单刀六掷射频收发开关电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及射频收发开关电路技术领域，具体讲是一种单刀六掷射频收发开关电路。
【背景技术】
[0002]近年来，多模移动电话的激增已经大大增加了超小型的射频前端模块(FEMs)在天线(Ant)和多模式多频段射频收发机系统芯片(SoC)之间的需求。随着第三代(3G)和第四代(4G)系统规格的长期演进(LTE)，射频开关需要多标准频带的发送(Tx)和接收(Rx)功能。由于大多数智能手机因形状约束只使用一个天线，所以设计单刀多掷射频收发开关在射频前端领域已经成为研究的重点之一，而单刀六掷射频收发开关电路是其中之一。目前，所需的单刀六掷射频收发开关电路的性能要求已经变得更严格，包括更低的插入损耗(IL)，更高的隔离度，以及更高的功率处理能力，更高的线性度，更小的尺寸和更低的成本。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种具有较小的尺寸和较低的成本，同时具有优良的线性度和隔离度的单刀六掷射频收发开关电路。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出一种单刀六掷射频收发开关电路，它包括天线，它还包括第一至十二 MOS场效应管，第一 MOS场效应管的S端、第二 MOS场效应管的S端均与第一 GSM发射端Txl连接，第三MOS场效应管的D端、第四MOS场效应管的D端均与第二GSM发射端Tx2连接，第五MOS场效应管的D端、第六MOS场效应管的D端均与第一 GSM接收端Rxl连接，第七MOS场效应管的S端、第八MOS场效应管的S端均与第二 GSM接收端Rx2连接，第九MOS场效应管的D端、第十MOS场效应管的D端均与WCDMA发射端TRxl连接，第i^一 MOS场效应管的S端、第十二 MOS场效应管的S端均与WCDMA接收端TRx2连接，第二MOS场效应管的D端、第四MOS场效应管的S端、第六MOS场效应管的S端、第七MOS场效应管的D端、第十MOS场效应管的S端、第^ MOS场效应管的D端均与天线连接，第一 MOS场效应管的D端、第三MOS场效应管的S端、第五MOS场效应管的S端、第八MOS场效应管的D端、第九MOS场效应管的S端、第十二 MOS场效应管的D端均与零电位参考点连接；各MOS场效应管的G端用于与通断控制信号连接；各MOS场效应管均设有P讲/深N阱和深N阱/P衬底的双二极管，其中深N阱和P阱浮空。
[0005]采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点:这样设计后，不仅具有较小的尺寸和较低的成本，同时具有优良的线性度和隔离度。
[0006]作为改进，各MOS场效应管均为三阱结构的MOS晶体管，由于三阱结构的MOS晶体管制取工艺稳定成熟，所以在批量生产时，质量较为稳定可靠，从而更有利于本发明稳定性和可靠性的提尚。
【附图说明】
[0007]图1为本发明单刀六掷射频收发开关电路的电路原理图。
[0008]图2为本发明单刀六掷射频收发开关电路的MOS场效应管的结构示意图。
[0009]图中所示，1、天线，2、第一 MOS场效应管，3、第二 MOS场效应管，4、第三MOS场效应管，5、第四MOS场效应管，6、第五MOS场效应管，7、第六MOS场效应管，8、第七MOS场效应管，
9、第八MOS场效应管，10、第九MOS场效应管，11、第十MOS场效应管，12、第^^一 MOS场效应管，13、第十二 MOS场效应管。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明作进一步详细的说明:
[0011]本发明单刀六掷射频收发开关电路，它包括天线1，它还包括第一至十二 MOS场效应管2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13，第一]\?)3场效应管2的S端、第二 MOS场效应管3的S端均与第一 GSM发射端Txl连接，第三MOS场效应管4的D端、第四MOS场效应管5的D端均与第二 GSM发射端Tx2连接，第五MOS场效应管6的D端、第六MOS场效应管7的D端均与第一 GSM接收端Rxl连接，第七MOS场效应管8的S端、第八MOS场效应管9的S端均与第二 GSM接收端Rx2连接，第九MOS场效应管10的D端、第十MOS场效应管11的D端均与WCDMA发射端TRxl连接，第^^一 MOS场效应管12的S端、第十二 MOS场效应管13的S端均与WCDMA接收端TRx2连接，第二 MOS场效应管3的D端、第四MOS场效应管5的S端、第六MOS场效应管7的S端、第七MOS场效应管8的D端、第十MOS场效应管11的S端、第i^一 MOS场效应管12的D端均与天线I连接，第一 MOS场效应管2的D端、第三MOS场效应管4的S端、第五MOS场效应管6的S端、第八MOS场效应管9的D端、第九MOS场效应管10的S端、第十二 MOS场效应管13的D端均与零电位参考点连接；各MOS场效应管的G端用于与通断控制信号连接，通断控制信号采用现有技术提供的通断控制信号逻辑即可，本发明目的在于提供具有较小的尺寸和较低的成本，同时具有优良的线性度和隔离度的射频信号通路，而非射频信号切换逻辑；各MOS场效应管均设有P阱/深N阱和深N阱/P衬底的双二极管，其中深N阱和P阱浮空。
