切换电路的制作方法

专利名称：切换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及微波集成电路，更准确地的说，是一种微波开关电路的改良。
背景技术：
近年来，无线及射频技术的应用快速增加。依据国际电信联盟(ITU)的统计，全球 便携式电话用户数量至2008年底已达到三十亿。同样地，各种提供无线技术的装置也不断 增加。由于消费者通常为家庭购置多种装置，因此其它无线装置整体市场将可望超越便携 式电话机。无线装置的运作必须仰赖支持一或多种标准数据、音讯以及其它服务的无线基础 设施。目前广泛运用的无线标准可以下列几种为例，包括WiFi [ANSI/IEEE 标准 802. 11]WiMAX[IEEE 标准 802. 16]蓝牙[IEEE标准 802. 15. 1]工业、科学及医学(ISM)[国际电信联盟建议5. 138,5. 150和5. 280]；以及GSM 850/900/1800/1900[欧洲电信标准协会(ETSI)]及其扩充通用封包无线服 务(GPRS)和GSM增强数据率演进(EDGE)。末端售价通常是取决产品能否在市场上获致商业成功的主要因素。因此，利用电 子器件的单片集成技术，也就是透过少量集成电路(IC)的方式，达到减少装置中零件数量 的目的，是目前业界普遍采用的方式。一般无线射频系统包含一个基带控制器IC、一个无 线电接收传送器，以及一个无线射频信号前端。此无线射频信号前端又包括功率放大器、低 噪声放大器、开关、滤波器和其它信号调节模块。这种集成电路的制造是采用电路基带组件 的硅基技术平台，所述基带组件是「逻辑」加强式，并且通常是以硅锗、砷化镓和磷化铟为材 料，供许多无线射频电路器件在以仿真或无线射频为主的领域中调节输入或输出的无线电 信号。无线射频信号混频器利用扩大器、微波滤波器和环行器等使无线射频信号产生上下 变频，而后信号可经由无线射频电路器件所构成的条微波电路路径传输。所谓的无线射频 信号是从无线射频天线或如同轴缆线等其它负载接收或对其传递的信号。无线射频天线或 缆线是传送电路或无线射频信号前端的无线射频负载。此外，无线射频电路器件的组成可 能采取单片微波集成电路(MMIC)的型态，也可能是以模块的型态存在于无线射频前端之 中。在许多用来接收或传输信息的无线消费电子产品中都设有传送/接收切换电路， 选择性地将微波传送电路连接到消费电子产品的无线射频负载或是将微波接收电路连接 到天线或缆线，这种切换电路是一种单刀单掷(SPDT)开关。微波传送电路以及微波接收电 路通常是一个单体的双向传送/接收电路。在其它以多重无线标准运作的无线消费电子产 品中，通常为其所支持的每一种无线标准设有一套独立的微波传送电路和微波接收电路。 例如，一个无线装置若支持频率为5GHz的IEEE 802. Ila和频率为2. 4GHz的IEEE 802. 16 两种无线标准，因为这两种无线标准需求的MMIC技术不同，所以必须采用单刀四掷(SPQT)
5结构，利用单一共享天线或缆线接口选择性地连接两种传送器连结之一以及两种接收器连 结中对应的一者。惯例上，高效能射频/微波开关的使用需配合空乏式砷化镓金属半导体场效应晶 体管(MESFET)或假晶高电子迁移率晶体管(PHEMT)。选择这些器件的理由是因为它们提供 极低的单位门宽导通电阻和关闭电容；这些参数决定了切换插损和隔离度。空乏式器件中 是利用偏置Vgs > Vp开启晶体管，其中Vp是夹断电压且Vp < 0。晶体管的关闭则是利用 偏置Vgs <Vp，其中Vp的典型值可为-1.0V。所以Vgson可为OV且Vgsoff可为-2V。达 成的方式可为，例如，在2V偏压源极和漏极，并将门极切换至OV(关)或2V(开)。上述空乏式砷化镓场效晶体管或假晶高电子迁移率晶体管应用为高效能开关 时存有三项主要缺失。