专利名称：具有 esd 保护的发送/接收开关及其使用方法
技术领域：
本发明大体涉及无线通信，更具体地，涉及用于支持无线通信的天线。
背景技术：
已知通信系统支持无线和/或有线通信装置之间的无线和有线通信。该通信系统涵盖从国家和/或国际蜂窝电话系统到互联网以及到点对点家庭无线网络再到射频识另Ij(RFID)系统的范围。每种类型的通信系统根据一种或多种通信标准来构建并由此来工作。例如，无线通信系统可根据包括但不限于RFID、IEEE 802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分布式系统(LMDS)、多信道多点分布式系统(MMDS)和/或它们的变形的一种或多种标准来工作。根据无线通信系统的类型，诸如蜂窝电话、双向无线电、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、笔记本电脑、家庭娱乐设备、RFID读取器、RFID标签等的无线通信装置直接或间接与其他无线通信装置通信。对于直接通信(也被称为点对点通信)，所参与的无线通信装置将其接收器和发送器调谐至相同的一个或多个信道(例如，无线通信系统的多个射频(RF)载波之一)，并经由该信道来通信。对于间接无线通信，各无线通信装置经由所分配的信道直接与(例如用于蜂窝服务的)关联基站和/或(例如用于家庭或建筑内无线网络的)关联接入点通信。为实现无线通信装置之间的通信连接，关联基站和/或关联接入点经由系统控制器、经由公共交换电话网络、经由互联网和/或经由某些其他的广域网而彼此直接通信。对于参与无线通信的各无线通信装置，它包括内置无线电收发器(S卩，接收器和发送器)或者被耦接至相关联的无线电收发器(例如，用于家庭和/或建筑内无线通信网络的站、RF调制解调器等)。众所周知，接收器耦接至天线，且包括低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级以及数据恢复级。低噪声放大器经由天线接收入站RF信号并随后将其放大。一个或多个中频级将放大后的RF信号与一个或多个本机振荡混频，以将放大后的RF信号转换为基带信号或中频(IF)信号。滤波级对基带信号或IF信号滤波来衰减不期望的带外信号以产生滤波后的信号。数据恢复级根据具体无线通信标准从滤波后的信号中恢复出原始数据。同样众所周知，发送器包括数据调制级、一个或多个中频级以及功率放大器。数据调制级根据具体无线通信标准将原始数据转换为基带信号。一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本机振荡混频以产生RF信号。功率放大器在经由天线发射之前放大RF信号。
目前，无线通信发生在授权或未授权频谱内。例如，无线局域网(WLAN)通信发生在900MHz、2.4GHz和5GHz的未授权的工业、科技和医学(ISM)频谱内。尽管ISM频谱未被授权，但却具有对功率、调制技术和天线增益的限制。另一未授权频谱是55-64GHZ的V频带。当后续由本公开给出时，传统方法的其他缺陷对本领域技术人员而言将是显而易见的。
发明内容
本发明针对在后续
具体实施方式
和所附权利要求中被进一步描述的操作的设备和方法。根据后续参照附图进行的本发明的详细描述，本发明的其他特征和优势将变得显而易见。根据本发明的一个方面，提供了一种与射频RF收发器结合使用的发送/接收T/R开关，所述发送/接收开关包括:第一晶体管电路，可操作为响应于表示发送状态的发送使能信号将RF收发器的功率放大器耦接至天线端口 ；第二晶体管电路，可操作为响应于表示发送状态的发送使能信号将低噪声放大器输入耦接至第一地线；以及包括第一二极管的静电放电ESD电路，被并联耦接至第二晶体管电路。优选地，ESD电路包括将所述低噪声放大器输入耦接至电源电压的第二二极管。ESD电路包括耦接至所述第二二极管、将电源电压钳位至第二地线的电压钳。优选地，低噪声放大器输入被感性耦接至所述天线端口，并且其中，RF收发器的低噪声放大器被容性耦接至低噪声放大器输入。优选地，功率放大器产生差分输出信号，所述差分输出信号经由平衡-不平衡变压器被转换为单端输出信号。第一晶体管电路被容性耦接至所述单端输出信号和天线端□。优选地，第一晶体管电路包括三阱η沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。