一种用于优化三次谐波的射频开关电路的制作方法

本发明涉及一种用于优化三次谐波的射频开关电路，具体涉及一种三次谐波补偿技术的射频开关电路结构，属于射频集成电路。

背景技术：

1、随着无线移动通信技术的不断发展，射频开关在多频带前端模组和天线调谐器中承担了越来越重要的作用。尤其在天线调谐器的多场景应用下，提高谐波性能成为射频开关的一个重要研究方向。

2、以最简单的单刀单掷(spst)型射频开关为例，传统的射频开关结构中的射频开关在导通状态下(vg1＝2.5v)，当高功率的射频信号从rf1或rf2端进入时，射频输出信号在rf2或rf1端会产生谐波。通常情况下，当射频输出信号的二次谐波、三次谐波数值比较大时，射频开关的性能也会变差，因此降低射频开关的二次谐波、三次谐波对于提高射频开关的整体性能有着十分重要的作用。

3、本发明通过增加谐波补偿电路优化了射频开关电路的三次谐波性能，同时增加的功率检测偏置电路模块可以通过检测射频开关输入信号的功率大小来提供三种不同的偏置电压，这三种不同的偏置电压可以保证在不同功率的输入信号下，射频开关的三次谐波都能获得最佳的性能补偿。

技术实现思路

1、针对传统的射频开关谐波数值较大的缺点，本发明提供了一种用于优化三次谐波的射频开关电路，解决了以上问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的一种用于优化三次谐波的射频开关电路，基于射频开关电路的两端并联两个电路模块：谐波补偿电路、功率检测偏置电路；

4、所述谐波补偿电路由偏置二极管补偿支路以及串联在偏置二极管补偿支路两侧的两个串联开关支路，共三个子模块串联组成；

5、所述串联开关支路由栅极公共端电阻以及m级开关单元构成，每级开关单元包括开关晶体管、偏置晶体管、源漏电阻、栅极偏置电阻；其中m为正整数；

6、其中，第一级的开关晶体管的漏极与射频输入端口相连，第一级的开关晶体管的源极与第二级的开关晶体管的漏极相连，第一级的开关晶体管的源极、漏极还分别与第一级的源漏电阻两端相连，第一级的开关晶体管的栅极与第一级的栅极偏置电阻的一端相连，第一级的开关晶体管的体区与第一级的偏置晶体管的漏极相连；第一级的偏置晶体管的漏极与栅极相连，第一级的偏置晶体管的源极与第一级的开关晶体管的栅极相连，第一级的开关晶体管的栅极与第一级的栅极偏置电阻的一端相连，第一级的栅极偏置电阻的另一端与栅极公共端电阻的一端相连；依次类推，第二级至第m-1级的开关晶体管、偏置晶体管、源漏电阻、栅极偏置电阻、栅极公共端电阻的连接方式与第一级相同；

7、其中，第m级的开关晶体管的漏极与第m-1级的开关晶体管的源极相连，第m级的开关晶体管的源极与射频输出端口out相连，第m级的开关晶体管的源极、漏极分别与第m级的源漏电阻的两端相连，第m级的开关晶体管的栅极与第m级的栅极偏置电阻的一端相连，第m级的栅极偏置电阻的另一端与栅极公共端电阻的一端相连；第m级的开关晶体管的体区与第m级的偏置晶体管的漏极相连，第m级的偏置晶体管的漏极与栅极相连，第m级的偏置晶体管的源极与第m级的开关晶体管的栅极相连，第m级的开关晶体管的栅极与第m级的栅极偏置电阻的一端相连，第m级的栅极偏置电阻的另一端与栅极公共端电阻的一端相连；所述栅极公共端电阻的另一端与栅极控制电压相连；

8、所述偏置二极管补偿支路包括两个相同阻值的第一电阻和第二电阻、两个相同电阻的第一电容和第二电容、两个相同器件参数的第一二极管矩阵和第二二极管矩阵；

9、其中，所述第一电容的一端与信号输入端相连，第一电容的另一端与第一二极管矩阵的正极相连，第一二极管矩阵的负极与信号输出端；同时，第一二极管矩阵的正极与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端与偏置电压相连；

