切換電路及射頻切換電路及其切換方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明揭露了一種射頻切換電路，其包括有天線(xiàn)端、發(fā)射器端、接收器端、第一切換模塊、第二切換模塊、第一切換元件以及第二切換元件。其中第一切換模塊連接于天線(xiàn)端與發(fā)射器端之間。第二切換模塊連接于天線(xiàn)端與接收器端之間。第一切換模塊與第二切換模塊分別包括多個(gè)晶體管，每一晶體管包括柵極端、漏極端、源極端與基體。第一切換元件具有第一陽(yáng)極端與柵極端相接，第一陰極端與漏極端相接。第二切換元件具有第二陽(yáng)極端與柵極端相接，第二陰極端與源極端相接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】切換電路及射頻切換電路及其切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種切換器，特別是一種切換電路及射頻切換電路及其切換方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，射頻前端的射頻切換器是一個(gè)關(guān)鍵元件。在單一射頻系統(tǒng)中，一個(gè)單刀雙擲的射頻切換器用于發(fā)射器至天線(xiàn)以及天線(xiàn)至接收器兩種信號(hào)路徑的切換；在現(xiàn)代的多頻多模的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中，一個(gè)單刀多擲的射頻切換器進(jìn)一步負(fù)責(zé)不同通信系統(tǒng)之間的切換。
[0003]『圖1』為一傳統(tǒng)的射頻切換器10架構(gòu)，其中串聯(lián)的晶體管Ql與Q2負(fù)責(zé)兩個(gè)信號(hào)路徑的切換，而并聯(lián)晶體管Q3與Q4的功用是提升隔離度，其中每一晶體管柵極端都連接一電阻R，當(dāng)天線(xiàn)端(Ant)至發(fā)射器端(TX)的路徑導(dǎo)通時(shí)，控制電壓?jiǎn)卧?0會(huì)把晶體管Q2與Q3導(dǎo)通，把晶體管Ql與Q4關(guān)閉，由于在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，發(fā)射器端(TX)會(huì)輸出功率為半瓦特至數(shù)瓦特的射頻信號(hào)，因此晶體管Ql與Q4在關(guān)閉時(shí)，必須能承受高功率而維持關(guān)閉的狀態(tài)不被導(dǎo)通。為避免關(guān)閉的晶體管隨著交流信號(hào)功率的提升而導(dǎo)通，現(xiàn)有的作法是利用兩個(gè)以上的晶體管串聯(lián)，分散每個(gè)晶體管所承受的交流電壓。這個(gè)現(xiàn)有方法的示意圖如『圖2A』所示，其中串聯(lián)兩晶體管Q5與Q6，每一晶體管柵極端都連接一電阻R至控制電壓?jiǎn)卧?，『圖2A』說(shuō)明一個(gè)將兩個(gè)關(guān)閉的晶體管串聯(lián)的架構(gòu)，相對(duì)于單一晶體管的架構(gòu)，理論上可多承受3dB的功率?！簣D2B』顯示多柵極晶體管的架構(gòu)，其將兩個(gè)柵極整并在同一個(gè)晶體管Q7，而晶體管的兩個(gè)柵極端都連接一電阻R至控制電壓?jiǎn)卧@種晶體管已被普遍實(shí)現(xiàn)在砷化鎵的標(biāo)準(zhǔn)工藝中，其功用類(lèi)似于『圖2A』架構(gòu)，可提升晶體管在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的承受功率，但是比起多個(gè)晶體管串接的方式，能有效的減少電路的面積與額外的寄生電容。
[0004]互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor, CMOS)工藝相對(duì)砷化鎵工藝有低電子移動(dòng)率，高損耗與低隔離度的襯底以及低擊穿電壓等本質(zhì)上的劣勢(shì)。依照傳統(tǒng)的切換器設(shè)計(jì)方法，互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體射頻切換器通常無(wú)法在較高的功率范圍。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝來(lái)設(shè)計(jì)操作在高功率的射頻切換器時(shí)，如上所述，將多個(gè)晶體管串接以在晶體管關(guān)閉時(shí)承受大的功率是常見(jiàn)的作法，這個(gè)現(xiàn)有方法的示意圖如『圖2C』所示，其中串接晶體管Q8、Q9與Q10，并于兩側(cè)加上第五前饋電容C5與第六前饋電容C6，每一晶體管柵極端都連接一電阻R，但是這個(gè)作法會(huì)有電路面積過(guò)大與性能衰退的限制。
