射频切换的设备和方法技术

本文提供的是射频切换的设备和方法。在某些配置中，RF切换电路包括：串联电连接在输入端和输出端之间的两个或多个FET，两个或多个FET经由一个或多个中间节点串联连接。RF切换电路接收可用于控制两个或多个FET的栅极的DC偏置电压的第一开关控制信号，以及可用于控制一个或多个中间节点的DC偏置电压的第二开关控制信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及电子系统，更具体地涉及射频(RF)开关。
技术介绍
射频(RF)系统通常包括RF开关以电耦合或去耦合RF系统中的电路和/或节点。在一个实例中，RF系统(诸如，移动设备或基站)可以包括使用RF开关来实现的数字步进衰减器(DSA)。此外，该RF开关可用于控制由DSA提供的衰减量。在另一个例子中，RF系统可以包括使用RF开关来实现的天线开关模块(ASM)，以及ASM可用于电连接天线到RF系统的特定发送或接收路径，由此允许多个组件访问天线。
技术实现思路
在一个方面，提供包括第一射频切换电路的射频(RF)系统。第一RF切换电路包括第一端子，第二端子，被配置为接收第一控制信号的第一控制端子，用于接收第二控制信号的第二控制端子，和电串联连接在第一端子和第二端子之间的两个或多个场效应晶体管(FET)。所述两个或更多FET包括：第一FET，包括电连接到第一端子的源极/漏极；和第二FET，包括电连接到第二端子的源极/漏极。第一中间节点沿着所述第一FET的漏极/源极和第二场效应晶体管的漏极/源极之间的信号路径布置。第一控制信号被配置为控制第一FET的栅极的DC直流偏置电压和第二FET的栅极的DC直流偏置电压，和所述第二控制信号被配置为控制所述第一中间节点的DC偏置电压。在另一个方面，提供一种RF切换的方法。该方法包括接收第一控制信号和第二控制信号作为到RF切换电路的输入，其包括串联电连接在第一端子和第二端子之间的两个或多个场效应晶体管(FET)。该方法还包括使用第一控制信号控制两个或多个FET的第一FET的栅极的DC偏置电压。该方法还包括使用第一控制信号控制两个或多个FET的第二FET的栅极的DC偏置电压。第一FET的源极/漏极电连接到第一端子，和第二FET的源极/漏极电连接到第二端子。该方法进一步包括使用所述第二控制信号控制第一中间节点的DC偏置电压。所述第一中间节点沿着所述第一FET的漏极/源极和第二FET的漏极/源极之间的信号路径布置。在另一个方面，提供了一种数字步进衰减器。数字步进衰减器包括衰减控制电路，被配置以产生包括第一控制信号和第二控制信号的多个控制信号。数字步进衰减器还包括多个衰减级包括第一衰减级。第一衰减级包括第一RF切换电路。第一RF切换电路包括第一端子，第二端子，被配置为接收所述第一控制信号的第一控制端，用于接收所述第二控制信号的第二控制端子，和电串联连接在第一端子和第二端子之间的两个或多个场效应晶体管(FET)。所述两个或多个FET包括：第一FET，包括电连接到第一端子的源极/漏极；和第二FET，包括电连接到第二端子的源极/漏极。第一中间节点沿着所述第一FET的漏极/源极和第二FET的漏极/源极之间的信号路径布置。第一控制信号被配置为控制第一FET的栅极的DC偏置电压和第二FET的栅极的DC偏置电压。第二控制信号被配置为控制所述第一中间节点的DC偏置电压。附图说明图1是射频(RF)系统的示意框图，其可以包括根据本文教导的一个或多个RF切换电路。图2A是根据一个实施例的数字步进衰减器(DSA)的示意图。图2B是根据一个实施例的RF切换系统的示意图。图2C是根据另一个实施例的RF切换系统的示意图。图2D是根据另一实施例的RF切换系统的示意图。图2E是根据另一个实施例的RF切换系统的示意图。图3A是根据一个实施例的衰减器级的示意图。图3B是根据另一实施例的衰减器级的示意图。图3C是根据另一实施例的衰减器级的示意图。图4A是根据一个实施例的RF切换电路的示意图。图4B是根据另一实施例的RF切换电路的示意图。图4C是根据另一实施例的RF切换电路的示意图。图4D是根据另一实施例的RF切换电路的示意图。