用于驱动射频开关的系统和方法与流程

文档序号:11876579阅读:230来源:国知局
用于驱动射频开关的系统和方法与流程

本公开总体上涉及电子器件,并且更具体地涉及用于驱动射频(RF)开关的系统和方法。



背景技术:

RF开关用在各种RF电路中以实现各种功能。比如,在不同频率上使用不同信令方法的RF系统可以通过使用天线开关的网络从不同类型的RF前端电路中选择来实现。这样的电路的一个示例是多标准蜂窝电路,其可以使用不同标准、诸如码分多址(CDMA)或全球移动通信系统(GSM)来做出呼叫。通过使用RF开关,被优化用于CDMA通信的RF前端电路可以用于CDMA呼叫,而被优化用于GSM通信的RF前端电路可以用于GSM呼叫。另外,RF开关可以用于实现用于天线或功率放大器的可调节匹配网络,并且通过接通和断开和/或旁路无源匹配和调谐元件来提供对高频滤波器的调节调谐。

随着RF部件越来越多地变为集成在精细几何图形集成电路工艺中,关于制造具有良好的高频性能的RF开关存在大量技术挑战。一个这样的挑战是处理可能在信号传输的过程期间出现的大的电压摆动。在一些情况下,这些电压摆动可能超过所使用的特定半导体工艺技术的击穿电压。解决这一挑战的一种方式是堆叠多个器件和/或使用可以更好地承受更高电压的在物理上更大的器件。集成RF开关的另一挑战涉及管理RF开关本身的寄生环境,因为用于承受更大电压的大的器件可能有更高寄生电容的倾向,更高的寄生电容可能使RF信号减弱和/或劣化。



技术实现要素:

根据实施例,一种射频(RF)开关电路包括:多个串联连接的RF开关单元,包括负载路径和控制节点;耦合在相邻的RF开关单元的控制节点之间的多个第一栅极电阻器;以及具有耦合至多个RF开关单元中的一个的控制节点的第一端以及被配置成开关驱动器的输出的第二端的输入电阻器。多个串联连接的RF开关单元中的每一个均包括开关晶体管。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点,现在参考结合附图给出的以下描述,在附图中:

图1a到图1f示出了示例性RF系统和开关电路;

图2a和图2b示出了实施例RF开关电路的示意图;

图3a到图3c示出了另外的实施例RF开关电路的示意图;

图4a到图4f示出了各种RF开关电路的示意图以及对应的波形图;

图5a到图5b示出了具有电容镇流的实施例RF开关以及对应的布局图;以及

图6示出了实施例方法的流程图。

不同附图中的对应的附图标记通常指代对应的部分,除非另外指出。附图被绘制以清楚地示出优选实施例的相关方面,而不一定按比例绘制。为了更清楚地说明某些实施例,表示相同的结构、材料或处理步骤的变型的字母可以跟随附图标记。

具体实施方式

下面详细讨论当前优选实施例的做出和使用。然而,应当理解,本发明提供能够在各种具体情境下实施的很多适用的发明概念。所讨论的具体实施例仅说明做出和使用本发明的具体方式,而不限制本发明的范围。

将在具体的情境——用于驱动射频(RF)开关的系统和方法——中结合优选实施例来描述本发明。本发明也可以应用于包括使用用于高频应用(诸如无线和有线通信系统、雷达系统)的开关的其他电路的其他系统和应用,并且本发明通常也可以用在诸如振荡器、接收/发射开关、衰减器、功率放大器旁路电路、RF匹配和RF滤波开关的电路中。

在本发明的实施例中,RF开关使用具有串联耦合的负载路径的串联连接的晶体管来实现。电容寄生现象的影响通过使用耦合在串联连接的晶体管中的每一个晶体管的栅极之间的偏置电阻器的串来缓解。在实施例中,这样的电阻器的使用在串联连接的晶体管上对称地扩展所施加的RF电压,减小了开关偏置电路中的功率损失,并且提供开关的低的断开电容。

