專利名稱：毫米波衰減器及分流切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于以毫米波頻率在硅集成電路(IC)上提供具有期望隔離度或衰減度的有效切換器(或可切換衰減器)，同時(shí)本發(fā)明還在無期望衰減時(shí)提供非常低的插入損耗 (insertion loss)0
背景技術(shù)：
若切換器以低至中(low-to-moderate)頻率直接在硅集成電路上實(shí)施，則使得毫米波(mm Wave)頻率上的實(shí)施難度加大，這是因?yàn)榉瞧谕募纳娐冯娙葜?C)、電阻值 (R)和電感值(L)會(huì)引起損耗。特定地，串聯(lián)切換器在毫米波頻率上損耗更大，且已發(fā)明多種電路來減少串聯(lián)切換器的損耗。分流切換拓?fù)湓诟哳l率可有更少的損耗，但分流拓?fù)涞男阅芑旧媳环至髑袚Q元件的開啟狀態(tài)R和關(guān)閉狀態(tài)RCL限定了。然而，相關(guān)技藝未克服以毫米波頻率在硅集成電路(IC)上提供具有期望隔離度或衰減度的有效切換器(或可切換衰減器)以及在無期望衰減時(shí)提供非常低插入損耗的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種毫米波衰減器及分流切換電路。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供一種毫米波衰減器，包括第一輸入電路，其包括串聯(lián)連接的第一輸入端、第一節(jié)點(diǎn)、第一傳輸線、第一直流阻隔電容、第二節(jié)點(diǎn)、第三節(jié)點(diǎn)和第一輸出端，所述第一節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第一電容和第一切換器接地，所述第二節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二電容接地，以及所述第三節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第二直流阻隔電容、第一電阻和第二切換器接地。本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供一種分流切換電路，包括第一電路，具有串聯(lián)連接的第一端口、第一 1/4波傳輸線、第一節(jié)點(diǎn)和第二端口 ；以及第一雙極性晶體管，具有耦接所述第一節(jié)點(diǎn)的集電極引線、由來自第一電壓端的第一電壓所偏置的基極引線，以及耦接第二電壓端所提供的電壓源的發(fā)射極引線，其中，所述第一雙極性晶體管是鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管。本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供一種毫米波衰減器，包括第一輸入電路，其包括串聯(lián)連接的第一輸入端、第一節(jié)點(diǎn)、第一傳輸線、第一直流阻隔電容、第二節(jié)點(diǎn)、第三節(jié)點(diǎn)和第一輸出端，所述第一節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第一電容和第一雙極性晶體管接地，所述第二節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二電容接地，以及所述第三節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第二直流阻隔電容、第一電阻和第二雙極性晶體管接地；以及第二輸入電路，其與所述第一輸入電路并聯(lián)， 所述第二輸入電路包括串聯(lián)連接的第二輸入端、第四節(jié)點(diǎn)、第二傳輸線、第三直流阻隔電容、第五節(jié)點(diǎn)、第六節(jié)點(diǎn)和第二輸出端，所述第四節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第三電容和第三雙極性晶體管接地，所述第五節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第四電容接地，以及所述第六節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第四直流阻隔電容、第二電阻和第四雙極性晶體管接地；其中所述第一雙極性晶體管、所述第二雙極性晶體管、所述第三雙極性晶體管和所述第四雙極性晶體管均有基極引線，所述基極引線由來自第一電壓端的實(shí)質(zhì)上相同的電壓信號(hào)所偏置。