[发明专利]一种温度补偿衰减器

说明书

本发明公开了一种温度补偿衰减器，实现了在保持匹配的情况下，随温度升高，衰减下降，应用在射频系统中，可实现补偿其他射频模块高低温增益变化的作用，使得收发链路的高低温增益平坦，降低射频系统的高低温应用的设计难度。

技术领域

本发明属于集成电路设计与制造技术领域，具体涉及一种压控和反馈技术。

背景技术

随着通讯系统迅速发展，通讯产品的应用环境越来越复杂，高低温的工作环境以及产品自身的发热情况对芯片的高低温设计提出了更高的要求，对信号收发链路的增益随温度变化的稳定性要求也越来越高。一般情况下，随着温度的升高，收发链路的增益不断下降，降低高低温的增益差距成为了设计难点之一。与此同时，衰减器在射频系统中的应用非常广泛，传统的衰减器随着温度的上升，衰减不断增大，恶化了高低温增益的平坦度。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种温度补偿衰减器，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

将温度变化转换为电压变化信号，通过该信号，控制压控衰减器，实现衰减的变化，并通过反馈，控制压控衰减器，保持射频信号的阻抗匹配。

温度转电压的实现，采用传统带隙基准电路，随温度上升，产生电压下降的信号，该信号控制压控衰减器的并联MOS管，使衰减下降，该信号还控制镜像衰减器的并联MOS管，经运放比较电阻分压和镜像衰减器的阻抗产生的分压，产生反馈电压，控制衰减器的串联MOS管，通过反馈，使阻抗在温度变化的过程中保持不变。

衰减器包括三个模块：温度转电压模块、反馈控制模块、压控衰减器，温度转电压模块向反馈控制模块和压控衰减器输出控制信号，反馈控制模块向压控衰减器输出反馈控制电压，待处理信号经过压控衰减器处理，消除温度变化带来的增益变化产生的影响。

温度转电压模块由电阻R1、Rs、RL和三极管N1、N2、N3构成带隙基准电路，N1和N2的的集电极各自连接一个R1，发射机各自连接一个Rs，基极彼此相连，2个R1的另一端连接电源VCC，2个Rs的另一端接地，N2由数个三极管N1并联组成，N2的基极和集电极短接，其中N1的数量可以根据实际使用需要做调整，N1的集电极连接N3的基极，N2的发射极连接N3的发射极，N3的集电极经过RL连接电源VCC，N3的集电极抽头作为输出信号vc。

N1、N2、N3组成反馈电路，使N1和N2的集电极电压相等，设定V_BE1、V_BE2分别表示三极管N1和N2从基极到发射极的压降，设定ΔV_BE3＝V_BE1-V_BE2，根据三极管电流公式计算可得ΔV_BE＝VT乘以Ln(n)，n为N2中N1的个数，VT＝kT/q,k为玻尔兹曼常数，q为电子电荷，T为绝对温度，由于N1和N2集电极电压相等，因此通过N3集电极流向发射极的电流为ΔV_BE/Rs，抽头vc＝VCC-(ΔV_BE)/Rs乘以RL，通过三极管ΔV_BE的电流从基极到发射极，随着温度升高而升高，所以vc与温度呈负线性关系。

反馈控制模块包括比例镜像衰减器和负反馈电路，比例镜像衰减器采用一对堆叠MOS管M2m和单个MOS管M1m组成；一个堆叠MOS管M2m连接单个MOS管M1m的源极，通过电阻R2接地；另一个堆叠MOS管M2m连接单个MOS管M1m的漏极，通过电阻R4连接负反馈电路；两个堆叠MOS管M2m的另一端接地。

负反馈电路采用两对电阻R4和R5、差分运放组成；一对R4和R5的中间抽头作为输入端v1连接差分运放的正输入端，R4的另一端连接单个MOS管M1m的漏极，R5的另一端连接电源；另一对R4和R5的中间抽头作为输入端v2连接差分运放的负输入端，R4的另一端通过电阻R3接地，R5的另一端连接电源；差分运放的输出信号vfb作为反馈控制电压，连接M1m的栅极。

压控衰减器采用一对堆叠MOS管M2和单个MOS管M1，两个堆叠MOS管M2的一端接地；一个堆叠MOS管M2的另一端连接单个MOS管M1的源极，作为信号输入端；另一个堆叠MOS管M2的另一端连接单个MOS管M1的漏极，作为输出端。