[實用新型]單刀單擲射頻開關及其構成的單刀多擲射頻開關

有效

• 申請號: 201720220852.0
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN206658190U
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 趙奐;何山暐
• 申請（專利權）人: 康希通信科技（上海）有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 戴廣志

技術領域

本實用新型涉及集成電路領域，特別是涉及一種單刀單擲射頻開關。本實用新型還涉及由所述單刀單擲射頻開關構成的單刀多擲射頻開關。

背景技術

隨著現代通信技術的深入發展通信設備正在向小型化和低能耗發展，這就要求通信設備內的每個組件都采用小型化設計，盡量控制器件尺寸和厚度，同時也要盡量減少組件數量及組件功率消耗。

射頻信號輸入輸出模塊主要可實現對接收射頻信號的低噪聲放大和發射射頻信號的功率放大等功能，是射頻通信設備中不可或缺的組成部分，其中，單刀單擲開關和單刀多擲開關用以實現射頻信號的信號流向控制等作用。在目前的微波通訊系統中，功率開關通常采用幾種形式：(1)采用分立的硅材料的PIN二極管，采用混合電路的方式實現，其缺點是體積大，工作頻率窄且控制電路復雜。(2)采用砷化鎵(GaAs)高電子遷移率晶體管(pHEMT)單片開關，高電子遷移率晶體管開關具有體積小、應用頻帶寬等特點，但是，不易于和其它的射頻電路做單芯片整合。(3)采用MOS器件的開關，有價格優勢，適于和其它部分通信電路做片上集成，缺點是耐壓和耐大功率的能力有限。除此之外，現有的功率開關還急需克服插入損耗大、隔離度不理想、輸入輸出駐波比大和開關響應時間長等缺點，隨著現代通信技術的不斷發展和人們對通信質量要求地日益苛刻，傳統的功率開關已不能滿足實際使用的需求。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種與現有單刀單擲射頻開關相比較，在斷開時具有更高隔離度，在導通時具有更靈活的阻抗變換功能的單刀單擲射頻開關。

本實用新型還提供一種與現有單刀多擲射頻開關相比較，在斷開時具有更高隔離度，在導通時具有更靈活的阻抗變換功能的單刀多擲射頻開關。

為解決上述技術問題本實用新型提供的單刀單擲射頻開關，包括：電感L1、第一～第三電容C1～C3和開關器件S1；

電感L1連接在射頻端RF和天線端ANT之間，第一電容C1和第二電容C2串聯在射頻端RF和天線端ANT之間并與電感L1形成并聯；開關器件S1一端連接在第一電容C1和第二電容C2之間，另一端通過第三電容C3接地。

其中，開關器件S1為PMOS、NMOS、HEMT或LDMOS。

其中，開關器件S1斷開時，該單刀單擲射頻開關工作狀態為斷開；開關器件S1導通時，該單刀單擲射頻開關工作狀態為導通。

其中，第一電容C1和第二電容C2的電容值相同。

其中，第一電容C1和第二電容C2的電容值為C，該單刀單擲射頻開關工作頻率為f，電感L1的電感值為L，該單刀單擲射頻開關斷開時，L和C在該單刀單擲射頻開關工作頻率上并聯諧振，即f＝1/[2π·(L·C/2)^0.5]。

其中，第三電容C3的電容值遠遠大于C，即C3>>C。

其中，該單刀單擲射頻開關導通時，電感L1、第一電容C1和第二電容C2構成一個π型網絡，所述π型網絡連接了射頻端RF和天線端ANT并具有阻抗變換的作用。電感L1、第一電容C1和第二電容C2之間的關系，可由具體的阻抗變換要求而設置。

一種具有上述任意一項所述單刀單擲射頻開關的單刀多擲射頻開關，包括：

結構相同的N條臂，每一臂的第一端為射頻端RF，每一臂的第二端連接在一起后連接天線端ANT，N≥2；

每一條臂由上述任意一項所述單刀單擲射頻開關構成。

本實用新型工作原理如下：

圖2所示是本實用新型單刀單擲射頻開關在關斷狀態的等效電路圖。由于第一電容C1和第二電容C2的電容值相同均為C，射頻開關工作頻率為f，電感L1的電感值為L，則半導體開關器件S1斷開時，射頻端RF與天線端ANT之間，只有處于并聯諧振的L和C，呈現高阻抗。因此射頻端RF與天線端ANT之間沒有通路，射頻開關為斷開狀態。此工作條件僅限制了L和C之間的相對數值關系。

圖3所示是單刀單擲射頻開關在導通狀態的等效電路圖。當開關器件S1導通時，由于第三C3的電容值遠大于C(遠大于是指C3比C大1個數量級以上，即10倍)，以至于在單刀單擲射頻開關工作頻率上第三電容C3幾乎呈現出交流短路(AC short)，因此第一電容C1和第二電容C2相連接的點被開關器件S1短路到地。在射頻端RF和天線端ANT之間形成了一個電感L1、第一電容C1和第二電容C2組成的π型網絡。由這里的π型網絡阻抗變換條件，可求出電感L1的電感值L和第一電容C1、第二電容C2的電容值C的絕對數值。