通過利用本發(fā)明，克服了以毫米波頻率在硅集成電路(IC)上提供具有期望隔離度或衰減度的有效切換器(或可切換衰減器)以及在無期望衰減時(shí)提供非常低插入損耗的問題。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輸入衰減器的示意圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混頻器的一個(gè)示意圖。圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的毫米波T/R切換其中分流切換電路的第二實(shí)施例示意圖。圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的關(guān)閉狀態(tài)由功率放大器所驅(qū)動(dòng)的MOSFET切換器示意圖。圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基本Si(ie HBT切換設(shè)備的實(shí)施方式示意圖。圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的描述如何用圖5所示的切換器元件構(gòu)建T/R切換器的示意圖。圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開啟狀態(tài)切換器的集電極上的任何信號(hào)擺動(dòng)導(dǎo)致開啟狀態(tài)切換器的操作范圍移動(dòng)到正向和反向飽和模式之間的示意圖。
具體實(shí)施例方式如下詳述其他實(shí)施例和優(yōu)勢(shì)。本部分內(nèi)容并非對(duì)發(fā)明作限定，本發(fā)明范圍由權(quán)利要求所限定。本發(fā)明呈現(xiàn)一些能夠提供良好性能(即便在毫米波頻率)的新分流切換電路。這些電路可在SiGe BiCMOS技術(shù)中實(shí)施，但在一些其他情況中也可于Si CMOS或其他IC技術(shù)中實(shí)施。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輸入衰減器的示意圖。在如圖1所示的第一實(shí)施例中，可切換輸入衰減器12作為混頻器10的一部分，其中混頻器10例如毫米波接收器中的RF至IF混頻器(降頻混頻器)。混頻器10具有信號(hào)處理能力且可包含于通信設(shè)備 (比如蜂窩式電話)的RF接收器中。所揭示的技術(shù)也可用于IC電平設(shè)計(jì)和印刷電路板 (Printed Circuit Board, PCB)電平設(shè)計(jì)，以降低電路中的噪聲耦合、芯片面積、功率消耗和元件數(shù)目?；祛l器10接收一個(gè)非常寬范圍的輸入信號(hào)功率，達(dá)到+5dBm，且混頻器10具有一個(gè)寬范圍的可選增益。在圖1所示的混頻器中，可以用一種直接方式對(duì)功率達(dá)到近似_4dBm的輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)解。例如，具有差分、共基極輸入的雙平衡混頻器有-4daii的iCPldB可用。通過可調(diào)整輸入衰減器很容易對(duì)功率大于-4dBm的輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)解。輸入衰減器在+5dBm的信號(hào)電平是線性的，并在關(guān)閉(如非衰減)狀態(tài)時(shí)具有低損耗。輸入衰減器在開啟和關(guān)閉狀態(tài)還保留精確的50 Ω單端(100 Ω差分)輸入匹配。圖1是RF至IF混頻器10的簡(jiǎn)化示意圖，其中輸入衰減器12如虛線框所示。