用于可调的电容电路的系统和方法
【技术领域】
[0001]根据本发明的实施例涉及用于可调的电容电路的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在可调的射频电路(RF电路)中，具有可调整的阻抗是所希望的。可调整的阻抗的两种基本类型是电感器和电容器。在一些情况下，具有适合于处理大信号的电容器是所希望的。例如，这种类型的可调的电容器能够被使用于天线射频匹配、功率放大器输出匹配和能够面对强信号的所有种类的射频滤波器。此外，在一些情况下高品质因子是所希望的，例如，以便维持尖锐的滤波器曲线和低的插入损耗。而且，在一些应用中，高的线性度是所希望的。例如，对于下一代移动电话系统来说，非常高的线性度要求可能成为强制的。
[0003]考虑到这种情形，存在具有可调的电容的需求，该可调的电容包括功率处理能力、品质因子与线性度之间的很好的平衡。
【发明内容】
[0004]根据本发明的实施例创建可调的电容电路，该可调的电容电路包括串联耦合的多个变容二极管晶体管。
[0005]根据本发明的另一个实施例创建天线调谐器，该天线调谐器包括这样的可调的电容电路。
[0006]根据本发明的另一个实施例创建用于提供可调的电容的方法。该方法包括使用多个串联耦合的变容二极管晶体管来提供第一电容，其中该变容二极管晶体管在第一偏置条件下进行工作。而且，该方法包括使用多个变容二极管晶体管来提供第二电容，其中该变容二极管晶体管在不同于第一偏置条件的第二偏置条件下进行工作。
【附图说明】
[0007]根据本发明的实施例将参考附图被随后描述，其中:
图1示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意性框图；
图2示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意图；
图3示出BULK-CM0S中的场效应晶体管的等效电路；
图4不出场效应晶体管的不同的偏置条件的图形表不；
图5示出场效应晶体管中的电容的示意性表示；
图6示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意图；
图7a示出对于常规的可调的电容的品质因子与电容的关系的图形表示；
图7b示出对于根据本发明的实施例的可调的电容电路的品质因子与电容的关系的图形表示；
图8示出根据对比示例的RF开关的示意图；
图9a示出具有调谐器电路的实施例的收发器系统的示意图，该调谐器电路包含串联可调的电容器元件；
图9b示出具有调谐器电路的另一个实施例的收发器系统的示意图；以及图9c示出具有调谐器电路的进一步实施例的收发器系统的示意图。
[0008]除了另外指示以外，不同附图中的相应的数字和符号一般指代相应的部分。附图被绘制来清楚地图示优选的实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变化的字母可以跟在附图编号后面。
【具体实施方式】
[0009]在下面的描述中，为了提供对本发明的实施例的更加透彻解释，阐述了多个细节。然而，将对本领域技术人员显而易见的是，可以不用特定的细节来实施本发明的实施例。在其他的例子中，为了不使本发明的实施例晦涩难懂，以框图的形式而不是详细地示出公知的结构和器件。另外，在下文中所描述的不同实施例的特征可以相互组合，除了另外具体指出以外。
[0010]相等的或等价的元件或具有相等的或等价的功能性的元件在下面的描述中通过相等的或等价的参考数字被表示。
[0011]图1示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意性框图。根据图1的可调的电容电路100包括串联稱合的第一变容二极管晶体管110和第二变容二极管晶体管120。
[0012]根据本发明的这个实施例是基于以下发现:变容二极管晶体管(例如，充当变容二极管晶体管的场效应晶体管)的串联电路提供功率处理能力、品质因子与线性度之间的很好的平衡。而且，在偏置条件下端子(或等价地，栅电极或栅接触)与沟道端子(或等价地，沟道电极或沟道接触)之间的电容的依赖性能够被采用来改变该串联电路所呈现的电容(或在一些情况下，至少小信号的电容)。而且，与单一的场效应晶体管相比，通过将多个充当变容二极管晶体管的场效应晶体管耦合提高电压处理能力(或功率处理能力)。而且，已经发现，施加到个别的场效应晶体管的电压(例如，在一面的短路沟道端子(例如，漏端子或源端子)和在另一面的栅端子之间的电压)的减小(其通过该串联电路被实现)能够改进线性度特性。而且，已经发现，能够通过这样的充当变容二极管晶体管的场效应晶体管的串联电路来获得合理的品质因子。同样地，已经发现，能够利用合理的技术努力来实施充当(或等价地被配置为)变容二极管晶体管的场效应晶体管的串联电路。
[0013]因此，可调的电容电路100能够被使用于大信号的应用并且构成适合大信号的可调的电容器。可调的电容电路100能够被使用于天线射频匹配、功率放大器输出匹配和能够面对强的射频信号的所有种类的射频滤波器。