[0012]各MOS场效应管均为三阱结构的MOS晶体管。
[0013]MOS场效应管在关断情况下，对射频微波有很高的阻抗，而在导通时，又显示很低的阻抗，可作开关，在射频微波开关或衰减器等应用场合，其电路参数要求器件具有较小的插入损耗和较大的隔离参数。本专利设计提出了一种具有4端的CMOS器件，即三阱结构的MOS晶体管，以此为基础来设计高性能的单刀六掷(SP6T)射频开关电路，为实现优良的线性度和隔离度，GSM/WCDMA工作在0.85-0.9和1.8-1.9GHz双波段。同时通过对寄生二极管进行建模仿真，可以获得更精确的隔离度，插入损耗和线性度等射频指标。
[0014]由于射频开关需要具有处理功率的能力，而这取决于射频开关的线性度指标，通常情况下，由于器件在工作期间的瞬时PN结导通会导致线性度退化，所以避免寄生的结二极管的导通是提高射频开关线性度的办法之一。我们采用目前较为常用的用于减小噪声和提高隔离性能的具有三阱的混合信号工艺来设计新型的射频开关电路，利用其产生的2个额外的寄生二极管:P阱和深N阱二极管，深N阱和P衬底二极管，图2中画出了 P阱/深N讲和深N讲/P衬底的双一■极管的电路，我们在本专利中为了提尚线性度而专门米用深N阱和P阱双悬浮的设计方法来实现大的线性度指标，同时由于是浮空状态，在晶体管导通时，源体和漏体的寄生电容不会对插入损耗产生影响。当P阱被浮空时，P阱的瞬态电压实际是被自举到信号电压，这样避免了源体/漏体二极管被大信号正向导通从而提高了线性度，同时由于深N阱也被浮空，所以导致P阱和深N阱的二极管也被置于安全的状态，对于深N阱和P型衬底这个二极管，的确有可能被正向导通，但是由于这些自举电压效应的衰减性，需要正向导通这个外侧的二极管所需的信号电压要相当大，这使得这个射频开关电路设计还是可以得到大的线性度同时工作在正常状态下。
[0015]以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
【主权项】
1.一种单刀六掷射频收发开关电路，它包括天线(1)，其特征在于，它还包括第一至十二 MOS 场效应管(2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13)，第一 MOS 场效应管(2)的 S 端、第二MOS场效应管(3)的S端均与第一 GSM发射端Txl连接，第三MOS场效应管(4)的D端、第四MOS场效应管(5)的D端均与第二 GSM发射端Tx2连接，第五MOS场效应管(6)的D端、第六MOS场效应管(7)的D端均与第一 GSM接收端Rxl连接，第七MOS场效应管(8)的S端、第八MOS场效应管(9)的S端均与第二 GSM接收端Rx2连接，第九MOS场效应管(10)的D端、第十MOS场效应管(11)的D端均与WCDMA发射端TRxl连接，第^^一 MOS场效应管(12)的S端、第十二 MOS场效应管(13)的S端均与WCDMA接收端TRx2连接，第二 MOS场效应管(3 )的D端、第四MOS场效应管(5 )的S端、第六MOS场效应管(7 )的S端、第七MOS场效应管(8)的D端、第十MOS场效应管(11)的S端、第^ MOS场效应管(12)的D端均与天线(I)连接，第一 MOS场效应管(2)的D端、第三MOS场效应管(4)的S端、第五MOS场效应管(6)的S端、第八MOS场效应管(9)的D端、第九MOS场效应管(10)的S端、第十二 MOS场效应管(13)的D端均与零电位参考点连接；各皿)3场效应管的G端用于与通断控制信号连接；各MOS场效应管均设有P讲/深N阱和深N阱/P衬底的双二极管，其中深N阱和P阱浮空。2.根据权利要求1所述的单刀六掷射频收发开关电路，其特征在于，各MOS场效应管均为三阱结构的MOS晶体管。
【专利摘要】本发明提出一种具有较小的尺寸和较低的成本，同时具有优良的线性度和隔离度的单刀六掷射频收发开关电路，它包括天线(1)，它还包括第一至十二MOS场效应管(2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13)；各MOS场效应管的G端用于与通断控制信号连接；各MOS场效应管均设有P阱/深N阱和深N阱/P衬底的双二极管，其中深N阱和P阱浮空。
【IPC分类】H03K17/687
【公开号】CN105049013
【申请号】CN201510413252
【发明人】朱红卫, 杜浩华
【申请人】海宁海微电子科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月14日