首先是Vgs > O时门极电流容易产生流动；门极构成的萧特基 (Schottky) 二极管在遇到大信号负载或不当偏移时会打开通道，而门极电流流动导致开关 中的损失及失真快速增加。第二项弱点在于缺乏补偿器件(P通道场效晶体管)；由于没有 P场效晶体管，逻辑功能必须消耗更多功率及芯片面积。并且在某些电路中，难以利用标准 低电压互补式金属氧化层半导体(CMOS)准位控制控制开关。第三项缺点为造成较高的单 位面积芯片成本，且由于大多数砷化镓场效晶体管加工中使用之静电放电防护结构相对原 始和占用空间，因此更为加重此项缺点。使用互补式金属氧化层半导体器件为核心开关组件的硅基射频/微波开关则因 为具有结合逻辑及无线射频机能的集成潜力而受到瞩目。另外，所需成本低于砷化镓器件， 也是硅基射频/微波开关在消费电子市场上广受欢迎的原因。不过，当利用硅基金属氧化 层半导体技术或砷化镓制作射频/微波开关时，偏置排列及拓扑则没有具体差异。因此，本发明的目标即是克服上述前案技术的限制。

发明内容
本发明提供一种电路，包含一第一无线射频开关，可操作于一第一模式以及一第 二模式，所述无线射频开关包含一输入端口，用来接收一无线射频信号，一输出端口，用来 在所述第一模式下提供所述无线射频信号，以及在所述第二模式下不提供所述无线射频信 号，一分流开关，用来在所述第二模式下将所述无线射频信号分流接地，以及在所述第一模 式下不将所述无线射频信号分流接地，以及一开关，用来在所述第一模式下将所述无线射 频信号导引至所述输入端口与所述输出端口之间，以及在所述第二模式下不将所述无线射 频信号导引至所述输入端口与所述输出端口之间；以及一控制器，包含一切换电路，用来同 时提供复数控制信号，所述控制器包含一第一信号，用来在所述第一模式与第二模式之间 偏置所述开关；一近乎互补信号，用来在所述第二模式与第一模式之间偏置所述分流开关； 以及一偏置信号，用来依据所述近乎互补信号偏置所述开关的源极和漏极其中之一。本发明另一实施例提供一种方法，包含提供一切换电路，用来将一信号从所述切 换电路的一输入端口切换到所述切换电路的一输出端口 ；提供一分流电路，用来以可切换 的方式将所述信号从所述输入端口分流接地；提供一控制信号，用来偏置所述分流电路的 一控制端口，以及一近乎互补控制信号，用来偏置所述切换电路的一控制端口以分流从所 述输入端口接收的一信号或切换所述信号至所述输出端口 ；以及提供一偏置信号，用来偏 置在所述输入端口及所述输出端口之间信号路径上所述切换电路中的一端口。


图IA描绘Bergener等人前案所述的简单微波切换电路。图IB描绘Bergener等人前案所述的典型微波切换电路。图2描绘Burghartz前案所述的微波开关。图3A说明本发明范例实施例，将全开关组件应用于无线射频场效晶体管。图3B说明图3A设计的典型效能。图4说明本发明范例实施例，其中将漏极-源极电阻器应用于图3A的串联场效晶体管。图5说明本发明范例实施例，其中微波开关的串联场效晶体管修改成包括门极间 电极。
具体实施例方式参阅图1A，其中描绘Bergener等人前案(美国专利第6，804，502号)所述的简 单微波切换电路100。此微波切换电路100包含四个金氧半场效晶体管123、124、127以及 128。晶体管123以及124的作用是「传输」或「开关」晶体管，各用来把第一无线射频输入 节点121和第二无线射频输入122连接到一个共享无线射频节点125。例如，当「开启」切 换晶体管123时，切换晶体管123即把第一无线射频输入节点端口 121上的第一无线射频 信号连接到无线射频共享节点共享无线射频125。同理，当开启切换晶体管124时，切换晶 体管124即把第二无线射频节点端口 122上的第二无线射频信号连接到无线射频共享节点 共享无线射频125。开启分流晶体管127和128后，当各无线射频信号相连的无线射频节点 从无线射频共享节点125上脱离时，分流晶体管127和128则使各无线射频信号分流接地。 