图4E是根据另一实施例的RF切换电路的示意图。图4F是根据另一实施例的RF切换电路的示意图。具体实施方式实施例的以下详细描述中提出了本专利技术的具体实施例的各种描述。然而，本专利技术可以以许多不同方式来实施，由权利要求书所定义和覆盖。在此描述中，参考附图，其中相同的参考数字可以指示相同或功能相似的元件。射频(RF)开关可以使用场效应晶体管(FET)，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)来实现。例如，N沟道场效应晶体管(NFET)可以作为RF开关操作，并且该NFET的栅极可以由栅极控制信号来控制，以打开或关闭RF开关。当NFET处于ON的状态下工作时，NFET提供其源极和漏极之间的低阻抗路径。此外，当NFET在OFF状态下工作时，NFET工作在截止区，并提供了其源极和漏极之间的高阻抗。通过控制NFET的栅极-源极、栅极-漏极和栅极-背栅电压，该NFET可以在OFF或断开状态进行操作。如本文所使用的，背栅也可以指FET的主体或主体端子。足以使FET打开或关闭的FET的栅极、背栅、漏极和源极的特定电压可以取决于多种因素。例如，FET导通和关断的电压电平可以基于FET的阈值电压，它可以随着用于制造FET的方法而变化。FET可用于传递或阻断具有随时间变化的电压振幅的RF信号。另一方面，当FET在特定的状态下工作时，FET可以接收可以具有基本固定的电压电平的控制信号。例如，在一个实例中，栅极控制信号可以具有约等于地面或电源低电压以关闭FET，和大约等于功率高电源电压的电压以接通FET电压。当FET用来传递或阻断RF信号时，RF信号的电压振幅的变化可以导致FET的栅极-源极和/或漏-源极电压随时间变化。FET的栅极-源极，栅极-漏极和栅极至背栅电压随时间的变化可造成不良的行为，诸如FET的漏-源电阻的变化和/或从OFF状态到ON状态的意外变化。因此，这样的偏置电压的变化可导致RF信号中的失真。FET的ON状态和/或OFF状态性能可进一步由大的RF信号摆幅降解。例如，当FET在接通状态被偏压时，大的RF信号摆动可导致FET的栅极-源极，栅极-漏极或栅极-背栅电压随着时间而改变，引起FET的漏极-源极或信道阻力的变化。此外，大的RF信号摆幅可导致在OFF状态偏置的FET在RF信号周期的部分期间开启。在具有低的DC偏置电压(诸如，0V输入偏置电压)的配置中，也难以保持FET在大信号摆动的存在下被关闭。例如，当FET在具有约0V源极和栅极DC电压的断开状态下操作时，其幅值大于FET的阈值电压的RF信号可在一定的时间实例打开。因此，FET的偏置限制可限制RF信号相对于FET的栅极电压的电压范围或信号摆幅。然而，这样的限制对于某些应用和/或系统是不可接受的。本文提供了用于射频(RF)开关的装置和方法。在某些配置中，RF切换电路包括：电连接在输入端和输出端之间串联的两个或多个FET，两个或多个FET经由一个或多个中间节点串联连接。RF切换电路接收可用于控制两个或多个FET的栅极的DC偏置电压的第一开关控制信号，以及可以用来控制一个或多个中间节点的DC偏置电压的第二开关控制信号。为了打开RF切换电路，第一和第二开关控制信号可控制FET的栅极-源极，栅极-漏极和栅极-背栅电压，以提供所述输入端子和输出端子之间的低阻抗路径。然而，为了关掉RF切换电路，第一和第二开关控制信号可偏压各FET强烈关闭，以在大RF信号摆动的存在下增强所述RF切换电路的线性。例如，在使用NFET的结构中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频(RF)系统，包括：第一RF切换电路，包括：第一端子；第二端子；配置为接收第一控制信号的第一控制端子；配置为接收第二控制信号的第二控制端子；和串联连接在第一端子和第二端子之间的两个或多个FET，其中，所述两个或多个FET包括：第一FET，包括电连接到所述第一端子的源极/漏极；和第二FET，包括电连接到第二端子的源极/漏极，其中第一中间节点沿着所述第一FET的漏极/源极和第二FET的漏极/源极之间的信号路径布置，其中，所述第一控制信号被配置为控制第一FET的栅极的DC偏置电压和第二FET的栅极的DC偏置电压，其中，所述第二控制信号被配置为控制所述第一中间节点的DC偏置电压。

