具有后栅极偏置的开关的电路制造技术

本发明专利技术涉及具有后栅极偏置的开关的电路，其揭露具有开关的电子电路以及操作电子电路中的开关的方法。第一放大器通过第一路径与天线耦接。第二放大器通过第二路径与该天线耦接。晶体管在一节点与该第一路径耦接。该第一晶体管包括后栅极。后栅极偏置电路与该第一晶体管的该后栅极耦接。该后栅极偏置电路经配置成向该第一晶体管的该后栅极供应偏置电压，从而降低该晶体管的阈值电压。

【技术实现步骤摘要】
具有后栅极偏置的开关的电路
本专利技术通常涉及电子电路，尤其涉及具有开关的电子电路以及用于操作电子电路中的开关的方法。
技术介绍
射频集成电路(Radio-frequencyintegratedcircuit；RFIC)存在于许多类型的装置中，例如移动电话。RFIC通常需要开关来选择并控制天线、发送器电路(例如，功率放大器)与接收器电路(例如，低噪声放大器)之间的连接。通过使用半导体装置(通常为单个场效应晶体管(field-effecttransistor；FET)或堆叠的多个FET)在RFIC中可实施开关。这样的开关可能引入插入损耗，其可能影响发送器电路的效率及接收器电路的噪声系数。需要改进的具有开关的电子电路以及用于操作电子电路中的开关的方法。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，电子电路包括通过第一路径与天线耦接的第一放大器，通过第二路径与该天线耦接的第二放大器，以及在一节点与该第一路径耦接的晶体管。后栅极偏置电路与该晶体管的后栅极耦接。该后栅极偏置电路经配置成向该晶体管的该后栅极供应偏置电压，从而降低该晶体管的阈值电压。在本专利技术的一个实施例中，一种操作电子电路的方法包括向晶体管的后栅极施加偏置电压，该晶体管在第一节点与位于天线与第一放大器之间的第一路径耦接。响应施加该偏置电压，通过第二路径自第二放大器向该天线发送信号。向该晶体管的该后栅极供应的该偏置电压降低该晶体管的阈值电压。附图说明包含于并构成本说明书的一部分的附图说明本专利技术的各种实施例，并与上面所作的概括说明以及下面所作的实施例的详细说明一起用以解释本专利技术的实施例。图1显示依据本专利技术的实施例的电子电路的示意图。图2显示依据本专利技术的实施例用以生成后栅极偏置电压的后栅极偏置电路的示意图。图3显示依据本专利技术的实施例用以生成后栅极偏置电压的后栅极偏置电路的示意图。图4显示具有后栅极的场效应晶体管的剖视图，该场效应晶体管可用于构建图1的RF开关的场效应晶体管。具体实施方式请参照图1并依据本专利技术的实施例，电子电路10包括天线12、功率放大器(poweramplifier；PA)14、将PA14与天线12连接的发送器(TX)支路或路径16、低噪声放大器(low-noiseamplifier；LNA)18、以及将LNA18与天线12连接的接收器(RX)支路或路径20。天线12、TX路径16及RX路径20共同连接于节点21。电子电路10还包括场效应晶体管22，其在节点25与RX路径20耦接并充当电子电路10中的开关。电子电路10还包括场效应晶体管24，其具有在节点27与RX路径20耦接的漏极以及与地耦接的源极。场效应晶体管24提供功率降低功能，以于LNA18关闭时提供发送信号的额外衰减。电子电路10可为例如移动电话或其它类型移动装置中的射频集成电路(RFIC)的组件。PA14经配置成以高信噪比自该RFIC的其它电路接受较强的可预测信号并提高其功率以通过TX路径16发送至天线12。LNA18经配置成通过RX路径20自天线12接收不可预测的低功率、低电压信号以及所带来的相关随机噪声并提高其功率至可用的水平。场效应晶体管22包括后栅极36，其可供电性偏置以调节场效应晶体管22的阈值电压。类似地，场效应晶体管24包括后栅极38，其可供电性偏置以调节场效应晶体管24的阈值电压。阈值电压(Vt)表示为将场效应晶体管22、24置于开启状态而在场效应晶体管22、24的栅极电极所需的最小施加电压。通过向场效应晶体管22、24的各后栅极36、38施加后栅极偏置电压，可降低场效应晶体管22、24的相应阈值电压(也就是，降低至较小的值)。在一个实施例中，场效应晶体管22、24可为超低阈值电压场效应晶体管(超低Vt(superlowVt；SLVT))。除其它参数外，通过使用栅极电极的功函数金属、晶体管类型(也就是，n型或p型)以及/或者后栅极36、38的半导体材料的导电类型可选择场效应晶体管22、24的阈值电压。在一个实施例中，场效应晶体管22、24可都包括n型场效应晶体管。电子电路10还包括位于节点25与天线12之间的RX路径20中的电容器28，位于场效应晶体管22与节点25之间的电容器30，以及位于节点25与节点27之间的RX路径20中的匹配网络(matchingnetwork；MN)32。匹配网络32可包括一个或多个反应元件，例如一个或多个电感器及/或一个或多个电容器，其经配置成通过阻抗匹配来优化从天线12至LNA18的信号传递。变压器33及匹配电容器34位于天线12与PA14的输入之间的TX路径16中。场效应晶体管22具有接地的漏极，以及通过电容器30与节点25连接的源极。电容器28、30可经尺寸设定以使电容器30的电容(C2)显着大于电容器28的电容(C1)。电容器28、30的电容比可经选择成至少部分衰减所发送的RF信号的任意高摆幅值，从而保护LNA18的输入。场效应晶体管22的漏极上的电压是其导通电阻相对电容器30的阻抗的函数。场效应晶体管22的导通电阻的降低值(通过向其后栅极36施加偏置电压可有助于这种情况)可确保将场效应晶体管22的漏极上的电压摆幅保持于低于其可靠性等级。场效应晶体管24的导通电阻的降低值可改进衰减，从而可限制C2与C1的比不会过高。后栅极偏置电路(例如后栅极偏置电路40(图2)或后栅极偏置电路46(图3))可充当直接至场效应晶体管22、24的各后栅极36、38的后栅极偏置电压源或供应(VBBN)。为此，后栅极偏置电路40或后栅极偏置电路46可与场效应晶体管22的后栅极36耦接且还可与场效应晶体管24的后栅极38耦接。后栅极偏置电路40、46分别经配置成向场效应晶体管22、24的后栅极36、38供应偏置电压(VH)或者向场效应晶体管22、24的后栅极36、38供应低电压(例如，地)。向场效应晶体管22、24的后栅极36、38同时施加等于VH的VBBN(其发生于TX模式操作期间)允许使用以小尺寸为特征的场效应晶体管22、24，其可改进RX模式期间，场效应晶体管22、24对噪声系数的影响。VH的值可依赖于该RFIC的高逻辑要求，且VH可由电池供应。当电子电路10操作于接收(RX)模式时，LNA18与天线12连接以自天线12接收信号，且TX路径16上的输入阻抗高，用以隔离PA14。在RX模式期间，该高阻抗防止RF信号沿TX路径16传播。在RX模式下，LNA18开启，PA14关闭且其输出为浮置，场效应晶体管22、24关闭，VBBN被设为低电压(例如，0伏或地)。因为场效应晶体管22、24各自的后栅极36、38接地且未偏置，所以场效应晶体管22、24的阈值电压未被降低，这在电子电路10操作于RX模式时会改进该场效应晶体管的隔离。当电子电路10操作于发送(TX)模式时，PA14与天线12连接，且RX路径20呈现高输入阻抗，以阻断RX路径20并隔离LNA18。在TX模式下，PA14开启，LNA18关闭，场效应晶体管22、24开启，且等于VH的VBBN被施加于场效应晶体管22、24的后栅极36、38。在场效应晶体管22、24的开启状态期间的后栅极偏置导致场效应晶体管22、24的阈值电压降低，从而与关闭状态相比，场效应晶体管22、24的导通电阻及有效开关尺寸降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于天线的电子电路，该电子电路包括：第一放大器，通过第一路径与该天线耦接；第二放大器，通过第二路径与该天线耦接；第一晶体管，在第一节点与该第一路径耦接，该第一晶体管具有后栅极；以及后栅极偏置电路，与该第一晶体管的该后栅极耦接，该后栅极偏置电路经配置成向该第一晶体管的该后栅极供应偏置电压，从而降低该第一晶体管的阈值电压。