当切换晶体管123或124个别电性连接相连的第一无线射频输入节点121或第二无线射频 输入节点122「关闭」时，即会造成无线射频节点从无线射频共享节点125上脱离。这种微波切换电路100若利用块状硅互补式金属氧化层半导体无线射频开关会 产生高插损、低压缩以及低线性效能特性等缺点。相较之下，若微波切换电路100配合砷化 镓(GaAs)半导体技术使用，则可以克服这些缺点，因为半绝缘性的砷化镓基板材料大幅降 低寄生基板电阻，所以可以减少无线射频开关插损。同样地，半绝缘性的砷化镓基板也可以 改善开关绝缘度。虽然砷化镓比起硅金属氧化层半导体效能更佳，但是所需要的制造成本 也较高。因此如果能改善硅互补式金属氧化层半导体无线射频微波开关的效能，应是更为 实惠的方式。图IB中描绘Bergener等人前案所述的微波切换电路150目的正在于解决硅 互补式金属氧化层半导体的效能问题。微波切换电路150包含四个金氧半场效晶体管集束或「群组」，在图IB中分别标示 为晶体管群组133、134、137和138。其中两个晶体管群组为「传输」或「开关」晶体管群组 133和134，而另外两个晶体管群组为分流晶体管群组137和138。每一晶体管群组包含三 个相互串连配置的金氧半场效晶体管。例如，在图IB的实施例中，切换群组133包括三个 切换晶体管，M133A、M133B和M133C。同样地，切换群组134也包括三个切换晶体管，M134A、 M134B和M134C。分流群组137包括三个晶体管M137A、M137B和M137C。同样地，分流群组 138也包括三个晶体管，M138A、M138B和M138C。
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如图IB所示，微波切换电路150是受到两个控制信号控制，也就是SW和它的反信 号SW-。这些控制信号经由门极电阻器连接到各自所属的晶体管门极。例如，控制信号SW 分别透过门极电阻器R133A、R133B和R133C控制切换晶体管群组133中三个晶体管M133A、 M133B和M133C的运作。控制信号SW经由输入节点133A传播到切换晶体管群组133，同时 也提供至输入节点138A以控制分流晶体管群组138。同理，SW的反信号SW-透过输入节点 134A控制切换晶体管群组134，同时也提供至输入节点137A以控制分流晶体管群组137。 Sff-也经由三个门极电阻器R134A、R134B和R134C分别作用于切换晶体管群组134的晶体 管 M134A、M134B 和 M134C。切换晶体管群组133和134的作用同样是传输或开关晶体管，两者择一地把第一 无线射频输入节点端口 131以及第二无线射频输入节点端口 132连接到一个共享无线射频 节点135。例如，当开启切换晶体管群组133后，切换晶体管群组133把第一无线射频输入 节点端口 131上的无线射频信号连接到无线射频共享节点135。同理，当开启切换晶体管群 组134后，切换晶体管群组134把无线射频信号从第二无线射频输入节点端口 132连接到 无线射频共享节点135。分流晶体管群组137和138开启后，当相连的无线射频节点从无线 射频共享节点上脱离时，也就是当与输入节点电性连接的切换晶体管群组133或134「关 闭」时，则将来自无线射频输入节点的信号分流接地。Bergener所揭露的微波切换电路150并非采用惯例的硅金属氧化层半导体制造 方法，其晶体管群组133、134、137和138内的金氧半场效晶体管是利用完全绝缘基板硅绝 缘(SOI)技术制成。具体而言，Bergener的教示是使用「超薄硅」(UTSi)，由于这种技术是 使用蓝宝石基板上的硅薄膜而不是硅晶圆，因此也称为超薄硅蓝宝石技术。完全绝缘蓝宝 石基板可以减少与非绝缘和部分绝缘基板有关的有害基板连接效应，所以有助于提升无线 射频开关的效能特性。