【技术特征摘要】
2015.02.25 US 14/630,9851.一种射频(RF)系统，包括：第一RF切换电路，包括：第一端子；第二端子；配置为接收第一控制信号的第一控制端子；配置为接收第二控制信号的第二控制端子；和串联连接在第一端子和第二端子之间的两个或多个FET，其中，所述两个或多个FET包括：第一FET，包括电连接到所述第一端子的源极/漏极；和第二FET，包括电连接到第二端子的源极/漏极，其中第一中间节点沿着所述第一FET的漏极/源极和第二FET的漏极/源极之间的信号路径布置，其中，所述第一控制信号被配置为控制第一FET的栅极的DC偏置电压和第二FET的栅极的DC偏置电压，其中，所述第二控制信号被配置为控制所述第一中间节点的DC偏置电压。2.如权利要求1所述的RF系统，进一步包括：第一信道偏置电阻器，电连接在第一中间节点和第二控制端之间。3.如权利要求2所述的RF系统，进一步包括：第三FET，电连接在所述第一FET的漏极/源极和第二FET的漏极/源极之间，其中，第三FET的漏极/源极电连接到不同于第二中间节点的第一中间节点；和第二通道偏置电阻器，电连接在第二中间节点与第二控制端之间。4.如权利要求1所述的RF系统，其中，第一FET的栅极的AC电压被配置成随着第一端子的RF信号分量改变，以及其中，所述第二FET的栅极的AC电压被配置为随着在第二端子的RF信号分量改变。5.如权利要求4所述的RF系统，进一步包括：第一自举电容器，电连接在第一FET的源极/漏极和第一FET的栅极之间；和第二自举电容器，电连接在第二FET的源极/漏极和第二FET的栅极之间。6.如权利要求4所述的RF系统，其中，第一FET的主体的AC电压被配置成随着在所述第一端的RF信号分量改变，以及其中，所述第二FET的主体的交流电压被配置为随着在第二端子的RF信号分量改变。7.如权利要求6所述的射频系统，进一步包括：第三自举电容器，电连接在第一FET的源极/漏极和第一FET的主体之间；和第四自举电容器，电连接在第二FET的源极/漏极和第二FET的主体之间。8.如权利要求6所述的RF系统方法，其中，第一FET的主体被电连接到所述第一FET的源极/漏极，并且其中，所述第二FET的主体电连接到第二FET的源极/漏极。9.如权利要求1所述的RF系统，进一步包括：第一栅极偏置电阻器，电连接在第一FET的栅极和所述第一控制端子之间，其中所述第一栅极偏置电阻器具有1kΩ到100MΩ之间的电阻；和第二栅极偏置电阻器，电连接在第二FET的栅极和所述第一控制端子之间，其中所述第二栅极偏置电阻器具有1kΩ到100MΩ之间的电阻。10.如权利要求9所述的RF系统，还包括：第一主体偏置电阻，电连接在第一FET的主体和第一电压之间，其中，所述第一主体偏置电阻器具有1kΩ到100MΩ之间的电阻；和第二主体偏置电阻，电连接在第二FET的主体和第一电压之间，其中，所述第二主体偏压电阻器具有1kΩ到100MΩ之间的电阻。11.如权利要求1所述的RF系统，其中，第一FET包括第一高阈值FET，和第二FET包括第二高阈值FET，其中，所述两个或多个FET进一步包括串联电连接在第一高FET的漏极/源极和第二高阈值FET的漏极/源极之间的一个或多个低阈值FET。12.如权利要求1所述的RF系统，进一步包括：控制电路，被配置以产生包括第一控制信号和第二控制信号的多个控制信号，其中所述控制电路被配置为通过控制第一控制信号为第一电压和通过控制第二控制信号为第二电压，而控制所述第一RF切换电路为OFF状态，并且其中所述控制电路被配置为通过控制第一控制信号到所述第二电压和通过控制所述第一控制信号到所述第一电压而控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·P·沃克，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US