优选地，第一晶体管电路包括经由相应的多个晶体管而被浮置的多个晶体管节点。优选地，第一晶体管电路可操作为响应于表示接收状态的发送使能信号将RF收发器的所述功率放大器与天线端口解耦；以及其中，第二晶体管电路可操作为响应于表示接收状态的发送使能信号将低噪声放大器输入与第一地线解耦。优选地，RF收发器根据802.1lac标准进行操作。根据本发明的另一个方面，提供了一种结合发送/接收T/R开关使用的方法，所述发送/接收T/R开关与射频RF收发器结合使用，所述方法包括:响应于表示发送状态的发送使能信号，经由第一晶体管电路将RF收发器的功率放大器耦接至天线端口 ；响应于表示发送状态的发送使能信号，经由第二晶体管电路将低噪声放大器输入耦接至第一地线；以及将包括第一二极管的静电放电ESD电路并联耦接至第二晶体管电路。优选地，所述方法进一步包括经由ESD电路的第二二极管，将低噪声放大器输入耦接至电源电压；经由耦接至第二二极管的电压钳将电源电压钳位至第二地线。优选地，所述方法进一步包括将低噪声放大器输入感性耦接至天线端口 ；以及将RF收发器的低噪声放大器容性耦接至低噪声放大器输入。
优选地，所述方法进一步包括经由功率放大器产生差分输出信号；以及经由平衡-不平衡变压器将差分输出信号转换为单端输出信号。将第一晶体管电路容性耦接至单端输出信号和天线端口。优选地，第一晶体管电路包括三阱η沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。优选地，所述方法进一步包括经由相应的多个晶体管将所述第一晶体管电路的多个晶体管节点浮置。优选地，所述方法进一步包括响应于表示接收状态的所述发送使能信号，经由第一晶体管电路将RF收发器的功率放大器与天线端口解耦；响应于表示接收状态的发送使能信号，经由第二晶体管电路将低噪声放大器输入与第一地线解耦。优选地，RF收发器根据802.1lac标准进行操作。
图1是根据本发明的无线通信系统的一种实施方式的示意性框图；图2是根据本发明的无线通信系统的另一实施方式的示意性框图；图3是根据本发明的无线收发器125的实施方式的示意性框图；图4是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图；图5是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图；图6是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图；图7是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图；图8是根据本发明的方法的一种实施方式的流程图；以及图9是根据本发明的方法的一种实施方式的流程图。
具体实施例方式图1是根据本发明的通信系统的一种实施方式的示意性框图。具体地，示出了包括与诸如基站18、非实时装置20、实时装置22以及非实时和/或实时装置25的一个或多个其他装置无线传送非实时数据24和/或实时数据26的通信装置10的通信系统。此外，通信装置10还可选择性地经由有线连接与网络15、非实时装置12、实时装置14、非实时和/或实时装置16通信。在本发明的实施方式中，有线连接28可以是根据诸如通用串行总线(USB)、电气和电子工程师协会(IEEE) 488、IEEE 1394 (火线)、以太网、小型计算机系统接口(SCSI)、串行或并行高级技术附件(SATA或PATA)、或其他标准的或专用的有线通信协议的一种或多种标准协议来工作的有线连接。该无线连接可根据无线网络协议(诸如WiHD、NGMS、IEEE802.lla，ac，b，g，n或其他802.11标准协议、蓝牙、超宽带(UWB)、WIMAX、或其他无线网络协议)、无线电话数据/语音协议(诸如全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、基于全球演进的增强型数据速率业务(EDGE)、个人通信服务(PCS)或其他移动无线协议)、或其他标准的或专用的无线通信协议来通信。此外，无线通信通路可包括使用单独载波频率和/或单独频率信道的单独的发送和接收通路。