例如，降低晶体管「开启」电阻和寄生基板电阻而达到改善插损的效 果。另外，利用UTSi技术制成的完全绝缘也具有更佳的基板开关绝缘度。由于硅蓝宝石技 术的完全绝缘特性，微波切换电路150节点之间的寄生电容相较于块状互补式金属氧化层 半导体和其它传统集成电路制造技术都呈现大幅降低。虽然Bergener教示了上述金属氧化层半导体电路，但这种电路的制造所仰赖的 非惯例制造技术不同于利用低抗性硅基板的低成本硅互补式金属氧化层半导体量产技术。 图2所示的另一种前案方法是Burghartz的微波开关200。此微波开关200是一个SPST开 关，包括一对微波开关200输入无线射频信号的射频输入端口 221、一射频输出端口 222，以 及一接收偏置信号以控制开关启闭状态的开关控制端口 223。开启状态下，输出端口 222处 的无线射频信号呈低插损，而关闭状态下则为高插损。第一场效晶体管201与无线射频输入端口 221和无线射频输出端口 222皆为电性 连接，并且包括门极201G、源极201S、漏极201D和后门极接点201B。第一场效晶体管201 连同其它场效晶体管202、203和204都属于空乏式运作的硅金氧半场效晶体管。第一场效 晶体管201的门极201G电性连接至开关控制端口 223，源极201S电性连接至无线射频输 入端口 221，同时漏极201D电性连接至无线射频输出端口 222。后门极接点201B连接到第 二和第三场效晶体管202、203的源极203S和漏极204D。第二场效晶体管202的漏极202D 电性连接无线射频输入端口 221，而第三场效晶体管的源极203S则电性连接接地电位。第 二和第三场效晶体管202、203个别的后门极接点202B、203B共同电性接地。
第二场效晶体管202的门极202G电性连接至开关控制端口 223，而第三场效晶体 管203的门极203G则电性连接至逆变器218的输出端口。逆变器218的输入信号端口与 开关控制端口 223电性连接。逆变器218的输出端口与第四场效晶体管204的门极204G 电性连接。第四场效晶体管204为分流场效晶体管，其源极204S和后门极204B接地且其 漏极204D连接无线射频输出222。在微波开关200开启状态下，开关控制端口 223处的一 个偏置控制信号为第一状态，例如，VGS = 0V,因而开启第一和第二场效晶体管201、202。同 时，因为逆变器118对第三和第四场效晶体管203、204各自的门极203G、204G提供相对状 态的偏置，所以第三和第四场效晶体管203、204皆为关闭。第二场效晶体管202为开启时， 第一场效晶体管201的后门极201B和源极201S经由第二场效晶体管202为电性相连。源 极201S与后门极201B区域的电性连接可将第一场效晶体管201的开启电阻降至最低。同 时，在开启状态下，第三场效晶体管203为关闭，因此呈现高分流阻抗，限制微波开关200的 进一步损耗。在微波开关200的关闭状态下，开关控制端口 223处的偏置控制信号处于相 对状态，所以第一和第二场效晶体管201、202为关闭而第三和第四场效晶体管203、204则 为开启。结果，因为源极203S处于接地电位，后门极接点201B经由第三场效晶体管203连 接至接地电位。如此可以使串联场效晶体管，亦即第一场效晶体管20的关闭电阻降至最 低。由于以一个对地短路的无线射频将从第一场效晶体管201漏出的大部分功率接地而非 连接至无线射频输出端口 222，因此开启的第四场效晶体管204会提升关闭状态下微波开 关200整体的绝缘度，亦即插损。当切换群组，亦即第一场效晶体管201，内部的场效晶体管被驱动至最大开启状态 时，如前案开关200等微波开关的插损最小。同样地，当切换群组中的场效晶体管被驱动至 最大关闭状态且分流群组，亦即第四场效晶体管204，被驱动至最大开启状态时，绝缘度最 高。本发明一个范例实施例中将开关驱动应用至切换和分流场效晶体管，如微波切换电路 300。