RF至IF混頻器10包含多個(gè)并聯(lián)電路，比如第一并聯(lián)電路101，其具有第一電感Li，第一電感 Ll的第一端耦接于供電電壓Vcc，第二端耦接于雙極性晶體管Q3的第一端和雙極性晶體管 Q5的第一端。第二并聯(lián)電路102具有電容Cl，電容Cl的第一端耦接于供電電壓Vcc，第二端耦接于雙極性晶體管Q3的第一端和雙極性晶體管Q5的第一端。第三并聯(lián)電路103具有多個(gè)以第一串聯(lián)耦接的電阻R1C、RlB和R1A，第一串聯(lián)的第一端耦接于供電電壓Vcc，第二端耦接于雙極性晶體管Q3的第一端和雙極性晶體管Q5的第一端。第一多任務(wù)器MUXl可從如下節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的電壓中選擇輸出OUT+ =RlC和RlB之間、RlB和RlA之間或RlA和雙極性晶體管Q3的第一端之間。第四并聯(lián)電路105具有第二電感L2，第二電感L2的第一端耦接于供電電壓Vcc， 第二端耦接于雙極性晶體管Q4的第一端和雙極性晶體管Q6的第一端。第五并聯(lián)電路106 具有第二電容C2，第二電容C2的第一端耦接于供電電壓Vcc，第二端耦接于雙極性晶體管 Q4的第一端和雙極性晶體管Q6的第一端。第六并聯(lián)電路107具有多個(gè)以第二串聯(lián)耦接的電阻R2C、R2B和R2A，第二串聯(lián)的第一端耦接于供電電壓Vcc，第二端耦接于雙極性晶體管 Q4的第一端和雙極性晶體管Q6的第一端。第二多任務(wù)器MUX2可從如下節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的電壓中選擇輸出OUT- :R2C和R2B之間、R2B和R2A之間或R2A和雙極性晶體管Q4的第一端之間。雙極性晶體管Q3和雙極性晶體管Q6的控制端耦接以接收輸入信號(hào)L0_IN+，雙極性晶體管Q4和雙極性晶體管Q5的控制端耦接以接收輸入信號(hào)L0_IN-。第一傳輸線TLcl 將雙極性晶體管Ql的第一端與雙極性晶體管Q3的第二端和雙極性晶體管Q4的第二端耦接。第二傳輸線TLc2將雙極性晶體管Q2的第一端與雙極性晶體管Q5的第二端和雙極性晶體管Q6的第二端耦接。雙極性晶體管Ql和雙極性晶體管Q2的控制端耦接以接收輸入 BIAS信號(hào)，輸入BIAS信號(hào)經(jīng)由電容Cbyp3接地。雙極性晶體管Ql的第二端經(jīng)由傳輸線TLl 耦接至輸入衰減器12、經(jīng)由電容Cel接地且耦接傳輸線TLel的第一端。傳輸線TLel的第二端經(jīng)由電容Cbypl接地以及經(jīng)由電阻Rel接地。雙極性晶體管Q2的第二端經(jīng)由傳輸線 TL2耦接至輸入衰減器12、經(jīng)由電容Ce2接地且耦接傳輸線TLe2的第一端。傳輸線TLe2 的第二端經(jīng)由電容Cbyp2接地以及經(jīng)由電阻Re2接地?；祛l器10的輸入衰減器12包括兩個(gè)并聯(lián)輸入電路。第一并聯(lián)輸入電路115接收輸入信號(hào)RF_IN+，以經(jīng)由串聯(lián)的傳輸線TL3和直流阻隔電容(Deblocking capacitor) Cb 13 將輸入信號(hào)RF_IN+傳送至傳輸線TLl。傳輸線TL3上位于RF_IN+輸入端和電容Cbl3之間的節(jié)點(diǎn)可根據(jù)切換器Sw3的設(shè)定經(jīng)由電容Cm3和切換器Sw3選擇性地接地。電容Cbl3和傳輸線TLl之間的第一節(jié)點(diǎn)經(jīng)由電容Cml接地，電容Cbl3和傳輸線TLl之間的第二節(jié)點(diǎn)可根據(jù)切換器Swl的設(shè)定經(jīng)由直流阻隔電容Cbll、電阻Rattl和切換器Swl選擇性地接地。第二并聯(lián)輸入電路116接收輸入信號(hào)RF_IN_，以經(jīng)由串聯(lián)的傳輸線TL4和直流阻隔電容Cbl4將輸入信號(hào)RF_IN-傳送至傳輸線TL2。傳輸線TL4上位于RF_IN_輸入端和電容Cbl4之間的節(jié)點(diǎn)可根據(jù)切換器Sw4的設(shè)定經(jīng)由電容Cm4和切換器Sw4選擇性地接地。 