[0005]為了改善尺寸的 問(wèn)題，使用多個(gè)串接晶體管搭配前饋電容為一在互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn)高功率的架構(gòu)，這個(gè)架構(gòu)一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)是前饋電容的加入可以多提升數(shù)dB的最大操作功率，因此就相同的操作功率規(guī)格，這個(gè)架構(gòu)相對(duì)于單純的串接晶體管的架構(gòu)可以使用較少的串接數(shù)目。然而，前饋電容的加入，會(huì)使第一個(gè)與最后一個(gè)串接的晶體管分擔(dān)較大的交流電壓，進(jìn)而面臨可靠度的問(wèn)題，這對(duì)擊穿電壓相對(duì)較低的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝來(lái)說(shuō)，是一個(gè)重要的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種切換電路及射頻切換電路及其切換方法，通過(guò)切換路徑的設(shè)計(jì)以保護(hù)切換電路中的晶體管不被交流信號(hào)導(dǎo)通。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所揭露的一種切換電路,切換電路包括有一晶體管、一第一切換元件以及一第二切換元件。其中晶體管包括一柵極端、一漏極端、一源極端與一基體；鈍化層形成于襯底的一表面；第一切換元件具有一第一陽(yáng)極端與一第一陰極端，第一陽(yáng)極端與柵極端相接，第一陰極端與漏極端相接；以及第二切換元件具有一第二陽(yáng)極端與一第二陰極端，第二陽(yáng)極端與柵極端相接，第二陰極端與源極端相接。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所揭露的一種射頻切換電路，射頻切換電路包括有一天線(xiàn)端、一發(fā)射器端、一接收器端、一第一切換模塊、以及一第二切換模塊。其中第一切換模塊連接于天線(xiàn)端與發(fā)射器端之間；第二切換模塊連接于天線(xiàn)端與接收器端之間；第一切換模塊與第二切換模塊分別包括多個(gè)串接的晶體管，其中多個(gè)晶體管包括一柵極端、一漏極端、一源極端與一基體；鈍化層形成于襯底的一表面；第一切換元件具有一第一陽(yáng)極端與一第一陰極端，第一陽(yáng)極端與柵極端相接，第一陰極端與漏極端相接；以及第二切換元件具有一第二陽(yáng)極端與一第二陰極端，第二陽(yáng)極端與柵極端相接，第二陰極端與源極端相接。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所揭露的一種射頻切換電路切換的方法，包括提供一第一切換路徑，其中第一切換路徑電性連接于一晶體管的一柵極端與一漏極端之間。提供一第二切換路徑，其中第二切換路徑電性連接于晶體管的柵極端與一源極端之間。提供一交流射頻信號(hào)，其中交流射頻信號(hào)具有一正半周期與一負(fù)半周期。第二切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的正半周期而導(dǎo)通，第一切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的正半周期而成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。第一切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的負(fù)半周期而導(dǎo)通，第二切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的負(fù)半周期而成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的射頻切換電路，其提出一種新的前饋電容的實(shí)現(xiàn)方法，并且將其設(shè)計(jì)在每個(gè)串接的晶體管上，當(dāng)射頻切換電路操作在高功率范圍時(shí)，每個(gè)串聯(lián)的晶體管會(huì)平均分?jǐn)傂盘?hào)的交流電壓，進(jìn)而明顯地提高電路的可操作功率與可靠度。此外，本發(fā)明的射頻切換電路，可實(shí)現(xiàn)于標(biāo)準(zhǔn)的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝，其通過(guò)兩個(gè)切換元件來(lái)保護(hù)晶體管不被交流信號(hào)導(dǎo)通，用于改善傳統(tǒng)前饋電容架構(gòu)的可靠度。
