用于rf前端的模拟开关的制作方法
【专利说明】用于RF前端的模拟开关
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年8月7日提交的共同拥有的美国临时专利申请N0.13/961,852的优先权，其全部内容通过引用明确包含于此。
技术领域
[0003]本公开涉及用于射频(RF)电路的模拟开关。
【背景技术】
[0004]现有的无线设备通常被设计为支持用于多个频带和操作模式的无线电处理。例如，单个智能电话可能需要连接到广域网(WAN)、无线局域网络(WLAN)和/或其他射频(RF)通信链路，诸如蓝牙等。为了适应该特性，通常提供多个开关(例如，串联和/或分路(shunt)开关)以在用于各个频带和模式的电路之间共享一个或多个天线。
[0005]在特定情形下，跨这样的多个开关的大振幅电压的存在(例如，由于通过发射或TX信号路径生成的高功率电压而导致的)可能不期望地导致非线性失真，这可能干扰由设备对期望信号进行的准确发射和接收。用于改善开关线性度的现有技术包括当期望将相应的开关断开时，将开关晶体管的栅极和衬底偏置电压二者设置为比预期的大幅度电压负得多。理想地，作为提供这样的负偏置电压的结果，没有电流应当流过开关。然而，在实践中，不期望的漏电流仍然可能流动例如通过晶体管衬底。
[0006]因此，期望提供用于改善没有遭受现有技术的缺点的多个开关的线性度的有效技术。
【附图说明】
[0007]图1图示了可以实现本公开的技术的现有技术的无线通信设备的设计的框图。
[0008]图2图不了利用多个开关的RF如端的现有技术实现。
[0009]图3图示了分路开关的现有技术电路实现。
[0010]图4和图5进一步图示了衬底偏置电压和漏电流对输入信号功率的依赖性。
[0011]图6图示了本公开的示例性实施例，其中负整流器用于解决上述问题。
[0012]图7图示了本公开的包含特定增益元件和负二极管整流器的示例性实施例。
[0013]图8图示了负二极管整流器的示例性实施例。
[0014]图9图示了示出在负二极管整流器的输入波形和输出波形之间的关系的示例性波形。
[0015]图10图示了本公开的包含特定增益元件和负电压倍增整流器的替代示例性实施例。
[0016]图11图示了负电压倍增整流器的示例性实施例。
[0017]图12图示了本公开的替代示例性实施例，其中采用闭环技术。
[0018]图13图示了包含示例性比较电路的闭环技术的示例性实施例。
[0019]图14图示了根据本公开的方法的示例性实施例。
[0020]图15图示了本公开的替代示例性实施例，其中负整流器的输出电压被直接耦合到衬底偏置电压。
【具体实施方式】
[0021]本公开的各种方面在下文中参考附图被更全面地描述。然而，本公开可以以许多不同的形式被实现并且不应当被解释为限于在本公开中呈现的任何具体结构或功能。相反，提供这些方面以使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。基于本文的教导，本领域技术人员应当理解，本公开的范围旨在覆盖本文公开的公开内容的任何方面，无论其是独立实现的还是结合本发明的任何其他方面实现的。例如，可以使用本文阐述的任何数目的方面来实现装置或可以实践方法。此外，本公开的范围旨在覆盖使用作为本文阐述的公开的各种方面的附加或除此之外的其他结构、功能或结构和功能来实践的这样的装置或方法。应当理解，本文所公开的公开内容的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实现。
[0022]以下结合附图阐述的详细描述意在作为本发明的示例性方面的描述，并且不意在表示可以实践本发明的唯一示例性方面。在本描述中使用的术语“示例性”指“用作示例、实例或说明”，并且不应被解释为优于或胜过其他示例性方面。具体描述包括出于提供对本发明的示例性方面的全面理解的目的的特定细节。对本领域技术人员显而易见的是，本发明的示例性方面可以在没有这些特定细节的情况下被实践。在一些情况下，公知的结构和设备以框图的形式示出，以避免模糊本文中所呈现的示例性方面的新颖性。在本说明书和权利要求中，术语“模块”和“块”可以互换地使用，以表示被配置为执行所描述的操作的实体。
[0023]图1图示了可以实现本公开的技术的现有技术无线通信设备100的设计的框图。图1示出了示例性收发器设计。通常，在发射机和接收机中的信号的调节可以由一级或多级放大器、滤波器、上变频器、下变频等来执行。这些电路块可以与图1所示的配置不同地被布置。此外，还可以使用图1中未示出的其他电路块来调节发射机和接收机中的信号。除非另有说明，图1中或者在附图中的任何其他图中的任何信号可以是单端或差分的。图1中的一些电路块也可以省略。
[0024]在图1中所示的设计中，无线设备100包括收发器120和数据处理器110。数据处理器110可以包括用于存储数据和程序代码的存储器(未示出)。收发器120包括支持双向通信的发射机130和接收机150。通常，无线设备100可以包括用于任何数目的通信系统和频带的任何数目的发射机和/或接收机。收发器120的全部或一部分可以在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号1C等中实现。
[0025]发射机或接收机可以通过超外差架构或直接转换架构来实现。在超外差架构中，信号以多级方式，例如对于接收机在一级中从射频(RF)到中频(IF)，并且然后在另一级中从IF到基带，在RF和基带之间进行频率转换。在直接转换架构中，信号在一级中、在RF和基带之间进行频率转换。超外差和直接转换架构可以使用不同电路块和/或具有不同的要求。在图1所示的设计中，发射机130和接收机150通过该直接转换架构来实现。
[0026]在发射路径中，数据处理器110处理要发射的数据，并且向发射机130提供I和Q模拟输出信号。在示出的示例性实施例中，数据处理器110包括数字到模拟转换器(DAC) 114a和114b，用于将由数据处理器110生成的数字信号转换成I和Q模拟输出信号，例如I和Q输出电流，以用于进一步处理。
[0027]在发射机130内，低通滤波器132a和132b分别对I和Q模拟输出信号进行滤波，以移除由于现有技术的数字到模拟转换所产生的不期望的图像。放大器(Amp) 134a和134b分别放大来自低通滤波器132a和132b的信号，并且提供I和Q基带信号。上变频器140用来自TX L0信号生成器190的I和Q发射(TX)本地振荡器(L0)信号来上变频I和Q基带信号，并且提供上变频的信号。滤波器142对该上变频的信号进行滤波，以移除由于频率上转换所产生的不期望的图像以及接收频带中的噪声。功率放大器(PA) 144放大来自滤波器142的信号，以获得期望的输出功率电平并且提供发射RF信号。发射RF信号被路由通过双工器或开关146并且经由天线148被发射。
[0028]在接收路径中，天线148接收由基站发射的信号，并且提供接收的RF信号，该接收的RF信号被路由通过双工器或开关146，并且被提供给低噪声放大器(LNA) 152。双工器146被设计为利用特定RX到TX双工器频率分离进行操作，使得RX信号与TX信号隔离。接收到的RF信号由LNA 152放大并且通过滤波器154被过滤，以获得期望的RF输入信号。下变频混合器161a和161b将滤波器154的输出与来自RX L0信号生成器180的I和Q接收(RX)LO信号(即，L0_I和L0_Q)混合，以生成I和Q基带信号。I和Q基带信号通过放大器162a和162b来放大，并且进一步通过低通滤波器164a和164b来滤波，以获得I和Q模拟输入信号，