電容Cbl4和傳輸線TL2之間的第一節(jié)點(diǎn)經(jīng)由電容Cm2接地，電容Cm2和傳輸線TL2之間的第二節(jié)點(diǎn)可根據(jù)切換器Sw2的設(shè)定經(jīng)由直流阻隔電容Cbl2、電阻Ratt2和切換器Sw2選擇性地接地。在圖1中，若切換器SW1-SW4均處于斷開位置，則輸入衰減器12關(guān)閉(例如非衰減狀態(tài))。傳輸線TLl和電容Cml能夠使混頻器10的輸入匹配到典型地50 Ω單端。類似地，傳輸線TL2和電容Cm2能夠使混頻器10的另一輸入匹配到典型地50 Ω單端。電容Cbl3 和Cbl4為直流阻隔電容。傳輸線TL3和TL4可設(shè)計(jì)為50 Ω的特性阻抗(characteristic impedance)或與混頻器10的輸入匹配的任何阻抗。若輸入衰減器12關(guān)閉，則傳輸線TL3 和TL4不會(huì)對(duì)混頻器輸入阻抗造成很大影響。在圖1中，若切換器SW1-SW4均處于關(guān)閉位置，則輸入衰減器12開啟(例如衰減狀態(tài))。若切換器SWl和SW2關(guān)閉，則一些輸入信號(hào)會(huì)通過直流阻隔電容Cbl 1和電阻Ratt 1 (也可經(jīng)由直流阻隔電容Cbl2和電阻Ratt2)分流向地。若電阻Rattl (=電阻Ratt2) ^ 15Ω, 則有大約IOdB的衰減。在圖1中，若沒有傳輸線TL3和電容Cm3(傳輸線TL4和電容Cm4)，將電阻 Rattl(和電阻Ratt2)的較低端接地，則會(huì)降低混頻器10的輸入阻抗，所以輸入阻抗不再匹配到50 Ω。然而，傳輸線TL3的長(zhǎng)度和電容Cm3的值(傳輸線TL4的長(zhǎng)度和電容Cm4的值)可以選擇，以便當(dāng)切換器SW3(切換器SW4)關(guān)閉時(shí)，傳輸線TL3和電容Cm3將輸入再匹配到50 Ω單端，傳輸線TL4和電容Cm4的做法與此相似。圖2是混頻器20的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)示意圖?；祛l器20所包含的第一、第二、第三、第四、第五和第六并聯(lián)電路201、202、203、205、206和207與圖1所示的第一、第二、第三、第四、第五和第六并聯(lián)電路101、102、103、105、106和107對(duì)應(yīng)，且其中其他元件的標(biāo)號(hào)相同。215為第一并聯(lián)輸入電路，216第一并聯(lián)輸入電路。在混頻器20中，圖1中可切換衰減器12的切換器SW1-SW4在圖2的可切換衰減器22中以雙極性晶體管Q7-Q10實(shí)現(xiàn)?？汕袚Q衰減器22相對(duì)于可切換衰減器12的其他明顯添加包括第一輸入線，用于接收偏壓 VC作為輸入；第二輸入線，用于接收控制信號(hào)VSW。第一輸入線可經(jīng)由電阻Rc7將偏壓VC 耦接到雙極性晶體管Q7的第一端，經(jīng)由電阻Rc9將偏壓VC耦接到雙極性晶體管Q9的第一端，經(jīng)由電阻RcS將偏壓VC耦接到雙極性晶體管Q8的第一端，以及經(jīng)由電阻RclO將偏壓 VC耦接到雙極性晶體管QlO的第一端。第二輸入線可經(jīng)由電阻Rb7將控制信號(hào)VSW耦接到雙極性晶體管Q7的控制端，經(jīng)由電阻Rb9將控制信號(hào)VSW耦接到雙極性晶體管Q9的控制端，經(jīng)由電阻RbS將控制信號(hào)VSW耦接到雙極性晶體管Q8的控制端，以及經(jīng)由電阻RblO將控制信號(hào)VSW耦接到雙極性晶體管QlO的控制端。雙極性晶體管Q7-Q10的基極引線被實(shí)質(zhì)上相同的電壓信號(hào)VSW所控制。雙極性晶體管Q7的控制端還經(jīng)由電容Cb7接地，雙極性晶體管Q9的控制端還經(jīng)由電容Cb9接地，雙極性晶體管Q8的控制端還經(jīng)由電容CbS接地， 雙極性晶體管QlO的控制端還經(jīng)由電容CblO接地。若控制信號(hào)VSW為高，則雙極性晶體管Q7-Q10處于飽和狀態(tài)。與電阻Rattl串聯(lián)的雙極性晶體管Q7(以及與電阻Ratt2串聯(lián)的雙極性晶體管Q8)的開啟狀態(tài)AC電阻值可選擇為15 Ω，或任何其他可達(dá)到期望衰減的值。