电感对、高功率非对称开关以及芯片、电子装置的制作方法

本技术涉及射频，尤其涉及一种电感对、包括所述电感对的高功率非对称开关、射频收发前端芯片、集成电路芯片和电子装置。

背景技术：

1、应用相控阵系统时，由于辐射波束的角度调整，阵列中部分tr组件(射频收发前端组件)的天线端由于信号反射，造成阻抗牵引失配，反射的信号会对tr组件造成不良影响。

2、当相控阵系统工作于发射状态时，由于tr组件的开关阻抗失配造成发射端(tx)的功率放大器(pa)的功率泄露到低噪声放大器(lna)的输入端，当接收端的隔离度不够时，由于泄露功率的注入，会提升低噪声放大器的栅极电压，严重时会导致低噪声放大器注入饱和，低噪声放大器的结温上升，破坏其工作稳定性和可靠性。因此需要发射损耗较低的开关和接收隔离度较高的开关，保证tr组件的性能的同时，保护接收链路的低噪声放大器的。

3、现有射频开关或射频开关芯片大都是基于开关型晶体管、集中参数元件电感、集中参数元件电容、电阻、微带线等元件构成。在所述元件中，电感、微带线、电容等会由于信号激励会产生电磁辐射和其他感应磁场或电场等，这些物理场会影响其他元件的布置和正常工作。在射频开关或射频开关芯片的设计或制造中，为了解决元件间的电磁兼容问题，现有方法是通过保持各元件的较大的布置间距来实现电磁兼容，这会导致射频开关或射频开关芯片的尺寸较大，不便于高密度集成，不便于降低成本。另外，电磁辐射、感应磁场或电场会造成能量损耗，牺牲了射频开关或射频开关芯片的性能。为了实现高频无线通讯技术普及化，降低元器件的成本和提高元器件的性能是迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种电感对、高功率非对称开关、射频收发前端芯片、集成电路芯片和电子装置。本技术至少部分实施例解决由于阻抗失配造成发射端的功率放大器的功率泄露到低噪声放大器的输入端，容易影响低噪声放大器的稳定性和可靠性的问题。

2、根据本技术实施例的一方面，提供了一种高功率非对称开关，所述高功率非对称开关包括：第一信号端、第一半导体开关模块、第二半导体开关模块、低耦合电感对、电容元件、隔离增强模块、第二信号端以及第三信号端；

3、所述电容元件的第一端、所述低耦合电感对的公共端共接于所述第一信号端，所述电容元件的第二端接地；

4、所述低耦合电感对的第一分支端、所述第一半导体开关模块的第一端共接于所述第二信号端，所述第一半导体开关模块的第二端接地；

5、所述低耦合电感对的第二分支端、所述第二半导体开关模块的第一端共接于所述隔离增强模块的第一端，所述第二半导体开关模块的第二端接地；

6、所述隔离增强模块的第二端与所述第三信号端连接。

7、在一个实施例中，低耦合电感对包括所述第一耦合性电感和所述第二耦合性电感，所述第一耦合性电感的第一端连接所述第二信号端，所述第一耦合性电感的第二端与所述第二耦合性电感的第一端共接至所述第一信号端，所述第二耦合性电感的第二端连接所述第三信号端；

8、所述第一耦合性电感和所述第二耦合性电感为螺旋电感，所述第一耦合性电感和所述第二耦合性电感的感应磁场的磁场方向相反，以降低所述第一耦合性电感和所述第二耦合性电感之间的互感。

9、在一个实施例中，所述第一耦合性电感的螺旋方向与所述第二耦合性电感的螺旋方向相反。

10、在一个实施例中，所述第一耦合性电感和所述第二耦合性电感呈轴对称设置。

11、在一个实施例中，所述第一半导体开关模块、所述第二半导体开关模块由m*n个开关管组成，m*n个开关管呈阵列设置，m、n为正整数。

12、在一个实施例中，所述第一半导体开关模块包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端共接于所述第二信号端，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第二端接地；

13、所述第二半导体开关模块包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第一端共接于所述隔离增强模块的第一端，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第二端共接于地。

14、在一个实施例中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管为cmos、bi-cmos、hemt中的任意一种。

