相關申請的交叉參考

本申請要求2005年11月7日提交的美國臨時專利申請號 60/734,516的利益，該申請的全部內容并入本文以供參考。

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技術領域

本系統涉及可變的無源電子器件。

背景技術

縱觀電子學的歷史，與定值無源器件的出現相關的內在特性 與后果影響了電路的性能。這些特性包括器件容限、容限建立、使用 高精密度器件的相對較高成本、為提供精確控制或精確設置器件值或 性能特性而需要增加的電路、以及由于元件老化、運行歷史及環境條 件變化而導致的器件值或性能的改變。

圖1說明了可變電阻器R100、可變電容器C100和可變電感 器L100形式的理想化解決方案。這些器件性質上應與將來它們要替換 的現有無源器件相當，但其值可以被調節以在各種不同的運行環境下 基本保持額定性能。可變性也將成為制造過程的一部分，或在實際運 行中動態獲得，這由具體情況決定。所示的一個有用的應用是針對為 傳輸線結構(TL100)提供匹配的復合終端(Z100)。

由于長期意識到與使用可變無源器件相關的好處，利用現有 技術已研發了多種技術以提供這一能力。這些技術的有效性通常受限 于有限運行條件范圍(例如頻率或功率水平)內的具體器件類型。圖 2A示出了現有技術的數字控制的可變電阻器的一個示例。開關電阻器 網絡與控制場效應管(FET)一起使用，以便使一個或多個場效應管“打 開”將電阻器并聯，從而減少此組合的有效電阻值。電阻器網絡更頻 繁地實現為串聯結構，其中使用一個或多個FET使電路中不需要的電 阻器短路。對電阻器來說，值選擇控制用串聯非常簡單。開關電容器 結構一般被配置為并聯網絡，再一次簡化了值選擇控制。

變值器件的其它實施方式通常實現了其功能但對電路有很大 影響或限制了電路性能。圖2B說明了FET的通道電阻作為可變電阻 器的用法(注意到電阻器R206是可變的，意味著某種柵壓控制)。此 方法中不期望的特性是很大數量的未使用的器件和FET開關的特性。 當選擇了一個值后，一般存在著很多未使用的器件。這對集成電阻器 網絡一般不是大問題，但開關電容器網絡可能需要分立電容器以實現 高值，這就增加了成本且占用了可能用于功能電路的電路板區域。

開關FET也可能出現嚴重問題。如果這些FET保持小尺寸以 最小化芯片占用面積，則它們易于具有很大的電阻，這會因隨溫度的 增加阻值迅速增大而加重(圖2B中電路所經受靈敏度的影響甚至更 大)。如果這些FET被擴大以減小電阻，則它們就占用更大的面積。無 論哪一方法都促使人們減少開關設備的數量(4位是最常見的，通常到 8位為最大)，從而限制器件值的分辨率。

圖2C說明了提供受控可變電容器的功能的變容二極管。該實 施方式需要直流控制電壓和直流隔離。用途通常限制于射頻(RF)應 用，其中反向結偏壓下的小二極管電容為電路運行生成合適值。

電感器是其中實現可變性的特別困難的器件，因為它們常常 纏繞在磁芯材料周圍。芯材料和繞組之間幾何關系的改變提供電感調 節能力。但是，此調節能力一般是機械調整，實時調節很不切實際， 特別是在高頻時實時調節更行不通。

與器件值可變性的實現相關的重要問題是能量存儲，能量存 儲是器件值(無論事實上是原有的還是寄生的)的函數。器件值的改 變通常涉及能量進出與具體無源器件類型相關的存儲機構，因此嚴重 限制了電路的運行速度。對于很多應用而言，不要求重大能量轉移而 改變器件表觀值將非常有益。

因此迫切需要為通用無源器件實現低成本、高分辨率的值變 化。

發明內容

本系統是一種電子的數模轉換器(DAC)電路，其提供檢測 流過無源器件的電流和源或匯(sink)附加電流的裝置，這樣無源器件 的值看來似乎與實際值或定值不同。術語“定值”并不意味無源器件 值不隨環境或電路應用條件改變，或者包括初始容限變化。術語“定 值”意味著在具體電路中和器件運行的實際環境條件下器件(或器件 特性)的瞬時實際值，而不是不變的。