[發(fā)明專利]一種SOI CMOS射頻開關(guān)以及射頻收發(fā)前端、移動終端

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710587647.2
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN109274358B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 趙鵬;王秀;劉剛;曾真;王肖瑩;賈斌
• 申請（專利權(quán)）人: 銳迪科微電子科技(上海)有限公司
• 主分類號: H03K17/041
• 分類號: H03K17/041;H03K17/687
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 殷曉雪

本申請公開了一種SOI CMOS射頻開關(guān)，包括一個固定連接端和多個選擇性連接端。每個選擇性連接端與固定連接端之間構(gòu)成一條通道。每條通道的主路徑為三個以上級聯(lián)的開關(guān)管。每條通道的兩端開關(guān)管的源極和漏極之間均連接電容，每條通道的中間開關(guān)管的源極和漏極之間均連接電阻，每條通道的所有開關(guān)管的柵極連接同一個控制電壓。每條通道所連接的控制電壓還通過一個正向的反相器與電阻的串聯(lián)支路連接到該條通道的主路徑除兩端以外的任意位置。在任意時刻，僅有一個控制電壓為正電壓，正電壓所連接的通道閉合；其余控制電壓均為零電壓，零電壓所連接的通道均斷開。本申請SOI CMOS射頻開關(guān)具有整體電路結(jié)構(gòu)簡化、成本降低、面積小的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種射頻開關(guān)，特別是涉及一種在SOI（絕緣體上硅）材料上以CMOS工藝實現(xiàn)的射頻開關(guān)。

背景技術(shù)

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種移動通訊標準并存的局面。例如在中國就有GSM、cdmaOne、W-CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE-FDD、LTE-TDD等移動通訊標準并存。每種移動通訊標準又定義了一個或多個工作頻段，例如GSM標準就定義有14個工作頻段。以手機為典型代表的移動終端為了提高兼容性以及在不同國家或地區(qū)的通用性，需要盡可能多地支持不同的移動通訊標準，這被稱為多模特性。相應地，移動終端也需要盡可能多地支持一種或多種移動通訊標準的不同的工作頻段，這被稱為多頻特性。為了實現(xiàn)多模多頻特性，同時考慮到藍牙、GPS、WLAN（無線局域網(wǎng)）、收音機等功能實現(xiàn)，在移動終端內(nèi)部往往設置有多個射頻功率放大器，每個射頻功率放大器僅能用于一個頻段或者頻率范圍接近的多個頻段的信號放大，并且采用射頻開關(guān)將所需的射頻功率放大器切換到相應的通路上使用。此外，射頻開關(guān)也被用于時分多路復用（Time-division multiplexing，TDM）系統(tǒng)中，用來切換發(fā)射通道和接收通道。例如，GSM標準就是由時分多路復用系統(tǒng)實現(xiàn)的。

在射頻收發(fā)機中，射頻前端通常是指從天線到混頻器之間的所有電路結(jié)構(gòu)。通常在移動終端的射頻前端中，射頻功率放大器采用GaAs（砷化鎵）HBT（異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管）工藝實現(xiàn)，射頻開關(guān)采用SOI CMOS工藝實現(xiàn)。

請參閱圖1，這是一種用于切換發(fā)射通道和接收通道的單刀雙擲射頻開關(guān)。所述射頻開關(guān)具有三個連接端：端子一S1接天線，端子二S2接發(fā)射通道，端子三S3接接收通道。所述射頻開關(guān)具有兩個控制信號VT和VR，在這兩個控制信號VT和VR的作用下，在任意時刻，端子一S1或者與端子二S2之間閉合，此時端子一S1與端子三S3之間斷開；端子一S1或者與端子三S3之間閉合，此時端子一S1與端子二S2之間斷開。由此實現(xiàn)了切換發(fā)射通道和接收通道的單刀雙擲功能。

請參閱圖2，這是圖1所示的單刀雙擲射頻開關(guān)采用SOI CMOS工藝實現(xiàn)的一種具體電路。所述射頻開關(guān)包括發(fā)射通道與接收通道。發(fā)射通道的主路徑是從端子二S2通過隔直電容一C1后，再通過級聯(lián)的三個開關(guān)管T1至T3直至端子一S1，發(fā)射信號TX循此路徑到達天線。接收通道的主路徑是從端子一S1通過級聯(lián)的三個開關(guān)管T4至T6后，再通過隔直電容二C2直至端子三S3，接收信號RX循此路徑離開天線。所述開關(guān)管T1至T6均采用SOI CMOS工藝實現(xiàn)，例如為NMOS器件。所述開關(guān)管T1至T6的源極與漏極之間分別連接一個電阻R1至R6。發(fā)射通道主路徑上的開關(guān)管T1至T3的柵極分別通過一個電阻R11至R13連接到控制電壓一VT。接收通道主路徑上的開關(guān)管T4至T6的柵極分別通過一個電阻R14至R16連接到控制電壓二VR。隔直電容一C1與開關(guān)管T1的連接處通過一個電阻R21接地。開關(guān)管T6與隔直電容二C2的連接處通過一個電阻R22接地。