【技术实现步骤摘要】
本公开涉及集成电路，尤其涉及一种低温(-269℃)宽带有源巴伦电路。
技术介绍
1、低温量子信号读出电路，通过在低温(-269℃)环境构建完备的射频接口电路，以减少室温读出设备到量子芯片(20mk)的接口线缆数量，进一步降低读取延时、提高线路带宽、减少室温到低温的热泄露和噪声干扰、提高信号读取质量、允许硅基量子芯片大规模集成，结合图2所示，基于射频反射测量技术的硅基量子芯片读出系统电路基本模块包括低噪声放大器(lna)、混频器(mixer)、模数转换器(adc)，实现反射的射频(rf)信号放大、下变频、量化。为应对采集数据从低温到室温传输过程中的干扰，室温电源传递至低温后的性能恶化，以及实现更高动态范围和隔离度的混频电路，通常在线路中引入巴伦(balun)实现单端信号传输到差分信号传输的转变。巴伦分为无源巴伦和有源巴伦两种，有源巴伦电路相较无源巴伦面积更小、集成更容易，更容易实现更宽频段范围内的信号转换。选用有源结构有利于在单片上实现紧凑的、多通道、大带宽读出电路。然而现有技术中的有源巴伦电路难以有效的在低温(-269℃至-189℃)环境下正常工作。
技术实现思路
1、基于上述问题，本公开提供了一种低温宽带有源巴伦电路，以缓解现有技术中的上述技术问题。
2、(一)技术方案
3、本公开提供一种低温宽带有源巴伦电路，包括：balun-a电路单元，反馈网络电路单元，负载电路单元。其中，balun-a电路单元被配置为用于将输入信号转换为第一输出信号和第二输出信号；反
4、根据本公开实施例，第一反馈模块和第二反馈模块对所述第一输出信号和第二输出信号进行修正包括相位及幅值修正。
5、根据本公开实施例，balun-a电路单元包括第一cmos管m1和第二cmos管m2；其中，第一cmos管m1的栅极和第二cmos管m2的栅极短接，源极均接地，第一cmos管m1的漏极与栅极短接，第一cmos管m1的漏极连接至第一反馈模块；第二cmos管m2的漏极连接至第二反馈模块；输入信号从第一cmos管m1和第二cmos管m2栅极流入，得到的第一输出信号和第二输出信号分别从第一cmos管m1和第二cmos管m2漏极输出；由于第一cmos管m1漏极与栅极短接，在第一cmos管m1漏极输出的第一输出信号与输入信号相位保持不变，而从第二cmos管m2漏极输出的第二输出信号与输入信号相位相反。
6、根据本公开实施例，第一反馈模块包括第三cmos管m3和第五cmos管m5，其中，第三cmos管m3的漏极接巴伦电路的第一输出端口out-，源极接地，栅极连接至第一cmos管m1的漏极；第五cmos管m5的栅极接第一输出端口out-，漏极接巴伦电路的第二输出端口out+，源极连接至第一cmos管m1的漏极。
7、根据本公开实施例，第二反馈模块包括第四cmos管m4和第六cmos管m6，其中，第四cmos管m4的漏极接第二输出端口out+，源极接地，栅极连接至第二cmos管m2的漏极；第六cmos管m6的栅极接第二输出端口out+，漏极接第一输出端口out-，源极连接至第二cmos管m2的漏极；第四cmos管m4同第三cmos管m3保持对称，第六cmos管m6同第五cmos管m5保持对称。
8、根据本公开实施例，第一反馈模块中的第三cmos管m3和第五cmos管m5构成第一输出端口out-侧的负反馈网络，将接收的第一输出信号进行相位翻转后返回至第一输出端口out-，实现负反馈；第二反馈模块中的第四cmos管m4和第六cmos管m6构成第二输出端口out+侧的负反馈网络，将接收的第二输出信号进行相位翻转后返回至第二输出端out+，实现负反馈。
9、根据本公开实施例，第五cmos管m5和第六cmos管m6构成第一输出端口out-侧的正反馈网络，将接收的第一输出信号的经第五cmos管m5翻转一次相位后，再经第六cmos管m6又一次翻转相位后返回至第一输出端口out-，实现正反馈；第五cmos管m5和第六cmos管m6也构成第二输出端口out+侧的正反馈网络，将接收的第二输出信号的经第六cmos管m6翻转一次相位后，再经第五cmos管m5又一次翻转相位后返回至第二输出端口out+，实现正反馈。
