用于高频开关的升压电路制造技术

一种偏压电路，包括：整流器，具有输入、输出以及ＤＣ控制电压输入，其中该整流器被配置来在该整流器输入处提供高很多的输入阻抗的同时产生整流器输出，即来自施加到整流器输入处的交流输入信号的经整流的电压；以及偏压抽取器，具有抽取器输入、控制电压输入以及抽取器输出，该偏压抽取器耦合至整流器输出，并且被配置来在抽取器输出处产生幅度大于ＤＣ控制电压输入的ＤＣ电压。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用射频(RF)输入信号来提升DC电压的电路，其中该升压电路不会对RF信号路径造成较大的负载(衰减)。
技术介绍
图1为传统的单刀四掷(SP4T)大功率场效应晶体管(FET)RF开关100的电路图。RF开关100包含如图所示连接的电阻器110-113、120-123、130-133、140-143和150-154、电容器160-164、RF源171-174、以及n通道场效应晶体管114-116、124-126、134-136和144-146。电阻器110-113与晶体管114-116形成第一开关元件191；电阻器120-123与晶体管124-126形成第二开关元件192；电阻器130-133与晶体管134-136形成第三开关元件193；而电阻器140-143与晶体管144-146形成第四开关元件194。在正常操作期间，开关元件191-194中的一个(或者一个也没有)被使能。为了使能开关元件191-194中的一个，激活对应的DC控制电压VC1-VC4，从而导通相关联的开关晶体管组114-116、124-126、134-125或者144-146。例如，可以通过激活DC控制电压VC1而使能开关元件191。激活的控制电压VC1导通晶体管114-116(通过电阻器110-113)，由此允许来自RF源171的RF信号通过输入电阻器151、输入电容器161、晶体管114-116以及输出电容器160的路线而发送到负载电阻器150。输入电阻器151以及负载电阻器150一般匹配。例如，输入电阻器151与负载电阻器150的每个都可以具有50ohm的电阻。在该例子中，DC控制电压VC2-VC4被去活，从而开关元件191-194被禁止。激活的控制电压(例如VC1)一般由系统电压源提供(或者从其导出)。例如，激活的控制电压VC1可以具有大约2.5伏特的标称值。当控制电压VC1被激活时，小DC控制电流IC1流经电阻器110(至电阻器111-113)。人们希望RF开关100以线性方式工作，具有低控制电流(例如IC1)。然而，半导体开关，例如RF开关100，固有地就是非线性的。作为半导体RF开关100的非线性特性的结果，会生成向RF输出信号添加失真的输出谐波。随着控制电压(例如VC1)下降，这些输出谐波会显著增加。例如，如果控制电压VC1下降到低于2.5伏特，则谐波会显著增加。因此，人们希望具有一种能够响应于低控制电压以高度线性的方式工作的RF开关。人们还希望这样的RF开关不要在半导体芯片上占据太大的布置面积。人们还希望这样的RF开关不要向RF信号路径添加显著的非线性。人们还希望这样的RF开关不要显著增加所需的DC控制电流。人们还希望这样的RF开关不要显现出比RF开关100高得多的介入损失。
技术实现思路
相应地，本专利技术提供了一种DC电压提升电路，其响应于RF输入信号而提供经提升的DC输出电压。根据该DC电压提升电路的配置，所提升的DC输出电压可以是负或正电压。该DC电压提升电路包括耦合用来接收RF输入信号的电容器、耦合至该电容器的高阻抗整流器电路、以及耦合至该高阻抗整流器电路的偏压抽取器电路(其提供经提升的DC输出电压)。有利地是，该高阻抗整流器电路防止从RF输入信号源抽取高电流。作为结果，该DC电压提升电路只向RF输入信号添加最小的介入损失。在一种实施方式中，DC控制电压被施加到整流器电路，由此该DC电压提升电路有效地提升了DC控制电压，从而建立经提升的DC输出电压。在一种实施方式中，经提升的DC输出电压等于DC控制电压加上大约2伏特。经提升的DC输出电压可以(例如)用来控制RF开关元件。在该实施方式中，RF输入信号通过RF开关元件而发送。