可替代地，单个频率或频率信道可被用于向通信装置10和从通信装置10双向传送数据。通信装置10可以是诸如蜂窝电话的移动电话、局域网装置、个人区域网络装置或其他无线网络装置、个人数字助理、游戏控制台、个人计算机、笔记本电脑、或执行包括经由有线连接28和/或无线通信通路的语音和/或数据的通信的一种或多种功能的其他装置。此外，通信装置10可以是接入点、基站或经由有线连接28耦接至诸如互联网或其他广域网的公用的或私用的网络15的其他网络接入装置。在本发明的实施方式中，实时和非实时装置12、14、16、18、20、22和25可以是个人计算机、笔记本、PDA、诸如蜂窝电话的移动电话、配备有无线局域网或蓝牙收发器的装置、FM调谐器、TV调谐器、数码相机、数码摄像机、或者产生、处理或使用音频、视频信号、或其他数据或通信的其他装置。工作中，通信装置包括一种或多种应用，这些应用包括诸如标准电话应用的语音通信、互联网语音协议(VoIP)应用、本地游戏、互联网游戏、电子邮件、即时消息、多媒体消息、网络浏览器、音频/视频记录、音频/视频播放、音频/视频下载、流式音频/视频播放、诸如数据库、电子表格、文字处理、图像创建和处理的办公室应用、以及其他语音和数据应用。结合这些应用，实时数据26包括语音、音频、视频和包括互联网游戏等的多媒体应用。非实时数据24包括文本消息、电子邮件、网络浏览、文件上传和下载等。在本发明的实施方式中，通信装置10包括无线收发器，该无线收发器包括本发明的一个或多个特征或功能。这种无线收发器将结合后续图3至图9更详细描述。图2是根据本发明的另一通信系统的实施方式的示意性框图。具体地，图2示出了包括图1的多个相同元件的通信系统，这些相同元件由相同附图标记来表示。通信装置30与通信装置10类似，且具备如结合图1所讨论的赋予通信装置10的任何应用、功能和特征。然而，通信装置30包括用于同时通过两种或多种无线通信协议经由RF数据40与数据装置32和/或数据基站34通信以及经由RF语音信号42与语音基站36和/或语音装置38通信的两个以上单独的无线收发器。图3是根据本发明的无线收发器125的一种实施方式的示意性框图。RF收发器125表示与通信装置10或30、基站18、非实时装置20、实时装置22及非实时和/或实时装置25、数据装置32和/或数据基站34、以及语音基站36和/或语音装置38结合使用的一种无线收发器。RF收发器125包括RF发送器129和RF接收器127。RF接收器127包括RF前端140、下变频模块142和接收器处理模块144。RF发送器129包括发送器处理模块146、上变频模块148和无线电发射器前端150。如图所示，接收器和发送器分别通过天线接口 171和双工器(天线共用器)177耦接至天线，该双工器将发射信号155耦合至天线来产生出站RF信号170，以及耦合入站信号152来产生接收信号153。可替代地，发送/接收开关可被用于替代双工器177。尽管示出了单个天线，但接收器和发送器可共享包括两个以上天线的多天线结构。在另一实施方式中，接收器和发送器可共享多输入多输出(MIMO)天线结构、分集天线结构、包括多个天线的定相阵列或其他可控天线结构、以及与RF收发器125类似的其他RF收发器。这些天线中的每一个可以是固定的、可编程的以及天线阵列或其他天线配置。另外，无线收发器的天线结构可取决于无线收发器遵循的具体标准及其应用。工作中，RF发送器129接收出站数据162。发送器处理模块146根据标准的或专用的毫米波协议或无线电话协议来对出站数据162分包，以产生基带或低中频(IF)发射(TX)信号164，该信号164包括出站符号流，其包括出站数据162。基带或低IF TX信号164可以是数字基带信号(例如，具有零IF)或数字低IF信号，其中，低IF通常将在一百千赫兹到几兆赫兹的频率范围内。注意，由发送器处理模块146执行的处理可包括但不限于加扰、编码、增信删余、映射、调制和/或数字基带到IF转换。上变频模块148包括数模转换(DAC)模块、滤波和/或增益模块以及混频部。DAC模块将基带或低IF TX信号164从数字域转换到模拟域。滤波和/或增益模块在将模拟信号提供给混频部之前对该模拟信号滤波和/或调节其增益。混频部基于发送器本机振荡来将模拟基带或低IF信号转换为上变频信号166。无线电发射器前端150包括功率放大器，且还可包括发射滤波模块。