15、在一个实施例中，所述隔离增强模块包括微带线和第三半导体开关模块；

16、所述微带线的第一端连接于所述第二耦合性电感的第二端，所述微带线的第二端与所述第三半导体开关模块的第一端共接于所述第三信号端，所述第三半导体开关模块的第二端接地。

17、根据本技术实施例的另一方面，提供了一种布置在集成电路芯片中的低耦合电感对，所述低耦合电感对包括第一电感和第二电感，第一电感的一端和第二电感的一端连接在一起作为所述低耦合电感对的公共端，第一电感的另一端和第二电感的另一端分别作为所述低耦合电感对的第一分支端和第二分支端，其中，当所述低耦合电感对处于工作状态时，第一电感和第二电感的感应磁场的磁场方向相反，以使得第一电感和第二电感之间的互感至少部分地降低。

18、根据本技术实施例的又一方面，提供了一种布置在集成电路芯片中的电感对，所述电感对包括第一电感和第二电感，所述第一电感和第二电感中的每个均包括具有第一端和第二端的微带线，所述第一电感和所述第二电感的微带线连接在一起形成具有首端和尾端的一合并微带线，其中，所述第一电感的微带线的第一端作为所述合并微带线的首端，所述第二电感的微带线的第二端作为所述合并微带线的尾端，所述第一电感的微带线的第二端和所述第二电感的微带线的第一端连接在一起作为所述电感对的公共端，所述合并微带线在所述集成电路芯片中绕成两个螺旋图案，并且当所述电感对处于工作状态时，形成所述两个螺旋图案的微带线中的电流所导致的感应磁场的方向是相反的。

19、根据本技术实施例的另一方面，提供一种高功率非对称开关，其包括如上任一方面中所述的低耦合电感对或电感对。

20、根据本技术实施例的另一方面，提供了一种射频收发前端芯片，其包括如上所述的高功率非对称开关。

21、在一个实施例中，所述射频收发前端芯片还包括：信号处理端、天线接入端、功率放大器、低噪声放大器以及小功率开关；

22、所述小功率开关的公共端连接所述信号处理端，所述小功率开关的第一分支端与所述功率放大器的输入端连接，所述小功率开关的第二分支端与所述低噪声放大器的输出端连接；

23、所述功率放大器的输出端与所述高功率非对称开关的第二信号端连接，所述低噪声放大器的输入端与所述高功率非对称开关的第三信号端连接，所述高功率非对称开关的第一信号端与所述天线接入端连接。

24、根据本技术实施例的另一方面，提供一种集成电路芯片，其包括如上所述的低耦合电感对，其中所述低耦合电感对的公共端、第一分支端和第二分支端连接至所述集成电路芯片的其他电路部分。

25、根据本技术实施例的另一方面，提供一种集成电路芯片，其包括如上所述的电感对，其中所述电感对的公共端、第一分支端和第二分支端连接至所述集成电路芯片的其他电路部分，其中所述电感对的第一分支端和第二分支端分别为所述电感对的合并微带线的首端和尾端。

26、根据本技术实施例的另一方面，提供一种电子装置，其包括如上所述的集成电路芯片。

27、在根据本技术的电感对、集成电路芯片、射频收发前端芯片和电子装置的实施例中，电感对在芯片中被布置为具有三端(即公共端、第一分支端和第二分支端)的电感对，并被配置为在工作状态下电感对的两个电感的感应磁场的磁场方向相反，使得能够至少部分地降低两个电感之间的互耦，减少由此带来的损耗，从而使得在芯片中可将两个电感布置得较为靠近，从而减小芯片尺寸，降低成本。

28、在本技术实施例提供的高功率非对称开关、射频收发前端芯片中，电容元件的第一端、低耦合电感对的公共端共接于第一信号端，电容元件的第二端接地；低耦合电感对的第一分支端、第一半导体开关模块的第一端共接于第二信号端，第一半导体开关模块的第二端接地；低耦合电感对的第二分支端、第二半导体开关模块的第一端共接于隔离增强模块的第一端，第二半导体开关模块的第二端接地；隔离增强模块的第二端与第三信号端连接，通过增加隔离增强模块提升隔离度，从而保护接收端低噪声放大器避免受到功率放大器产生的功率泄露的影响。