[發(fā)明專利]半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310253316.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104242881A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王柏之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/08
• 分類號(hào): H03K17/08;H03K17/687
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張然;李昕巍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種開(kāi)關(guān)，尤其是關(guān)于一種半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體元件作為開(kāi)關(guān)使用已是常見(jiàn)的技術(shù)，其中一種使用方式是將半導(dǎo)體元件作為一傳/收開(kāi)關(guān)（Transmitter/Receiver?Switch,T/R?Switch）。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體傳/收開(kāi)關(guān)10如圖1所示，包含一NMOS晶體管110，該晶體管110包含一柵極漏極間寄生電容Cgd與一柵極源極間寄生電容Cgs，當(dāng)該晶體管110不導(dǎo)通時(shí)（亦即該傳/收開(kāi)關(guān)10處于一關(guān)閉狀態(tài)時(shí)），該晶體管110的漏極經(jīng)由一偏壓電阻120耦接至一直流工作電壓VDD，并接收一交流電壓信號(hào)VAC，該晶體管110的柵極與源極則耦接至地，此時(shí)為避免該晶體管110的損壞或誤動(dòng)作，于該交流電壓信號(hào)VAC的正半周期中，該晶體管110的漏極至柵極電壓VDG(total)以及漏極至源極電壓VDS(total)應(yīng)小于該晶體管110的擊穿電壓VBV，而于該交流電壓信號(hào)VAC的負(fù)半周期中，該晶體管110的柵極至漏極電壓VGD(total)應(yīng)小于該晶體管110的導(dǎo)通電壓Vth，根據(jù)前述偏壓條件，上述電壓關(guān)系可以用下列式子來(lái)表示：

VDG(total)=(VDD+VAC)-0<VBV??（式一）

VDS(total)=(VDD+VAC)-0<VBV??（式二）

VGD(total)=0-(VDD+(-VAC))<Vth??（式三）

由式一及式三（或式二及式三），吾人可推導(dǎo)得知該晶體管110能夠承受的最大交流電壓信號(hào)VAC為(VBV+Vth)/2，此時(shí)漏極至柵極的直流電壓差VDG(dc)為(VBV-Vth)/2。

上述的晶體管偏壓結(jié)構(gòu)與方式至少會(huì)有下列問(wèn)題：當(dāng)該晶體管110不導(dǎo)通且該晶體管110的擊穿電壓VBV不夠大時(shí)，例如該擊穿電壓為二倍VDD（其也有可能更小），若該交流電壓信號(hào)VAC的最大值不小于前述直流工作電壓VDD，該晶體管110的漏極電壓的最大值至少即為該直流工作電壓VDD加上該交流電壓信號(hào)VAC的電壓的最大值，亦即至少為二倍VDD，此時(shí)由于該晶體管110的柵極接地，該晶體管110的漏極至柵極最大電壓差VDG(total)將可能超過(guò)該晶體管110的擊穿電壓VBV（亦即前揭式一無(wú)法被滿足），從而造成該晶體管110的損壞或使用壽命的減損。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述，本發(fā)明的一目的在于提供一種半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，以解決現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，可應(yīng)用于一電子元件。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)之一實(shí)施例包含一開(kāi)關(guān)單元，該開(kāi)關(guān)單元包含：一晶體管，具有一漏極、一柵極以及一源極；一漏極偏壓電阻，耦接該漏極；一漏極偏壓選擇電路，用來(lái)于該晶體管導(dǎo)通時(shí)耦接該漏極偏壓電阻與一第一漏極偏壓，并用來(lái)于該晶體管不導(dǎo)通時(shí)耦接該漏極偏壓電阻與一第二漏極偏壓；一柵極偏壓電阻，耦接該柵極；一柵極偏壓選擇電路，用來(lái)于該晶體管導(dǎo)通時(shí)耦接該柵極偏壓電阻與一第一柵極偏壓，并用來(lái)于該晶體管不導(dǎo)通時(shí)耦接該柵極偏壓電阻與一第二柵極偏壓；一源極偏壓電阻，耦接該源極；以及一源極偏壓選擇電路，用來(lái)于該晶體管導(dǎo)通耦接于該源極偏壓電阻與一第一源極偏壓，并用來(lái)于該晶體管不導(dǎo)通時(shí)耦接該源極偏壓電阻與一第二源極偏壓，其中該第一與第二漏極偏壓不同，該第一與第二柵極偏壓不同，該第一與第二源極偏壓不同。

依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述晶體管具有一擊穿電壓以及一導(dǎo)通電壓，該第二漏極偏壓與該第二柵極偏壓的電壓差大于該擊穿電壓減去三倍該導(dǎo)通電壓的值的四分之一，且該第二源極偏壓與該第二柵極偏壓的電壓差大于該擊穿電壓減去三倍該導(dǎo)通電壓的值的四分之一；另外，該第二漏極偏壓與該第二柵極偏壓的電壓差小于三倍該擊穿電壓減去該導(dǎo)通電壓的值的四分之一，且該第二源極偏壓與該第二柵極偏壓的電壓差小于三倍該擊穿電壓減去該導(dǎo)通電壓的值的四分之一。

有關(guān)本發(fā)明的特征、實(shí)作與功效，茲配合圖式作較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

〔圖1〕為現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)處于一關(guān)閉狀態(tài)的示意圖；

〔圖2a〕為本發(fā)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)處于一開(kāi)啟狀態(tài)的示意圖；

〔圖2b〕為本發(fā)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)處于一關(guān)閉狀態(tài)的示意圖；

〔圖3a〕為圖2a的等效電路示意圖；

〔圖3b〕為圖2b的等效電路示意圖；及

〔圖4〕為本發(fā)明的具有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的收發(fā)器的一實(shí)施例的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

10??半導(dǎo)體傳/收開(kāi)關(guān)

110??晶體管

120??偏壓電阻