開(kāi)關(guān)線性化器的制造方法
【專利說(shuō)明】開(kāi)關(guān)線性化器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年7月17日提交的共同擁有的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)第13/944,709號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用明確地合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及改進(jìn)處于關(guān)斷狀態(tài)的晶體管開(kāi)關(guān)的線性度。
[0004]金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0SFET)技術(shù)在很多電子產(chǎn)品中都能夠找到，包括微處理器、微控制器、靜態(tài)RAM以及其他數(shù)字邏輯電路。由于高的噪聲免疫力以及低的靜態(tài)功耗，M0SFET通常在設(shè)計(jì)中用于在多個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)之間切換。使用M0SFET的流行的開(kāi)關(guān)包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)開(kāi)關(guān)。
[0005]CMOS開(kāi)關(guān)通常用在天線調(diào)諧電路中，天線調(diào)諧電路需要高的線性度(即低的失真)以實(shí)現(xiàn)若干操作頻率的共同存在同時(shí)維持低的接收器噪聲/雜散(spur)本底并且滿足受控的輻射掩蔽。由于“關(guān)斷”狀態(tài)的CMOS開(kāi)關(guān)的非線性電容而出現(xiàn)了一個(gè)限制。傳統(tǒng)的增強(qiáng)CMOS開(kāi)關(guān)線性度的方法包括:CMOS絕緣體上硅(SOI)的使用、以及針對(duì)最低失真優(yōu)化柵極電壓和體極電壓和/或串聯(lián)堆疊更多的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)以減小個(gè)體FET電壓擺幅。然而，這些方法提供了受限的結(jié)果并且向網(wǎng)絡(luò)增加了另外的損失。
[0006]需要改進(jìn)處于關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)的線性度。更具體地，需要與改進(jìn)包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的天線調(diào)諧電路的線性度相關(guān)的實(shí)施例。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括阻抗匹配電路的無(wú)線設(shè)備。
[0008]圖2A描繪數(shù)字可變電容器電路。
[0009]圖2B圖示堆疊場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)關(guān)。
[0010]圖3A描繪包括柵極、源極、漏極和體極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0011]圖3B是描繪關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)的漏源電容與關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)上的漏源電壓的關(guān)系的圖。
[0012]圖4是描繪變抗器(varactor)的電容與調(diào)諧電壓的關(guān)系的圖。
[0013]圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括耦合到線性化器的開(kāi)關(guān)的設(shè)備。
[0014]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括多個(gè)開(kāi)關(guān)和多個(gè)線性化器的設(shè)備。
[0015]圖7圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括耦合到線性化器的數(shù)字可變電容器電路的設(shè)備。
[0016]圖8是描繪根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的流程圖。
[0017]圖9是描繪根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述意在作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，而非意在僅表示能夠在其中實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。遍及本描述所使用的術(shù)語(yǔ)“示例性”表示“用作示例、實(shí)例或說(shuō)明”，而不應(yīng)當(dāng)必須理解為比其他示例性實(shí)施例優(yōu)選或有利。詳細(xì)描述出于提供對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的透徹理解的目的而包括具體的細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下來(lái)實(shí)踐。在一些實(shí)例中，眾所周知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備用框圖形式示出以避免模糊本文中所呈現(xiàn)的示例性實(shí)施例的新穎性。
[0019]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，無(wú)線設(shè)備的天線調(diào)諧器(例如阻抗匹配電路)可以包括射頻(RF)矩陣開(kāi)關(guān)，其可能需要高的線性度(即低的失真)以實(shí)現(xiàn)若干操作頻率的共同存在同時(shí)維持低的接收器噪聲/雜散本底以及滿足受控的輻射屏蔽。
[0020]本文中所描述的示例性實(shí)施例涉及與改善開(kāi)關(guān)的“關(guān)斷”狀態(tài)響應(yīng)相關(guān)的設(shè)備和方法。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，設(shè)備可以包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)以及耦合到開(kāi)關(guān)的線性化器。另夕卜，線性化器可以被配置成抵消由至少一個(gè)開(kāi)關(guān)生成的三階失真的至少一部分。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，設(shè)備可以包括包含被配置成在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)下操作的多個(gè)堆疊的晶體管的開(kāi)關(guān)。設(shè)備還可以包括耦合到開(kāi)關(guān)并且被配置成基本上抵消由關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)生成的三階失真的變抗器(varactor)。
