射频收发开关制造技术

本发明专利技术涉及一种射频收发开关，包括：天线端、发射端、发射端变换器、第一电容、接收匹配子网络、接收端、射频开关模块。天线端的连接节点分为两条一级支路，发射端和发射端变换器相串联并与连接节点相连接而构成第一条一级支路，第一电容的一端与连接节点相连接而构成第二条一级支路，第一电容的另一端分为两条二级支路，接收匹配子网络和接收端相串联并与第一电容的另一端相连接构成第一条二级支路，射频开关模块一端与第一电容的另一端相连接、另一端接地而构成第二条二级支路。本发明专利技术的射频收发开关可以大大减少片外分立器件的使用，有效降低成本和PCB面积，同时兼具高性能、高集成度和低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】
射频收发开关
本专利技术涉及射频集成电路领域，具体涉及一种高性能的射频收发开关电路。
技术介绍
如今市场上常见的无线收发通信系统，如802.11abgn/ac和Bluetooth等，都属于分时收发系统，即无线系统进行数据的收、发传输不是同时进行的。因此，高隔离度、低损耗的射频收发开关是此类分时收发系统的关键模块。多年来PIN二极管和Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体MESFETs分立器件占据了射频收发开关的大部分市场，但是采用额外的分立器件不但会增加系统的复杂度，占用印刷电路板(PCB)的空间，而且增加了成本。基于CMOS-SOI工艺和LC谐振衬底偏置技术可以提高射频收发开关的隔离度和线性度，但CMOS-SOI非标准CMOS工艺，无法将射频收发开关与其它电路模块集成在同一块芯片上，集成度低，成本也高，附图1给出了现有技术中一种LC谐振射频收发开关的电路结构示意图。附图2是现有技术中一种串/并联射频收发开关的电路结构示意图，目前最常用的CMOS射频收发开关大多采用串联/并联结构。但随着电路频率的升高，并联支路所产生的寄生效应降低了支路阻抗，高频下插入损耗将严重恶化。也有采用阻抗匹配网络或者采用堆叠晶体管来提高线性度，但都会以降低隔离度和插入损耗等性能为代价，因而在综合指标上也无法满足商用要求。综上所述，现有的各种射频收发开关，存在集成度低、成本高、电路性能较差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题而提供一种具有高性能、高集成度、低成本等优点的基于标准CMOS工艺的射频收发开关方案。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种射频收发开关，包括：在发射模式时用于信号发射、在接收模式时用于信号接收的天线端；用于将待发射信号输入所述射频收发开关的发射端；将待发射信号耦合至所述天线端的发射端变换器；在发射模式时与所述发射端变换器共同构成发射匹配网络的第一电容；在接收模式时与所述第一电容共同构成接收匹配网络的阻抗匹配的接收匹配子网络；用于将待接收信号输出所述射频收发开关的接收端；用于选择发射模式或接收模式的射频开关模块；所述天线端的连接节点分为两条一级支路，所述发射端和所述发射端变换器相串联并与所述连接节点相连接而构成第一条所述一级支路，所述第一电容的一端与所述连接节点相连接而构成第二条所述一级支路，所述第一电容的另一端分为两条二级支路，所述接收匹配子网络和所述接收端相串联并与所述第一电容的另一端相连接构成第一条所述二级支路，所述射频开关模块的一端与所述第一电容的另一端相连接、另一端接地而构成第二条所述二级支路；在发射模式时，所述射频开关模块闭合，待发射信号在所述发射端与所述天线端之间传输；在接收模式时，所述射频开关模块断开，待接收信号在所述天线端与所述接收端之间传输。所述射频开关模块包括射频开关管，所述射频开关管的栅端经第一电阻而形成第一控制端，所述射频开关管的漏端与所述第一电容相连接，所述射频开关管的源端与所述第二电容相连接并经与所述第二电容并联的第二电阻而形成第二控制端；当所述第一控制端所接电位高于所述第二控制端所接电位时，所述射频收发开关处于发射模式，当所述第一控制端所接电位低于所述第二控制端所接电位时，所述射频收发开关处于接收模式。所述射频开关模块包括三极管，所述三极管的基极经第一电阻而形成第一控制端，所述三极管的集电极与所述第一电容相连接并经第二电阻而形成第二控制端，所述三极管的发射极接地；当所述第一控制端所接电位和所述第二控制端所接电位均为高电位时，所述射频收发开关处于发射模式，当所述第一控制端所接电位和所述第二控制端所接电位均为低电位时，所述射频收发开关处于接收模式。所述射频开关模块包括二极管，所述二极管的正极经第一电阻而形成第一控制端，所述二极管的正极与所述第一电容相连接，所述二极管的负极接地；当所述第一控制端所接电位为高电位时，所述射频收发开关处于发射模式，当所述第一控制端所接电位为低电位时，所述射频收发开关处于接收模式。所述发射端变换器包括相耦合的发射线圈和天线线圈，所述发射线圈的两端均连接至所述发射端，所述天线线圈的一端与所述天线端相连接、另一端接地。所述接收匹配子网络包括电感或电容或电感和电容的组合。所述射频收发开关采用标准CMOS工艺实现。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的射频收发开关可以大大减少片外分立器件的使用，有效降低成本和PCB面积，同时兼具高性能、高集成度和低成本的优点。附图说明附图1为现有技术中一种LC谐振射频收发开关的电路结构示意图。附图2为现有技术中一种串并联射频收发开关的电路结构示意图。