[發明專利]用于可開關電容的系統和方法

有效

• 申請號: 201410202261.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104158524B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: W.巴卡爾斯基
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/56
• 分類號: H03K17/56;H01L27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張濤,徐紅燕

技術領域

本公開一般涉及電子器件，并且更特別地涉及用于可開關電容的系統和方法。

背景技術

諸如電容器和電感器的可調諧無源元件被用在各種射頻(RF)電路中，以實現用于天線和功率放大器的可調節的匹配網絡，并且針對高頻濾波器提供調節調諧。由于便攜式器件的高需求和生產的原因，在諸如蜂窩電話機、智能電話機和便攜式計算機的產品中，可找到這樣的可調諧無源元件。為這樣的產品中的RF電路提供調諧允許這些產品在各種RF條件下提供高性能的RF發射和接收。在被配置成在不同的RF頻帶上工作和/或被配置成使用不同的標準工作的RF器件中，可編程調諧也是有幫助的。

可用多種方式實現可調諧電容器。例如，電壓控制的電容器可被用于提供可變電容。這樣的可變電容可以使用具有與所施加的反向偏置電壓成反比例的電容的反向偏置的二極管結來實現。其中可以實現可調諧電容的另一種方式是使用其各個元件經由可控開關來連接或是斷開的可開關電容器的陣列。可開關電容器的設計中的一個挑戰是保持可能由于可控開關的電阻而劣化的高品質因數(Q)。

發明內容

依照實施例，可開關電容電路包括多個電容—開關單元，每個電容—開關單元具有第一半導體開關電路和電容電路，電容電路具有被耦接到第一半導體開關電路的第一端子。所述多個電容—開關單元中的第一開關—電容單元的第一半導體開關電路的電阻在所述多個電容—開關單元中的第二電容—開關單元的第一半導體開關電路的電阻的第一容差之內，并且第一電容—開關單元的電容電路的電容在第二電容—開關單元的電容電路的電容的第二容差之內。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在參照結合隨附的附圖所作的下面的描述，在附圖中：

圖1a—c圖解常規的數字可調諧電容的示意圖和對應的性能圖表；

圖2a—c圖解常規的數字可調諧電容的示意圖和對應的性能圖表；

圖3圖解數字可調諧電容的另一個實施例的示意圖；

圖4a—b圖解具有旁路開關的數字可調諧電容的示意圖和對應的橫截面；

圖5圖解具有旁路開關的數字可調諧電容的另一個實施例；

圖6圖解實施例的集成電路的方框圖；

圖7a—e圖解實施例的匹配電路和相關聯的史密斯圓圖；以及

圖8圖解實施例方法的方框圖。

除非另外地指示，否則不同的圖中的對應的數字和標號一般提及對應的部分。圖被繪制以便清楚地圖解優選實施例的相關方面并且不一定是按比例繪制的。為了更清楚地圖解某些實施例，指示相同結構、材料或處理步驟的變化的字母可能跟在圖號之后。

具體實施方式

以下詳細討論當前優選的實施例的作出和使用。然而，應當領會本發明提供可在多種多樣的具體情形中體現的許多可應用的創新概念。所討論的具體實施例僅僅是用以作出并且使用本發明的例示的具體方式并且不限制本發明的范圍。

將在具體的情形—用于可以被使用在RF電路中以針對天線、匹配網絡以及濾波器提供調諧的可開關電容的系統和方法—中關于優選實施例描述本發明。本發明還可以被應用于其它系統和應用，這些系統和應用包括利用可編程電容（諸如數字可調諧振蕩器）以使寬輸出頻率范圍成為可能、以及利用電荷泵以使可變頻率工作成為可能的其它電路。

圖1a圖解包括二進制加權電容104、106、108、110和112的常規數字可調諧電容器電路100，每個二進制加權電容分別與串聯開關120、122、124、126和128耦接。電容104、106、108、110和112的電容值分別為8 pF、4 pF、2 pF、1 pF和0.5 pF。電容器104、106、108、110和112的每一個都耦接到輸出焊盤102，以及耦接到靜電放電(ESD)保護晶體管113。在輸出焊盤102承載的電容量可使用數字信號D4、D3、D2、D1和D0控制。例如，如果信號D3在邏輯上為高，由此接通串聯開關122，而信號D4、D2、D1和D0為低，由此關斷開關120、124、126和128，那么在焊盤102承載的電容性負載約為4 pF。同樣地，如果信號D3、D2、D1和D0在邏輯為高，那么由輸出焊盤102承載的負載約為15.5 pF。