[0021]根據(jù)另一示例性實(shí)施例，本發(fā)明包括用于改進(jìn)開(kāi)關(guān)的“關(guān)斷”狀態(tài)響應(yīng)的方法。這樣的方法的各種實(shí)施例可以包括將至少一個(gè)開(kāi)關(guān)配置成處于關(guān)斷狀態(tài)中。方法還可以包括通過(guò)變抗器的三階失真基本上抵消關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)的三階失真。根據(jù)又一示例性實(shí)施例，方法可以包括通過(guò)關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)生成三階失真并且通過(guò)耦合至開(kāi)關(guān)的變抗器基本上抵消由開(kāi)關(guān)生成的三階失真。
[0022]通過(guò)考慮隨后的描述、附圖以及所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員將很清楚本發(fā)明的其他方面以及各個(gè)方面的特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0023]圖1示出無(wú)線設(shè)備100的示例性設(shè)計(jì)的框圖。在本示例性設(shè)計(jì)中，無(wú)線設(shè)備100包括數(shù)據(jù)處理器/控制器110、收發(fā)器120、自適應(yīng)調(diào)諧電路170和天線152。收發(fā)器120包括支持雙向無(wú)線通信的發(fā)射器130和接收器160。無(wú)線設(shè)備100可以支持長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、碼分多址(CDMA)IX或cdma2000、寬帶CDMA(WCDMA)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、IEEE 802.11 等。
[0024]在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器110處理(例如編碼和調(diào)制)要發(fā)射的數(shù)據(jù)并且向發(fā)射器130提供模擬輸出信號(hào)。在發(fā)射器130內(nèi)，發(fā)射電路132對(duì)模擬輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并且將模擬輸出信號(hào)從基帶上變頻到RF，并且提供經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。發(fā)射電路132可以包括放大器、濾波器、混頻器、振蕩器、本地振蕩器(L0)生成器、鎖相環(huán)(PLL)等。功率放大器(PA)134接收和放大經(jīng)調(diào)制的信號(hào)，并且提供具有適當(dāng)?shù)妮敵龉β仕降慕?jīng)放大RF信號(hào)。發(fā)射濾波器136對(duì)經(jīng)放大RF信號(hào)濾波以使發(fā)射頻帶中的信號(hào)分量通過(guò)并且使接收頻帶中的信號(hào)分量衰減。發(fā)射濾波器136提供輸出RF信號(hào)，輸出RF信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)140和阻抗匹配電路150來(lái)路由并且經(jīng)由天線152來(lái)發(fā)射。阻抗匹配電路150針對(duì)天線152執(zhí)行阻抗匹配，并且也被稱為天線調(diào)諧電路、可調(diào)諧匹配電路等。
[0025]在接收路徑中，天線152從基站和/或其他發(fā)射器站接收信號(hào)并且提供所接收的RF信號(hào)，所接收的RF信號(hào)通過(guò)阻抗匹配電路150和開(kāi)關(guān)140來(lái)路由并且被提供給接收器160。在接收器160內(nèi)，接收濾波器162對(duì)所接收的RF信號(hào)濾波以使接收頻帶中的信號(hào)分量通過(guò)并且使發(fā)射頻帶中的信號(hào)分量衰減。LNA 164放大來(lái)自接收濾波器162的經(jīng)濾波RF信號(hào)并且提供輸入RF信號(hào)。接收電路166對(duì)輸入RF信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并且將輸入RF信號(hào)從RF下變頻到基帶，并且向數(shù)據(jù)處理器110提供模擬輸入信號(hào)。接收電路166可以包括放大器、濾波器、混頻器、振蕩器、LO生成器、PLL等。
[0026]自適應(yīng)調(diào)諧電路170調(diào)諧或調(diào)節(jié)阻抗匹配電路150使得能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)發(fā)射和接收實(shí)現(xiàn)良好的性能。阻抗匹配電路150可以包括數(shù)字可變電容器(DVC)(圖1中未示出)，DVC具有能夠通過(guò)數(shù)字控制信號(hào)以分立單位變化的電容。另外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，阻抗匹配電路150可以包括一個(gè)或多個(gè)下面參考圖5所描述的設(shè)備400、一個(gè)或多個(gè)下面參考圖6所描述的設(shè)備450、一個(gè)或多個(gè)下面參考圖7所描述的設(shè)備500、或其組合。
[0027]收發(fā)器120和自適應(yīng)調(diào)諧電路170的全部或部分可以在一個(gè)或多個(gè)模擬集成電路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信號(hào)1C等上來(lái)實(shí)現(xiàn)。功率放大器134以及可能的其他電路可以在單獨(dú)的IC或模塊上來(lái)實(shí)現(xiàn)。阻抗匹配電路150以及可能的其他電路也可以在單獨(dú)的IC或模塊上來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0028]數(shù)據(jù)處理器/控制器110可以執(zhí)行無(wú)線設(shè)備100的各種功能。例如，數(shù)據(jù)處理器/控制器110可以執(zhí)行經(jīng)由發(fā)射器130發(fā)射以及經(jīng)由接收器160接收的數(shù)據(jù)的處理?？刂破?10可以控制TX電路132、RX電路166、開(kāi)關(guān)140和/或自適應(yīng)調(diào)諧電路170的操作。存儲(chǔ)器112可以存儲(chǔ)用于數(shù)據(jù)處理器/控制器110的程序代碼和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器112可以在數(shù)據(jù)處理器/控制器11