用于快速切换的射频开关的偏置制造技术

本文涉及用于快速切换的射频开关的偏置。公开了用于偏置射频(RF)开关以实现快速切换的装置和方法。在某些配置中，开关偏置电路产生开关控制电压以用于打开或关闭处理RF信号的开关。开关偏置电路通过电阻器将开关控制电压提供给开关的控制输入。另外，开关偏置电路在打开或关闭开关时脉冲开关控制电压，从而缩短开关时间。因此，可以快速打开或关闭开关，这允许在开关状态改变之后很快就可以使用开关。

Bias of RF Switches for Fast Switching

【技术实现步骤摘要】
用于快速切换的射频开关的偏置
本专利技术的实施例涉及电子系统，更具体地涉及射频开关的偏置。
技术介绍
射频(RF)通信系统可以包括用于各种目的的RF开关。在一个示例中，RF通信系统可以包括使用RF开关实现的天线开关模块(ASM)。另外，天线开关模块可用于将天线电连接到系统的特定发射或接收路径，从而允许多个组件接入天线。在另一个例子中，RF通信系统可以包括数字步进衰减器(DSA)，并且DSA可以包括开启或关闭的RF开关，以控制由DSA提供的衰减量。
技术实现思路
本文公开了用于偏置射频(RF)开关以实现快速切换的装置和方法。在某些配置中，开关偏置电路产生开关控制电压以用于打开或关闭处理RF信号的开关。开关偏置电路通过电阻器将开关控制电压提供给开关的控制输入。另外，开关偏置电路在打开或关闭开关时脉冲开关控制电压，从而缩短开关时间。因此，可以快速打开或关闭开关，这允许在开关状态改变之后很快就可以使用开关。在一个方面，提供具有快速切换速度的RF系统。RF系统包括：RF开关，包括控制所述RF开关的阻抗的控制输入。RF系统还包括开关偏置电路，被配置为接收用于选择性地激活所述RF开关的控制信号，所述开关偏置电路包括被配置为提供开关控制电压的输出。RF系统还包括电阻器，电连接在所述开关偏置电路的输出和所述RF开关的控制输入之间。开关偏置电路被配置为响应于所述控制信号的转变而使所述开关控制电压脉冲，从而缩短切换所述RF开关的延迟。在另外方面中，提供一种提供快速切换速度的开关控制方法。该方法包括：使用开关控制电压控制RF开关的阻抗；接收指示是打开还是关闭所述RF开关的控制信号；和响应于所述控制信号的转变产生开关控制电压的脉冲，从而缩短切换所述RF开关的延迟。在另外方面中，提供RF开关电路。RF开关电路包括：包括栅极的FET开关；开关偏置电路，被配置为接收控制信号并输出开关控制电压；和电阻器，被配置为提供开关控制电压到所述FET开关的栅极。开关偏置电路被配置为响应于所述控制信号从关闭状态到打开状态的转变而产生所述开关控制电压的打开脉冲，并且响应于所述控制信号从所述打开状态到所述关闭状态的转变而产生所述开关控制电压的关闭脉冲。附图说明图1是根据本文的教导的可包括一个或多个RF开关电路的射频(RF)系统的一个示例的示意图。图2A是根据一个实施例的RF开关电路的电路图。图2B是图2A的RF开关电路的时序图的一个例子。图3A是根据另一实施例的RF开关电路的电路图。图3B是根据另一实施例的RF开关电路的电路图。图4A是根据另一实施例的RF开关电路的电路图。图4B是图4A的RF开关电路的时序图的一个示例。图5A是根据另一实施例的RF开关电路的电路图。图5B是图5A的RF开关电路的时序图的一个示例。图6A是根据另一实施例的RF开关电路的电路图。图6B是图6A的RF开关电路的时序图的一个示例。图7A是根据另一实施例的RF开关电路的电路图。图7B是图7A的RF开关电路的时序图的一个示例。具体实施方式以下对实施例的详细描述呈现了本专利技术的特定实施例的各种描述。在本说明书中，参考附图，其中相同的附图标记可表示相同或功能相似的元件。应该理解，图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，应当理解，某些实施例可以包括比图中所示的元件更多的元件和/或图中所示的元件的子集。此外，一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适组合。射频(RF)通信系统通过无线发送和接收RF信号进行通信。这种RF通信系统可以包括一个或多个RF开关，以提供对RF信号的路由、组件或电路之间的连接的控制，和/或提供各种其他切换功能。具有一个或多个RF开关的RF通信系统的示例包括但不限于基站，移动设备(例如，智能电话或手机)，膝上型计算机，平板电脑，物联网(IoT)设备和/或可穿戴电子产品。某些RF开关电路包括场效应晶体管(FET)开关和开关偏置电路，其控制开关的栅极电压，从而改变开关的沟道阻抗并调制开关的导电性。例如，开关偏置电路可以将栅极电压控制到第一电平以关断FET开关，使得沟道阻抗高并且RF信号不通过FET开关。另外，开关偏置电路可以将栅极电压控制到第二电平以接通FET开关，使得沟道阻抗低并且RF信号通过FET开关。因此，开关偏置电路用于接通或断开FET开关以控制RF信号的通过。RF信号可以通过FET开关的寄生栅极-漏极电容(Cgd)和/或寄生栅极-源极电容(Cgs)耦合到FET开关的栅极。为了提供隔离，可以在开关偏置电路的输出和FET开关的栅极之间包括栅极电阻器。栅极电阻器的大电阻值提供了若干益处，例如低损耗和/或低截止频率，以提供宽带操作。然而，使栅极电阻器的电阻值变大也会不期望地延长FET开关的导通时间和关断时间。例如，当开关偏置电路改变FET开关的栅极电压时，基于由栅极电阻器的电阻和FET开关的栅极电容引起的电阻器-电容器(RC)时间常数，存在不期望的开关延迟。切换延迟导致开关的导通时间和关断时间增加。因此，尽管实现具有高电阻的栅极电阻器提供了许多益处，但是它也降低了FET开关的开关性能。本文公开了用于偏置RF开关以实现快速切换的装置和方法。在某些配置中，RF系统包括RF开关，其包括控制RF开关的阻抗的控制输入、被配置为接收用于选择性地激活RF开关的控制信号的开关偏置电路、以及电连接在开关偏置电路的输出和RF开关的控制输入之间的电阻器。开关偏置电路在输出端产生开关控制电压，并响应控制信号的转变而脉冲开关控制电压，从而缩短开关RF开关的延迟。因此，不是将开关控制电压从导通电压直接转换为关断电压，反之亦然，而是在控制到稳态电压电平之前脉冲开关控制电压。通过以这种方式脉冲开关控制电压，RF开关的控制输入处的充电或放电发生得更快，这缩短了RF开关的切换延迟。在某些实施方式中，开关偏置电路不仅利用稳态开关导通电压(例如，电源高电源电压)和稳态开关OFF电压(例如，电源低电源电压或接地电压)控制RF开关，还利用高于稳态开关导通电压的高电压和低于稳态开关关断电压的低电压。例如，当导通n型场效应晶体管(NFET)开关时，开关偏置电路使用高电压来控制NFET开关的栅极电压一段时间，然后用稳态开关导通电压控制栅极电压。另外，当关闭NFET开关时，开关偏置电路使用低电压来控制NFET开关的栅极电压一段时间，然后用稳态开关OFF电压控制栅极电压。结果是加速了NFET开关的导通和关断时间。在某些实施中，例如，基于计时器的延迟，开环控制脉冲的持续时间。在其他实施方式中，脉冲持续时间被控制为闭环。例如，开关偏置电路可以包括开关的复制品或副本，并监视复制品或复制开关的控制输入(例如，FET开关的栅极或FET开关的栅极-源极电压)，以确定何时结束脉冲并施加开关控制电压的稳态电压电平。在某些实施方式中，脉冲的电压电平超过开关可以可靠地操作的击穿电压，例如，超过FET开关的最大栅极-源极电压。因此，如果用于控制处于稳态的开关，则由于可靠性考虑，脉冲电压电平将损坏开关。但是，通过电阻器施加脉冲，直接在开关控制输入端的电压保持在一个电压范围内，以便可靠地工作。因此，在不损坏开关的情况下实现了快速切换时间的益处。脉冲开关控制电压提供了对开关速度的增强，而对RF开关的其他性能特性几乎没有影响，例如线性度、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有快速切换速度的射频(RF)系统，所述RF系统包括：RF开关，包括控制所述RF开关的阻抗的控制输入；开关偏置电路，被配置为接收用于选择性地激活所述RF开关的控制信号，所述开关偏置电路包括被配置为提供开关控制电压的输出；和电阻器，电连接在所述开关偏置电路的输出和所述RF开关的控制输入之间，其中所述开关偏置电路被配置为响应于所述控制信号的转变而使所述开关控制电压脉冲，从而缩短切换所述RF开关的延迟。

