一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法技术

本发明专利技术提供一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法，第一至第N晶体管，其栅极分别连接一个第一电阻的一端；每个第一电阻的另一端共同连接至第二电阻的一端，第二电阻的另一端作为栅控制端连接栅电压VG；第一至第N晶体管的源漏两端分别连接一第三电阻；第一至第N晶体管的基极分别连接一第四电阻的一端，第四电阻的另一端共同连接至第五电阻的一端，第五电阻的另一端作为衬底控制端连接电压。本发明专利技术对传统天线调谐开关电路建立简化的等效电容电路，并导出了各级堆栈中寄生对地电容的解析表达式，用以确定各叠层电容器的值，以实现每一级堆栈相等电压分压，改善开关性能。

【技术实现步骤摘要】
一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，移动通信设备通常需要支持多模、多频带的要求，并且多输入多输出(MIMO)由于新频段的引入，需要更多的天线；同时需要天线调谐开关使天线工作在更广的频段范围。目前实现高峰值电压(Vpeak)的天线调谐开关有巨大技术挑战，而传统多级层叠的天线调谐开关每一级的电压分布是不均匀的，传统的天线调谐器开关采用多个堆叠场效应晶体管(FET)实现，然而，关态开关与地之间的耦合电容会导致电压分布不均匀，从而导致堆栈内前几个FET的电压降更大，并导致过早击穿。人们对传统的天线调谐开关的研究工作进一步优化了不平衡分压和功率处理能力，但没有给出场效应管堆栈的简化等效电路。虽然后续给出了场效应管堆栈的简化等效电路，提出了几种改善电压分布的有效方法，如基于前馈电容的补偿技术和体节点电压补偿技术。然而，这些技术是经验性的，需要大量的迭代才能得到期望的结果。此外，这些技术很难获得理想的均匀电压分布，而且会导致隔离性能下降。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法，用于解决现有技术中天线调谐开关电路中每一级电压分布不均匀以及峰值电压低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种提高天线调谐开关，至少包括：N个依次串联的晶体管；所述N个依次串联的晶体管包括第一至第N晶体管；所述第一晶体管中未与所述第二晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输入端，所述第N晶体管未与所述第N-1晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输出端；所述第一至第N晶体管中，相邻晶体管之间的宽度关系为：其中Wn+1为第N个晶体管的宽度，Wn为第N-1个晶体管的宽度；所述第一至第N晶体管的栅极分别连接一个第一电阻的一端；所述每个第一电阻的另一端共同连接至第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端作为栅控制端连接栅电压VG；所述第一至第N晶体管的源漏两端分别连接一第三电阻；所述第一至第N晶体管的基极分别连接一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端共同连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端作为衬底控制端连接电压VB。优选地，所述第一至第N晶体管为相同类型的MOS管。优选地，所述第一至第N晶体管为相同尺寸的NMOS管。优选地，所述第一至第N晶体管为相同尺寸的PMOS管。本专利技术提供一种提高天线调谐开关的峰值电压的方法，至少包括：步骤一、将所述天线调谐开关的电路进行简化等效形成第一电路模型，所述第一电路模型至少包括：N个依次串联且大小相等的源漏电容Cds，所述源漏电容Cds为所述天线调谐开关电路的第一至第N晶体管中每个晶体管源漏之间的电容；所述N个依次串联的源漏电容Cds形成的串联电路的首尾端分别作为所述第一电路模型的信号输入端和信号输出端，并且所述N个源漏电容Cds从所述信号输出端至所述信号输入端依次分别形成第一级堆栈至第N级堆栈；所述第一级堆栈至第N级堆栈中的每一级堆栈的所述源漏电容Cds的两端分别连接一个大小相等的对地电容Cgnd，所述对地电容Cgnd为所述天线调谐开关电路中每个晶体管产生的寄生对地电容；步骤二、利用步骤一中每一级堆栈中相同的源漏电容Cds将所述第一电路模型简化等效为每一级堆栈中源漏电容大小不同的第二电路模型，以使所述第二电路模型中每一级堆栈均匀分压；所述第二电路模型至少包括：N级堆栈，所述N级堆栈包括n+1个依次串联的等效源漏电容，并且n+1＝N；所述N级堆栈中第N级堆栈的等效源漏电容其中Cdsn为第N-1级堆栈的等效源漏电容；所述第二电路模型中的第N级堆栈和第N-1堆栈中的所述等效源漏电容之间还连接有第N级堆栈的所述晶体管的寄生对地电容Cgnd(n+1)；其中如上所述，本专利技术的天线调谐开关及提高其峰值电压的方法，具有以下有益效果：本专利技术对传统天线调谐开关电路建立了一个简化的等效电容电路，并导出了各级堆栈中寄生对地电容的解析表达式，用以确定各叠层电容器的值，以实现每一级堆栈相等电压分压。本专利技术可以改变每个堆叠场效应晶体管的尺寸，以使晶体管漏源电容值等于所提出的解析表达式中的电容，使各级堆栈获得均匀的电压分布，从而使天线调谐开关获得更高的峰值电压。本专利技术的天线调谐开关具有均匀的电压分布特性，并在很大程度上改善了开关的性能。附图说明图1显示为本专利技术的天线调谐开关的电路示意图；图2显示为图1中天线调谐开关的简化等效后且不考虑对地电容的第一电路模型示意图；图3显示为图2的第一电路模型考虑对地电容后的第一电路模型示意图；图4显示为本专利技术的第二电路模型示意图；图5显示为本专利技术中堆栈级数与每级堆栈分压关系；图6显示为本专利技术堆栈级数与峰值电压的关系。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术的天线调谐开关至少包括：N个依次串联的晶体管；所述N个依次串联的晶体管包括第一至第N晶体管；所述第一晶体管中未与所述第二晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输入端，所述第N晶体管未与所述第N-1晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输出端；所述第一至第N晶体管中，相邻晶体管之间的宽度关系为：其中Wn+1为第N个晶体管的宽度，Wn为第N-1个晶体管的宽度；所述第一至第N晶体管的栅极分别连接一个第一电阻的一端；所述每个第一电阻的另一端共同连接至第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端作为栅控制端连接栅电压VG；所述第一至第N晶体管的源漏两端分别连接一第三电阻；所述第一至第N晶体管的基极分别连接一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端共同连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端作为衬底控制端连接电压VB。如图1所示，图1显示为本专利技术的天线调谐开关的电路示意图，本专利技术的天线调谐开关在本实施例中包括：N个依次串联的晶体管；所述N个依次串联的晶体管包括第一至第N晶体管；图1中的stack1～stack28示例性的表示为N个依次串联的晶体管中，第一晶体管至第N晶体管中的每一个构成一级堆栈，例如第一级堆栈stack1、第二级堆栈stack2…第28级堆栈stack28，图1中一共有28级堆栈，亦即N＝28。并且图1中每一级堆栈对应的所述晶体管的宽度依次为W1、W2…W28。...

