一种改善非线性的射频开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种改善非线性的射频开关电路，包括栅极电压控制模块、开关模块以及体极电压控制模块，所述开关模块包括N个级联的NMOS管开关单元，各NMOS管开关单元的NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过可控选择串并联单元连接，减小射频电路的谐波非线性，本发明专利技术通过增加源漏与体极的可控选择串并联单元，可以减小谐波非线性，同时能够优化导通电阻Ron、减小关断电容Coff。

A nonlinear RF switching circuit

The invention discloses a nonlinear radio frequency switching circuit, which includes a gate voltage control module, a switch module and a somatic voltage control module. The switch module includes N cascaded NMOS tube switching units, and the source S/ drain D and the body pole B of the NMOS switch units of each NMOS tube switch unit are controlled by a controlled selection series parallel unit. Connecting to reduce the harmonic nonlinearity of the RF circuit, the invention can reduce the harmonic nonlinearity by adding the controlled selection series and parallel units of the source leakage and the body pole, at the same time, it can optimize the conduction resistance Ron and reduce the shut off capacitor Coff.

【技术实现步骤摘要】
一种改善非线性的射频开关电路
本专利技术涉及一种射频开关电路，特别是涉及一种改善非线性的射频开关电路。
技术介绍
射频开关是用于控制射频信号传输路径及信号大小的控制器件之一，在无线通信、电子对抗、雷达系统及电子测量仪器等许多领域有广泛用途。众所周知，在射频开关电路中，谐波等非线性特性对射频开关功率处理能力至关重要，同时关断电容Coff的减小有助于改善隔离度及阻抗失配插损。图1为现有技术一种射频开关电路的电路示意图。如图1所示，现有技术的射频开关电路包括栅极电压控制模块10、开关模块20和体极电压控制模块30，栅极电压控制模块10和体极电压控制模块30各由一个公共偏置电阻组成，开关模块20由多个级联的NMOS管M1、M2、……、Mn、多个体极偏置电阻Rbk、多个栅极偏置电阻Rgk以及多个通路电阻Rdsk组成，开关模块20与栅极控制电压VG、体极控制电压VB之间连接公共偏置电阻Rgc、Rbc。现有技术的射频开关电路采用层叠设计，其导通电阻Ron与关断电容Coff的乘积表征射频开关电路的射频特性：Ron·Coff＝FoM。图2为图1射频开关电路中开关模块的各开关单元的结构图。当射频开关导通(ON)时，射频信号电流Iout＝Iin-Ib，其中，Iin为从射频输入端RFin流入的射频电流，Iout为从射频输出端RFout流出的射频电流，Ib为体极流出的漏电流，如果Ib≈0，射频开关传递函数为奇函数，奇函数不产生偶次谐波，具有较好的偶次谐波非线性，Rb>>Rdb及Rsb时，Ib≈0，Rb为体极电阻，Rdb为漏极D与体极B间等效电阻，Rsb为源极S与体极B间等效电阻；图3为另一种开关源极S/漏极D与体极B仅接小开关的射频开关单元的结构图。当开关导通(ON)时将漏极D与体极B及漏极D与源极S通过NMOS管短接，可以使Rdb＝Rsb<<Rb，开关导通(ON)态射频开关近似为奇函数改善偶次谐波非线性，同时增减并联通路可以减小射频开关导通电阻Ron而减小奇次谐波。然而，上述现有技术中，当开关截止(OFF)态时射频开关增加并联电容通路，会增加射频开关关断电容Coff。因此，实有必要提出一种技术手段，以解决上述问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种改善非线性的射频开关电路，其通过增加源漏与体极的可控选择串并联单元，可以减小谐波非线性，同时能够优化导通电阻Ron、减小关断电容Coff。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种改善非线性的射频开关电路，包括栅极电压控制模块、开关模块以及体极电压控制模块，所述开关模块包括N个级联的NMOS管开关单元，各NMOS管开关单元的NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过可控选择串并联单元连接，减小射频电路的谐波非线性。进一步地，所述开关模块的各NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过两级串联的NMOS管小开关控制单元连接。进一步地，所述两级串联的NMOS管小开关控制单元的中间节点经可控MOS管通路提供并联小电容至地路径。进一步地，所述开关模块的每个开关单元包括NMOS开关管Msw、体极偏置电阻Rb、栅极偏置电阻Rg、通路电阻Rds、构成漏体并联支路的串联NMOS管Mdb1和Mdb2、构成源体并联支路的串联NMOS管Msb1和Msb2、漏体并联支路的串联NMOS管并联分布电容控制MOS管Md、漏极至地电容Cd、源体并联支路的串联NMOS管并联分布电容控制MOS管Ms以及源极至地电容Cs。进一步地，射频输入信号RFin连接至第一级NMOS管开关单元的NMOS开关管的漏极，第一级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第二级NMOS管开关单元的NMOS开关管的漏极，第二级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第三级NMOS开关单元的NMOS开关管的漏极，……，第n-2级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第n-1级NMOS开关单元的NMOS开关管的漏极，第n-1级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第n级NMOS开关单元的NMOS开关管的漏极，第n级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极为所述射频开关电路的输出RFout。进一步地，漏体并联支路MOS管Mdb1的漏极连接至NMOS管Msw的漏极，漏体并联支路MOS管Mdb1的源极连接漏体并联支路MOS管Mdb2的漏极和漏体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Md的源极，漏体并联支路MOS管Mdb2的源极连接至NMOS管Msw的体极，漏体并联支路MOS管Mdb1的栅极、漏体并联支路MOS管Mdb2的栅极和漏体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Md的栅极连接至NMOS管Msw的栅极，漏体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Md的漏极连接至漏极电容Cd的一端，漏极电容Cd的另一端接地，源体并联支路MOS管Msb1的漏极连接至NMOS管Msw的源极，源体并联支路MOS管Msb1的源极连接源体并联支路MOS管Msb2的漏极和源体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Ms的源极，源体并联支路MOS管Msb2的源极连接至NMOS管Msw的体极，源体并联支路MOS管Msb1的栅极、源体并联支路MOS管Msb2的栅极和源体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Ms的栅极连接至NMOS管Msw的栅极，源体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Ms的漏极连接至源极电容Cs的一端，源极电容Cs的另一端接地,通路电阻Rds连接在NMOS管Msw的漏极和源极间，体极偏置电阻Rb的一端连接至NMOS管Msw的体极，体极偏置电阻Rb的另一端连接至所述体极电压控制模块，栅极偏置电阻Rg的一端连接至NMOS管Msw的栅极，栅极偏置电阻Rg的另一端连接至所述栅极电压控制模块。进一步地，所述漏体并联支路MOS管Mdb1和Mdb2、源体并联支路MOS管Msb1和Msb2为NMOS管。进一步地，所述漏体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Md、源体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Ms为PMOS管。进一步地，当NMOS管Msw开启时，PMOS管关断与地射频浮空，NMOS管Msw开启使得源极S/漏极D与体极B短接，射频开关电路为奇函数，以改善偶次谐波非线性。进一步地，当NMOS管Msw关闭时，NMOS管Msw关断表现为关断电容，而PMOS管开启提供至地并联小电容通路，使NMOS管Msw关断电容为接地电容而减小NMOS管Msw的关断电容。与现有技术相比，本专利技术一种改善非线性的射频开关电路通过将开关模块的NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过两级串联NMOS小开关控制单元连接，其中间节点经可控MOS管通路提供并联小电容至地路径，可以减小射频开关电路的谐波非线性，同时能够优化其导通电阻Ron、减小关断Coff。附图说明图1为现有技术一种射频开关电路的电路示意图；图2为图1射频开关电路中开关模块的各开关单元的结构图；图3为另一种开关源极S/漏极D与体极B仅接小开关的射频开关单元的结构图；图4为本专利技术一种改善非线性的射频开关电路的电路结构图；图5为本专利技术具体实施例中开关模块的NMOS开关单元的细部结构图；图6为本专利技术导通电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善非线性的射频开关电路，包括栅极电压控制模块、开关模块以及体极电压控制模块，其特征在于：所述开关模块包括N个级联的NMOS管开关单元，各NMOS管开关单元的NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过可控选择串并联单元连接，减小射频电路的谐波非线性。