雙極性晶體管Q7-Q10中的基極電流越高則迫使雙極性晶體管Q7-Q10越深入飽和并減少開啟狀態(tài)的電阻值。雙極性晶體管Q9和QlO 具有開啟狀態(tài)電阻值，其與60GHz (或任何操作頻率)的電容Cm3和Cm4的阻抗相比要小。在圖2中，若控制信號(hào)VSW為低，則雙極性晶體管Q7-Q10處于關(guān)閉狀態(tài)，其關(guān)閉狀態(tài)電容值低于電路中的其他電容值，比如電容Cml_Cm2。偏壓VC通過大電阻Rc7-Rcl0用于雙極性晶體管Q7-Q10的集電極，以當(dāng)雙極性晶體管Q7-Q10處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)防止大的AC信號(hào)擺動(dòng)對(duì)基極集電極結(jié)(base-collector junction)正向偏壓。分流切換電路的第二實(shí)施例是圖3所示的毫米波發(fā)送/接收(T/R)切換器。非常需要毫米波T/R切換器來降低60GHz無線電應(yīng)用中的成本和復(fù)雜度。最常用的是促進(jìn)發(fā)送器和接收器之間的天線共享。相同切換器拓?fù)涞牧硪粦?yīng)用是在離散移相器中。在這兩種情況下，切換器具有低開啟狀態(tài)插入損耗以將其對(duì)系統(tǒng)鏈路預(yù)算(link budget)的影響最小化。如圖3所示，分流切換電路30包括第一電路，其包括串聯(lián)連接的端口 1、第一 1/4 波傳輸線32、第一節(jié)點(diǎn)302和端口 2?？刂菩盘?hào)VSWl控制切換器SWl將第一節(jié)點(diǎn)302接地或不接地。端口 2可接收來自功率放大器PA的輸入。分流切換電路30進(jìn)一步包括與第一電路并聯(lián)的第二電路，第二電路包括串聯(lián)連接的端口 1、第二 1/4波傳輸線34、第二節(jié)點(diǎn)304 和端口 3。控制信號(hào)VSW2控制切換器SW2將第二節(jié)點(diǎn)304接地或不接地。端口 3可輸出至低噪聲放大器LNA。最低損耗的T/R切換拓樸是在信號(hào)路徑中不具有串接切換器的，例如圖3所示。為了使信號(hào)從端口 1到端口 3，則關(guān)閉切換器SW1，開啟切換器SW2。當(dāng)切換器SWl關(guān)閉時(shí)，端口 2產(chǎn)生短路，且傳輸線TL2在端口 1將短路轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路。此切換器上的改變是可變的衰減器，由此當(dāng)切換器SW2部分開啟時(shí)，從端口 1或端口 3經(jīng)過的信號(hào)被衰減。此類型的T/R切換器需要具有理想切換特性的半導(dǎo)體設(shè)備，并由此通常用MOSFET 來實(shí)現(xiàn)。然而，MOSFET顯示了一些缺點(diǎn)，使其不太適合60GHz的應(yīng)用(1).在最小FET通道長(zhǎng)度小于或等于90nm的CMOS或BiCMOS技術(shù)中，最大可靠漏極至源極電壓(Vds)等于1. 2V。因此，MOSFET不能夠可靠的處理60GHz無線電中的功率電平(> IOdBm)。(2).在最小FET通道長(zhǎng)度大于或等于130nm的CMOS或BiCMOS技術(shù)中，MOSFET在 60GHz為有損耗切換器。如缺點(diǎn)(1)所表明，如圖4所示MOSFET切換器40，其關(guān)閉狀態(tài)由功率放大器所驅(qū)動(dòng)。1.節(jié)點(diǎn)402上的最大容許電壓為Vds^JCMOS中大概為1. 2V)。2.當(dāng)漏-基(drain-substrate) 二極管開始開啟時(shí)，節(jié)點(diǎn)402上的最小容許電壓為-0. 5V。3.因此擺動(dòng)限定在1. 7Vpp,即在50ohms時(shí)為8. 5dBm。為了避免這些問題，SiGe HBTs (鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管)可用于實(shí)施四分之一波長(zhǎng)切換器。圖5是基本SiGe HBT切換設(shè)備50的實(shí)施方式示意圖。