[0011]以上的關(guān)于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的說(shuō)明及以下的實(shí)施方式的說(shuō)明是用于示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的權(quán)利要求更進(jìn)一步的解釋。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)射頻切換器的電路圖。
[0013]圖2A為現(xiàn)有技術(shù)的晶體管串聯(lián)架構(gòu)的電路圖。
[0014]圖2B為現(xiàn)有技術(shù)的多柵極晶體管架構(gòu)的電路圖。
[0015]圖2C為現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體工藝來(lái)設(shè)計(jì)射頻切換器的電路圖。
[0016]圖3為本發(fā)明所揭露的切換電路的電路圖。
[0017]圖4為本發(fā)明所揭露的電路信號(hào)波形圖。
[0018]圖5為本發(fā)明所揭露的接成二極管型式的晶體管切換電路的電路圖。[0019]圖6為本發(fā)明所揭露的晶體管基體的寄生二極管切換電路的電路圖。
[0020]圖7為本發(fā)明所揭露的射頻切換電路的電路圖。
[0021]圖8為本發(fā)明所揭露的另一實(shí)施例的射頻切換電路的電路圖。
[0022]圖9為本發(fā)明所揭露的一種射頻切換電路切換的方法的流程圖。
[0023]【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0024]
10射頻切換器
Ant天線(xiàn)端
TX發(fā)射器端
RX接收器端
Ql晶體管
Q2晶體管
Q3晶體管
Q4晶體管
Q5晶體管
Q6晶體管
Q7晶體管
Q8晶體管
Q9晶體管
QlO晶體管
R電阻
30切換電路
100晶體管
101第一晶體管
102第二晶體管
111第一電阻
112第二電阻
121第一切換元件
122第二切換元件
123第三電 阻
[0025]124第四電阻
211第一寄生二極管
212第二寄生二極管
300射頻切換電路
301第一切換模塊
302第二切換模塊
303第三切換模塊
304第四切換模塊
311第一開(kāi)關(guān)電路
312第二開(kāi)關(guān)電路
313第三開(kāi)關(guān)電路
314第四開(kāi)關(guān)電路
315第五開(kāi)關(guān)電 路
316第六開(kāi)關(guān)電路
317第七開(kāi)關(guān)電路
318第八開(kāi)關(guān)電路
319第九開(kāi)關(guān)電路
320第十開(kāi)關(guān)電路
Vds 交流信號(hào)
Vdg 交流電壓
Vds 交流電壓
Vtl導(dǎo)通電壓
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容足以使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且根據(jù)本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容、權(quán)利要求及附圖，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。以下的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的觀點(diǎn)，但并不是以任何觀點(diǎn)限制本發(fā)明的范疇。
[0027]請(qǐng)參考『圖3』，為一種切換電路30的電路圖。切換電路30包括有一晶體管100、一第一切換兀件121、一第二切換兀件122、一第一電阻111以及一第二電阻112。