如图所示，天线355连接至传送电路385、接收电路365和测试电路375等三个电路之 一。切换电路310、360和370则分别设置于上述各电路与天线355之间。以第一切换电路310代表说明上述三个切换电路310、360和370，天线355与传 送电路385之间的切换路径包含第一去耦电容器321、第一至第三切换场效晶体管331至 333，以及第二去耦电容器324。第一至第三切换场效晶体管331、332和333串联漏极至 源极，且其各自门极接点各透过电阻器312、313和314与开关控制器350的第二输出端口 350B电性相连。场效晶体管331的漏极也透过电阻器311电性连接至开关控制器350的第 一输出端口 350A。第三切换场效晶体管333的源极透过电容器315电容性耦合上场效晶体 管341的漏极接点。上场效晶体管341与中场效晶体管342和下场效晶体管343共同组成 分流晶体管群组。透过切换晶体管群组，场效晶体管341、342和343的分流晶体管群组电 性连接源极接点至漏极接点，而下场效晶体管343的源极接点则电容性耦合接地且各自经 由电阻器391连接至端口 350B。上场效晶体管341、中场效晶体管342和下场效晶体管343 的门极接点各透过电阻器316、317和318与开关控制器350的第三输出端口 350C电性耦
I=I O开关控制器350是利用输入端口传送开关(SWTx) 3IOA进行控制。下电压端口 3IOC 处的低电压轨VLO以及上电压端口 310B处的高电压轨VHI也同时电性耦合到开关控制器 350。上电压端口 3IOB经由稳压器输出端口 380B电性连接至稳压器380而从稳压器380
9接收VHI。其它稳压器输出端口 380C、380D则相互连接至相等切换电路360、370中的上电 压端口。切换电路360连接至天线355且接收电路365是利用接收开关(SWRx)端口 360A 进行控制。同样地，天线355与测试电路375之间的切换电路370是利用开关(SWBT)端口 370A进行控制。稳压器380从稳压器输入端口 380A接受待调整的电压，例如从无线手持设 备的电池VBAT输入的电压。传送开关310A与第一和第二控制器晶体管351、353的门极电性耦合。第一控制 器晶体管351的漏极与高电压轨VHI电性耦合，第一控制器晶体管351的源极与第二控制 器晶体管353的漏极电性耦合，且第二控制器晶体管353的漏极与低电压轨VLO电性耦合。 第三和第四控制器晶体管352、354分别设于高电压轨VHI与低电压轨VLO之间。第三和第 四控制器晶体管的门极与第一和第二控制器晶体管351、353之间的中点漏极-源极连结电 性耦合。第一控制器输出端口 350A也与上述中点漏极-源极连结电性耦合，与第三控制器 输出端口 350C相同。第二控制器输出端口 350B与第三和第四控制器晶体管352、354之间 的中点漏极_源极连结电性耦合。操作时，若SWTx端口 310A收到传送开关低信号，则切换场效晶体管331、332和 333关闭，源极-漏极电压为来自第一控制器输出端口 350A的VHI，且门极为来自第二控制 器输出端口 350B的VLO或接地。在此状态下，分流场效晶体管341、342和343开启，门极电 压为来自第三控制器输出端口 350C的VHI，且源极-漏极电压为来自第二控制器输出端口 350B的VLO或接地。如果传送开关为高电压VHI，则所述切换场效晶体管开启，其源极-漏 极电压为VLO且门极被偏置为VHI，同时分流场效晶体管关闭，其门极为VLO或接地，且源 极-漏极电压为VHI。如图中概要说明，最后一个分流场效晶体管343的漏极是耦接到一个与提供到其 门极的信号互补的信号。在此，所述互补信号是一个提供到所述切换场效晶体管331、332 和333门极的信号。这为分流场效晶体管切换提供了与所述切换场效晶体管所类似的优