注意，此為類似圖 2 (用于混頻器的RF衰減器)的實(shí)施。再次，控制信號(hào)VSW用于改變切換器的開啟狀態(tài)電阻值。參照?qǐng)D5:1.若控制信號(hào)VSW為高，則SiGe HBT Ql的剩余電阻值(residual resistance) 是飽和中(Rce_sat)的集電極到發(fā)射極電阻值Rce。此外，集電極到基極二極管正向偏壓(電流被電阻Rl限制)，這進(jìn)一步將從節(jié)點(diǎn)502至AC地的電阻值降低到Rce-sat//Rbase。2.若控制信號(hào)VSW為低，則SiGe HBT Ql關(guān)閉，且此狀態(tài)表明在集電極C(比如節(jié)點(diǎn)A)有一個(gè)非常大的電阻值。3.傳輸線TL1-TL3關(guān)閉任何關(guān)閉狀態(tài)的寄生電容。當(dāng)SiGe HBT處于功率放大器驅(qū)動(dòng)的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，返回電壓限定1.圖5中節(jié)點(diǎn)502上的最大容許電壓為BVCES (集電極到發(fā)射極(基極到發(fā)射極短路)擊穿電壓)，集電極到發(fā)射極擊穿電壓說明電容Cl很大，在操作頻率短路。2.當(dāng)集電極-基(collector-substrate) 二極管開始開啟時(shí)，圖5中節(jié)點(diǎn)502上的最小容許電壓為-0. 5V。3.典型的BVCES = 3V，其將節(jié)點(diǎn)1上容許的擺動(dòng)改變?yōu)?. 5V，或在50ohms時(shí)大約為 15dBm。4.假設(shè)有對(duì)稱式信號(hào)擺動(dòng)，則VBB的最佳值為3. 5/2+-0. 5 = 1. 25V。圖6是描述如何用圖5所示的切換器元件構(gòu)建T/R切換器60的示意圖。圖3所示的切換器和圖6所示的切換器區(qū)別在于圖6的SWl和SW2每個(gè)包括一個(gè)SiGe HBT(如圖所示)。每個(gè)SiGe HBT接收控制信號(hào)(切換器SWl接收控制信號(hào)VSWl，切換器SW2接收控制信號(hào)VSW2)，且分別通過電阻Rl傳送至控制端B以及通過電容Cl傳送至每個(gè)SiGe HBT 的發(fā)射端E和VBB。切換器SWl之SiGe HBT的集電極C耦接至第一 1/4波傳輸線62和端口 2之間的第一節(jié)點(diǎn)602。切換器SW2之SiGe HBT的集電極C耦接至第二 1/4波傳輸線 64和端口 3之間的第二節(jié)點(diǎn)604。由于總有一個(gè)切換器元件開啟，因此兩個(gè)切換器元件的集電極偏壓總為1. 25V，其對(duì)于關(guān)閉狀態(tài)之切換器來說是最佳大信號(hào)偏置。開啟狀態(tài)切換器的集電極上的任何信號(hào)擺動(dòng)導(dǎo)致開啟狀態(tài)切換器的操作范圍移動(dòng)到正向和反向飽和模式之間，如圖7所示。本發(fā)明中呈現(xiàn)的電路能夠在毫米波頻率中新且有效的切換。應(yīng)用適當(dāng)偏置的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管極為有利，以毫米波頻率在硅集成電路(IC)上提供具有期望隔離度或衰減度的有效切換器(或可切換衰減器)以及在無期望衰減時(shí)提供非常低插入損耗。在權(quán)利要求書及說明書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)元件。本發(fā)明的權(quán)利要求書及說明書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及后續(xù)的請(qǐng)求項(xiàng)當(dāng)中所提及的“包含”為開放式的用語， 故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。