阻R9的另一端分别与接地电阻R10和电阻R11的另一端连接；所述晶体管M4的栅极分别与电阻R13的另一端和电阻R14的一端连接；所述晶体管M4的源极和微带线TL3的另一端连接；所述电阻R14的另一端和接地电容C11连接；所述晶体管M4的漏极分别与电感L7的一端、电感L8的另一端和电感
L9的一端连接；所述电感L7的另一端和电容C10的一端连接；所述电容C10的另一端和电阻R8的另一端连接；所述电阻R12的另一端和接地电容C13连接；所述电感L9的另一端分别与接地电容C14和电容C15的一端连接；所述电容C15的另一端作为低功耗温补放大网络的输出端。4.根据权利要求1所述的宽带低功耗控制多功能芯片，其特征在于，所述电桥式衰减匹配网络包括接地电阻R15、接地电阻R16、接地电阻R17、接地电阻R18、微带线TL4、微带线TL5、微带线TL6、微带线TL7、开路微带线TL8、开路微带线TL9、微带线TL10、微带线TL11、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7、晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莹，童伟，王测天，邬海峰，廖学介，罗彬，于鸿，罗梓航，张帆，刘喆，徐志浩，
申请(专利权)人：成都嘉纳海威科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：