功率放大器放大上变频后的信号166以产生出站RF信号170,若包括发射滤波模块,则该信号170可被发射滤波模块滤波。天线结构经由耦接至提供阻抗匹配和可选择的带通滤波的天线的天线接口 171来发射出站RF信号170。RF接收器127经由天线和工作以将入站RF信号152处理为用于接收器前端140的接收信号153的天线接口 171来接收入站RF信号152。通常，天线接口 171提供天线与RF前端140的阻抗匹配、可选择的对入站RF信号152的带通滤波。下变频模块142包括混频部、模数转换(ADC)模块，且还可包括滤波和/或增益模块。混频部将期望RF信号154转换为基于接收器本机振荡158的下变频信号156，诸如模拟基带或低IF信号。ADC模块将模拟基带或低IF信号转换为数字基带或低IF信号。滤波和/或增益模块对数字基带或低IF信号高通和/或低通滤波，以产生包括入站符号流的基带或低IF信号156。注意，ADC模块以及滤波和/或增益模块的顺序可互换，从而使滤波和/或增益模块为模拟模块。接收器处理模块144根据标准的或专用的毫米波协议来处理基带或低IF信号156以产生入站数据160，诸如从探测装置105或者装置100或101接收到的探测数据。由接收器处理模块144执行的处理可包括但不限于数字中频到基带转换、解调、解映射、解增信删余、解码和/或解扰。在本发明的实施方式中，接收器处理模块144和发送器处理模块146可经由使用微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令来操纵信号(模拟和/或数字)的任何装置来实现。相关联的存储器可以是片上或片外的单个存储装置或多个存储装置。这种存储器装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或存储数字信息的任何装置。注意，当处理装置经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实施其功能中的一种或多种时，存储用于该电路的相应操作指令的相关存储器被嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。尽管处理模块144和发送处理模块146被单独示出，但应当理解，这些元件可单独、通过一个或多个共享处理装置的操作一起、或者结合单独和共享的处理来实现。包括RF收发器的可选功能和特征的其他细节结合后续图4至图9来讨论。图4是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意框图。集成CMOS T/R开关结构被示出为例如实现天线共用器/双工器(diplexer/duplexer) 177。该CMOS T/R开关可完成用于诸如802.1lac或其他WLAN应用(或任意其他时间双工应用)的收发器125的接收/发送(“RX/TX”或“T/R”)时间双工。功率放大器270被示出为包括在发送模式下耦接至天线280的平衡-不平衡转换器Xl。低噪声放大器272在接收模式下被耦接至天线280。利用通过将两个开关插在收发器的前端匹配网络中的T/R开关的集成来得到片上时间双工。这两个开关由包括Tl、Cl和C2以及R3、R4和R5的第一晶体管电路与包括T2和电阻器R2的第二晶体管电路实现。该第一晶体管电路可操作为响应于通过施加栅极电压Vg表示发送状态的发送使能信号将功率放大器270的输出耦接至天线端口 281。第二晶体管电路可操作为响应表示发送状态的发送使能信号(TXen)将低噪声放大器272的输入经由电容器C2耦接至发送地线。静电放电(ESD)电路包括二极管Dl和D2、将由低压差稳压器(low drop-out regulator, LDO) 278产生的电源信号钳位的VDD钳位电路274、电阻器Rl并进一步包括连接到LNA地线的PDM276。在进一步的操作中，第一晶体管电路可操作为响应于表示接收状态的发送使能信号将功率放大器270从天线端口 281解耦。进一步地，第二晶体管电路可操作为响应于表示接收状态的发送使能信号将低噪声放大器输入从发送地线解耦。晶体管Tl插入在RF输出发送通路上并经由电容器Cl和C4被容性耦接。次级开关T2置于LNA栅极电感器之后。