[0028]如圖所示，晶體管100包括一柵極端、一漏極端、一源極端與一基體；第一切換元件121，其具有一第一陽(yáng)極端與一第一陰極端，第一陽(yáng)極端與柵極端相接，第一陰極端與漏極端相接；第二切換元件122，其具有一第二陽(yáng)極端與一第二陰極端，第二陽(yáng)極端與柵極端相接，第二陰極端與源極端相接。另外，切換電路30中第一電阻111連接于晶體管100的基體(bulk)及一系統(tǒng)接地端之間，使其基體相對(duì)射頻信號(hào)成為一個(gè)開(kāi)路的狀況。晶體管100的柵極端連接第二電阻112，經(jīng)由第二電阻112接至控制電壓。
[0029]切換電路30的電路架構(gòu)圖中，晶體管100在關(guān)閉時(shí)可承受較大射頻信號(hào)，此晶體管100通常被設(shè)計(jì)于射頻切換器電路中的天線(xiàn)端與接收器端之間的串聯(lián)晶體管，或是發(fā)射器端與系統(tǒng)接地之間的并聯(lián)晶體管。本發(fā)明是通過(guò)在晶體管100的漏極端與柵極端之間以及源級(jí)端與柵極端之間，各連接一個(gè)第一切換元件121及第二切換元件122，第一切換元件121及第二切換元件122為陽(yáng)極端連接在一起的共陽(yáng)極二極管對(duì)，此共陽(yáng)極二極管對(duì)的功能是隨著跨在晶體管漏極端與源極端之間的射頻信號(hào)的正負(fù)周期的改變，分別導(dǎo)通，進(jìn)而限制柵極端與漏極端/源級(jí)端之間的跨壓，達(dá)到保護(hù)晶體管本身不被交流信號(hào)導(dǎo)通的效果O
[0030]如『圖4』信號(hào)波形圖所示，本發(fā)明提供一種射頻切換電路切換的方法，第一切換元件121提供一第一切換路徑，第二切換元件122提供一第二切換路徑，當(dāng)此晶體管100應(yīng)用在射頻切換器電路中作為一個(gè)關(guān)閉的路徑，此時(shí)源極端接地，漏極通過(guò)一個(gè)射頻的交流信號(hào)Vds，此晶體管100漏極端與柵極端之間的交流電壓為VDe，柵極端與源極端之間的交流電壓為Ves。當(dāng)交流信號(hào)Vds的正半周期通過(guò)時(shí)，第二切換元件122的第二切換路徑會(huì)因順偏而導(dǎo)通，第一切換元件121的第一切換路徑會(huì)因逆偏而等效成一個(gè)高阻抗的電阻，因此柵極端和源極端之間的電壓會(huì)被壓抑而小于晶體管的導(dǎo)通電壓Vth，而在交流信號(hào)的負(fù)半周期，也是相同的機(jī)制。這個(gè)機(jī)制可以顯著的改善晶體管100在大的交流信號(hào)下被導(dǎo)通的問(wèn)題，而提升射頻切換器的線(xiàn)性操作功率，此電路架構(gòu)造成的效果類(lèi)似傳統(tǒng)以電容實(shí)現(xiàn)在多個(gè)串接晶體管的 前饋電容技術(shù)，但是本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在單一個(gè)晶體管上。
[0031]請(qǐng)參考『圖5』，其中第一切換元件121和/或該第二切換元件122為一接成二極管型式的晶體管(diode connected transistor)?！簣D5』說(shuō)明『圖3』在互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝上實(shí)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)施架構(gòu)，也就是使用接成二極管型式的晶體管(diode connectedtransistor)來(lái)實(shí)現(xiàn)『圖3』的二極管，接成二極管型式的晶體管(diode connectedtransistor)的等效阻抗在很大的偏壓范圍下，都具有可調(diào)的特性，因而適合用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所提出的架構(gòu)。
[0032]請(qǐng)參考『圖6』，其中第一切換元件121和/或該第二切換元件122為一晶體管基體與源極端或漏極端之間的寄生二極管。『圖6』說(shuō)明『圖3』另一個(gè)可實(shí)施的架構(gòu)，將晶體管100的基體(bulk)與柵極端相接，其利用晶體管100內(nèi)部的基體(bulk)產(chǎn)生的一第一寄生二極管211及一第二寄生二極管212來(lái)取代外加的第一切換元件121和/或該第二切換元件122，可以利用第一寄生二極管211及第二寄生二極管212的導(dǎo)通來(lái)限制柵極端與漏極端/源級(jí)端之間的跨壓，達(dá)到保護(hù)晶體管本身不被交流信號(hào)導(dǎo)通的效果。