点ο有益地，各切换电路，如第一切换电路310，对切换以及分流路径上的场效晶体管 提供接近最大可能值得「开」及「关」驱动电压。此外，系统本身包含与天线355以及电性 耦合电路传送电路385关联的切换电路AC连结。电容器321、324可随选地响应连接切换 电路300 (包含切换电路310、360和370)与天线355、传送电路385、接收电路365和测试 电路375的导线。例如，在一个设计以2. 45GHz运作的切换电路中，导线电感通常为500pH， 则这些电容器规格设定为标称8. 4pF。如上面关于微波切换电路300的叙述，稳压器380将经过调节的输出电压VHI提 供到分别与切换电路310、360和370电性耦合的稳压器输出端口 380B、380C和380D。随选 地，稳压器380也可连接到用来判断切换电路是否已经开启的电路系统，也就是说此电路 系统可以判断传送开关、接收开关和测试开关之一是否已经设定成打开对应的切换电路。 如果这三个控制信号都没有启动，就不进行电压调节，直接供应产生的VHI，并且控制逻辑 与电路以相同电压准位运作，也就是接地或VLO和VHI，以确保不会发生电路闭锁以及不必 要的功率浪费。因为没有从VHI汲取平均电流，它的功能仅仅是供应电力给如控制器电路 350等控制器电路中的静态金属氧化层半导体逆变器。图3B说明图3A设计的典型效能。如图中可见，第一时间电压图350A描绘所述切
10换场效晶体管331、332和333中各漏极接点处的电压，其中第一曲线350A1代表来自第一 切换场效晶体管331的漏极电压Vdl，第二曲线350A2代表来自第二切换场效晶体管332 的漏极电压Vd2,而第三曲线350A3代表来自第三切换场效晶体管333的漏极电压Vd3。各 漏极电压从摆幅大约是26V的第一切换曲线350A1减少到摆幅大约是5V的第三切换曲线 350A3。参照图4，本发明实施例中是对图3A的切换场效晶体管331、332以及333提供漏 极_源极电阻器。在微波切换电路400中，单一切换电路410是设置在天线355与传送电路 385之间，并且是从传送开关端口 310A进行控制。单一切换电路410在此具有电阻器411、 412和413，分别设置在各切换场效晶体管331、332和333的漏极与源极接之间。恰当选择 电阻器起可以减少谐波失真。参照图5，本发明实施例中微波开关的切换场效晶体管在此修改成包括门极间电 极。如图所示，微波切换电路500包含一设置于天线355以及传送电路385间的切换电路 510。各所述切换场效晶体管531至533的实施方式为场效晶体管结构550。场效晶体管结 构550本身包含源极接点550S、漏极接点550D，以及门极接点550G1和550G2。然而，现在 是以门极间接点550IG设置在门极接点550G1与550G2之间。因此，所述切换场效晶体管漏极-源极间的电阻器，如图4的电阻器411、412和 413，以成对电阻器取代。所以第一切换场效晶体管531具有漏极与门极间电极间的第一电 阻器541A，以及所述门极间电极与源极间的第二电阻器541B。第二切换场效晶体管532的 第三和第四电阻器542A、542B将门极间接点550G连接到所述漏极和源极接点，且第三切换 场效晶体管533的第五和第六电阻器543A、543B将门极间接点550G连接到所述漏极和极 接点。各切换场效晶体管531至533被描绘成门极接点与所述开关控制电路间的单体电阻 器312至314，而各门极接点550G1和550G2随选地经由个别电阻器(图未明示)电性耦 合。偏置所述门极间电极的动作可改变夹断电压，因此进一步改善所述切换场效晶体管中 的谐波抑制。虽然分流无线射频到接地时的谐波抑制通常不像在切换路径中那么重要，我们可 随选地将图4及图5的切换场效晶体管配置应用在所述分流场效晶体管。在此所描述的实 施例应用于硅金属氧化层半导体型的场效晶体管时，可以实现低制造成本并且提供切换电 路与标准硅金属氧化层半导体传送/接收电路的整合。总之，以上所述，为本发明的几种实现方式，并不代表本发明所实现的所有方式， 凡是与本发明有同样的构思，且能达到同样或近似效果的技术方案，均应在本发明的保护 范围内。
