用于射频开关的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开通常设及一种电子设备，并且更具体地设及一种用于射频（RF)开关的系统 和方法。
【背景技术】
[0002] RF开关用在各种各样的RF电路中，W实现各种功能。例如，可通过使用天线开 关的网络W在不同类型的RF前端电路之间选择来实现在不同频率上使用不同信令方法的 RF系统。运种电路的一个示例是多标准蜂窝电话，多标准蜂窝电话可使用诸如码分多址 (CDM)或全球移动通信系统（GSM)之类的不同标准来打电话。通过使用RF开关，为CDM 通信优化的RF前端电路可用于CDMA呼叫，而为GSM通信优化的RF前端电路可用于GSM呼 口4。另外，RF开关可用于为天线和功率放大器实现可调节的匹配网络，并通过接通和断开 和/或旁路无源匹配和调谐元件而为高频滤波器提供调节调谐。
[0003]RF开关性能的关键测量之一是线性，通常例如从谐波失真和/或互调失真方面表 示线性。在既发送又接收的多频带系统中，可感知的失真可降低RF系统的性能。例如，发 送的信号的谐波或互调失真可能落在接收的信号的相同频带中，并且干扰接收的信号。因 此，RF开关经常被指定成具有非常低的失真。随着RF开关变得更加集成并且在微细的几 何过程上被实现，满足高线性性能变得更具挑战性。
【发明内容】
[0004] 根据实施例，一种电路包括：在相应的多个RF端口和公共RF端口之间禪合的多个 开关网络，W及控制电路。多个开关网络中的每一个包括在其相应的RF端口和公共RF端 口之间禪合的第一开关，并且多个开关网络中的至少一个包括在第一开关和公共RF端口 之间禪合的可选择的网络，使得可选择的网络提供处于第一状态的DC路径和处于第二状 态的串联电容。
【附图说明】
[0005] 为了更全面地理解本发明及其优点，现在对结合附图的W下描述做出参考，其 中： 图1图示常规的RF开关系统； 图2图示实施例RF开关系统； 图3图示实施例RF系统； 图4图示实施例可选择的电容网络；化及 图5图示实施例方法的流程图。
[0006] 在不同图中相应的数字和符号通常指相应的部件，除非另有指示。绘制该图W清 楚地图示优选实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。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排在数字号码后面。
【具体实施方式】
[0007] 下面详细地论述当前优选实施例的制造和使用。然而，应当理解的是：本发明提供 可在各种各样的具体上下文中体现的许多适用的创造性概念。论述的具体实施例仅仅说明 制造和使用该发明的具体方式，而不限制该发明的范围。
[0008] 将相对于具体上下文中的优选实施例来描述本发明：用于射频（RF)开关的系统 和方法。该发明还可应用到包括其它电路的其它系统和应用，其它电路利用用于诸如无线 和有线通信系统、雷达系统之类的高频应用的开关，并且可应用在通常诸如振荡器、接收/ 发送开关、衰减器、功率放大器旁路电路、RF匹配和RF滤波器开关之类的电路中。
[0009] 在本发明的实施例中，使用禪合在各自的端口和公共端口之间的多个串联RF开 关来实现多端口开关。运些串联RF开关中的至少一个与串联电路串联禪合，该串联电路或 者充当串联电容或者充当闭合的开关。在其中串联RF开关打开的情况下，将串联电路配置 成闭合的开关将寄生电容禪合到公共端口，该寄生电容在闭合的开关的寄生电容的数量级 上。另一方面，将串联电路配置成串联电容禪合寄生电容，该寄生电容在RF开关的寄生电 容和串联电容器的电容的串联组合的数量级上。电容的该串联组合通常单独比每个电容 低。在一些实施例中，当其相应的RF开关关闭时，设置该串联电路W具有串联电容，W便 在公共节点处呈现低寄生电容。例如在RF开关的选择的端口处引入高频带时，可使用此设 置，W便最小化衰减。另一方面，可设置串联电路W具有低阻抗，W便用打开的RF开关的寄 生电容加载公共节点，W便衰减在RF开关的选择的端口处引入的较低频率的谐波。在一些 实施例中，多个串联RF开关可具有与之相关联的相关联的串联电路，W相对于多少衰减被 应用到特定信号的谐波提供进一步的衰减和/或灵活性。