[0033]本發(fā)明除了可以提升單一晶體管在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的操作功率，當(dāng)射頻切換器需要操作在更高的功率范圍，例如瓦特等級(jí)的功率范圍，本發(fā)明也可以應(yīng)用在多個(gè)串接的晶體管架構(gòu)上。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用在多個(gè)串接的晶體管架構(gòu)上，其可操作功率與電路的可靠度，相對(duì)于現(xiàn)有的多個(gè)串接的晶體管架構(gòu)或是多個(gè)串接的晶體管配合前饋電容的架構(gòu)，都有顯著的進(jìn)步。以?xún)蓚€(gè)晶體管串接的基礎(chǔ)架構(gòu)為例，當(dāng)其使用于射頻切換器的關(guān)閉路徑時(shí)，每個(gè)晶體管電極之間承受電壓比較如下所述。如第『圖2A』所示，電路是單純的兩個(gè)3.3伏特晶體管的串接，晶體管的柵極端長(zhǎng)度是0.35微米，柵極端的總寬度為480微米，仿真結(jié)果顯示，頻率為2.4GHz時(shí)，相對(duì)于小信號(hào)的輸入功率，當(dāng)交流信號(hào)的輸入功率增加至23.8dBm時(shí)，這兩個(gè)關(guān)閉的串接晶體管因?yàn)殚_(kāi)始導(dǎo)通而造成0.5dB的額外的插入損耗，也就是其Pin0.5dB =23.8dBm。當(dāng)加上第一前饋電容Cl = 0.5pF與第二前饋電容C2 = 0.5pF于兩側(cè)，其Pin0.5dB相對(duì)于第一種架構(gòu)提升至30dBm，值得注意的是當(dāng)輸入功率為30dBm時(shí)，當(dāng)交流信號(hào)的正半周通過(guò)時(shí)，由于前饋電容C2的使用，第四晶體管Q4的源極端與柵極端之間的承受了大部分的交流跨壓，同樣的，當(dāng)交流信號(hào)的負(fù)半周通過(guò)時(shí)，由于前饋電容Cl的使用，第三晶體管Q3的漏極端與柵極端之間的承受了大部分的交流跨壓，這對(duì)射頻切換器的可靠度，特別是互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝的射頻切換器電路會(huì)造成可靠度的問(wèn)題。若使用『圖5』中利用接成二極管型式的晶體管(diode connected transistor)來(lái)實(shí)現(xiàn)的架構(gòu),舉例來(lái)說(shuō)，同樣的兩個(gè)
3.3伏特晶體管的串接，晶體管的柵極端長(zhǎng)度是0.35微米，柵極端的總寬度為480微米，外加的接成二極管型式的晶體管為3.3伏特的晶體管，且其柵極端長(zhǎng)度是0.35微米，柵極端的總寬度為80微米，仿真結(jié)果顯示，此電路一樣可以把操作功率提升至30dBm，由于兩個(gè)串接的晶體管都使用共陽(yáng)極二極管對(duì)，在30dBm的大功率操作下，所以?xún)蓚€(gè)晶體管的跨壓幾乎是平均分配的，因此當(dāng)交流信號(hào)的正半周或負(fù)半周通過(guò)時(shí)，兩個(gè)晶體管的柵極端與漏極端或源級(jí)端之間的最大電壓比起第『圖2A』的電路，小了很多，這將有效改善晶體管在高功率操作的可靠度。若使用『圖6』中利用晶體管本身的寄生二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的此架構(gòu)，同樣的兩個(gè)3.3伏特晶體管的串接，晶體管的柵極端長(zhǎng)度是0.35微米，柵極端的總寬度為480微米，兩個(gè)晶體管的基體分別與其漏極端以及源極端相接，在相同的30dBm交流功率下，則兩個(gè)晶體管的柵極端與漏極端或源級(jí)端之間的最大電壓同樣小于第『圖2A』的電路，其線(xiàn)性操作功率甚至提升至36.8dBm。
[0034]請(qǐng)參考『圖7』，為一種應(yīng)用前述實(shí)施例所揭露的切換電路的射頻切換電路300的電路圖。射頻切換電路300包括有一天線(xiàn)端Ant、一發(fā)射器端TX、一接收器端RX、一第一切換模塊301、一第二切 換模塊302、第三切換模塊303、第四切換模塊304。
[0035]如圖所示，第一切換模塊301連接于天線(xiàn)端Ant與發(fā)射器端TX之間；第二切換模塊302連接于天線(xiàn)端Ant與接收器端RX之間；第三切換模塊303連接于發(fā)射器端TX與系統(tǒng)接地端之間；第四切換模塊304連接于接收器端RX與系統(tǒng)接地端之間。
