用于可调的电容电路的系统和方法_5

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值之间,或在两个另外的离散的电容值之间)切换第二可切换的电容支路620b。
[0079]在实施中,控制电路被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到第一可切换的电容支路620a的场效应晶体管,其中选择第一栅源偏置电压使得第一可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10%,并且其中选择第二栅源偏置电压使得第一可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10%。例如,能够通过偏置电压供应器624a来提供第一栅源偏置电压和第二栅源偏置电压。
[0080]类似地,控制电路可以被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到第二可切换的电容支路620b的场效应晶体管,其中选择第一栅源偏置电压使得第二可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10%,并且其中选择第二栅源偏置电压使得第二可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10 %。与第一可切换的电容支路相关联的第一栅源偏置电压可以等于或不同于与第二可切换的电容支路相关联的第一栅源偏置电压。类似地,与第一可切换的电容支路相关联的第二栅源偏置电压可以等于或不同于与第二可切换的电容支路相关联的第二栅源偏置电压。
[0081]在实施中,可切换的电容支路可以包括不同的最大的(或高的)电容值。例如,不同的可切换的电容支路的不同的最大的电容值可以包括近似2:1的电容比率。然而,还能够选择不同的最大的(或高的)电容值。
[0082]在实施中,控制电路可以被配置为在高的电容状态与低的电容状态之间(例如,基于电容控制信息612)切换可切换的电容支路中的每个。例如,控制电路可以是(或包括)逻辑电路、查找表等,其接收电容控制信息612并且提供开关信号到偏置电压供应器624a、624b、624c、624d。
[0083]下面将描述根据本发明的可调的电容电路的一些应用。例如,可调的电容电路100、可调的电容电路200和可调的电容电路600可以被使用为用于天线调谐的电容调谐器。一个不例是用于移动电话的6位电容调谐器。例如,最大的射频电压可以是在60V的范围内,并且,例如,电容的调谐范围可以是在0.5pF与13.7pF之间。总而言之,根据本发明的实施例能够被使用在天线匹配的应用和RF调谐的应用中。
[0084]下面将对于示例实施呈现性能评估。作为对比,将利用使用具有切换的电容器的电路(其中切换晶体管被堆叠40次)的经典方案。图7a示出对于经典方案的品质因子与有效电容的关系的图形表示。横坐标710描述有效电容,并且纵坐标720描述品质因子。在图7a的图形表示中示出的数据点表示不同的切换状态并且图示对于哪个有效电容能够获得哪个品质因子。如能够看出,在大的电容范围内获得相当小的品质因子(低于25)。换句话说,在图7a中能够看出,使用非常高的栅电阻器(其可以被包含在经典方案的开关组模型中)有可能对于低的电容得到30 - 35的品质因子(Q),但是对于高的电容得到只是近似15的品质因子(假定金属绝缘体金属电容器MM具有品质因子Q = 80)。而且,应当注意的是,已经对于900MHz的频率做出图7a的仿真的结果。
[0085]而且,已经依照本发明设计可比较的电路并且在图7b中示出仿真的结果。换句话说,图7b示出电容值与品质因子之间的关系的图形表示,其已经使用根据本发明的实施例的仿真被获得。横坐标760描述有效电容,并且纵坐标770描述品质因子。图7b中的数据点表示6个可切换的电容支路的电容的不同组合。
[0086]在图7b中能够看出,平均的品质因子更高(在第一步的设计的情况下)。而且,应当注意的是,能够预见到通过增加栅电阻器以改进对于低的电容的品质因子而发现进一步的改进。一般地,根据本发明的结构与经典的结构相比时具有不同的本性,其中对于更高的电容获得更高的Q因子。
[0087]图9a — c图示利用实施例变容二极管电路的收发器系统。例如,在图9a中示出的收发器电路900包含收发器电路902和天线开关模块(ASM)904,该天线开关模块904经由调谐器电路906被耦合到天线908。如所示出,调谐器电路906包含根据这里所描述的变容二极管实施例构造的串联电容器910。通过调整串联电容器910的电容器,通过ASM 904看出的天线908的电感可以被调整。
[0088]图9b图示包含收发器902和经由调谐器电路922耦合到天线908的ASM 904的发射机电路920。调谐器电路922包含PI网络,该PI网络具有包含电感器924和可调的电容器926的第一并联LC谐振回路、具有电感器934和可调的电容器932的第二并联LC谐振回路以及具有电感器936和可调的电容器930的串联LC谐振回路。在实施例中,根据这里公开的实施例变容二极管实施可调的电容器926、930和932。可以通过调谐电容器926、930和932的值调整ASM 904与天线908之间的匹配。