雖然本發(fā)明已就較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的變更和潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視之前的權(quán)利要求書所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種毫米波衰減器，其特征在于，所述毫米波衰減器包括第一輸入電路，其包括串聯(lián)連接的第一輸入端、第一節(jié)點(diǎn)、第一傳輸線、第一直流阻隔電容、第二節(jié)點(diǎn)、第三節(jié)點(diǎn)和第一輸出端，所述第一節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第一電容和第一切換器接地，所述第二節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二電容接地，以及所述第三節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第二直流阻隔電容、第一電阻和第二切換器接地。
2.如權(quán)利要求1所述毫米波衰減器，其特征在于，所述毫米波衰減器更包括第二輸入電路，其與所述第一輸入電路并聯(lián)，所述第二輸入電路包括串聯(lián)連接的第二輸入端、第四節(jié)點(diǎn)、第二傳輸線、第三直流阻隔電容、第五節(jié)點(diǎn)、第六節(jié)點(diǎn)和第二輸出端，所述第四節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第三電容和第三切換器接地，所述第五節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第四電容接地，以及所述第六節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第四直流阻隔電容、第二電阻和第四切換器接地。
3.如權(quán)利要求1所述毫米波衰減器，其特征在于，所述第一切換器和所述第二切換器是鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管。
4.如權(quán)利要求1所述毫米波衰減器，其特征在于，所述第一切換器和所述第二切換器均為雙極性晶體管，所述雙極性晶體管具有可被實(shí)質(zhì)上相同的電壓信號(hào)所偏置的基極引線，其中所述實(shí)質(zhì)上相同的電壓信號(hào)來自第一電壓端。
5.如權(quán)利要求4所述毫米波衰減器，其特征在于，在所述第一切換器的所述基極引線與所述第一電壓端之間串聯(lián)第三電阻，在所述第一切換器的所述基極引線與地之間串聯(lián)第五電容，在所述第二切換器的所述基極引線與所述第一電壓端之間串聯(lián)第四電阻，以及在所述第二切換器的所述基極引線與地之間串聯(lián)第六電容。
6.如權(quán)利要求1所述毫米波衰減器，其特征在于，所述毫米波衰減器作為毫米波接收器中降頻混頻器的輸入級(jí)。
7.一種分流切換電路，其特征在于，所述分流切換電路包括第一電路，具有串聯(lián)連接的第一端口、第一 1/4波傳輸線、第一節(jié)點(diǎn)和第二端口 ；以及第一雙極性晶體管，具有耦接所述第一節(jié)點(diǎn)的集電極引線、由來自第一電壓端的第一電壓所偏置的基極引線，以及耦接第二電壓端所提供的電壓源的發(fā)射極引線，其中，所述第一雙極性晶體管是鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管。
8.如權(quán)利要求7所述分流切換電路，其特征在于，所述分流切換電路進(jìn)一步包括第一電阻和第一電容，所述第一電阻串聯(lián)連接于所述第一雙極性晶體管的所述基極引線和所述第一電壓端之間，以及所述第一電容串聯(lián)連接于所述第一雙極性晶體管的所述基極引線和所述第二電壓端之間。
9.如權(quán)利要求7所述分流切換電路，其特征在于，所述第二端口被耦接至功率放大器的輸出。
10.如權(quán)利要求7所述分流切換電路，其特征在于，所述分流切換電路進(jìn)一步包括第二電路，具有串聯(lián)連接的所述第一端口、第二 1/4波傳輸線、第二節(jié)點(diǎn)和第三端口 ；以及第二雙極性晶體管，具有耦接所述第二節(jié)點(diǎn)的集電極引線、由來自第三電壓端的第三電壓所偏置的基極引線，以及耦接所述電壓源的發(fā)射極引線。