通过在LNA272的栅极电感器之后插入次级分流晶体管T2用来最小化损耗而同时进一步保护RX输入免于PA270的大PA输出摆动的影响，来获得高的发送功率。在发送模式中，两个晶体管均导通且Tl将PA输出功率引导至天线。次级开关T2将栅极电感器短路至地线，这提供了所要求的高的截止模式阻抗。T2在接收模式下仍打开以保持RX性能不变。通过这样的配置实现TX与RX的隔离(isolation)。静电放电(ESD)二极管Dl和D2的配置提供了可靠的ESD保护。磁芯晶体管(core transistor) Tl可经由三讲NMOS工艺来实现以提高开关的功率处理能力而同时最小化损耗和延长产品的寿命，然而，也可以采用具有功率处理能力的其他晶体管。通过经由电阻器R3、R4和R5连接至内部电压发生电路来限定偏置节点电压。这有效地浮置了晶体管Tl并使节点自引导(boot-strap)。结果，节点电压以相同的幅度相位跟随RF信号，保持节点两端的DC电压的恒定，从而提高开关的可靠性。由于RF端口 281直接将芯片连接至输出端和天线280，因此还必须ESD保护。ESD结构包括VDD钳位电路274、PDM276、电阻Rl和低压差稳压器278。为了保证最小的失真，该ESD电路线路在最大的PA输出功率要求的范围内必须保持断开。对于WLAN应用，RF端口处的输出功率大约为比传统的ESD结构的导通电压大的量值。RF端口处的ESD保护可以通过分流ESD电感器实现。这本身就要求大的面积。为了节省硅的面积，通过将二极管Dl和D2插在栅极电容器LI之后的RF摆动已经被极大削弱的点处来实现ESD保护。由于更小的摆动，来自ESD结构的失真可以忽略不计。对于主动型ESD事件，包括具有快速响应时间的VDD钳位电路274以快速地将电流转移回地线。大的2k欧姆的电阻器Rl将VDD钳位电路274从诸如用于RX功率区的非电容LDO的LD0278隔离。对于在RF、晶体管T2处以及通过二极管(Dl和D2)与VDD钳位电路274处的ESD消散，存在两个主要的分布路径。图5是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图。在该实施方式中，实现了集成CMOS单刀三掷开关结构。作为一个实例，该开关可以实现WLAN RX、TX以及双工至蓝牙PA 282的蓝牙(BT)时间。与结合图4描述的双端TR开关结构相关，第三端被耦接至响应于蓝牙使能信号的高功率开关284。高功率开关284可以经由三个串联的三阱晶体管来实现。应用偏置方案以提高开关的寿命而同时提供宽的功率范围两端的高的截止模式阻抗。ESD 二极管Dl和D2的配置再次提供了可靠的ESD保护。具有ESD保护的单刀三掷(SP3T)开关的集成将WLAN的RF和BT与单个输入/输出端口结合。与双端TR开关结构相关，第三端与高功率开关284 (HPSW)串联结合。HPSW284的应用可以扩展到具有任意数量端口的任意时间双工系统。端口的可达到的数量的上限由来自 HPSW284 的耐受寄生电容(tolerable parasitic capacitance)来设定。在上述配置中，HPSW284在WLAN模式期间是断开的。由于HPSW284具有高的输出阻抗，所以，损耗被最小化而同时对蓝牙PA282的输出的隔离被最大化。对于BT发送，HPSW284导通并经由容性耦接器Cl和C4将BT PA282的输出短路至天线280。为了防止WLAN加载BT PA282的输出，将Tl断开而将T2导通。如上所述，HPSW284以串联的三个晶体管来实现。每个单独的开关遵照:用在Tl中的设计方案；具有浮置节点电压的三阱工艺。使用断开状态下的适当的偏置来增加断开模式阻抗并延长开关的寿命。使用负的栅源/漏节点电压来增加断开模式阻抗，但出于可靠性的考虑，稍微地保持在制造建议操作限之下。同时，必须保持漏/源-P阱结点二极管反向偏置。最后，拉升开关提供AC地线并增强WLAN至BT的隔离。ESD保护遵照结合图4而描述的方案，然而，ESD的可靠性通过去除Tl上的耦接电容器而提高。这为ESD能量提供了另外的出口通路。图6是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图。另一个集成CMOS T/R开关结构实现了用于WLAN应用(或任意其他时间双工应用)的RX/TX时间双工。