在另外的实施例中,RF开关还包括与每个RF开关晶体管串联耦合的栅极电阻器。在一些实施例中,偏置电阻器和栅极电阻器的电阻被加权以减小晶体管导通时间的扩展。

图1a示出了示例性RF系统100,其中RF收发器106耦合至反转F(IFA)天线104的馈送线路,诸如可以在诸如移动电话等移动RF系统中使用。除了RF收发器106,天线孔径调谐分流开关102经由电感器L耦合至天线104和电容器C以向天线104提供调谐。在示出的示例中,仅示出了单个分流开关102。然而,在各种实施例中,可以结合其他无源器件使用多个开关以向天线104提供调谐。

在RF系统100的操作期间,开关102上的电压VSW由于天线104的谐振属性及其即时电环境可以经受非常高的电压摆动。实际上,在一些系统中,开关电压VSW在RF收发器106传输33dBm的功率并且开关102打开时可以经历大约80V的RF电压。因此,在开关102的设计中做出各种测量以承受这样高的电压。

图1b示出了分流开关102和驱动器126的详细视图。如所示,分流开关102使用串联连接的多个堆叠晶体管来实现,其中的每个晶体管MSW是串联栅极电阻器RGATE。这样的堆叠用于例如在高 的RF电压摆动的存在的情况下防止击穿。如另外所示,晶体管MSW的公共源极/漏极节点经由电阻器RDS耦合至接地。在一个示例中,实施例电阻器RDS可以是大约400kΩ,然而可以使用其他值。开关电路可以使用CMOS-Bulk中的FET晶体管、使用薄或厚膜绝缘体上硅(SOI)的CMOS-SOI、GaAs-HEMT或者其他FET晶体管类型技术来实现。在一些情况下,也可以使用PIN二极管。如所示,晶体管MSW使用NMOS器件来实现,然而晶体管MSW可以使用PMOS器件或其他晶体管类型来实现。

在操作期间,驱动器126向开关102内的晶体管MSW的栅极提供负电压以便通过关断晶体管MSW来将节点In1与地隔离。为了从节点In1向地提供传导路径,向开关102内的晶体管MSW的栅极施加正电压以便导通晶体管MSW。在一些实施例中,另外的DC阻挡电容器(未示出)可以耦合至输入节点In1以确保对称的RF摆动。这样的DC阻挡电容器例如在RF线路上存在DC电压的情况下使用。在其中RF线路上没有DC电压的一些实施例中,不使用DC阻挡电容器。对于在MOS晶体管上没有负偏置的开关,通常使用DC阻挡。这样的情况例如可以在其中晶体管的栅极在正电压与地之间开关的的系统中出现,使用GaAs HEMT开关技术实现的电路通常正是这样。还应当理解,激活和去激活电压的极性在使用除了NMOS器件之外的晶体管类型的情况下可以不同。例如,在使用PMOS器件的实施例中,激活电压可以低于去激活电压。

图1c示出了开关102和对应的驱动器126,其中晶体管MSW还用寄生栅极漏极电容Cgs和栅极源极电容Cgs来注释。当开关102断开时,寄生电容Cgs和Cgd的串联组合均匀地在晶体管MSW上扩展任一输入节点In1上存在的RF信号。为了防止RD信号的失真,将RGATE和RDS的电阻选择为足够高以确保电容Cgs和Cgd呈现为串联连接的电容以防止输入节点In1和输出节点Out处的寄生加载。RGATE和RDS的示例值分别为400kΩ和400kΩ;然而可以使用其他值。然而,在非理想情况下,由电阻器RGATE提供的隔离的 量受到与电阻器RGATE相关联的寄生电容的影响。

图1d示出了开关102,其中每个电阻器RGATE的分流寄生电容用电容Cbp表示,电阻器RDS的分流电容用电容Cp表示。另外,驱动器126被示出为使用PMOS开关晶体管140来实现以将正电压+VGATE耦合至晶体管MSW的栅极从而导通开关110,并且使用NMOS开关晶体管142将负电压-VGATE耦合至晶体管MSW的栅极从而关断开关110。

寄生电容Cbp和Cp可以源自电阻器RGATE的物理实现的非理想性。例如,当电阻器RGATE和/或RDS使用布置在衬底顶部的多晶硅来实现时,将存在少量的旁路电容。例如,取决于特定的电阻器布局,400kΩ可以具有2fF的旁路电容。在1GHz,2fF电容对应于80kΩ的电容阻抗,从而降低了1GHz下RGATE的总的有效阻抗。应当理解,这仅是物理电阻器的一个特定示例。其他实施例电阻器可以具有不同的电阻器值和/或与其相关联的不同的寄生电容。