10、根据本公开实施例，负载电路单元包括第一负载电阻rl1和第二负载电阻rl2，所述第一负载电阻rl1连接于第一输出端口out-，第二负载电阻rl2连接于第二输出端out+。
11、根据本公开实施例，第一差分信号和第二差分信号的增益偏差dm小于0.1db，相位偏差dp小于1°，共模抑制比cmrr大于40db。
12、根据本公开实施例，第一cmos管m1、第二cmos管m2、第三cmos管m3、第四cmos管m4、第五cmos管m5、第六cmos管m6均通过在cadence中导入修正后的低温cmos pdk，对巴伦电路在-269℃至-189℃范围下进行性能仿真确定。
13、(二)有益效果
14、从上述技术方案可以看出，本公开低温宽带有源巴伦电路至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
15、(1)具备可于低温下工作的读出电路组件；
16、(2)减少室温读出设备到量子芯片(20mk)的接口线缆数量，进一步降低读取延时、提高线路带宽、减少室温到低温的热泄露和噪声干扰、提高信号读取质量；
17、(3)应对采集数据从低温到室温传输中面临的干扰，室温电源传递至低温后的性能恶化，以及实现更高动态范围和隔离度的混频电路，设计可于低温下(-269至-189℃)正常工作的巴伦，实现单端信号传输到差分信号传输的转变；
18、(4)采用有源巴伦电路，实现更小的片上面积、更简易的模块间集成、更小的通道间串扰，以及宽带、低相位偏差、低增益偏差。
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1.一种低温宽带有源巴伦电路，包括：
2.根据权利要求1所述的低温宽带有源巴伦电路，所述第一反馈模块和第二反馈模块对所述第一输出信号和第二输出信号进行修正包括相位及幅值修正。
3.根据权利要求1所述的低温宽带有源巴伦电路，Balun-A电路单元包括第一CMOS管M1和第二CMOS管M2；其中，
4.根据权利要求3所述的低温宽带有源巴伦电路，所述第一反馈模块包括第三CMOS管M3和第五CMOS管M5，其中，
5.根据权利要求3或4所述的低温宽带有源巴伦电路，所述第二反馈模块包括第四CMOS管M4和第六CMOS管M6，其中，
6.根据权利要求5所述的低温宽带有源巴伦电路，其中，
7.根据权利要求5所述的低温宽带有源巴伦电路，其中，
8.根据权利要求1所述的低温宽带有源巴伦电路，其中，负载电路单元包括第一负载电阻RL1和第二负载电阻RL2，所述第一负载电阻RL1连接于第一输出端口OUT-，第二负载电阻RL2连接于第二输出端OUT+。
9.根据权利要求1所述的低温宽带有源巴伦电路，第一差分信号
10.根据权利要求5所述的低温宽带有源巴伦电路，第一CMOS管M1、第二CMOS管M2、第三CMOS管M3、第四CMOS管M4、第五CMOS管M5、第六CMOS管M6均通过在Cadence中导入修正后的低温CMOS PDK，对巴伦电路在-269℃至-189℃范围下进行性能仿真确定。
...【技术特征摘要】
1.一种低温宽带有源巴伦电路，包括：
2.根据权利要求1所述的低温宽带有源巴伦电路，所述第一反馈模块和第二反馈模块对所述第一输出信号和第二输出信号进行修正包括相位及幅值修正。
3.根据权利要求1所述的低温宽带有源巴伦电路，balun-a电路单元包括第一cmos管m1和第二cmos管m2；其中，
4.根据权利要求3所述的低温宽带有源巴伦电路，所述第一反馈模块包括第三cmos管m3和第五cmos管m5，其中，
5.根据权利要求3或4所述的低温宽带有源巴伦电路，所述第二反馈模块包括第四cmos管m4和第六cmos管m6，其中，
6.根据权利要求5所述的低温宽带有源巴伦电路，其中，
7.根据权利要求5所述的低温宽带有源巴伦...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈舵，雒超，曹刚，郭国平，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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