【技术特征摘要】
1.一种改善非线性的射频开关电路，包括栅极电压控制模块、开关模块以及体极电压控制模块，其特征在于：所述开关模块包括N个级联的NMOS管开关单元，各NMOS管开关单元的NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过可控选择串并联单元连接，减小射频电路的谐波非线性。2.如权利要求1所述的一种改善非线性的射频开关电路，其特征在于：所述开关模块的各NMOS开关管的源极S/漏极D与体极B通过两级串联的NMOS管小开关控制单元连接。3.如权利要求2所述的一种改善非线性的射频开关电路，其特征在于：所述两级串联的NMOS管小开关控制单元的中间节点经可控MOS管通路提供并联小电容至地路径。4.如权利要求3所述的一种改善非线性的射频开关电路，其特征在于：所述开关模块的每个开关单元包括NMOS开关管Msw、体极偏置电阻Rb、栅极偏置电阻Rg、通路电阻Rds、构成漏体并联支路的串联NMOS管Mdb1和Mdb2、构成源体并联支路的串联NMOS管Msb1和Msb2、漏体并联支路的串联NMOS管并联分布电容控制MOS管Md、漏极至地电容Cd、源体并联支路的串联NMOS管并联分布电容控制MOS管Ms以及源极至地电容Cs。5.如权利要求4所述的一种改善非线性的射频开关电路，其特征在于：射频输入信号RFin连接至第一级NMOS管开关单元的NMOS开关管的漏极，第一级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第二级NMOS管开关单元的NMOS开关管的漏极，第二级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第三级NMOS开关单元的NMOS开关管的漏极，……，第n-2级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第n-1级NMOS开关单元的NMOS开关管的漏极，第n-1级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极连接第n级NMOS开关单元的NMOS开关管的漏极，第n级NMOS开关单元的NMOS开关管的源极为所述射频开关电路的输出RFout。6.如权利要求5所述的一种改善非线性的射频开关电路，其特征在于：漏体并联支路MOS管Mdb1的漏极连接至NMOS管Msw的漏极，漏体并联支路MOS管Mdb1的源极连接漏体并联支路MOS管Mdb2的漏极和漏体并联支路的串联NMOS管分布电容控制MOS管Md的源极，漏体并联支路MOS管Md...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴若凡，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31