相对较高的经提升的DC输出电压用来导通RF开关元件，由此最小化从RF开关元件发送的DC输出信号中的输出谐波。通过以下描述与附图，可以更全面地理解本专利技术。附图说明图1为传统SP4T大功率FET RF开关的电路图。图2为根据本专利技术一种实施方式的包含四个升压电路的SP4T大功率FETRF开关的电路图。图3为图示根据本专利技术一种实施方式的图2的RF开关的一部分的方框图。图4为根据本专利技术一种实施方式的DC升压电路的电路图。图5为图示施加到没有DC升压电路的RF开关中的晶体管的栅极的DC电压(VG)以及施加到具有DC升压电路的RF开关中的晶体管的栅极的DC电压(VG)相对于DC控制电压VC1的图。图6为图示从没有升压电路的RF开关以及具有升压电路的RF开关中的DC电压源抽取的DC控制电流(IC1)相对于DC控制电压VC1的图。图7为图示没有升压电路的RF开关以及具有升压电路的RF开关的二次与三次输出谐波相对于控制电压VC1的图。图8为相对于RF输入信号RFIN1的频率而比较没有升压电路的RF开关以及具有升压电路的RF开关的介入损失的图。图9为图示根据本专利技术一种实施方式的图4的DC升压电路的布置图。图10-22为图示根据本专利技术不同实施方式的图4的DC升压电路的变形的电路图。具体实施例方式图2为包含根据本专利技术一种实施方式的升压电路201-204的单刀四掷(SP4T)大功率FETRF开关200的电路图。虽然本实施方式包括结合SP4T开关使用的升压电路，但是本领域普通技术人员应该知道如何在其他开关配置中使用本专利技术的升压电路。因为RF开关200类似于RF开关100(图1)，所以图1与2中类似的元件标有类似的标号。除电阻器110-113、120-123、130-133、140-143和150-154、n通道场效应晶体管114-116、124-126、134-136、和144-146、电容器160-164、RF源171-174之外，RF开关200还包含DC升压电路201-204。因为DC升压电路201-204改变了开关元件191-194的操作，所以在图2中这些开关元件被重新标为开关元件211-214。每个DC升压电路201-204被配置来分别接收对应的DC控制电压VC1-VC4、以及分别接收对应的RF输入信号RFIN1-RFIN4。作为响应，每个DC升压电路201-204分别提供经提升的DC输出电压DCOUT1-DCOUT4。这些经提升的DC输出电压DCOUT1-DCOUT4分别被提供给开关晶体管114-116、124-126、134-136以及144-146的栅极。虽然在所述实施方式中每个开关元件211-214中存在三个开关晶体管(和三个关联的电阻器)，但是应该理解在其他实施方式中可以使用其他数目的开关晶体管(及关联的电阻器)。另外，虽然在所述实施方式中经提升的DC输出电压DCOUT1-DCOUT4分别用来驱动开关元件211-214，但是应该理解这样的DC升压电路201-204也可以用来在其他应用中生成用于其他目的的DC输出电压DCOUT1-DCOUT4。在任意给定时间，最多激活一个开关元件211-214。因此，将相对于开关元件211及相关DC升压电路201更详细地描述本实施方式。但是，应该理解开关元件212-214及相关DC升压电路202-204以相同方式工作。图3为图示电阻器150-151、RF源171、DC升压电路201以及开关元件211的方框图。为了清楚起见，在图3中未显示电容器160本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关系统，包括：射频开关元件，被配置来接收射频（ＲＦ）输入信号；第一电压电源接线端，被配置来接收第一ＤＣ电源电压；升压电路，被配置来接收ＲＦ输入信号以及第一ＤＣ电源电压，并且作为响应，提供偏压以控制开关元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩M斯特鲁布尔，
申请(专利权)人：特里奎恩特半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]