在这种配置中，图6中的双端T/R开关结构通过去除TX系列开关Tl并直接将PA平衡-不平衡变压器Xl连接至用于天线280的端口而被简化。这要求用于PA平衡-不平衡变压器的高的输出阻抗以最小化RX特性劣化。PA平衡-不平衡变压器的次级端口被用于提供可靠的ESD保护。该结构的接收部分相似。该配置提供了可靠的设计结构——这提高了操作输出功率范围和对ESD事件的更强的保护。基本的平衡在于磁芯TR开关装置的实现中——功率处理能力-性能。开关的功率处理能力由开关的尺寸来表示。较大尺寸的装置允许可获得的输出电力的增加。然而，由于寄生效应开始降低使用更大开关的优势，所以存在上限。总之，去除开关极大地增加了可获得的输出功率范围。此外，可以实现对于发送模式的来自T/R集成的最小损耗。最后，由于无源平衡-不平衡变压器直接连接至天线280的端口，所以该结构示出了对ESD事件的最强的保护。ESD 二极管Dl和D2仍可被插入而与T2开关并联使用以进一步增强ESD的可靠性。然而，TX性能的提高与RX性能的劣化同时存在。当将PA平衡-不平衡变压器Xl设计为具有大的输出阻抗时，可减轻所述劣化。图7是根据本发明的发送接收开关的一种实施方式的示意性框图。另一种集成CMOS TR开关结构实现用于WLAN应用(或任意其他时间双工应用)的RX/TX时间双工。为了获得更高的发送功率并提高PA的效率，将PA平衡-不平衡变压器Xl设计为具有电感输出阻抗以吸收在天线280的输出端口处的寄生电容。通常，随着T/R开关的集成，更大的寄生耦合成为T/R副产品。将TX输出连接至RX为噪声功率打开了另一条耦接通路以耦接回RX输入，并导致了接收灵敏性劣化。第三开关(T3)被插入在PA平衡-不平衡变压器Xl的次级侧的地线节点处以(I)最大化输出断开模式阻抗并(2)断开到RX的接地耦接通路。常规的CMOS装置可以被用于该目的，可以被确定尺寸以处理输出电流。ESD遵从结合图4介绍的相同的保护方案。图8是根据本发明的方法的实施方式的流程图。具体地，示出了结合参照图1至图7所描述的一个或多个功能和特征而使用的方法。在步骤400中，RF收发器的功率放大器响应于表示发送状态的发送使能信号经由第一晶体管电路被耦接至天线端口。在步骤402中，低噪声放大器输入响应于表示发送状态的发送使能信号经由第二晶体管电路被耦接至第一地线。在步骤404中，包括第一二极管的静电放电(ESD)电路被并联耦接至第二晶体管电路。本发明的实施方式中，方法可包括经由ESD电路的第二二极管将低噪声放大器输入耦接至电源电压和经由耦接至所述第二二极管的电压钳将电源电压钳位至第二地线。该方法可包括将低噪声放大器输入感性耦接至天线端口 ；将RF收发器的低噪声放大器容性耦接至低噪声放大器输入。该方法可包括经由功率放大器生成差分输出信号；并经由平衡-不平衡变压器将差分输出信号转换为单端输出信号。该方法可以包括将第一晶体管电路容性耦接至单端输出信号和天线端口。该方法可包括经由相应的多个电阻器，将第一晶体管电路的多个晶体管节点浮置。图9是根据本发明的方法的实施方式的流程图。具体地，示出了结合参照图1至图8所描述的一个或多个功能和特征而使用的方法。在步骤410中，RF收发器的功率放大器响应于表示接收状态 的发送使能信号经由第一晶体管电路与天线端口解耦。在步骤412中，低噪声放大器输入响应于表示接收状态的发送使能信号经由第一晶体管电路与第一地线解耦。在本发明的实施方式中，T/R开关实现了用于根据802.1 Iac标准进行操作的RF接收器的时间双工。
如本文所使用，术语“基本”和“约”为其相应项目和/或项目之间的相关性提供了业内可接受的容差。这种业内可接受的容差范围从小于百分之一到百分之五十，且对应但不限于分量值、集成电路处理变量、温度变量、上升和下降时间、和/或热噪声。项目之间的这种相关性范围从百分之几的差异到大幅差异。还如本文所使用，术语“可操作地耦接至”、“耦接至”和/或“耦接”包括项目之间的直接耦接和/或项目之间经由插入项目(例如，项目包括但不限于组件、元件、电路和/或模块)的间接耦接，其中，对于间接耦接，插入项目不修改信号信息，但可能调节其电流水平、电压水平和/或功率水平。另外如本文所使用，推断耦接(即，一个元件通过推断耦接至另一元件的情况)包括两个项目之间以与“耦接至”相同的方式直接和间接耦接。