权利要求
一种电路，其特征在于一第一无线射频开关，可操作于一第一模式以及一第二模式，所述无线射频开关包含一输入端口，用来接收一无线射频信号；一输出端口，用来在所述第一模式下提供所述无线射频信号，以及在所述第二模式下不提供所述无线射频信号；一分流开关，用来在所述第二模式下将所述无线射频信号分流接地，以及在所述第一模式下不将所述无线射频信号分流接地；以及一开关，用来在所述第一模式下将所述无线射频信号导引至所述输入端口与所述输出端口之间，以及在所述第二模式下不将所述无线射频信号导引至所述输入端口与所述输出端口之间；以及一控制器，包含一切换电路，用来同时提供复数控制信号，所述控制器包含一第一信号，用来在所述第一模式与第二模式之间偏置所述开关；一近乎互补信号，用来在所述第二模式与第一模式之间偏置所述分流开关；以及一偏置信号，用来依据所述近乎互补信号偏置所述开关的源极和漏极其中之一。
2.根据权利要求1的电路，其特征在于，所述偏置信号是在靠近所述输出端口处所提{共。
3.根据权利要求1的电路，其特征在于，使用时所述偏置信号与所述第一信号合力提 供跨所述开关门极_通道的较大电压。
4.根据权利要求1的电路，其特征在于，所述控制器提供一第二偏置信号，用来根据所 述第一信号在靠近一接地端口处偏置所述分流开关的源极和漏极其中之一。
5.根据权利要求1的电路，其特征在于， 所述分流开关包含至少一分流场效晶体管； 所述开关包含至少一切换场效晶体管；以及 所述控制器包含一控制端口，用来接收一开关控制信号；一高电压轨，用来对所述控制器供应一第一供应电压；以及复数控制开关，用来驱动所述至少一分流场效晶体管的门极，以在第二模式开启所述 分流场效晶体管，以及在第一模式关闭所述分流场效晶体管，以在第二模式驱动所述至少 一切换场效晶体管的门极以关闭所述切换场效晶体管，以及在第一模式开启所述切换场 效晶体管，并且用来偏置所述至少一切换场效晶体管的漏极，以增加所述至少一切换场效 晶体管的门极与漏极间的一个电压差值。
6.根据权利要求5的电路，其特征在于，所述复数控制开关包含串联在所述高电压轨 与一低电压轨之间的一第一控制开关以及一第二控制开关、所述第一控制开关的漏极连接 到所述第二控制开关的源极，以及串联在所述高电压轨与一低电压轨之间的一第三控制开 关和一第四控制开关，所述第三控制开关的漏极连接到所述第四控制开关的源极，所述第 三和第四控制开关的门极连接到所述第一控制开关的漏极，以及所述第一和第二控制开关 的门极连接到一控制信号输入端口。
7.根据权利要求6的电路，其特征在于，用来偏置的所述第一信号是提供在所述第三控制开关的漏极，所述近乎互补信号是提供在所述第三控制开关的漏极，以及所述偏置信 号是提供在所述第一控制开关的漏极。
8.根据权利要求7的电路，其特征在于，所述切换场效晶体管的漏极是受一近乎互补 信号偏置到其门极所接收的信号。
9.根据权利要求1的电路，其特征在于，所述分流开关包含至少一分流场效晶体管；所述开关包含至少一切换场效晶体管；以及所述控制器包含一控制端口，用来接收一开关控制信号；一高电压轨，用来对所述控制器供应一第一供应电压；复数控制开关，用来驱动所述至少一分流场效晶体管的门极，以在所述第二模式下开 启所述分流场效晶体管，以及在所述第一模式下关闭所述分流场效晶体管，用来驱动所述 至少一切换场效晶体管的门极在所述第二模式下关闭所述切换场效晶体管，以及在所述第 一模式下开启所述切换场效晶体管，用来偏置所述至少一切换场效晶体管的漏极以增加所 述至少一切换场效晶体管的门极与漏极间的一个电压差值，以及用来偏置所述至少一分流 场效晶体管的漏极以增加所述至少一分流场效晶体管的门极与漏极间的一个电压差值。
