[发明专利]一种超高频可变增益放大器结构

权利要求书

1.一种超高频可变增益放大器结构，其特征在于：宽带变压器匹配网络组成第一部分电路（100）、第四部分电路（400）；并联的幅度控制模块组成第二部分电路（200）、第三部分电路（300），所述第一部分电路（100）完成50欧姆负载到输入阻抗R_in的匹配并实现单端信号RF_in到差分信号in+和in-的转换；所述第二部分电路（200）由归一化尺寸为1x到32x的6个并联的基于差分共源放大器的基本增益单元组成，实现足量的增益控制范围以及粗略的增益步幅调节；所述第三部分电路（300）由3个改进的多重并联等效结构组成，实现精准的步幅控制；所述的第四部分电路（400）完成输出阻抗R_out到50欧姆负载的匹配，并实现差分信号out+和out-到单端信号RF_out的转换，所述第一部分电路（100）是宽带输入变压器匹配网络，由第一传输线（101）、第二传输线（102）、第一变压器（103）和第一电容（104）组成，所述第一传输线（101）和第二传输线（102）形成差分对，与第一变压器（103）的次级线圈相连且分别通过正相信号in+和反相信号in-，所述第一变压器（103）的初级线圈与第一电容（104）并联后连接输入信号RF_in，所述第二部分电路（200）由6个共源晶体管阵列单元并联组成，所述阵列单元由第一晶体管201、第二晶体管202、第三晶体管203、第四晶体管204、第五晶体管205、第六晶体管206和第一反相器207组成，所述第一晶体管201和第三晶体管203的栅极连接第一部分电路（100）的输入信号的正端，所述第二晶体管202和第四晶体管204的栅极连接第一部分电路（100）的输入信号的负端，所述第一晶体管201和第四晶体管204的漏极连接第二部分电路（200）输出信号的正端，所述第二晶体管202和第三晶体管203的漏极连接第二部分电路（200）输出信号的负端，所述第五晶体管205和第六晶体管206作为开关管使用，所述第五晶体管205的栅极接数字控制信号，所述第六晶体管206的栅极经第一反相器207后连接数字控制信号，所述第三部分电路（300）由3个优化的共栅极晶体管阵列单元并联组成，阵列单元由第一晶体管301、第二晶体管302、第三晶体管303、第四晶体管304、第五晶体管305、第六晶体管306、第七晶体管（307）、第八晶体管（308）、第九晶体管（309）、第十晶体管（310）、第十一晶体管（311）、第十二晶体管（312）、第一反相器313和第二反相器（314）组成，所述的第一晶体管301、第三晶体管303、第七晶体管（307）和第九晶体管（309）的栅极连接第一部分电路（100）的输入信号的正端，所述第二晶体管302、第四晶体管304、第八晶体管（308）和第十晶体管（310）的栅极连接第一部分电路（100）的输入信号的负端，所述第一晶体管301、第四晶体管304、第七晶体管（307）和第十晶体管（310）的漏极连接第二部分电路（200）输出信号的正端，所述第二晶体管302、第三晶体管303、第八晶体管（308）和第九晶体管（309）的漏极连接第二部分电路（200）输出信号的负端，所述第五晶体管305、第六晶体管306、第十一晶体管（311）和第十二晶体管（312）作为开关控制晶体管，所述第六晶体管306和第十一晶体管（311）连接第一反相器313的输入端，所述第五晶体管305连接第一反相器313的输出端，所述第六晶体管306和第十一晶体管（311）连接第二反相器的输出端，所述第二反相器（314）的输入端连接数字控制信号，所述第十二晶体管（312）连接数字控制信号，第四部分电路（400）宽带输出变压器匹配网络，其电路组成和连接与第一部分电路（100）相同。

2.根据权利要求1所述的一种超高频可变增益放大器结构，其特征在于：所述第二部分电路（200）确保增益可调范围大于15dB并提供1dB步进；所述第三部分电路（300）提升精准步进为0.5dB。

3.根据权利要求1所述的一种超高频可变增益放大器结构，其特征在于：所述第一部分电路（100）中的第一变压器（103）次级线圈的中心抽头连接偏置电压Vbias，所述第四部分电路（400）中的变压器（403）初级线圈的中心抽头连接电源VDD。