在堆叠多个晶体管时,电阻器RGATE的寄生电容对器件隔离的影响进一步恶化。例如,在一个实施例中,40个晶体管在1.5V器件技术中以串联配置堆叠以便处理大约60V的RF电压摆动。这40个晶体管中的每个具有与其相关联的串联栅极电阻器。当开关关断时,40个栅极电阻器的并联组合连同其相关联的寄生电容进一步降低在晶体管关断时隔离晶体管的栅极的有效阻抗。关于先前的示例,堆叠每个均具有寄生电容为2fF的相关联的400kΩ的电阻器的40个器件产生与2kΩ电容阻抗并联耦合的20kΩ的电阻阻抗的有效阻抗,其在开关晶体管关断时提供非常少的栅极隔离。

逆变器类型的驱动器(诸如使用晶体管140和142示出的实现)向开关110的晶体管MSW的栅极提供非常低的阻抗。在一些实现中,这一低阻抗可以呈现为RF接地。另外,当向寄生电容Cgs和Cgs施加低的阻抗时,在输入节点Iin1和输出节点Out处可见的寄生电容由于并联添加的寄生电容Cbp的影响而进一步增加。在输入节点Iin1和输出节点Out处可见的这一寄生电容随着更多晶体管的堆叠 以及晶体管MSW的宽度的增加而增加。因此,通常用于RF开关的RON*Coff指标图由于Cbp降低了栅极电阻器RGATE的阻抗而恶化。

图1e示出了开关111,其中电阻RDS与晶体管MSW的源极/漏极连接并联耦合而非从源极/漏极连接耦合至接地。这样的配置可以用于堆叠比图1d的实施例更多的器件。在这种情况下,RDS的值可以在大约20kΩ到大约40kΩ的范围内;然而可以取决于特定应用及其规定使用这一范围外部的其他值。另外,每个栅极电阻器RGATE的分流寄生电容用电容Cbp表示并且电阻器RDS的分流电容用电容Cp表示。在这样的电路中,源极/漏极连接经由耦合至地的额外的电阻器(未示出)或者通过耦合至接地的开关输入被偏置至接地。

图1f示出了实施例开关150,其中公共电阻器RG2耦合在信号源152与串联栅极电阻器RG1之间。通过与信号源152串联耦合公共电阻器RG2,可以明显减小在RF开关的输出可见的电容阻抗。然而,另外的公共电阻器RG2可以放缓开关的开关时间。这一开关时间可以如下导出。每个晶体管的栅极电流可以表示为:

<mrow> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>&CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dV</mi> <mi>C</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中i是信号源152产生的总电流,N是堆叠的晶体管的数目,CGS是每个堆叠的晶体管的栅极源极电容,VC是每个栅极源极电容上的电压。底部电流回路周围的电压可以表示为:

<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>=</mo> <mi>i</mi> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>C</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中V0是信号源152的输出电压。收集项并且使用等式(1)代替i/N的表达式:

<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>N</mi> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>&CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dV</mi> <mi>C</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>C</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

因此,以下时间常数变得显而易见:

τ=(N·RG2+RG1)·CGS (4)

在具有大量堆叠的晶体管的开关中,多个栅极源的公共电阻RG1变低,从而引起开关的输出处的RF摆动的大部分在公共电阻RG2上可见。另外,通过电阻RG1和RG2产生相对较大的电压。例如,当在RG1=100KΩ且RG2=10KΩ的情况下向24晶体管堆叠施加36V的RF电压时,24个RG1电阻器的并联组合是大约4.1KΩ。在本示例中,信号源152产生的峰值电流i是大约3.6mA,其产生大约35mW的功率耗散,这在一些情况下可以取决于用于实现电阻器的特定材料而热压电阻器。

图2a示出了根据本发明的实施例的RF开关系统200。如所示,电阻器RG1现在耦合在晶体管MSW的相邻栅极之间并且经由公共电阻器RG2耦合至驱动器电路202。在附图中,漏极源极电阻器RDS的寄生电容表示为电容Cp,电阻器RG1的寄生电容表示为电容Cbp1,电阻器RG2的寄生电容表示为电容Cbp2。