【技术保护点】
1.一种天线调谐开关，其特征在于，至少包括：/nN个依次串联的晶体管；所述N个依次串联的晶体管包括第一至第N晶体管；所述第一晶体管中未与所述第二晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输入端，所述第N晶体管未与所述第N-1晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输出端；所述第一至第N晶体管中，相邻晶体管之间的宽度关系为：

【技术特征摘要】
1.一种天线调谐开关，其特征在于，至少包括：
N个依次串联的晶体管；所述N个依次串联的晶体管包括第一至第N晶体管；所述第一晶体管中未与所述第二晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输入端，所述第N晶体管未与所述第N-1晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输出端；所述第一至第N晶体管中，相邻晶体管之间的宽度关系为：其中Wn+1为第N个晶体管的宽度，Wn为第N-1个晶体管的宽度；
所述第一至第N晶体管的栅极分别连接一个第一电阻的一端；所述每个第一电阻的另一端共同连接至第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端作为栅控制端连接栅电压VG；
所述第一至第N晶体管的源漏两端分别连接一第三电阻；所述第一至第N晶体管的基极分别连接一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端共同连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端作为衬底控制端连接电压VB。


2.根据权利要求1所述的天线调谐开关，其特征在于：所述第一至第N晶体管为相同类型的MOS管。


3.根据权利要求2所述的天线调谐开关，其特征在于：所述第一至第N晶体管为相同尺寸的NMOS管。


4.根据权利要求2所述的天线调谐开关，其特征在于：所述第一至第N晶体管为相同尺寸的PMOS管。


5.根据权利要求1至4任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何军，任江川，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