[0036]第一切換模塊301包含一第一晶體管101，第四切換模塊304包含一第二晶體管102。其中第一晶體管101連接一第三電阻123，第二晶體管102連接一第四電阻124。
[0037]第二切換模塊302與第三切換模塊303由多個(gè)前述實(shí)施例所揭露的切換電路組成，第二切換模塊302中的切換電路以串聯(lián)方式連接，第三切換模塊303的切換電路以串聯(lián)方式連接。其中第二切換模塊302與第三切換模塊303分別包括多個(gè)晶體管100、多個(gè)第一切換兀件121、多個(gè)第二切換兀件122,其中每一晶體管100,包括一柵極端、一漏極端、一源極端與一基體；每一第一切換兀件121,其具有一第一陽(yáng)極端與一第一陰極端,第一陽(yáng)極端與柵極端相接，第一陰極端與漏極端相接；每一第二切換元件122，其具有一第二陽(yáng)極端與一第二陰極端，第二陽(yáng)極端與柵極端相接，第二陰極端與源極端相接。其中第一切換元件121和/或該第二切換元件122可以為一接成二極管型式的晶體管(diode connectedtransistor)或一晶體管基體的寄生二極管。
[0038]請(qǐng)繼續(xù)參考『圖7』，說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明技術(shù)的射頻切換電路300的電路架構(gòu)實(shí)施例，其主要是實(shí)現(xiàn)一個(gè)天線(xiàn)端Ant與一個(gè)發(fā)射器端TX以及一個(gè)接收器端RX之間不同路徑的切換。為了在發(fā)射器端TX與天線(xiàn)端Ant之間的路徑導(dǎo)通時(shí)，可以承受較高的功率，此射頻切換電路300將串接的晶體管100設(shè)計(jì)在天線(xiàn)端Ant與接收器端RX之間，或是發(fā)射器端TX與系統(tǒng)接地之間。為了提升操作功率與可靠度，這些串接的晶體管100都外加如『圖5』的第一切換元件121及第二切換元件122，其為接成二極管型式的晶體管(diode connectedtransistor)。另外，電路中必須外加多個(gè)一第一開(kāi)關(guān)電路311、一第二開(kāi)關(guān)電路312、一第三開(kāi)關(guān)電路313與一第四開(kāi)關(guān)電路314，第一開(kāi)關(guān)電路311連接于第二切換模塊302與接收器端RX之間，第二開(kāi)關(guān)電路312連接于第二切換模塊302與天線(xiàn)端Ant之間，第三開(kāi)關(guān)電路313連接于第三切換模塊303與發(fā)射器端TX之間，第四開(kāi)關(guān)電路314連接于第四切換模塊304與接地端之間，這是為了避免這些串接晶體管100轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通模態(tài)時(shí)，也就是天線(xiàn)端Ant與接收端導(dǎo)通時(shí)，所加的控制電壓會(huì)通過(guò)這些二極管饋入到系統(tǒng)接地而短路。
[0039]請(qǐng)參考『圖8』，說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明技術(shù)的射頻切換電路300的另一個(gè)電路架構(gòu)實(shí)施例，其主要是實(shí)現(xiàn)一個(gè)天線(xiàn)端Ant與一個(gè)發(fā)射器端TX以及一個(gè)接收器端RX之間不同路徑的切換。此處相同的標(biāo)號(hào)表示與前述實(shí)施例相同的元件。為了在發(fā)射器端TX與天線(xiàn)端Ant之間的路徑導(dǎo)通時(shí)，可以承受較高的功率，此射頻切換電路300將串接的晶體管100設(shè)計(jì)在天線(xiàn)端Ant與接收器端RX之間，或是發(fā)射器端TX與系統(tǒng)接地之間。為了提升操作功率與可靠度，這些串接的晶體管100都如『圖6』將柵極端與基體(bulk)相連，其利用內(nèi)部的基體(bulk)產(chǎn)生的一第一寄生二極管211及一第二寄生二極管212來(lái)取代外加的第一切換元件121和/或第二切換元件122。為了簡(jiǎn)化附圖，此處并未將寄生二極管繪制于附圖中。