一种开关电路及开关芯片的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种开关电路及开关芯片。

背景技术：

由场效应晶体管组成的开关具有偏置网络简单、控制电流小、驱动电路简化、开关速度快等优势。另外，场效应晶体管开关的实现使一个仅仅几平方毫米的芯片具有更多的功能，并具有很高的性能，应用方便。

目前的场效应晶体管组成的开关的插损和隔离等性能不好，影响场效应晶体管开关的使用。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种开关电路及开关芯片，旨在解决目前场效应晶体管组成的开关的插损和隔离性能不好的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种开关电路，其特征在于，包括：至少一路开关通道模块；

所述开关通道模块包括至少三个开关管单元和一条传输线；

所述传输线的第一端为所述开关通道模块的输入端，所述传输线的第二端为所述开关通道模块的输出端；所述传输线上设有接口；

每个开关管单元的第一输入端与传输线上的一个接口相连，且一个接口上最多连接一个开关管单元；每个开关管单元的第二输入端外接电压源。

在本申请的实施例中，所述开关电路包括至少两路开关通道模块时，所述开关通道模块的输入端共接。

在本申请的实施例中，所述开关管单元包括晶体管和电阻r1；

所述晶体管的漏极为所述开关管单元的第一输入端，所述晶体管的源极接地，所述晶体管的栅极与所述电阻r1的第一端相连，所述电阻r1的第二端为所述开关管单元的第二输入端。

在本申请的实施例中，所述开关管单元包括晶体管和电阻r1；

在连接了开关管单元的接口中，与所述开关通道模块的输出端距离最近的接口所连接的开关管单元还包括电阻r2；

所述晶体管的漏极为所述开关管单元的第一输入端，所述晶体管的源极与所述电阻r2的第一端相连，所述电阻r2的第二端接地，所述晶体管的栅极与所述电阻r1的第一端相连，所述电阻r1的第二端为所述开关管单元的第二输入端。

在本申请的实施例中，所述晶体管为场效应晶体管。

在本申请的实施例中，所述传输线为微带线。

在本申请的实施例中，所述开关通道模块为8个，8个开关通道模块的输入端共接。

在本申请的实施例中，每一路开关通道模块中均包括4个开关管单元，每一路上的4个开关管单元的第二输入端共接一个电压源，每个开关通道模块中的开关管单元连接独立的电压源。

本发明实施例的第一方面提供了一种开关芯片，其特征在于，包括以上所述的开关电路。

本发明中设有少一路开关通道模块，每个开关通道模块采用至少三个开关管单元并联的结构，结构紧凑布局合理，提高了由场效应晶体管组成的开关的隔离性能，降低了由场效应晶体管组成的开关的插损性能，改善了由场效应晶体管组成的开关的驻波性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的开关电路的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的单刀八掷开关电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的一种开关电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的开关电路1，包括至少一路开关通道模块110。

所述开关通道模块110包括至少三个开关管单元111和一条传输线。

所述传输线的第一端为所述开关通道模块110的输入端，所述传输线的第二端为所述开关通道模块110的输出端；所述传输线上设有接口。

每个开关管单元111的第一输入端与传输线上的一个接口相连，且一个接口上最多连接一个开关管单元111；每个开关管单元111的第二输入端外接电压源。

在本实施例中，开关管单元111与传输线的连接位置可以根据需要调整。

本发明实施例中，设有至少一路开关通道模块110，每个开关通道模块110采用至少三个开关管单元111并联的结构，结构紧凑布局合理，提高了由场效应晶体管组成的开关的隔离性能，降低了由场效应晶体管组成的开关的插损性能，改善了由场效应晶体管组成的开关的驻波性能。

在本发明的实施例中，开关电路包括至少两路开关通道模块110时，所述开关通道模块110的输入端共接。

在本实施例中，开关通道模块110为两路时，形成单刀双掷开关；开关通道模块110为三路时，形成单刀三掷开关；开关通道模块110为四路时，形成单刀四掷开关；……开关通道模块110为八路时，形成单刀八掷开关。开关通道模块110无论是两路、三路还是八路，每一路的开关通道模块110结构都是相同的。

在本发明的实施例中，开关管单元111包括晶体管和电阻r1；

所述晶体管的漏极为所述开关管单元111的第一输入端，所述晶体管的源极接地，所述晶体管的栅极与所述电阻r1的第一端相连，所述电阻r1的第二端为所述开关管单元111的第二输入端。