在实施例中,到驱动器202的输出的总电阻变为Roff=N·RG2+RG1,其随着堆叠的晶体管MSW的数目而增加。因此,甚至对于诸如20KΩ的低值的RG1,节点RF处的所施加的高的RF电压在高的串联电阻Roff上划分,从而实现电阻器RG1和RG2中的低的功率耗散。在一些实施例中,每个电阻器RG1看到相同的电压差,使得每个电阻器上的电压降是大约VRF/N,其中VRF是所施加的RF电压。

在各种实施例中,电阻器RG1的电阻器寄生旁路电容Cpb1被堆叠(而非累加)划分。因此,RF开关系统200可以在开关上具有比图1f的实施例低的电容。在一些情况下,更低的电容在操作期间产生更低的高频损失。

在ESD性能方面,RF开关系统的结构在所有晶体管MSW上更均匀地扩展所施加的RF电压,从而使得开关能够承受更高幅度的所施加的RF电压以及更大的ESD脉冲。在一些实施例中,RF开关系统200可以被配置成承受至少1.5kV的ESD脉冲。

图2b示出了根据本发明的另外的实施例的RF开关系统220。如 所示,驱动器202在晶体管堆叠的中间点处而非关于图2a的第一晶体管处经由电阻器RG2耦合至RF开关。在一些实施例中,电阻器RG2可以对称地耦合至电阻器RG1的串联组合的中心抽头使得有相等数目的电阻器RG1耦合至中心抽头的每侧。替选地,电阻器RG2可以耦合至没有对称地位于相等数目的电阻器RG1之间的点。通过将驱动器202耦合至在开关晶体管的链的中点的晶体管MSW,可以减小最大上升时间以及最快与最慢上升时间之间的扩展。这是因为,减小了从驱动器202的输出到最远端晶体管的最大总电阻。在实施例中,RGND可以耦合在串联连接的晶体管之一的源极/漏极与地之间以便在RF开关220关闭时(例如在使用DC耦合电容器时)向晶体管提供偏置电压。

图3a示出了另外的实施例RF开关300,其中除了以上在图2b的实施例中描述的电阻器RG1和电阻器RG2,添加了与开关晶体管的栅极串联的电阻器RG3。电阻器RG3的添加具有将开关晶体管的栅极电容从电阻器RG1和电阻器RG2去耦合的效果,从而有可能实现更快的上升时间。在一些实施例中,更接近电阻器RG3耦合的电阻器RG1和RG3具有比更远离电阻器RG2耦合的电阻器RG1和RG3更高的值。这样的配置可以用于例如对准开关晶体管的导通延迟。在一个实施例中,可以应用R-2R阶梯(ladder)配置以便更好地对准开关晶体管的上升时间。在示出的示例中,连接至中间晶体管M0的栅极的电阻器RG3的值为2R,而电阻器RG1和下一紧邻的电阻器RG3的值为R。接着的两个电阻器RG1和RG3的电阻的值为R的前一值的一半R/2,并且以此类推直到第n级的电阻器RG1和RG3的值

图3b示出了与图3a中的RF开关300具有相同结构的实施例RF开关320,但是具有所表示的示例电阻器值。例如,RG2的值为12KΩ,参数R的值为10KΩ,使得由电阻器RG1和RG2形成的R-2R阶梯的值在20KΩ到的范围内。如另外所示,漏极源极电阻器的电阻每个被设置为40KΩ,电阻器RGND被设置为500KΩ。应当 理解,图3的实施例仅为很多示例实施例之一。在替选实施例中,除了图3b所示的这些值,可以使用其他电阻器值。

图3c示出了实施例RF开关330,其具有与RF开关300相同的结构和类似的值,除了与晶体管M0的栅极串联耦合的电阻器,其值为100KΩ而非20KΩ。通过将这一电阻器的值增加至100KΩ,可以减小导通开关晶体管的延迟时间的倾斜。在替选实施例中,可以使用其他值而非100KΩ。