另外，電路中必須外加一第五開(kāi)關(guān)電路315、一第六開(kāi)關(guān)電路316、一第七開(kāi)關(guān)電路317、一第八開(kāi)關(guān)電路318、一第九開(kāi)關(guān)電路319與一第十開(kāi)關(guān)電路320，每一開(kāi)關(guān)電路位于基體與柵極端之間。也就是每一開(kāi)關(guān)電路對(duì)應(yīng)連接于未繪示于本圖的第一切換元件的陽(yáng)極端與第二切換元件的陽(yáng)極端，以及對(duì)應(yīng)的晶體管100的柵極端之間。這是為了避免這些串接晶體管100轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通模態(tài)時(shí)，也就是天線(xiàn)端Ant與接收端導(dǎo)通時(shí)，所加的控制電壓會(huì)通過(guò)這些二極管饋入到系統(tǒng)接地而短路。
[0040]請(qǐng)參考『圖9』，為本發(fā)明所揭露的一種射頻切換電路切換的方法的流程圖。本發(fā)明所揭露的一種射頻切換電路切換的方法，包括提供一第一切換路徑，其中第一切換路徑電性連接于一晶體管的一柵極端與一漏極端之間(步驟SI)。提供一第二切換路徑，其中第二切換路徑電性連接于晶體管的柵極端與一源極端之間(步驟S2)。提供一交流射頻信號(hào)，其中交流射頻信號(hào)具有一正半周期與一負(fù)半周期(步驟S3)。第二切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的正半周期而導(dǎo)通，第一切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的正半周期而成為高阻抗?fàn)顟B(tài)(步驟S4)。第一切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的負(fù)半周期而導(dǎo)通，第二切換路徑響應(yīng)交流射頻信號(hào)的負(fù)半周期而成為高阻抗?fàn)顟B(tài)(步驟S5)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的射頻切換電路，其提出一種新的前饋電容的實(shí)現(xiàn)方法，并且將其設(shè)計(jì)在每個(gè)串聯(lián)的晶體管上，當(dāng)射頻切換電路操作在高功率范圍時(shí)，每個(gè)串聯(lián)的晶體管會(huì)平均分?jǐn)傂盘?hào)的交流電壓，進(jìn)而明顯的提高電路的可操作功率與可靠度。
[0042]雖然本發(fā)明以前述的實(shí)施例揭露如上，然其并非用于限定本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所做的更改與修飾，均屬本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。關(guān)于本發(fā)明所界定的保護(hù)范圍請(qǐng)參考所附的權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1.一種切換電路，其特征在于，包括: 一晶體管，包括一柵極端、一漏極端、一源極端與一基體； 一第一切換兀件，其具有一第一陽(yáng)極端與一第一陰極端，該第一陽(yáng)極端與該柵極端相接，該第一陰極端與該漏極端相接；以及 一第二切換元件，其具有一第二陽(yáng)極端與一第二陰極端，該第二陽(yáng)極端與該柵極端相接，該第二陰極端與該源極端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換電路，其特征在于，還包括有一第一電阻，該第一電阻連接于該晶體管的該基體及一系統(tǒng)接地端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換電路，其特征在于，還包括有一第二電阻，電性連接于該晶體管的該柵極端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換電路，其特征在于，該第一切換元件和/或該第二切換元件為一接成二極管型式的晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換電路，其特征在于，該第一切換元件和/或該第二切換元件為該晶體管的該基體與該源極端或該漏極端之間的一寄生二極管，且該第一切換元件的陽(yáng)極端與該第二切換元件的陽(yáng)極端與該柵極端之間以一開(kāi)關(guān)電路相接。