11.如權(quán)利要求10所述分流切換電路，其特征在于，所述分流切換電路進(jìn)一步包括第一電阻，串聯(lián)連接于所述第一雙極性晶體管的所述基極引線和所述第一電壓端之間；第二電阻，串聯(lián)連接于所述第二雙極性晶體管的所述基極引線和所述第三電壓端之間；第一電容，串聯(lián)連接于所述第一雙極性晶體管的所述基極引線和所述第二電壓端之間；以及第二電容，串聯(lián)連接于所述第二雙極性晶體管的所述基極引線和所述電壓源之間。
12.如權(quán)利要求10所述分流切換電路，其特征在于，所述第三端口被耦接至低噪聲放大器的輸入。
13.如權(quán)利要求7所述分流切換電路，其特征在于，所述第二端口被耦接至功率放大器的輸出。
14.一種毫米波衰減器，其特征在于，所述毫米波衰減器包括第一輸入電路，其包括串聯(lián)連接的第一輸入端、第一節(jié)點(diǎn)、第一傳輸線、第一直流阻隔電容、第二節(jié)點(diǎn)、第三節(jié)點(diǎn)和第一輸出端，所述第一節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第一電容和第一雙極性晶體管接地，所述第二節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二電容接地，以及所述第三節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第二直流阻隔電容、第一電阻和第二雙極性晶體管接地；以及第二輸入電路，其與所述第一輸入電路并聯(lián)，所述第二輸入電路包括串聯(lián)連接的第二輸入端、第四節(jié)點(diǎn)、第二傳輸線、第三直流阻隔電容、第五節(jié)點(diǎn)、第六節(jié)點(diǎn)和第二輸出端，所述第四節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第三電容和第三雙極性晶體管接地，所述第五節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第四電容接地，以及所述第六節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第四直流阻隔電容、第二電阻和第四雙極性晶體管接地；其中所述第一雙極性晶體管、所述第二雙極性晶體管、所述第三雙極性晶體管和所述第四雙極性晶體管均有基極引線，所述基極引線由來自第一電壓端的實(shí)質(zhì)上相同的電壓信號(hào)所偏置。
15.如權(quán)利要求14所述毫米波衰減器，其特征在于，所述第一雙極性晶體管、所述第二雙極性晶體管、所述第三雙極性晶體管和所述第四雙極性晶體管均是鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種毫米波衰減器及分流切換電路，其中毫米波衰減器包括第一輸入電路，其包括串聯(lián)連接的第一輸入端、第一節(jié)點(diǎn)、第一傳輸線、第一直流阻隔電容、第二節(jié)點(diǎn)、第三節(jié)點(diǎn)和第一輸出端，所述第一節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第一電容和第一切換器接地，所述第二節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二電容接地，以及所述第三節(jié)點(diǎn)選擇性地經(jīng)由串聯(lián)連接的第二直流阻隔電容、第一電阻和第二切換器接地。通過利用本發(fā)明，克服了以毫米波頻率在硅集成電路上提供具有期望隔離度或衰減度的有效切換器(或可切換衰減器)以及在無期望衰減時(shí)提供非常低插入損耗的問題。
文檔編號(hào)H03H7/00GK102244504SQ20101028285
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者史考特·凱文·雷諾思, 尚恩·提摩西·尼克森 申請(qǐng)人:萬國(guó)商業(yè)機(jī)器公司, 聯(lián)發(fā)科技(新加坡)私人有限公司