10.根据权利要求9的电路，其特征在于，所述复数控制开关包含串联在所述高电压轨 以及一低电压轨之间的一第一控制开关和一第二控制开关，第一控制开关的漏极连接到第 二控制开关的源极；以及串联在高电压轨与一低电压轨之间的一第三控制开关和一第四控 制开关，第三控制开关的漏极连接到第四控制开关的源极，第三和第四控制开关的门极连 接到第一控制开关的漏极，以及第一和第二控制开关的门极连接到一控制信号输入端口。
11.根据权利要求10的电路，其特征在于，用来偏置的所述第一信号是提供在所述第 三控制开关的漏极，所述近乎互补信号是提供在所述第三控制开关的漏极，以及所述偏置 信号是提供在所述第一控制开关的漏极。
12.根据权利要求11的电路，其特征在于，所述切换场效晶体管的漏极是受一近乎互 补信号偏置到其门极所接收的信号。
13.根据权利要求1的电路，其特征在于，所述开关包含复数串联的切换场效晶体管， 前方切换场效晶体管的漏极与后方切换场效晶体管的源极连接，各切换场效晶体管的门极 电阻性耦合所述第一信号。
14.根据权利要求1的电路，其特征在于，各所述切换场效晶体管包含一门极间电极，设置于一对切换场效晶体管门极接点之间，用来偏置一门极间区域，以 调整所述切换场效晶体管的一特性；一第一前馈电阻器，与所述切换场效晶体管漏极接点以及所述门极间电极为电性耦 合；以及一第二前馈电阻器，与所述切换场效晶体管源极接点以及所述门极间电极为电性耦1=1 o
15.根据权利要求1的电路，其特征在于，所述电路是由一集成电路构成，而所述集成 电路是利用硅金属氧化层半导体制程、砷化镓制程，以及硅锗制程中的至少一种所制造而成。
16.一种方法，其特征在于提供一切换电路，用来将一信号从所述切换电路的一输入端口切换到所述切换电路的一输出端口；提供一分流电路，用来以可切换的方式将所述信号从所述输入端口分流接地； 提供一控制信号，用来偏置所述分流电路的一控制端口，以及一近乎互补控制信号，用 来偏置所述切换电路的一控制端口以分流从所述输入端口接收的一信号或切换所述信号 至所述输出端口 ；以及提供一偏置信号，用来偏置在所述输入端口及所述输出端口之间信号路径上所述切换 电路中的一端口。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于，所述偏置信号与提供给所述分流电路的所 述控制信号大致相同。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于，所述偏置信号是用来增加跨越所述切换电 路一场效晶体管的门极漏极电压差值。
19.根据权利要求18的方法，其特征在于，所述偏置信号是从一高电压轨以及一低电 压轨之间的两个串联第一晶体管的漏极源极接面所提供的。
20.根据权利要求18的方法，其特征在于，对所述切换电路所提供的所述近乎互补控 制信号，是从一高电压轨以及一低电压轨之间的两个串联第二晶体管的漏极源极接面所提 供的，所述两个第二晶体管的门极连接至所述两个第一晶体管的源极漏极接面。
全文摘要
本发明提供一种切换电路，用来将一信号从它的输入端口切换到它的输出端口。本发明提供一种用来控制晶体管式开关的方法。本发明也提供一种分流电路，以可切换的方式把信号从输入端口分流接地。本发明产生的控制信号是用来偏置分流电路的控制端口，且本发明产生的近乎互补控制信号是用来达成切换电路的偏置，以分流输入端口接收的信号或将此信号切换到输出端口。本发明也提供偏置信号，用来偏置切换电路中在所述输入端口及所述输出端口之间的信号路径上的一个端口。
文档编号H01P1/15GK101984517SQ201010209219
公开日2011年3月9日 申请日期2010年6月25日 优先权日2009年6月29日
发明者约翰·尼斯贝特, 麦可·麦帕特林, 黄俊文 申请人:SiGe半导体公司