附图3为本专利技术第一实施例中一种高性能的射频收发开关的电路结构示意图。附图4为本专利技术第一实施例中一种高性能的射频收发开关在射频开关模块处于闭合状态的电路结构示意图。附图5为本专利技术第一实施例中一种高性能的射频收发开关在射频开关模块处于断开状态的电路结构示意图。附图6为本专利技术第一实施例中一种高性能的射频收发开关工作于发射模式的电路结构示意图。附图7为本专利技术第一实施例中一种高性能的射频收发开关工作于接收模式的电路结构示意图。附图8为本专利技术第二实施例中一种高性能的射频收发开关的电路结构示意图。附图9为本专利技术第二实施例中一种高性能的射频收发开关在射频开关模块处于闭合状态的电路结构示意图。附图10为本专利技术第二实施例中一种高性能的射频收发开关在射频开关模块处于断开状态的电路结构示意图。附图11为本专利技术第二实施例中一种高性能的射频收发开关工作于发射模式的电路结构示意图。附图12为本专利技术第二实施例中一种高性能的射频收发开关工作于接收模式的电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一：如附图3所示，一种射频收发开关，包括天线端、发射端、发射端变换器balun、第一电容C1、阻抗匹配的接收匹配子网络、接收端、射频开关模块K以及第二电容C2。该射频收发开关具有两种工作模式，分别为发射模式和接收模式。天线端在发射模式时用于信号发射、在接收模式时用于信号接收，天线端的连接节点分为两条并接的一级支路。发射端用于将待发射信号输入射频收发开关中，其可以连接其他器件，如用于对信号进行放大的功率放大器PA来获得待发射信号。而发射端变换器balun则用于将待发射信号耦合至天线端。发射端和发射端变换器balun相串联并与天线端的连接节点相连接而构成第一条一级支路，即功率放大器PA的两个输出端分别形成发射端P和发射端N，两个发射端P、N为该射频收发开关在发射模式时的输入端，两个发射端P、N与发射端变换器balun的两个输入端相连接，而发射端变换器balun的输出端再连接至连接节点而与天线端相连接。发射端变换器balun包括相耦合的发射线圈和天线线圈。发射线圈的两端连接至发射端P和发射端N，天线线圈的一端与天线端的连接节点相连接、另一端接地。第一电容C1的一端与天线端的连接节点相连接而构成第二条一级支路，第一电容C1的另一端分为两条二级支路。接收匹配子网络和接收端相串联，并与第一电容C1的另一端相连接构成第一条二级支路，即接收匹配子网络的一端与第一电容C1的另一端相连接，接收匹配子网络的另一端连接至接收端，接收端可再连接其他器件，如低噪声放大器LNA的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频收发开关，其特征在于：所述射频收发开关包括：在发射模式时用于信号发射、在接收模式时用于信号接收的天线端；用于将待发射信号输入所述射频收发开关的发射端；将待发射信号耦合至所述天线端的发射端变换器；在发射模式时与所述发射端变换器共同构成发射匹配网络的第一电容；在接收模式时与所述第一电容共同构成接收匹配网络的阻抗匹配的接收匹配子网络；用于将待接收信号输出所述射频收发开关的接收端；用于选择发射模式或接收模式的射频开关模块；所述天线端的连接节点分为两条一级支路，所述发射端和所述发射端变换器相串联并与所述连接节点相连接而构成第一条所述一级支路，所述第一电容的一端与所述连接节点相连接而构成第二条所述一级支路，所述第一电容的另一端分为两条二级支路，所述接收匹配子网络和所述接收端相串联并与所述第一电容的另一端相连接构成第一条所述二级支路，所述射频开关模块的一端与所述第一电容的另一端相连接、另一端接地而构成第二条所述二级支路。

【技术特征摘要】
1.一种射频收发开关，其特征在于：所述射频收发开关包括：在发射模式时用于信号发射、在接收模式时用于信号接收的天线端；用于将待发射信号输入所述射频收发开关的发射端；将待发射信号耦合至所述天线端的发射端变换器；在发射模式时与所述发射端变换器共同构成发射匹配网络的第一电容；在接收模式时与所述第一电容共同构成接收匹配网络的阻抗匹配的接收匹配子网络；用于将待接收信号输出所述射频收发开关的接收端；用于选择发射模式或接收模式的射频开关模块；所述天线端的连接节点分为两条一级支路，所述发射端和所述发射端变换器相串联并与所述连接节点相连接而构成第一条所述一级支路，所述第一电容的一端与所述连接节点相连接而构成第二条所述一级支路，所述第一电容的另一端分为两条二级支路，所述接收匹配子网络和所述接收端相串联并与所述第一电容的另一端相连接构成第一条所述二级支路，所述射频开关模块的一端与所述第一电容的另一端相连接、另一端接地而构成第二条所述二级支路。2.根据权利要求1所述的射频收发开关，其特征在于：在发射模式时，所述射频开关模块闭合，待发射信号在所述发射端与所述天线端之间传输；在接收模式时，所述射频开关模块断开，待接收信号在所述天线端与所述接收端之间传输。3.根据权利要求1或2所述的射频收发开关，其特征在于：所述射频开关模块包括射频开关管，所述射频开关管的栅端经第一电阻而形成第一控制端，所述射频开关管的漏端与所述第一电容相连接，所述射频开关管的源端与所述第二电容相连接并经与所述第二电容并联的第二电阻而...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，陈郑，胡雪青，周立国，颜峻，石寅，
申请(专利权)人：苏州威发半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32