【技术特征摘要】
2018.03.20 US 15/926,3231.具有快速切换速度的射频(RF)系统，所述RF系统包括：RF开关，包括控制所述RF开关的阻抗的控制输入；开关偏置电路，被配置为接收用于选择性地激活所述RF开关的控制信号，所述开关偏置电路包括被配置为提供开关控制电压的输出；和电阻器，电连接在所述开关偏置电路的输出和所述RF开关的控制输入之间，其中所述开关偏置电路被配置为响应于所述控制信号的转变而使所述开关控制电压脉冲，从而缩短切换所述RF开关的延迟。2.权利要求1所述的RF系统，其中所述开关偏置电路被配置为通过将所述开关控制电压控制到第一电压电平脉冲持续时间、然后到第二电压电平来产生脉冲。3.权利要求2所述的RF系统，其中所述开关偏置电路包括配置为控制脉冲持续时间的计时器。4.权利要求2所述的RF系统，其中所述开关偏置电路包括所述RF开关的至少一部分的复制，其中所述开关偏置电路进一步被配置为通过监视所述复制的信号条件来控制脉冲持续时间。5.权利要求2所述的RF系统，其中所述第一电压电平超过所述RF开关的击穿电压。6.权利要求5所述的RF系统，还包括电荷泵，被配置为产生所述第一电压电平。7.权利要求1所述的RF系统，其中所述RF开关是金属氧化物半导体(MOS)开关。8.权利要求1所述的RF系统，其中所述开关偏置电路被配置为响应于指示所述RF开关的打开的控制信号的第一转变而产生所述开关控制电压的第一脉冲，并且响应于指示所述RF开关的关闭的控制信号的第二转变而产生所述开关控制电压的第二脉冲，其中所述第一脉冲和所述第二脉冲具有相反的极性。9.一种提供快速切换速度的开关控制方法，该方法包括：使用开关控制电压控制射频(RF)开关的阻抗；接收指示是打开还是关闭所述RF开关的控制信号；和响应于所述控制信号的转变产生开关控制电压的脉冲，从而缩短切换所述RF开关的延迟。10.权利要求9所述的方法，还包括基于监视所述RF开关的至少一部分的复制的信号条件来控制脉冲持续时间。11.权利要求9所述的方法，还包括使用电荷泵电压来控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·考库格鲁，H·卡亚汗，
申请(专利权)人：亚德诺半导体无限责任公司，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM