一种开关电路制造技术

本申请提供的一种开关电路，包括开关模块；所述开关模块包括级联的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管的源极或发射极用于连接电源，漏极或者集电极与所述第二晶体管的源极或者发射极相连接；所述第一晶体管关闭及开启过程中时，提供第一偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以限制所述第一晶体管的漏极或集电极的电压；所述第一晶体管开启后，提供第二偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以使所述第二晶体管工作在线性区或饱和区。区。区。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电路


[0001]本申请涉及集成电路领域，涉及但不限于一种开关电路。

技术介绍

[0002]在集成电路领域，常常需要开关电路用于控制电流通路。如在射频前端(Radio Frequency Front
‑
End，RFFE)电路中，会使用一路电流对多个模块进行偏置，通过切换开关电路来控制偏置电流的流向。在移动设备电池系统中，电源电压(VBAT)通常为3.1～4.8V，而晶体管的耐压值通常为2.5V。由于开关电路输入端的电压可能高至电源电压VBAT，输出端的电压可能低至地(VSS)，如果只有一个晶体管M1作为开关管，可能会有过压的风险。因此相关技术中为了防止器件过压，会增加一个晶体管M2，以防止过压。
[0003]但是，随着电源电压变化，M1和M2的工作状态会发生变化，M2甚至可能在线性区和饱和区之间变化，使得从输出端看到的阻抗发生明显变化。这在很多情况下是不可接受的，如在射频前端的应用中，开关电路处的阻抗变化会显著影响射频性能。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的上述问题，本申请实施例提供了一种开关电路。
[0005]本申请实施例提供了一种开关电路，包括开关模块，所述开关模块包括级联的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管的源极或发射极用于连接电源，漏极或者集电极与所述第二晶体管的源极或者发射极相连接；所述第一晶体管关闭及开启过程中时，提供第一偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以限制所述第一晶体管的漏极或集电极的电压；所述第一晶体管开启后，提供第二偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以使所述第二晶体管工作在线性区或饱和区。
[0006]本申请提供的技术方案，至少具有如下技术效果和优点：
[0007]本申请实施例提供的一种开关电路，包括开关模块，所述开关模块包括级联的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管的源极或发射极用于连接电源，漏极或者集电极与所述第二晶体管的源极或者发射极相连接；所述第一晶体管关闭及开启过程中时，提供第一偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以限制所述第一晶体管的漏极或集电极的电压；所述第一晶体管开启后，提供第二偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以使所述第二晶体管工作在线性区或饱和区；如此，一方面通过引入级联的第二晶体管起到保护第一晶体管，避免第一晶体管过压的效果；另一方面通过第二偏置信号调节第二晶体管的基极电压或栅极电压，从而使得从开关电路两端看到的阻抗对电源电压变化不敏感，减少了因开关电路的阻抗变化而引起的射频性能下降。
附图说明
[0008]图1A为相关技术中提供的电流开关的基本原理示意图；
[0009]图1B为相关技术中提供的电流开关的电路结构示意图；
[0010]图2为本申请实施例提供的开关电路的可选的结构示意图；
[0011]图3为本申请实施例提供的开关电路的可选的结构示意图；
[0012]图4A为本申请实施例提供的开关电路的可选的结构示意图
[0013]图4B为本申请实施例提供的开关电路的可选的结构示意图
[0014]图5为本申请实施例提供的开关电路的可选的电路结构图；
[0015]图6A为本申请实施例提供的开关电路的一种逻辑信号时序图；
[0016]图6B为本申请实施例提供的开关电路的另一种逻辑信号时序图。
具体实施方式
[0017]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0018]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0019]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0020]在集成电路领域，常常需要电流开关用于控制电流通路。如在射频前端电路中，会使用一路电流对多个模块进行偏置，通过切换电流开关来控制偏置电流的流向。如图1A所示，电流开关的基本原理是：控制信号(CTRL)控制连接输入端(Iin端)、输出端(Iout端)两端的开关电路的开启或关断，从而使通路打开或关断。电流开关应当在关闭时有效地切断通路，同时在开启时不改变两端所看到的电路特性。