6.一種射頻切換電路，其特征在于，包括: 一天線(xiàn)端； 一發(fā)射器端； 一接收器端； 一第一切換模塊，連接于該天線(xiàn)端與該發(fā)射器端之間；以及 一第二切換模塊，連接于該天線(xiàn)端與該接收器端之間； 其中該第二切換模塊包括多個(gè)切換模塊，每一該切換模塊包括有: 一晶體管，包括一柵極端、一漏極端、一源極端與一基體； 一第一切換兀件，其具有一第一陽(yáng)極端與一第一陰極端，該第一陽(yáng)極端與該柵極端相接，該第一陰極端與該漏極端相接；以及 一第二切換元件，其具有一第二陽(yáng)極端與一第二陰極端，該第二陽(yáng)極端與該柵極端相接，該第二陰極端與該源極端相接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻切換電路，其特征在于，還包括有多個(gè)第一電阻，每一該第一電阻對(duì)應(yīng)連接于每一該晶體管的該基體及一系統(tǒng)接地端之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻切換電路，其特征在于，還包括有多個(gè)第二電阻，每一該第二電阻對(duì)應(yīng)連接于每一該晶體管的該柵極端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻切換電路，其特征在于，該第一切換元件和/或該第二切換元件為一接成二極管型式的晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻切換電路，其特征在于，該第一切換元件和/或該第二切換元件為一晶體管基體與源極端或漏極端之間的一寄生二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的射頻切換電路，其特征在于，還包括有一開(kāi)關(guān)電路，電性連接于該第一切換元件的 陽(yáng)極端與該第二切換元件的陽(yáng)極端以及該晶體管的該柵極端之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻切換電路,其特征在于,該第一切換模塊包含一第一晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻切換電路，其特征在于，包括一第三切換模塊，連接于該發(fā)射器端與該系統(tǒng)接地端之間，該第三切換模塊包含多個(gè)如該第二切換模塊中的該切換模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻切換電路，其特征在于，包括一第四切換模塊，連接于該接收器端與該系統(tǒng)接地端之間，該第四切換模塊包含一第二晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻切換電路,其特征在于,包括一第一開(kāi)關(guān)電路、一第二開(kāi)關(guān)電路、一第三開(kāi)關(guān)電路與一第四開(kāi)關(guān)電路，其中該第一開(kāi)關(guān)電路連接于該第二切換模塊與該接收器端之間，該第二開(kāi)關(guān)電路連接于該第二切換模塊與該天線(xiàn)端之間，該第三開(kāi)關(guān)電路連接于該第三切換模塊與該發(fā)射器端之間，該第四開(kāi)關(guān)電路連接于該第四切換模塊與該系統(tǒng)接地端之間。
16.一種射頻切換電路切換的方法，其特征在于，包括: 提供一第一切換路徑，其中該第一切換路徑電性連接于一晶體管的一柵極端與一漏極端之間； 提供一第二切換路徑，其中該第二切換路徑電性連接于該晶體管的該柵極端與一源極端之間； 提供一交流射頻信號(hào)，其中該交流射頻信號(hào)具有一正半周期與一負(fù)半周期； 該第二切換路徑響應(yīng)該交流射頻信號(hào)的該正半周期而導(dǎo)通，該第一切換路徑響應(yīng)該交流射頻信號(hào)的該正半周期而成為高阻抗?fàn)顟B(tài)；以及 該第一切換路徑響應(yīng)該交流射頻信號(hào)的該負(fù)半周期而導(dǎo)通，該第二切換路徑響應(yīng)該交流射頻信號(hào)的該負(fù)半周期而成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
【文檔編號(hào)】H04B1/44GK103812523SQ201210575371
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】陳正中 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院