图4b示出了与图1f的实施例具有类似结构的RF开关的示意图,图4b示出了各种晶体管的输入处的栅极电压的上升时间的比较的波形图。如所示,RF开关的电阻器值针对RG2为12KΩ,针对RG1为200KΩ,针对开关晶体管的源极漏极电阻器为40KΩ,针对RGND为500KΩ。如所示,所有晶体管的栅极在1.41μs内达到其最终值的80%。

图4c示出了与图2b的实施例具有类似结构的RF开关的示意图,图4b示出了各种晶体管的输入处的栅极电压的上升时间的比较的波形图。如所示,针对RF开关的电阻器值针对RG2为12KΩ,针对RG1为40KΩ,针对开关晶体管的源极漏极电阻为40KΩ,针对RGND为500KΩ。如所示,所有晶体管的栅极处的电压的80%的上升时间变化3.3μs。

图4e示出了与图3b的实施例具有类似结构的RF开关的示意图,图4f示出了在各种晶体管的输入处的栅极电压的上升时间的比较的波形图。如所示,针对RF开关的电阻器值针对RG2为12KΩ,针对开关晶体管的源极漏极电阻器为40KΩ,针对RGND为500KΩ,并且RG1和RG3形成参数R为10KΩ的R-2R阶梯。如所示,所有晶体管的栅极处的电压的80%的上升时间变化300ns。应当理解,图4b、4d和4f的波形图中所示的性能仅是很多可能的RF开关系统的几个示例。其他实施例系统性能的上升时间可以根据特定示例以及用于实现RF开关电路的晶体管和电阻器的器件特性变化。

图5示出了根据另外的实施例的RF开关500。如所示,RF开关500类似于图2a的实施例,添加了与RF开关500中的相应晶体管 并联耦合的电容器CM(1)到CM(n)。这些电容器CM(1)到CM(n)提供电容镇流,其有助于均衡每个晶体管MSW上可见的电压,并且可以使用现有技术中已知的电容器结构(例如金属绝缘体金属(MIM)电容器)来实现。在一些实施例中,RG1电阻器的电容寄生现象仍然可以在晶体管MSW上引起非对称电压。例如,当RF开关500关断时,所施加的RF电压经由电容电压划分在各个开关晶体管MSW的栅极源极和栅极漏极电容上扩展。因此,从晶体管MSW的栅极到地的寄生电容可以引起电容电压划分的非对称。在这样的情况下,各个开关晶体管会暴露于大的信号摆动,其会引起对器件的损坏和/或引起器件击穿。通过使用镇流电容器CM(1)到CM(n),这些非对称可以通过减小电阻器RG1的寄生电容的影响来被均衡。在一个实施例中,RF开关500包括67个堆叠的晶体管(n=67),其中电容器CM(n)的值为大约3pF,电容器CM(1)的值为大约40ff,其中n=67。在一些实施例中,电容器CM(n)到CM(1)的电容从3pF到44ff线性减小。替选地,电容器CM(n)到CM(1)的电容可以以非线性方式减小。还应当理解,图5a的实施例仅是如何向实施例RF开关施加电容镇流的很多示例之一。在本发明的替选实施例中,可以取决于特定系统、其规定和用于实现RF开关500的器件的特性来使用其他电容器值。在一些实施例中,可以使用金属曲化电阻器来实现电阻器RG1

图5b示出了图5a所示的RF开关的集成电路布局510的平面视图。布局510包括开关晶体管区域502和镇流电容器504。如所示,布局的顶部部分表示更大的镇流电容器504,而最小的镇流电容器定位为朝向晶体管区域502的底部部分。布局510的下部部分506表示用于RF开关的各种支持电路系统,包括电荷泵和开关驱动电路。

图6示出了操作射频(RF)开关电路的实施例方法的流程图600,RF开关电路具有:多个串联连接的RF开关单元,包括负载路径和控制节点;具有耦合至多个RF开关单元之一的控制节点的第一端的输入电阻器;以及耦合在相邻的RF开关单元的控制节点之间的多个 第一栅极电阻器,其中多个串联连接的RF开关单元中的每一个均包括开关晶体管。在步骤602,通过向输入电阻器的第二端施加激活电压来导通RF开关电路,其中激活电压对应于RF开关单元的开关晶体管的接通电压。在步骤604,关断RF开关电路以向输入电阻器的第二端施加去激活电压,其中取激活电压对应于RF开关单元的开关晶体管的断开电压。

