[發明專利]半導體集成電路及內置有該半導體集成電路的高頻模塊

有效

• 申請號: 200910174421.5
• 申請日: 2009-11-09
• 公開（公告）號: CN101741410A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 加藤薰;小屋茂樹;高谷信一郎;重野靖;中島秋重;小川貴史
• 申請（專利權）人: 株式會社瑞薩科技
• 主分類號: H04B1/44
• 分類號: H04B1/44
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及包含天線開關的半導體集成電路及內置有該半導體 集成電路的高頻模塊，尤其涉及在向天線開關的電壓生成電路供給 RF發送信號時，有利于減輕RF發送輸出信號的高次諧波成分電平的 增大的技術。

背景技術

以往，使用PIN二極管的天線開關裝置較為普遍，但是近年來， 天線開關裝置使用FET(Field?Effect?Transistor：場效應晶體管)、尤 其是具有較低導通電阻的異質結構造的HEMT(High?Electron Mobility?Transistor：高電子遷移率晶體管)。通過使用FET，天線開 關裝置可集成化為單片微波集成電路(MMIC：Monolithic?Microwave Integrated?Circuit)。

天線開關裝置使用如HEMT器件那樣的具有n溝道的耗盡型FET 時，對應導通的FET的柵極和源極之間施加大于等于閾值電壓的高電 位差，并對應截止的FET的柵極和源極之間施加小于等于閾值電壓的 低電位差。

在下述專利文獻1中記載了如下內容：對天線開關裝置的接收側 開關部的耗盡型場效應晶體管的柵電極供給低于接地電位的低電壓 作為發送時施加的低電壓的控制信號，從而來改善開關的插入損耗特 性和絕緣特性。

圖13是表示下述專利文獻1記載的天線開關、控制電路和負電 壓產生電路的圖。

圖13(B)中，與天線端口5連接的天線開關4a包括發送側開關 部4b和接收側開關部4c，接收側開關部4c的接收側輸入端口63與 接收側可變衰減器6連接。控制電路10a與發送側開關部4b的控制 信號輸入端口64、接收側開關部4c的控制信號輸入端口65以及接收 側可變衰減器6連接，負電壓產生電路9與控制電路10a連接。因此， 在發送時由負電壓產生電路9生成的負電壓Vss經由控制電路10a的 輸出緩存18b而供給到接收側開關部4c的耗盡型場效應晶體管71的 柵電極。

圖13(A)所示的負電壓產生電路9包括振蕩器或外部輸入信號 用緩存21、驅動電路22、生成負電壓Vss的電荷泵23和電平控制電 路24。

在下述專利文獻2中記載了如下內容：通過將負偏壓電路連接在 天線開關裝置的接收側開關的耗盡型場效應晶體管的柵極，從而改善 絕緣特性，減少接收動作時和接收待機動作的功耗。而且，下述專利 文獻2記載的負偏壓電路包括振蕩器和電荷泵電路。

另一方面，在下述專利文獻3中，將DC升壓電路連接在天線開 關裝置的發送開關的場效應晶體管(FET)的柵極，并對DC升壓電 路供給DC控制電壓和RF信號。由此，由DC升壓電路生成大于DC 控制電壓的DC輸出電壓，來驅動FET的柵極。利用較大的DC輸出 電壓可降低發送開關的FET的導通電阻，減少RF信號損失。另外， 其它開關的各FET的柵極和源極之間電壓成為較大的反向偏壓，能夠 減小各FET的柵極電容的變化，能夠降低天線開關的高次諧波失真。

圖12是表示下述專利文獻3記載的天線開關和DC升壓電路的 圖。

下述專利文獻3記載的DC升壓電路如圖12(B)所示那樣構成， 如下所示進行動作。利用RF輸入端子101的RF輸入信號RFin在最 初連接點105為負電壓振幅時，二極管108被正向偏壓而成為導通狀 態，而二極管109被反向偏壓而成為非導通狀態。此時，電流經由二 極管108流入電容元件106，電容元件106的連接點105一側被充電 成負電壓，而電容元件106的二極管108、109一側被充電成正電壓。 接著，在連接點105為正電壓振幅時，二極管108被反向偏壓而成為 非導通狀態，而二極管109被正向偏壓而成為導通狀態。此時，充電 到電容元件106的正電荷經由二極管109流入電容元件110，與二極 管109的負極連接的電容元件110的一端被充電為正電壓，而與DC 控制電壓Vdc和二極管108的正極連接的電容元件110的另一端被充 電為負電壓，通過反復該動作電容元件110被充電，與施加于DC控 制電壓供給端子103的DC控制電壓Vdc和電容元件110兩端之間的 充電電位之和相等的升壓輸出電壓Vout從DC升壓電路的輸出端子 104輸出而用于天線開關的FET的通斷控制。