此外如本文所使用，术语“可操作”或“可操作地耦接至”指示项目包括电力连接、输入、输出等中的一个或多个以在被激活时执行一个或多个其相应功能，且还可包括推断耦接至一个或多个其他项目。再如本文所使用，术语“与…相关联”包括单独项目的直接和/或间接耦接和/或一个项目嵌入其他项目内。如本文所使用，术语“有利比较”指示两个以上项目、信号等之间的比较提供了所期望关系。例如，当所期望关系是信号I具有比信号2更大的幅度时，在信号I的幅度大于信号2的幅度时或在信号2的幅度小于信号I的幅度时即可获得有利比较。还如本文所使用，术语“处理模块”、“处理电路”和/或“处理单元”可以是单个处理装置或多个处理装置。这种处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于电路的硬编码和/或操作指令来操纵信号(模拟和/或数字)的任何装置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是或者还包括存储器和/或可以是单个存储装置、多个存储装置和/或其他处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路的集成存储元件。这种存储装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、缓存和/或存储数字信息的任何装置。注意，若处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括多于一个的处理装置，则处理装置可被集中设置(例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦接在一起)或者可被分散设置(例如，采用经由局域网和/或广域网的间接耦接的云计算)。还需注意，若处理模块、模块、处理电路和/或处理单元经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实施其功能中的一种或多种，则存储相应操作指令的存储器和/或存储元件可被嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内或在其外部。仍需注意，存储元件可存储以及处理模块、模块、处理电路和/或处理单元能执行对应于一个或多个图所示的步骤和/或功能中的至少一些的硬编码和/或操作指令。这种存储装置或存储元件可包括在一个制成品中。上述已利用示出其指定功能和关系的性能的方法步骤描述了本发明。为便于描述，本文已随意定义了这些功能结构块和方法步骤的边界和顺序。只要指定功能和关系能被恰当表现，则可定义替代的边界和顺序。因此，任何这种替代的边界或顺序均处于所要求权利的本发明的范围和思想内。此外，为便于描述，已任意定义了这些功能结构块的边界。只要特定的重要功能被恰当表现，则可定义替代的边界。类似地，本文也可任意定义流程图框来示出特定的重要功能。在使用的程度上，流程图框的边界和顺序可另外定义，且仍执行特定的重要功能。因此，这种功能结构块以及流程图框的替代定义和顺序处于所要求权利的本发明的范围和思想内。本领域一般技术人员还将认识到，功能结构块以及本文其他示例性块、模块和组件可如图所示或者通过分立组件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等或它们的任何组合来实现。也可至少部分地根据一种或多种实施方式来描述本发明。本文使用本发明的实施方式来说明本发明、其方面、其特征、其概念和/或其实例。设备、制成品、机器和/或实施本发明的过程的物理实施方式可包括参照本文讨论的一种或多种实施方式所述的方面、特征、概念、实例等中的一个或多个。此外，从图到图，这些实施方式可结合可能使用相同或不同附图标记的相同或类似命名的功能、步骤、模块等，且因此，这些功能、步骤、模块等可以是相同或类似的功能、步骤、模块等，或者是不同的功能、步骤、模块等。尽管上述图中的晶体管作为场效应晶体管(FET)而被示出，但正如本领域一般技术人员将认识到的那样，晶体管可使用包括但不限于双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)、N阱晶体管、P阱晶体管、增强型晶体管、耗尽型晶体管和零电压阈值(VT)晶体管的任何类型的晶体管结构来实现。