[0010] 图1图示常规的RF系统100,其中RF开关网络102、104和106用于选择和路由到 天线130的端口RFURF2至RFx之一。正如所示，每个RF开关网络包括串联RF开关110、 并联RF开关112和开关驱动器114。在操作期间，当驱动器114打开串联RF开关110并关 掉并联RF开关112时，形成选择的RF路径。同样，通过关掉串联RF开关110并打开并联 RF开关112,取消选定RF路径。
[0011] 使用彼此串联连接的许多晶体管120来实现每个RF开关110和112。使用电阻器 125偏置每个晶体管120的源极和漏极，并且每个晶体管120的栅极具有串联栅极电阻器 122。当栅极电阻器122具有比栅漏电容124和栅源电容126的电容性阻抗足够大的阻抗 时，当关闭晶体管120时，在所有晶体管120上方对称地分布寄生叠加电容。从而，RF开关 110和112中每一个的端子之间的电容近似为栅漏电容124和栅源电容126的串联组合。
[0012] 正如所示，堆叠晶体管120,W便承受高电压。例如，对于1. 5V的半导体工艺，为了 在24伏的峰值电压下操作，诸如在典型的GSM发送器中所见，堆叠16个晶体管。根据使用 的特定半导体技术和预期的操作环境，堆叠的晶体管的数量可能不同。
[0013] 假设电阻器124具有高欧姆值，用于RF开关110和112的整体寄生OFF电容可表 示为：
其中W是晶体管宽度，Cgg是栅/源和栅/漏叠加电容，而N是串联禪合的晶体管的数 量。THROWCOUNT被定义为在实施例开关上的晶体管数量。正如能够通过W上等式所见的， 整体寄生OFF电容Gc随着廟勺降低而增大，并且随着廟勺增大而减小。在一些情况下，晶 体管的数量W是预期电压的函数。然而，随着串联晶体管的数量增加，在开关的导通电阻足。 上有相应的增加。因此，经常使用特定技术的特定足。折衷来设计RF开关网络，因为当 需要低导通电阻足。和低关闭电容Cw典!足。和Cw的规格经常相互冲突。从而，当需要低 插入损耗时，用于实现较低电阻的晶体管的增加的宽度导致寄生电容中相应的增加，运继 而导致更高频带中更高的插入损耗。
[0014]图2图示实施例系统200,其中禪合到公共端口的寄生电容是基于选择性地可调 节的。例如，在其中大的较低频信号正由RF开关交付的情形下，额外的电容可用于衰减谐 波。另一方面，当较高频信号正由RF开关处理时，可应用较少电容。
[0015] 实施例系统200包括RF开关集成电路（1C)，RF开关集成电路具有从端口RFl和 RF2-RFX中选择的RF开关网络204、208和210。为了简化说明，仅示出S个RF开关网络， 然而，可使用任何数量的开关。正如所示，开关网络204包括串联开关210和并联开关212， 串联开关210和并联开关212可包括如W上相对于图1所述的堆叠的晶体管120。正如所 示，使用NMOS器件实现晶体管120,然而，晶体管120可使用PMOS器件，或使用薄膜或厚膜 绝缘体上娃（SOI)的CMOS-体、CMOS-SOI中的其它晶体管类型，GaAsHEMT或其它阳T晶体 管类型技术来实现。在一些情况下，还可使用PIN二极管。驱动器214用于打开和关掉开 关210和212。在一个实施例中，驱动器214用1. 5V的导通电压驱动晶体管120的栅极，W 打开开关210和212,并且用-1. 5V的关闭电压驱动晶体管的栅极，W关掉开关210和212。 可在忍片外使用电源或在忍片上使用诸如电荷累250或其它类型的电压生成电路之类的 电路来生成该负电压。应当理解的是：在本发明的替代实施例中，可使用除了 -1. 5V和