[發(fā)明專利]基于增強型PHEMT的單刀單擲開關

無效

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• 申請日: 2007-09-19
• 公開（公告）號: CN101394174A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 徐靜波;張海英;葉甜春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H01P1/15
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發(fā)明涉及微波電路技術領域，尤其涉及一種基于增強型贗配高電子遷移率場效應晶體管(enhancement—mode?PHEMT，即E?PHEMT)的單刀單擲微波開關。

背景技術

場效應晶體管(FET)有兩種不同的工作模式：一種是有源模式，另一種是無源模式。在有源模式中，F(xiàn)ET作為三端有源器件；在無源模式中，F(xiàn)ET作為無源二端器件。射頻和微波信號接在漏極端和源極端，柵極僅作為控制端口，柵極端對射頻信號視為開路(高阻抗)，漏極端和源極端之間的RF阻抗取決于施加在柵極端上的直流控制電壓。對于開關應用，柵極電壓大于夾斷電壓，F(xiàn)ET處于低阻抗狀態(tài)；柵極電壓小于夾斷電壓，F(xiàn)ET處于高阻抗狀態(tài)。

單刀單擲開關的作用是控制輸入的信號是否可以傳輸?shù)捷敵龆耍欢鴨蔚峨p擲開關的作用是控制輸入的信號傳輸?shù)侥囊宦份敵龆恕?/p>

常規(guī)的基于PHEMT的單刀單擲微波開關，均利用耗盡型PHEMT作為開關器件，以控制輸入信號從哪一路輸出。如圖1所示，圖1為常規(guī)的基于耗盡型PHEMT的單刀單擲微波開關的電路圖。耗盡型PHEMT在柵極電壓為0V時，溝道導通，處于低阻抗狀態(tài)；當柵極電壓負向增加至夾斷電壓時，溝道關閉，處于高阻抗狀態(tài)，因而需要兩個控制電壓分別為0V和負電壓。圖2示出了耗盡型PHEMT的IV曲線。

當控制電路和其它微波電路采用正向電壓供電時，由于基于耗盡型的微波開關和這些電路的電源不同，不利于單片集成，從而給電路的設計和實現(xiàn)帶來諸多困難。

而增強型PHEMT(即E?PHEMT)在柵極電壓為0V時，溝道關閉，處于高阻抗狀態(tài)；只有當柵極電壓正向增加至閾值電壓(0～0.2V)時，溝道開啟，處于低阻抗狀態(tài)。因此，基于增強型PHEMT設計的微波開關，只需要0～0.2V和正電壓(1V)作為控制電平。這樣，可以避免電源正負向的轉換，有利于和正電源供電的控制電路以及微波電路實現(xiàn)單片集成，并進而提高集成度，降低成本。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于增強型PHEMT的單刀單擲微波開關，使微波開關和采用正向電壓供電的控制電路和其它微波電路更好的實現(xiàn)單片集成，提高集成度和可實現(xiàn)性，降低設計的復雜度和成本。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于增強型PHEMT的單刀單擲微波開關，該微波開關包括三個增強型贗配高電子遷移率場效應晶體管(EPHEMT)、三個限流電阻R、兩個隔直電容C和兩個電壓控制端，

其中，所述第一電壓控制端V1的正極通過第一限流電阻R1與第一增強型贗配高電子遷移率場效應晶體管E?PHEMT1的柵極連接；

所述第二電壓控制端V2的正極通過第二限流電阻R2與第二增強型贗配高電子遷移率場效應晶體管E?PHEMT2的柵極連接，通過第三限流電阻R3與第三增強型贗配高電子遷移率場效應晶體管E?PHEMT3的柵極連接；

所述E?PHEMT1的漏極、E?PHEMT2的漏極同時與第一隔直電容C1的一端連接，第一隔直電容C1的另一端接輸入端RFIN；

所述E?PHEMT1的源極、E?PHEMT3的漏極同時與第二隔直電容C2的一端連接，第二隔直電容C2的另一端接輸出端RF?OUT。

上述方案中，所述E?PHEMT2的源極和E?PHEMT3的源極均接地。

上述方案中，所述第一電壓控制端V1的負極和第二電壓控制端V2的負極均接地。

上述方案中，當E?PHEMTT的柵極電壓為1V時，該E?PHEMT處于導通狀態(tài)；當E?PHEMT的柵極電壓為0～0.2V的閾值電壓時，該E?PHEMT處于關閉狀態(tài)。

上述方案中，當串聯(lián)E?PHEMT1處于開啟狀態(tài)，并聯(lián)E?PHEMT2、EPHEMT3處于關閉狀態(tài)時，微波開關處于導通狀態(tài)，插入損耗低，無限射頻RF信號從輸入端RF?IN傳輸?shù)捷敵龆薘F?OUT；當串聯(lián)E?PHEMT1處于關閉狀態(tài)，并聯(lián)E?PHEMT2、E?PHEMT3處于導通狀態(tài)時，微波開關處于關閉狀態(tài)，隔離度高，RF信號不能從輸入端RF?IN傳輸?shù)捷敵龆薘FOUT。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：