本发明的实施例的优点包括以下能力:减小关闭电容,增加ESD性能,以及增加使用堆叠的开关晶体管的RF开关的器件可靠性。其他优点包括与传统RF开关相比更低的功耗、更低的发热、以及更低的谐波生成。另外的优点包括以下能力:均衡各个RF开关晶体管的栅极的上升时间以使得能够在操作期间“热开关”器件。

根据各种实施例,电路或系统可以被配置成借助于安装在系统上并且在操作时引起系统执行动作的硬件、软件、固件或者其组合来执行特定操作或动作。一个一般方面包括射频(RF)开关电路,其包括:包含负载路径和控制节点的多个串联连接的RF开关单元,其中多个串联连接的RF开关单元中的每一个均包括开关晶体管;耦合在相邻的RF开关单元的控制节点之间的多个第一栅极电阻器;以及具有耦合至多个RF开关单元之一的控制节点的第一端以及被配置成开关驱动器的输出的第二端的输入电阻器。这一方面的其他实施例包括被配置成执行方法的各种动作的对应的电路和系统。

实现可以包括以下特征中的一个或多个。在RF开关电路中,每个RF开关单元还包括与RF开关单元的负载路径并联耦合的负载路径电阻器。在RF开关电路中,多个串联连接的RF开关单元包括在多个串联连接的RF开关单元的第一端处耦合至第一RF开关单元的负载路径的第一端子以及在多个串联连接的RF开关单元的第二端处耦合至最后的RF开关单元的负载路径的第二端子。在一些实施例中,输入电阻器的第一端耦合至第一RF开关单元的控制节点。输入电阻器的第一端可以耦合至中间RF开关单元的控制节点,使得相等数目的RF开关单元耦合在中间RF开关单元与第一端子之间以及在 中间RF开关单元与第二端子之间。

在一些实施例中,每个RF开关单元还包括第二栅极电阻器,第二栅极电阻器具有耦合至开关晶体管的栅极的第一端以及耦合至RF开关单元的控制节点的第二端。多个RF开关单元的第二栅极电阻器的至少一部分以及多个第一栅极电阻器的至少一部分可以形成R-2R阶梯。每个RF开关单元还可以包括与RF开关单元的负载路径并联耦合的负载路径电阻器;并且RF开关电路还可以包括耦合在RF开关单元之一的负载路径与地之间的接地电阻器。在一些实施例中,每个RF开关单元还包括与负载路径并联耦合的并联电容器。并联电容器包括例如金属-绝缘体-金属(MIM)电容器。在一些实施例中,第一RF开关单元的并联电容器的电容大于最后的RF开关单元的并联电容器的电容。在一些实施例中,并联电容器的电容从第一RF开关到最后的RF开关线性减小。

另外的一般方面包括射频(RF)开关电路,其包括:第一多个串联连接的电阻器;第二多个分流电阻器,其具有耦合在第一多个串联连接的电阻器中的电阻器之间的第一端;输入耦合电阻器,其具有耦合至第一多个串联连接的电阻器的中心抽头的第一端;耦合在第一RF开关端子与第二RF开关端子之间的多个串联连接的晶体管,多个串联连接的晶体管中的每一个均具有耦合至第二多个分流电阻器的相应端部的控制节点,其中第一多个串联连接的电阻器中的每个的电阻从中心抽头朝向第一多个串联连接的电阻器的一端连续地减小;并且第二多个分流电阻器中的每个分流电阻器的电阻从第二多个分流电阻器中的耦合至中心抽头的第一分流电阻器到耦合至第一RF开关端子的第一晶体管连续地减小,并且从第二多个分流电阻器中的耦合至中心抽头的第一分流电阻器到耦合至第二RF开关端子的最后的晶体管连续地减小。这一方面的其他实施例包括被配置成执行方法的各种动作的对应的电路和系统。

实现可以包括以下特征中的一个或多个。RF开关电路还包括并联耦合至多个串联连接的晶体管中的每个的对应负载路径的第三多 个电阻器。RF开关电路还包括偏置电阻器,偏置电阻器具有耦合至多个串联连接的晶体管之一的第一端以及耦合至参考电压节点的第二端。在一些实施例中,第一多个串联连接的电阻器以及第二多个分流电阻器形成R-2R阶梯。