除非特别声明相反情况，否则在本文所示的任何图的一幅图中，到元件、来自元件和/或在元件之间的信号可以是模拟或数字的、连续时间或离散时间的、以及单端或差分的。例如，若信号通路被示出为单端通路，则它也表示差分信号通路。类似地，若信号通路被示出为差分通路，则它也表示单端信号通路。尽管本文描述了一个或多个具体架构，但正如本领域一般技术人员所认识到的那样，可使用未明确示出的一个或多个数据总线、元件之间的直接连接和/或其他元件之间的间接耦接来类似地实现其他架构。术语“模块”被用于本发明的各种实施方式的描述。模块包括处理模块、功能块、硬件和/或存储在存储器上用于执行如本文所述的一种或多种功能的软件。注意，若模块经由硬件来实现，则硬件可独立和/或结合软件和/或固件来工作。如本文所使用，模块可包括一个或多个子模块，其各自可以是一个或多个模块。尽管本文已明确描述了本发明的各种功能和特征的具体组合，但这些特征和功能的其他组合也同样可行。本发明不由本文所公开的具体实例来限定，且明确结合了这些其他组合。
权利要求
1.一种与射频(RF)收发器结合使用的发送/接收(T/R)开关，所述发送/接收开关包括: 第一晶体管电路，可操作为响应于表示发送状态的发送使能信号将所述射频收发器的功率放大器耦接至天线端口； 第二晶体管电路，可操作为响应于表示所述发送状态的发送使能信号将低噪声放大器输入耦接至第一地线；以及 包括第一二极管的静电放电(ESD)电路，被并联耦接至所述第二晶体管电路。
2.根据权利要求1所述的发送/接收开关，其中，所述静电放电电路包括将所述低噪声放大器输入耦接至电源电压的第二二极管。
3.根据权利要求2所述的发送/接收开关，其中，所述静电放电电路包括耦接至所述第二二极管、将所述电源电压钳位至第二地线的电压钳。
4.根据权利要求1所述的发送/接收开关，其中，所述低噪声放大器输入被感性耦接至所述天线端口，并且其中，所述射频收发器的低噪声放大器被容性耦接至所述低噪声放大器输入。
5.根据权利要求1所述的发送/接收开关，其中，所述功率放大器产生差分输出信号，所述差分输出信号经由平衡-不平衡变压器被转换为单端输出信号。
6.根据权利要求1所述的发送/接收开关，其中，所述第一晶体管电路可操作为响应于表示接收状态的所述发送使能信号将所述射频收发器的所述功率放大器与所述天线端口解耦；以及 其中，所述第二晶体管电路可操作为响应于表示所述接收状态的发送使能信号将所述低噪声放大器输入与所述第一地线解耦。
7.一种结合发送/接收(T/R)开关使用的方法，所述发送/接收开关与射频(RF)收发器结合使用，所述方法包括: 响应于表示发送状态的发送使能信号，经由第一晶体管电路将所述射频收发器的功率放大器耦接至天线端口； 响应于表示所述发送状态的发送使能信号，经由第二晶体管电路将低噪声放大器输入耦接至第一地线；以及 将包括第一二极管的静电放电(ESD)电路并联耦接至所述第二晶体管电路。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括: 经由所述静电放电电路的第二二极管，将所述低噪声放大器输入耦接至电源电压。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括: 经由耦接至所述第二二极管的电压钳将所述电源电压钳位至第二地线。
10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括: 将所述低噪声放大器输入感性耦接至所述天线端口 ；以及 将所述射频收发器的低噪声放大器容性耦接至所述低噪声放大器输入。
全文摘要
本发明涉及一种具有ESD保护的发送/接收开关及其使用方法。一种发送/接收(T/R)开关，包括第一晶体管电路，响应于表示发送状态的发送使能信号将RF收发器的功率放大器耦接至天线端口；第二晶体管电路，响应于表示发送状态的发送使能信号将低噪声放大器输入耦接至第一地线；静电放电(ESD)电路，包括并联耦接至第二晶体管电路的第一二极管。
文档编号H04B1/40GK103095331SQ20121041857
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月28日
发明者李拜恩, 阿里·阿夫萨基 申请人:美国博通公司