[0089]图9c图示包含收发器902和经由调谐器电路942耦合到天线908的ASM 904的发射机电路940。调谐器电路922包含PI网络,该PI网络具有包含电感器924和可调的电容器926的第一并联LC谐振回路、具有电感器934和可调的电容器932的第二并联LC谐振回路以及具有电感器936和可调的电容器944的第三并联LC谐振回路。在实施例中,根据这里公开的实施例变容二极管实施可调的电容器926、932和944。可以通过调谐电容器926,932和944的值调整ASM 904与天线908之间的匹配。
[0090]总而言之,根据本发明的实施例在宽的电容值的范围内带来更好的品质因子,并且还具有用于最优化的进一步的潜力。
[0091]进一步总结,根据本发明的实施例创建数字可调的电容器的概念和变容二极管的方案的组合。在一些实施例中,可以使用CMOS晶体管或其他类型的场效应晶体管来设计变容二极管。在利用体开关的工艺的一些实施例中,可以通过堆叠变容二极管并且可切换地控制变容二极管来最小化或去除衬底二极管的影响。根据本发明的实施例使用单一的管芯开关工艺,该单一的管芯开关工艺使用开关形式的控制电路。换句话说,根据本发明的一些实施例使用允许充当变容二极管晶体管的晶体管的实施并且还允许单一的芯片上的控制电路(例如,CMOS电路)的实施。根据本发明的一些实施例是有利的,因为与经典的变容二极管相比,提供了高得多的线性度和更高的电压强度。在根据本发明的一些实施例中,高的线性度甚至使用低的电压工艺可以是可实现的。根据本发明的一些实施例提供良好的静电放电(ESD)的坚固性。在根据本发明的一些实施例中,没有金属绝缘体金属的电容器(MMcap)或栅被连接在外面。而且,因为在根据本发明的一些实施例中不要求金属绝缘体金属的电容器,所以该工艺与其他的工艺相比时能够不那么复杂地被做出。
[0092]进一步总结,根据本发明的实施例提供可调的电容,该可调的电容在可调的射频电路中可以被使用为可调整的阻抗。根据本发明的实施例考虑到电容器(或电容)的调谐能力要被集中在大信号的适合的电容器(或电容)上。这种类型的可调的电容器(或可调的电容)通常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。此外,相当高的品质因子能够被获得以维持尖锐的滤波器曲线和低的插入损耗。而且,高的线性度的要求,其对于一些下一代移动电话系统来说是强制的,能够通过根据本发明的一些实施例被满足。
[0093]根据本发明的实施例提供的数字可调的电容,其允许电容的控制。
[0094]根据本发明的实施例还创建用于提供可调的电容的方法。这个方法包括使用多个变容二极管晶体管来提供第一电容,该多个变容二极管晶体管被串联耦合以充当变容二极管晶体管的串联电路,其中场效应晶体管工作在第一偏置的条件。该方法还包括使用多个场效应晶体管来提供第二电容,其中这些场效应晶体管工作在第二偏置的条件。
[0095]然而,能够通过这里所描述的任何的特征和功能以及关于根据本发明的电路和设备来补充上面所描述的方法。
[0096]虽然在设备的上下文中已经描述一些方面,但清楚的是,这些方面还表示相应的方法的描述,其中组件或器件相应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地,在方法步骤的上下文中描述的方面还表示相应的设备的相应的组件或项目或特征的描述。
[0097]上面所描述的实施例对于本发明的原理仅仅是图示性的。要理解的是,这里描述的布置和细节的修改和变化对本领域的其他技术人员来说将是显而易见的。因此,意图是本发明要仅被待审专利的权利要求的范围所限制并且不被这里通过实施例的描述和解释的方式所呈现的具体细节所限制。
【主权项】
1.一种可调的电容电路,包括: 串联耦合的多个变容二极管晶体管。
2.根据权利要求1的所述可调的电容电路,其中每个变容二极管晶体管包含场效应晶体管。
3.根据权利要求1的所述可调的电容电路,其中多个变容二极管晶体管包含至少第一变容二极管晶体管,所述第一变容二极管晶体管与第二变容二极管晶体管串联耦合,所述第一变容二极管晶体管包含第一场效应晶体管,所述第二变容二极管包含第二场效应晶体管。
4.根据权利要求3的所述可调的电容电路,其中: 第一场效应晶体管的源端子与第一场效应晶体管的漏端子耦合,其中第二场效应晶体管变容二极管晶体管的源端子与第二场效应晶体管的漏端子耦合; 第一场效应晶体管的栅端子与第二场效应晶体管的栅端子耦合; 第一场效应晶体管被配置为第一变容二极管晶体管; 第二场效应晶体管被配置为第二变容二极管晶体管; 第一场效应晶体管的电容依赖于施加到第一场效应晶体管的栅源偏置电压;并且 第二场效应晶体管的电容依赖于施加到第二场效应晶体管的栅源偏置电压。
5.根据权利要求3的所述可调的电容电路,其中第一场效应晶体管的漏端子被耦合到第一场效应晶体管的源端
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