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基于电容补偿结构的5~13GHz无源衰减器设计

Design Of A 5~13GHz Passive Attenuator With Optimized Capacitive Compensation

投稿时间：2026-08-26 修订日期：2026-09-23

DOI：

中文关键词: 电容补偿无源衰减器低附加相移 CMOS

English Keywords:Capacitive Compensation Passive Attenuator Low phase variation CMOS

基金项目:国家重点研发计划(2023YFB4403900)

作者	单位	邮编
李潇然	北京理工大学集成电路与电子学院	100081
王乙安	北京理工大学	100081
王兴华	北京理工大学	100081
刘自成^*	重庆北理盈诺科技有限公司	401332
韩放	北京理工大学长三角研究院（嘉兴）	314000
齐全文	北京理工大学长三角研究院嘉兴	314000

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中文摘要:

基于SMIC 55nm CMOS工艺,设计了一种工作在5~13GHz的宽频带无源衰减器。衰减器采用开关内嵌式结构,通过设计带有补偿电容的简化T型(Simple-T型)和桥T型(Bridge-T)衰减单元,有效抑制工作频段内的幅度误差与附加相移。测试结果表明,在1.2V电源电压下,衰减器的衰减范围为0~15.5dB,步进为0.5dB；射频输入信号频率为5~13GHz,输入1dB压缩点为13.6dBm,最大插入损耗为5.2dB,幅度误差方均根(rms)为0.23dB,附加相移最大值不超过±3.7°,整体版图面积为0.085mm2, 在宽频范围内兼具良好的幅度精度与相位一致性,可满足宽带射频前端的应用需求。

English Summary:

A wideband passive attenuator operating from 5 to 13 GHz is designed and implemented in a SMIC 55-nm CMOS process. The attenuator employs a switched-type topology and incorporates Simple-T and Bridge-T attenuation cells with capacitive compensation to effectively suppress amplitude errors and phase variations over the operating frequency range. Measurement results show that, under a 1.2 V supply voltage, the attenuator achieves an attenuation range of 0~15.5 dB with a 0.5 dB step. Over the 5~13 GHz frequency range, the measured input 1 dB compression point is 13.6 dBm, the maximum insertion loss is 5.2 dB, the rms amplitude error is 0.23 dB, the maximum phase variation is within ±3.7°. The attenuator occupies a core area of 0.085 mm2. With high amplitude accuracy and low phase variation over a wide frequency range, the proposed attenuator is suitable for wideband RF front-end applications.

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