Rf开关电路的制作方法_3

文档序号:9306384阅读:来源:国知局
的源极与偏置交换电路40的输出之间。去耦电容器Cl可以连接在NMOS晶体管10的漏极与RF开关RF输入16之间。去耦电容器C2可以连接在NMOS晶体管10的源极与RF输出14之间。体偏置电阻器Rb可以与偏置电压源轨相连,所述偏置电压源轨可以为地电位或0V。
[0054]模式控制32响应于电路模式的改变切换RF开关600,类似于RF开关500。这可以是例如在RF收发机的发送模式与接收模式之间的改变。通过监视输入信号的功率电平,可以针对小信号和大信号来优化偏置电平;例如,可以最小化体电压对漏源电阻Rds-on的影响。
[0055]功率检测器可以实现为模拟功率检测器,偏置交换电路可以在每一种模式下在连续值范围内改变偏置电压。备选地,功率检测器可以是将信号功率与阈值相比较的离散功率检测器。在这种情况下,可以在每一种模式下在多个离散值之间交换偏置电压。
[0056]当偏置电压范围在电源电压O至Vee内时,不需要电荷栗。
[0057]例如,当模式为关断时,模式控制32可以通过向栅极施加OV电压使NMOS晶体管10截止。对于小RF信号,偏置交换电路40可以输出2.5V的偏置电压。在2.5V处偏置NMOS晶体管10的漏极和源极。对于大RF信号,偏置交换电路40可以输出3V的偏置电压,这增加了栅源电压的反偏置以更强地关断RF开关。然而这可能由于更大的电场而增加栅极应力,从而可能缩短器件的寿命。通过最小化关断状态期间施加较大电压的时间,可以仅在真正必要时(仅是电路寿命的一小部分)才权衡栅极应力与大信号能力。
[0058]大RF信号可以是在电路的IdB压缩点(pldB)的1dBm内的信号。典型地,对于33dBm PldB的IW或30dBm开关,大RF信号可以大于23dBm。大RF信号可以是从与RF输入端子16親合的功率放大器输出的RF信号。小RF信号可以是从与RF输入端子16串禹合的天线接收的RF信号。小RF信号可以是与输出端子14耦合的低噪放大器的输入处的RF信号。小RF信号可以根据与发射机的距离和大气条件而改变。小RF信号可以例如在大约+1dBm(在接收机旁路模式下在IdB压缩点的1dBm内)与_80dB (是放大模式下针对接收机的信号电平)之间。
[0059]在RF开关的一些实施例中,功率检测器可以与与RF输出端子14相连,根据RF信号输出强度来调节偏置。备选地,功率检测器可以与RF输入端子16和RF输出端子14两者相连。在其他示例中,可以省略模式控制32,并且NMOS晶体管10的栅极耦合到偏置交换电路40。
[0060]图7示出了 RF开关700,RF开关700可以根据电源电平来交换偏置电压。电源检测器52可以与偏置交换电路50相连。模式控制32的输出可以与偏置交换电路50的输入相连。模式控制32的输出可以指示RF开关700的操作模式。
[0061]自举栅极电阻器Rg可以连接在模式控制32的输出与NMOS晶体管10的栅极之间。第一电阻器Rl可以连接在NMOS晶体管10的漏极与偏置交换电路50的输出之间。第二电阻器R2可以连接在NMOS晶体管10的源极与偏置交换电路40的输出之间。去耦电容器Cl可以连接在NMOS晶体管10的漏极与RF开关RF输入16之间。去耦电容器C2可以连接在NMOS晶体管10的源极与RF输出14之间。体偏置电阻器Rb可以连接至偏置电压源轨,所述偏置电压源轨可以是地电位或0V。
[0062]模式控制32可以响应于电路模式的改变来切换RF开关700,类似于RF开关500。模式的改变可以是例如在RF收发机的发送模式与接收模式之间的改变。RF开关700可以用在例如电池供电的移动设备中,所述电池供电的移动设备具有范围在2.5V至4.8V的电源电压。例如,当RF开关接通并且电源检测器52检测到电池被充电在3.8V时,模式控制32可以向NMOS晶体管10的栅极施加3.8V电压,并且偏置交换电路50可以向NMOS晶体管10的源极和漏极施加1.3V电压。如果电源检测器52检测到在2.3V处电池几乎为空,则模式控制32可以向NMOS晶体管10的栅极施加2.3V电压。偏置交换电路50可以向NMOS晶体管10的源极和漏极输出OV电压。因此,可以最小化结电容对线性度的影响。