在本实施例中，电阻r1为栅电阻。

在本发明的实施例中，开关管单元111包括晶体管和电阻r1；

在连接了开关管单元111的接口中，与所述开关通道模块110的输出端距离最近的接口所连接的开关管单元111还包括电阻r2；

所述晶体管的漏极为所述开关管单元111的第一输入端，所述晶体管的源极与所述电阻r2的第一端相连，所述电阻r2的第二端接地，所述晶体管的栅极与所述电阻r1的第一端相连，所述电阻r1的第二端为所述开关管单元111的第二输入端。

在本实施例中，电阻r2为负载。

作为举例，如果开关通道模块110上有四个开关管单元111，同样有四个接口，则每个接口连接一个开关管单元111，第四个开关管单元111上还包括电阻r2。

在具体应用中，开关输出匹配状态分为反射式和吸收式两种。反射式开关在关态时输出端处于开路或者短路状态，将信号全部反射回去实现高隔离度；而吸收式开关关态时将输出切换到电阻上，实现好的输出驻波，这种开关有利于整个微波系统的稳定。

若与所述开关通道模块110的输出端距离最近的接口所连接的开关管单元111上没有连接电阻r2，则开关处于反射式状态。

若与所述开关通道模块110的输出端距离最近的接口所连接的开关管单元111上有连接电阻r2，则开关处于吸收式状态。

在本发明的实施例中，晶体管为场效应晶体管。

在本发明的实施例中，传输线为微带线。

在本发明的实施例中，开关通道模块110为8个，8个开关通道模块110的输入端共接。

在本发明的实施例中，每一路开关通道模块110中均包括4个开关管单元111，每一路上的4个开关管单元111的第二输入端共接一个电压源，每个开关通道模块110中的开关管单元111连接独立的电压源。

在本发明的实施例中，每一路开关通道模块110中的传输线上连接了开关管单元111的接口的位置尽可能保持一致，可以通过微调接口的位置，以达到每个开关通道模块的插损和隔离度等性能指标一致。

在具体应用中，开关通道模块110为8个，每一路开关通道模块110中均包括4个开关管单元111。

通常低频常用频段，开关为了获得较理想的插损和隔离度，一般采用串并混合结构。但在毫米波至亚毫米波频段串联晶体管在关闭状态会增加开关的差损。并联晶体管可以提高端口之间的隔离度，所以综合考虑本发明高频高隔离低插损的要求，综合考虑并经仿真确定运用单路并联四级场效应晶体管的拓扑形式实现电路。而通常用单个场效应晶体管的on，off两种状态的隔离性能并不理想，因此本设计采用四级并联的结构，从而获得了较好的隔离度和输入输出驻波性能。还降低了各个开关通道模块110的插入损耗。较好的隔离度指的是每一路开关通道模块110之间的隔离度增强。

如图2所示，为了便于理解，以单刀八掷开关为例进行说明：

单刀八掷开关，开关通道模块110为8个，且8路开关通道模块110结构都相同。每一路开关通道模块110中均包括4个开关管单元111，前三个开关管单元111包括晶体管和电阻r1；所述晶体管的漏极为所述开关管单元111的第一输入端，所述晶体管的源极接地，所述晶体管的栅极与所述电阻r1的第一端相连，所述电阻r1的第二端为所述开关管单元111的第二输入端。

第四个开关管单元111还包括电阻r2；所述晶体管的漏极为所述开关管单元111的第一输入端，所述晶体管的源极与所述电阻r2的第一端相连，所述电阻r2的第二端接地，所述晶体管的栅极与所述电阻r1的第一端相连，所述电阻r1的第二端为所述开关管单元111的第二输入端。

电源v1为低电平，电源v2-v8为高电平时，fet11～fet14为反向截止状态，fet21～fet24……fet81～fet84处于正向导通状态时；则通道2-8的效应晶体管均短路，经过1/4λ的阻抗变换，通道2-8的公共节点处的阻抗为无穷大，从而没有功率损耗；并且不影响通道1的功率传输，理想状态下通道1的衰减为0，隔离为无穷大。同理，其他支路的导通状态也同通道1一样。

本发明实施例所提供的一种开关芯片，包括以上所述的开关电路1。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。