[0014]提供对于许多应用来说是足够的高品质因子，使得能够在许多情况下维持足够尖锐的滤波器曲线和低的插入损耗。而且，如果适当地选择部件的参数，甚至对于下一代移动电话系统来说，由可调的电容电路100所提供的线性度是足够高的。
[0015]换句话说，第一变容二极管晶体管是第一场效应晶体管，并且第二变容二极管晶体管是第二场效应晶体管，其中第一场效应晶体管110和第二场效应晶体管120被配置为变容二极管晶体管的串联电路。
[0016]在一些实施例中，变容二极管晶体管是场效应晶体管，其中第一场效应晶体管的漏端子与第一场效应晶体管的源端子耦合，使得第一场效应晶体管充当第一变容二极管晶体管。同样地，第二场效应晶体管的漏端子可以与第二场效应晶体管的源端子耦合，使得第二场效应晶体管充当第二变容二极管晶体管。
[0017]换句话说，变容二极管晶体管可以是“正常的”场效应晶体管，其以特定的方式被电连接，如这里所描述的。
[0018]图2示出根据本发明的实施例的可调的电容电路200的示意图。可调的电容电路200包括第一端子(或更一般地，电连接)210和第二端子(或更一般地，电连接)212，其中第一电连接210和第二电连接212典型地是用于高频信号路径的连接。可调的电容电路200还包括偏置电压端子(或更一般地，用于偏置电压的电连接)214。可调的电容电路200包括场效应晶体管的串联连接220，该场效应晶体管充当(或不同措辞，被配置为)变容二极管晶体管(B卩，作为使用场效应晶体管所形成的可调整的电容)。串联电路200包括多个场效应晶体管对222a、222b、…、222η。然而，应当注意的是，还可以使用奇数的场效应晶体管。例如，串联电路200包括第一场效应晶体管Tl、第二场效应晶体管Τ2、第三场效应晶体管Τ3、第四场效应晶体管Τ4等。例如，串联电路220还可以包括第(2η — I)场效应晶体管Τ2η —I和第2η场效应晶体管Τ2η。例如，η可以是整数。然而，不要求场效应晶体管的数目是偶数的。该偶数的配置具有以下优点:能够最小化用于栅接触和源-漏接触的电阻器的数量，从而还减小来自非理想的电阻器的寄生效应。
[0019]从ESD的观点来看，向连接管脚放置源/漏极的另一个优点是没有直接的栅连接。
[0020]例如，场效应晶体管Tl的漏端子231a可以与第一场效应晶体管Tl的源端子231b耦合(或甚至直接地连接)。而且，第一场效应晶体管Tl的漏端子231a和源端子231b可以与第一端子(或电连接)210耦合。第一场效应晶体管Tl的栅端子231c可以与第二场效应晶体管T2的栅端子232c耦合。第二场效应晶体管T2的漏端子232a可以与第二场效应晶体管T2的源端子232b耦合。而且，第三场效应晶体管T3的漏端子233a可以与第三场效应晶体管T3的源端子233b耦合。而且，第三场效应晶体管T3的漏端子233a和源端子233b可以与第二场效应晶体管T2的漏端子232a和源端子232b耦合(或甚至直接地连接)。第三场效应晶体管T3的栅端子233c可以与第四场效应晶体管T4的栅端子234c耦合。漏端子234a可以与第四场效应晶体管T4的源端子234b耦合。而且，例如，第四场效应晶体管T4的漏端子234a和源端子234b可以与另一对场效应晶体管耦合，或在缺少另一对场效应晶体管的情况下，与场效应晶体管对222η耦合，或在缺少场效应晶体管对222η的情况下，与第二端子(或电连接)212耦合。然而，在场效应晶体管对222η存在的情况下，漏端子237a可以与晶体管T2n -1的源端子237b耦合。而且，场效应晶体管T2n — I的漏端子237a和源端子237b可以与第四场效应晶体管T4的漏端子234a和源端子234b直接耦合，或经由一个或多个附加的充当变容二极管的场效应晶体管对与第四场效应晶体管T4的漏端子234a和源端子234b耦合。晶体管T2n — I的栅端子237c与场效应晶体管T2n的栅端子238c耦合。晶体管T2n的漏端子238a与所述晶体管的源端子238b耦合，并且晶体管T2n的漏端子238a和源端子238b两者与第二端子(或第二电连接)212耦合。
[0021]概括地说，可调的电容电路200包括串联连接的多个场效应晶体管对222a、222b、222η,其中场效应晶体管中的每个被配置为(并且从而充当)变容二极管晶体管。为了使场效应晶体管Tl至Τ2η工作为变容二极管晶体管，将漏端子和源端子耦合(例如，直接连接)，使得在一面上的栅端子与在另一面上的沟道端子(漏端子和源端子)之间的电容是有效的。在各自的场效应晶体管的栅端子与各自的场效应晶体管的沟道端子(漏端子和源端子)之间提供的电容依赖于施加到各自的场效应晶体管的偏置电压(其中该偏置电压可以等于栅源电压，在图2所示出的实际的配置中，该栅源电压实质上相同于栅漏电压)。而且，能够看出的是，在可调的电容电路200中，“后继的”(在串联连接的顺序中后继的)场效应晶体