10、其中，所述第二电容的一端与信号输出端相连，第二电容的另一端与第二二极管矩阵的正极相连，第二二极管矩阵的负极与信号输入端相连，同时，第二二极管矩阵的正极与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与偏置电压相连；

11、所述功率检测偏置电路根据射频开关输入信号的功率来提供不同的偏置电压值，通过偏置电压端口提供到谐波补偿电路。

12、进一步地，所述第一二极管矩阵、第二二极管矩阵均由四个二极管连接的晶体管组成，每一个晶体管的栅极与漏极相连作为二极管的正极，晶体管的源极作为作为二极管的负极；

13、其中，第一个二极管的负极与第二个二极管的正极相连；第三个二极管的负极与第四个二极管的正极相连；第一个二极管的正极与第三个二极管的正极相连，作为二极管矩阵的正极；第二个二极管的负极与第四个二极管的负极相连，作为二极管矩阵的负极。

14、进一步地，所述源漏电阻、栅极偏置电阻以及栅极公共端电阻的取值范围为1kω-100kω之间。

15、进一步地，所述第一电阻和第二电阻的取值范围为1kω-100kω之间。

16、进一步地，所述第一电容和第二电容的取值范围为1pf-10pf之间。

17、进一步地，所述射频开关输入信号的功率范围为25dbm-42dbm之间本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：

18、(1)本发明可以降低射频开关的三次谐波，从而提高谐波性能。

19、(2)本发明可以根据射频开关输入信号的不同功率大小来提高三次谐波的最佳性能补偿。

20、(3)本发明可以在射频开关输入信号的各个功率值下，实现三次谐波的性能补偿，从而优化射频开关的谐波性能。

21、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种用于优化三次谐波的射频开关电路，其特征在于，基于射频开关电路的两端并联两个电路模块：谐波补偿电路、功率检测偏置电路；

2.根据权利要求1所述的一种用于优化三次谐波的射频开关电路，其特征在于，所述第一二极管矩阵(d1)、第二二极管矩阵(d2)均由四个二极管连接的晶体管组成，每一个晶体管的栅极与漏极相连作为二极管的正极，晶体管的源极作为作为二极管的负极；

3.根据权利要求1所述的一种用于优化三次谐波的射频开关电路，其特征在于，所述源漏电阻(rds)、栅极偏置电阻(r1)以及栅极公共端电阻(r2)的取值范围为1kω-100kω之间。

4.根据权利要求1所述的一种用于优化三次谐波的射频开关电路，其特征在于，所述第一电阻(r3)和第二电阻(r4)的取值范围为1kω-100kω之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于优化三次谐波的射频开关电路，其特征在于，所述第一电容(c1)和第二电容(c2)的取值范围为1pf-10pf之间。

6.根据权利要求1所述的一种用于优化三次谐波的射频开关电路，其特征在于，所述射频开关输入信号的功率范围为25dbm-42dbm之间。

技术总结
本发明公开了一种用于优化三次谐波的射频开关电路，涉及射频集成电路技术领域。本发明包括谐波补偿电路、功率检测偏置电路；谐波补偿电路由偏置二极管补偿支路以及两个串联开关支路，共三个子模块串联组成；串联开关支路由栅极公共端电阻以及M级开关单元构成，每级开关单元包括开关晶体管、偏置晶体管、源漏电阻、栅极偏置电阻；功率检测偏置电路根据射频开关输入信号的功率来提供不同的偏置电压值。本发明优化了射频开关电路的三次谐波性能，同时增加的功率检测偏置电路模块可以通过检测射频开关输入信号的功率大小来提供三种不同的偏置电压，三种不同的偏置电压可以保证在不同功率的输入信号下，射频开关的三次谐波都能获得最佳的性能补偿。

技术研发人员：谢婷婷,沈宇,管剑铃,倪成东,周德杭,倪文海,徐文华
受保护的技术使用者：上海迦美信芯通讯技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13