在实施例中,耦合在中心抽头与多个串联连接的晶体管中的中心晶体管之间的第一分流电阻器包括第一电阻;耦合至中心抽头的第一多个串联电阻器中的串联电阻器包括为第一电阻的大约一半的电阻;第一多个串联电阻器中紧邻在前的串联电阻器的随后的串联电阻器包括为在前的串联电阻器的大约一半的电阻;第二多个分流电阻器中紧邻第一分流电阻器的分流电阻器包括为第一电阻的大约一半的电阻;并且第二多个分离电阻器中紧邻在前的分流电阻器的随后的分流电阻器包括为在前的分离电阻器的大约一半的电阻。在一些实施例中,耦合在中心抽头与多个串联连接的晶体管中的中心晶体管之间的第一分流电阻器包括第一电阻;耦合至中心抽头的第一多个串联电阻中的串联电阻器包括第二电阻;第一多个串联电阻器中紧邻在前的串联电阻器的随后的串联电阻器包括为在前的串联电阻器的大约一半的电阻;第二多个分流电阻器中紧邻第一分流电阻器的分流电阻器包括第二电阻;并且第二多个分流电阻器中紧邻在前的分流电阻器的在后的分流电阻器包括为在前的分流电阻器的大约一半的电阻。

在一些实施例中,RF开关电路还包括并联耦合至多个串联连接的晶体管中的每个的对应负载路径的第三多个电阻器;以及具有耦合至多个串联连接的晶体管之一的第一端以及耦合至参考电压节点的第二端的偏置电阻器。输入耦合电阻器可以具有大约12kΩ的电阻;第一电阻为大约100kΩ;第二电阻为大约100kΩ;第三多个电阻器中的每个电阻器包括为大约40kΩ的电阻;并且偏置电阻器包括为大约500kΩ的电阻。

RF开关电路还可以包括耦合至输入耦合电阻器的第二端的驱动电路。在一些实施例中,RF开关电路还包括耦合至第一RF开关端 子和第二RF开关端子中的至少一个端子的天线。第一多个串联连接的电阻器、第二多个分流电阻器、输入耦合电阻器以及多个串联连接的晶体管可以布置在单个集成电路上。

另一一般方面包括操作射频(RF)开关电路的方法,RF开关电路包括:多个串联连接的RF开关单元,具有负载路径和控制节点;以及具有耦合至多个RF开关单元中的一个开关单元的控制节点的第一端的输入电阻器;以及耦合在相邻的RF开关单元的控制节点之间的多个第一栅极电阻器,其中多个串联连接的RF开关单元中的每一个均包括开关晶体管。方法包括:导通RF开关电路,包括向输入电阻器的第二端施加激活电压,其中激活电压对应于RF开关单元的开关晶体管的接通电压;以及关断RF开关电路,包括向输入电阻器的第二端施加去激活电压,其中去激活电压对应于RF开关单元的开关晶体管的断开电压。这一方面的其他实施例包括被配置成执行方法的各种动作的对应的电路和系统。

实现可以包括以下特征中的一个或多个。方法还包括向多个串联连接的RF开关单元的第一端施加RF电压,其中RF电压基本上均匀地分布在多个RF开关单元中的每一个开关单元上。在方法中,每个RF开关单元还包括具有耦合至开关晶体管的栅极的第一端以及耦合至RF开关单元的控制节点的第二端的第二栅极电阻器;第一栅极电阻器的靠近输入电阻器耦合的电阻高于第一栅极电阻器的远离输入电阻器耦合的电阻;第二栅极电阻器的靠近输入电阻器耦合的电阻高于第二栅极电阻器的远离输入电阻器耦合的电阻;以及每个晶体管的栅极处的上升时间在彼此的20%内。用于驱动视频开关的系统和方法。

虽然已经参考说明性实施例描述了本发明,然而本描述并非意图在限制意义上来理解。本领域技术人员在参考描述的情况下将很清楚说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合。例如,实施例开关驱动器可以用于通过接入和断开电容器以及其他调谐部件来调谐振荡器。实施例开关驱动电路还可以应用于接收/发射 开关、衰减器、功率放大器旁路电路、RF匹配、RF滤波开关以及其他类型的电路和系统。

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