[0021]在移动设备电池系统中，电源电压(VBAT)通常为3.1～4.8V，而MOS管的耐压值通常为2.5V。如图1B所示，由于电流开关输入端(Iin端)的电压可能高至电源电压，电流输出端(Iout端)的电压可能低至地(VSS)，如果只有一个MOS管即M1，可能会有过压的风险，因为其源极漏极压差大于2.5V。
[0022]因此通常为了防止器件过压，会增加一个MOS管即M2，以防止过压，此时，M1管为开关管，M2为防过压管，用来限制A点的电压Va，且Va＝VB+Vth(M2的开启电压)。在VBAT内产生一个电压VB来对M2器件的栅极电压(M2_GATE)进行偏置。
[0023]以射频前端中偏置异质结双极型晶体管(Heterojunction bipolar transistor，HBT)级的电路为例。传统的电流开关如图1B所示，M1由CTRL信号控制通断，工作在开关状态。当CTRL为“1”时，M1_GATE＝VBAT，M1关闭，当CTRL为“0”时，M1_GATE＝VB，M1开启。由于M2的存在，使得A点的电压能保持在VB附近，进而保证M1、M2、M3管均不会过压。图1B中，M3和M4为一电流镜，为Iin端提供输入，也可以理解为其为一个电流源。Iout端用于为放大器提供
偏置电流。
[0024]然而随着电源电压VBAT变化，M1和M2的工作状态会发生变化，M2甚至可能在线性区和饱和区之间变化，使得从Iout端看到的阻抗发生明显变化。这在很多情况下是不可接受的，如在射频前端的应用中，电流开关处的阻抗变化会显著影响射频性能。
[0025]图2为本申请实施例提供的开关电路的可选的结构示意图，如图2所示，开关电路包括开关模块SW，
[0026]所述开关模块SW包括级联的第一晶体管T1和第二晶体管T2，所述第一晶体管T1的源极或发射极用于连接电源VBAT，漏极或者集电极与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电路，其特征在于，包括开关模块
，
所述开关模块包括级联的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管的源极或发射极用于连接电源，漏极或者集电极与所述第二晶体管的源极或者发射极相连接；所述第一晶体管关闭及开启过程中时，提供第一偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以限制所述第一晶体管的漏极或集电极的电压；所述第一晶体管开启后，提供第二偏置信号至所述第二晶体管的栅极或者基极，以使所述第二晶体管工作在线性区或饱和区。2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第二晶体管为P型晶体管时，所述第一偏置信号大于所述第二偏置信号；所述第二晶体管为N型晶体管时，所述第一偏置信号小于所述第二偏置信号。3.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一晶体管开启后，为所述第一晶体管的栅极或者基极提供第三偏置信号，以使所述第一晶体管保持工作在线性区或饱和区。4.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述第三偏置信号与所述第二偏置信号相同。5.根据权利要求1至4任一项所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括第一电流镜和/或第二电流镜，其中：所述第一电流镜，分别与所述电源和所述开关模块的输入端连接，用于为所述开关模块提供电流输入；所述第二电流镜，与所述开关模块的输出端连接，用于输出偏置电流。6.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述开关模块还包括与所述第二晶体管的栅极或基极连接的第一支路、第二支路，所述第二晶体管的栅极或基级连接至所述第一支路时，所述第二晶体管的栅极或基极获取所述第一偏置信号；所述第二晶体管的栅极或基极连接至所述第二支路时，所述第二晶体管的栅极或基极获取所述第二偏置信号。7.根据权利要求6所述的开关电路，其特征在于，所述第一支路包括串接于所述第一支路中的第二开关，所述第二支路包括串接于所述第二支路中的第四开关；所述第二开关闭合且所述第四开关断开时，所述第二晶体管的栅极或基极获取所述第一偏置信号；所述第二开关断开且所述第四开关闭合时，所述第二晶体管的栅极或基极获取所述第二偏置信号。8.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关模块还包括与所述第一晶体管的基极或栅极连接的第三支路和第四支路，所述第一晶体管的栅极或基级连接至所述第三支路时，所述第一晶体管的栅极或基极获取所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，翟源宏，
申请(专利权)人：广州慧智微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：