[0063]本领域技术人员将认识到,可以使用已知的电路技术来实现偏置交换电路50和电源检测器52。
[0064]在包括电源检测器的RF开关的其他示例中,电源检测器检测何时连接了 USB充电器,并且偏置交换电路可以施加2.3V的偏置电压。在其他示例中,可以省略模式控制32,NMOS晶体管10的栅极耦合到偏置交换电路50。
[0065]图8示出了 RF开关800,RF开关800可以根据RF开关的温度来交换偏置电压。温度检测器62可以与偏置交换电路60相连。模式控制32的输出可以与偏置交换电路60相连。
[0066]自举栅极电阻器Rg可以连接在模式控制32的输出与NMOS晶体管10的栅极之间。第一电阻器Rl可以连接在NMOS晶体管10的漏极与偏置交换电路60的输出之间。第二电阻器R2可以连接在NMOS晶体管10的源极与偏置交换电路40的输出之间。去耦电容器Cl可以连接在NMOS晶体管10的漏极与RF开关RF输入16之间。去耦电容器C2可以连接在NMOS晶体管10的源极与RF输出14之间。体偏置电阻器Rb可以连接至偏置电压源轨,所述偏置电压源轨可以是地电位或0V。
[0067]模式控制32可以响应于电路模式的改变来切换RF开关800,类似于RF开关500。当RF开关800关断时,可以触发偏置交换电路以将偏置电压交换为通过温度检测器62的温度检测而确定的电压。该电压可以是低于电源电压的电压。因此,例如,如果电源电压为2.5V,则偏置交换电路60可以在检测到的温度与低于100摄氏度的温度相对应时将偏置电压交换为2.5V电压。如果检测到的温度与高于100摄氏度的温度相对应,偏置交换电路60可以将偏置电压交换为2V电压,从而减小反偏置电压以避免在高温下将RF开关800去偏置的风险。在其他示例中,可以省略模式控制32,并且NMOS晶体管10的栅极耦合至偏置交换电路60。
[0068]图9示出了单刀双掷RF开关900。RF开关具有可以与功率放大器的输出相连的第一输入端子74。偏置交换电路70可以具有与模式控制32相连的输入。去親电容器Cl可以串联在输入端子74与NMOS晶体管Ml的第一端子(可以是漏极)之间。偏置电阻器R1’可以连接在NMOS晶体管的第一端子与偏置交换电路70的输出之间。偏置电阻器R3可以连接在NMOS晶体管Ml的第一端子与晶体管的第二端子(可以是源极)之间。栅极自举电阻器Rg可以连接在控制端子(可以是栅极)与模式控制32的第二输出之间。晶体管Ml可以具有体偏置电阻器Rb。去耦电容器C2可以连接在晶体管Ml的第二端子与可以跟天线相连的输入/输出端子78之间。
[0069]从输入端子74经过Cl、Ml和C2的串联结构至输入/输出端子78的路径可以形成第一 RF开关信号路径。RF开关900可以具有第二开关信号路径,所述第二开关信号路径包括三个NMOS晶体管M2a、M2b和M2c的串联结构。每个NMOS晶体管可以具有连接在晶体管M2a、WZh和M2c的相应栅极与反相器72的输出之间的相应栅极自举电阻Rga、Rgb和Rgc0每个NMOS晶体管M2a、M2b和M2c可以具有与可以为地电位的端子相连的相应体偏置电阻器Rba、Rbb和Rbc。每个NMOS晶体管M2a、WZh和M2c可以具有连接在相应源极端子和漏极端子(可以为地电位)之间的相应偏置电阻器R4a、R4b和R4c。
[0070]RF输出端子76可以与低噪放大器相连。去親电容器C3可以串联在输出端子78与NMOS晶体管M2a的第一端子(可以是漏极)之间。去耦电容器C4可以串联在RF输入/输出端子78与NMOS晶体管M2c的第二端子(可以是源极)之间。
[0071]偏置电阻器R1”可以连接在NMOS晶体管M2a的第一端子与偏置交换控制70的第二输出之间。在备选示例中,偏置电阻器R1”可以连接在M2b或M2c的端子之一与偏置交换控制的第二输出之间。分路NMOS晶体管M3可以具有与输出端子78相连的第一端子(可以是漏极)。分路晶体管可以具有可以与电源轨(可以
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