【技术特征摘要】
2017.06.07 US 15/616,5271.一种用于天线的电子电路，该电子电路包括：第一放大器，通过第一路径与该天线耦接；第二放大器，通过第二路径与该天线耦接；第一晶体管，在第一节点与该第一路径耦接，该第一晶体管具有后栅极；以及后栅极偏置电路，与该第一晶体管的该后栅极耦接，该后栅极偏置电路经配置成向该第一晶体管的该后栅极供应偏置电压，从而降低该第一晶体管的阈值电压。2.如权利要求1所述的电子电路，还包括：衬底，包括装置层、埋置氧化物层、以及操作晶圆，其中，该第一晶体管的该后栅极位于该操作晶圆中，该第一晶体管包括栅极电极、源极、漏极、以及位于该源极与该漏极之间的本体，且该第一晶体管的该本体垂直设置于该第一晶体管的该栅极电极与该第一晶体管的该后栅极之间。3.如权利要求1所述的电子电路，还包括：第二晶体管，在第二节点与该第二路径耦接，该第二晶体管具有后栅极，其中，该后栅极偏置电路与该第二晶体管的该后栅极耦接，且该后栅极偏置电路经配置成向该第二晶体管的该后栅极供应该偏置电压，从而调节该第二晶体管的阈值电压。4.如权利要求3所述的电子电路，其中，该后栅极偏置电路经配置成向该第一晶体管的该后栅极及该第二晶体管的该后栅极同时供应该偏置电压。5.如权利要求3所述的电子电路，其中，该第一晶体管具有源极及与地连接的漏极，且还包括：第一电容器，位于该漏极与该第一节点之间。6.如权利要求5所述的电子电路，其中，该第二晶体管具有与该第二节点连接的漏极以及与地连接的源极。7.如权利要求5所述的电子电路，还包括：第二电容器，位于该第一节点与该天线之间的该第一路径中。8.如权利要求1所述的电子电路，其中，该第一放大器及该第二放大器经配置成操作于将第一信号自该第一放大器传输至该天线的发送模式以及将第二信号自该天线传输至该第一放大器的接收模式，且在该发送模式中，该后栅极偏置电路向该第一晶体管的该后栅极供应该偏置电压。9.如权利要求1所述的电子电路，其中，该后栅极偏置电路包括：与该后栅极连接的第二节点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿贝拉特·贝拉尔，
申请(专利权)人：格芯公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY