具有路径充放电路的射频切换器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种射频切换器。所述射频切换器包含共同埠、第一埠、第二埠、两个半导体开关、两对直流阻隔(隔直)电容及充放电路。第一开关设置在所述共同埠和所述第一埠之间的第一射频路径中；第二开关设置在所述共同埠和所述第二埠之间的第二射频路径中；第一对隔直电容是用以在所述第一射频路径中隔离所述第一开关；第二对隔直电容是用以在所述第二射频路径中隔离所述第二开关；其中每一对隔直电容可允许不同的偏压信号被加在相对应的射频路径；以及所述充放电路是用以降低瞬时切换时间。如此，相较于现有技术，本发明所公开的射频切换器可同时具有较高的功率处理能力，以及较快的切换速度。
【专利说明】具有路径充放电路的射频切换器
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种固态射频切换器，尤指一种利用充放电路，以达到较高的功率处理能力以及较快的切换速度的具有路径充放电路的射频切换器。
【背景技术】
[0002]在许多有线或是无线通信系统中，射频(RF)切换器是很重要的功能区块，其中固态RF切换器可见于许多不同的通信装置中，例如移动电话、无线传呼机、无线基础建设、卫星通信和有线电视等设备。如众所周知，RF切换器的效能可利用插入损耗(insertionloss)和开关隔离度(switch isolation)等的效能参数组合来评估。在RF切换器的设计中，效能参数之间常是环环相扣，当着重在任一效能时，常会牺牲其它效能；另外，其它重要的特性包含回波损耗(return loss)、整合的简单性和程度、复杂度、良率和制造成本。
[0003]其它RF切换器的特性包含功率处理能力(power handling capability)和切换速度(switching speed)。当RF切换器的功率处理能力较低时，如果输入信号太强，则RF切换器可能无法将一条射频路径和另一条射频路径隔离。例如，输入信号的峰对峰电压振幅高到足够克服一已知的晶体管或晶体管组的逆向偏压，将造成原本是处于关闭状态(逆向偏压状态)的晶体管或晶体管组实际上进入不期望的开启状态，也破坏了 RF切换器的切换能力。
[0004]另外，RF切换器的切换速度是被持续要求改善。
【发明内容】
[0005]本发明公开一种RF切换器。RF切换器可包含共同埤、第一埤、第二埤、第一开关、第二开关、第一对隔直电容、第二对隔直电容，以及至少一个充放电路。所述第一开关设置在所述共同埠和所述第一埠之间的第一射频路径上；所述第二开关设置在所述共同埠和所述第二埠之间的第二射频路径上；所述第一对隔直电容是用以在所述第一射频路径中隔离所述第一开关；所述第二对隔直电容是用以在所述第二射频路径中隔离所述第二开关；所述充放电路则是用以对上述所述隔直电容进行充放电。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是现有技术的RF切换器示意图。
[0007]图2是本发明第一实施例的RF切换器示意图。
[0008]图3是RF切换器的容许电压振幅比较的示意图。
[0009]图4是本发明第二实施例RF切换器示意图。
[0010]图5是本发明第三实施例RF切换器示意图。
[0011]图6A-6C是充放电路及充放电路控制模块的实施例及控制信号时序的示意图。
[0012]图7是应用充放电路的RF切换器的操作仿真结果示意图。
[0013]其中，附图标记说明如下:[0014]100、200、400、500RF 切换器
[0015]105(1)-105(2)栅极端
[0016]110(1)-110(4),112(1)-112(2),电阻
[0017]410(1)-410(4) ,412(1)-412(2)、430
[0018]115,120(1)-120(2)、225 (I)-225 (2)、隔直电容
[0019]420(1)-420(4)
[0020]210信号产生模块
[0021]310、320最大电压振幅
[0022]510充放电路
[0023]610,620晶体管组
[0024]630控制模块
[0025]632侦测电路
[0026]634反相器
[0027]650、660时序信号
[0028]EN致能信号
[0029]ENB反相致能信号
[0030]GND地端
[0031]H1、LOW电压信号
[0032]M1-M4开关
[0033]RFC、RF 1、RF2、RX、TX埠
[0034]VSU VS2源极端
[0035]VDU VD2漏极端
[0036]VC1、VC2、Sff, SffB控制信号
[0037]VC1B、VC2B、VBIAS偏压信号
[0038]Vth临界电压
【具体实施方式】
[0039]图1是现有技术的RF切换器100的示意图。RF切换器100包含共同埠RFC、埠RFl和埠RF2。开关Ml设置在共同埠RFC和埠RFl之间，开关M2设置在共同埠RFC和埠RF2之间，其中开关Ml、M2，可各自具有第一端、第二端，以及控制端。在此实施例中，开关M1-M2是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，具有各自的源极端(VSl和VS2)、漏极端(VDl和VD2)和栅极端(105(1)和105(2))。这些开关亦可为双极晶体管或其它晶体管组件(例如金属半导体场效应晶体管或高电子迁移率晶体管)，亦可使用多个晶体管的串/并联形式。
[0040]电阻110(1)-110(4)分别连接至开关M1-M2各自的源/漏极端，并且偏压VBIAS是耦接在对应的源/漏极端。偏压VBIAS是一固定电压，使RF切换器100能承受施加在共同埠RFC的交流输入信号，将说明于 下。
[0041]另外，RF切换器100包含电阻112 (I)-112 (2)，其电阻二端分别连接开关M1-M2的源/漏极端。RF切换器100也包含隔直电容115、120 (I)和120 (2)，其中隔直电容115是用以将共同埠RFC和开关M1-M2的源极端(VS1-VS2)隔离，隔直电容120(1)是将埠RFl和开关Ml的漏极端VDl隔离，和隔直电容120⑵是将埠RF2和开关M2的漏极端VD2隔离。
[0042]RF切换器100的操作说明如下:参照表1，如果想要有一 RF信号在共同埠RFC和埠RFl之间传递，开关Ml要开启(可让交流信号通过)，并且开关M2要关闭(可让交流信号无法通过)。在MOSFET的例子中，3.3V控制信号VCl耦接于开关Ml的栅极端105 (I)，同时耦接OV控制信号VC2至开关M2的栅极端105 (2)。另外固定的偏压信号VBIAS通过电阻110(1)-110(4)于开关M1-M2的源/漏极端VS1-2，VD1-2，分别提供1.65V的偏压。
[0043]此RFC-RFl导通组态中，开关Ml的栅源电压VGSl是1.65V (3.3V_1.65V)，而开关M2的栅源电压VGS2是-1.65V(0V-1.65V)。因此，开关Ml被开启，将共同埠RFC和埠RFl间的射频路径导通；开关M2被关闭，以关闭共同埠RFC和埠RF2间的射频路径。
[0044]
【权利要求】
1.一种射频切换器，包含: 一共同埤; 一第一埤，与所述共同埤之间形成一第一射频路径； 一第一开关，具有第一端、第二端，以及控制端，所述第一开关设置于所述第一射频路径; 一第一对隔直电容,分别与所述第一开关的第一端、第二端稱接于一第一节点与一第二节点；及 所述射频切换器的特征在于还包含: 一第一充放电路，根据所述第一射频路径是否被导通，对耦接于所述第一节点的所述隔直电容进行充电或放电。
2.如权利要求1所述的射频切换器，其特征在于，还包含: 一第二充放电路，根据所述第一射频路径是否被导通，对耦接于所述第二节点的所述隔直电容进行充电或放电。
3.如权利要求1所述的射频切换器，其特征在于，还包含: 一第二埠，与所述共同埠 之间形成一第二射频路径； 一第二开关，具有第一端、第二端，以及控制端，所述第二开关设置于所述第二射频路径; 一第二对隔直电容，分别与所述第二开关的第一端、第二端耦接于一第三节点与一第四节点；及 一第三充放电路，所述第三充放电路根据所述第二射频路径是否被导通，对耦接于所述第三节点的所述隔直电容进行充电或放电。
4.如权利要求3所述的射频切换器，其特征在于，还包含: 一第二充放电路，根据所述第一射频路径是否被导通，对耦接于所述第二节点的所述隔直电容进行充电或放电；及 一第四充放电路，根据所述第二射频路径是否被导通，对耦接于所述第四节点的所述隔直电容进行充电或放电。
5.如权利要求1所述的射频切换器，其特征在于，所述第一充放电路包含多个串联的晶体管。
6.如权利要求1所述的射频切换器，其特征在于，所述第一节点与所述第二节点受一第一预定偏压所偏压，所述第一充放电路的一输入端亦接收所述第一预定偏压。
7.如权利要求3所述的射频切换器，其特征在于，所述第一节点与所述第二节点受一第一预定偏压所偏压，所述第一充放电路的一输入端亦接收所述第一预定偏压，所述第三节点与所述第四节点受一第二预定偏压所偏压，所述第三充放电路的一输入端亦接收所述第二预定偏压。
8.如权利要求1所述的射频切换器，其特征在于，还包含: 一充放电路控制模块，用以提供一预定时间的一第一控制信号至所述充放电路，以控制所述第一充放电路进行充电或放电。
9.如权利要求8所述的射频切换器，其特征在于，所述第一控制信号为受所述第一开关的控制端所接收的一第二控制信号的上升缘或下降缘所触发。
10.如权利要求8所述的射频切换器，其特征在于，所述预定时间的时间长度为根据所述第一充放电路对 耦接于所述第一节点的所述隔直电容进行充电或放电所需的时间。
【文档编号】H03K17/693GK103684382SQ201310386179
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】陈智圣 申请人:立积电子股份有限公司