專利名稱：用于高頻開關(guān)的升壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用射頻(RF)輸入信號(hào)來(lái)提升DC電壓的電路，其中該升壓電路不會(huì)對(duì)RF信號(hào)路徑造成較大的負(fù)載(衰減)。
背景技術(shù)：
圖1為傳統(tǒng)的單刀四擲(SP4T)大功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)RF開關(guān)100的電路圖。RF開關(guān)100包含如圖所示連接的電阻器110-113、120-123、130-133、140-143和150-154、電容器160-164、RF源171-174、以及n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管114-116、124-126、134-136和144-146。電阻器110-113與晶體管114-116形成第一開關(guān)元件191；電阻器120-123與晶體管124-126形成第二開關(guān)元件192；電阻器130-133與晶體管134-136形成第三開關(guān)元件193；而電阻器140-143與晶體管144-146形成第四開關(guān)元件194。
在正常操作期間，開關(guān)元件191-194中的一個(gè)(或者一個(gè)也沒有)被使能。為了使能開關(guān)元件191-194中的一個(gè)，激活對(duì)應(yīng)的DC控制電壓VC1-VC4，從而導(dǎo)通相關(guān)聯(lián)的開關(guān)晶體管組114-116、124-126、134-125或者144-146。例如，可以通過激活DC控制電壓VC1而使能開關(guān)元件191。激活的控制電壓VC1導(dǎo)通晶體管114-116(通過電阻器110-113)，由此允許來(lái)自RF源171的RF信號(hào)通過輸入電阻器151、輸入電容器161、晶體管114-116以及輸出電容器160的路線而發(fā)送到負(fù)載電阻器150。輸入電阻器151以及負(fù)載電阻器150一般匹配。例如，輸入電阻器151與負(fù)載電阻器150的每個(gè)都可以具有50ohm的電阻。在該例子中，DC控制電壓VC2-VC4被去活，從而開關(guān)元件191-194被禁止。
激活的控制電壓(例如VC1)一般由系統(tǒng)電壓源提供(或者從其導(dǎo)出)。例如，激活的控制電壓VC1可以具有大約2.5伏特的標(biāo)稱值。當(dāng)控制電壓VC1被激活時(shí)，小DC控制電流IC1流經(jīng)電阻器110(至電阻器111-113)。
人們希望RF開關(guān)100以線性方式工作，具有低控制電流(例如IC1)。然而，半導(dǎo)體開關(guān)，例如RF開關(guān)100，固有地就是非線性的。作為半導(dǎo)體RF開關(guān)100的非線性特性的結(jié)果，會(huì)生成向RF輸出信號(hào)添加失真的輸出諧波。隨著控制電壓(例如VC1)下降，這些輸出諧波會(huì)顯著增加。例如，如果控制電壓VC1下降到低于2.5伏特，則諧波會(huì)顯著增加。
因此，人們希望具有一種能夠響應(yīng)于低控制電壓以高度線性的方式工作的RF開關(guān)。人們還希望這樣的RF開關(guān)不要在半導(dǎo)體芯片上占據(jù)太大的布置面積。人們還希望這樣的RF開關(guān)不要向RF信號(hào)路徑添加顯著的非線性。人們還希望這樣的RF開關(guān)不要顯著增加所需的DC控制電流。人們還希望這樣的RF開關(guān)不要顯現(xiàn)出比RF開關(guān)100高得多的介入損失。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種DC電壓提升電路，其響應(yīng)于RF輸入信號(hào)而提供經(jīng)提升的DC輸出電壓。根據(jù)該DC電壓提升電路的配置，所提升的DC輸出電壓可以是負(fù)或正電壓。該DC電壓提升電路包括耦合用來(lái)接收RF輸入信號(hào)的電容器、耦合至該電容器的高阻抗整流器電路、以及耦合至該高阻抗整流器電路的偏壓抽取器電路(其提供經(jīng)提升的DC輸出電壓)。
有利地是，該高阻抗整流器電路防止從RF輸入信號(hào)源抽取高電流。作為結(jié)果，該DC電壓提升電路只向RF輸入信號(hào)添加最小的介入損失。
在一種實(shí)施方式中，DC控制電壓被施加到整流器電路，由此該DC電壓提升電路有效地提升了DC控制電壓，從而建立經(jīng)提升的DC輸出電壓。在一種實(shí)施方式中，經(jīng)提升的DC輸出電壓等于DC控制電壓加上大約2伏特。
經(jīng)提升的DC輸出電壓可以(例如)用來(lái)控制RF開關(guān)元件。在該實(shí)施方式中，RF輸入信號(hào)通過RF開關(guān)元件而發(fā)送。相對(duì)較高的經(jīng)提升的DC輸出電壓用來(lái)導(dǎo)通RF開關(guān)元件，由此最小化從RF開關(guān)元件發(fā)送的DC輸出信號(hào)中的輸出諧波。
通過以下描述與附圖，可以更全面地理解本發(fā)明。


圖1為傳統(tǒng)SP4T大功率FET RF開關(guān)的電路圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的包含四個(gè)升壓電路的SP4T大功率FETRF開關(guān)的電路圖。
圖3為圖示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的圖2的RF開關(guān)的一部分的方框圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的DC升壓電路的電路圖。
圖5為圖示施加到?jīng)]有DC升壓電路的RF開關(guān)中的晶體管的柵極的DC電壓(VG)以及施加到具有DC升壓電路的RF開關(guān)中的晶體管的柵極的DC電壓(VG)相對(duì)于DC控制電壓VC1的圖。
圖6為圖示從沒有升壓電路的RF開關(guān)以及具有升壓電路的RF開關(guān)中的DC電壓源抽取的DC控制電流(IC1)相對(duì)于DC控制電壓VC1的圖。
圖7為圖示沒有升壓電路的RF開關(guān)以及具有升壓電路的RF開關(guān)的二次與三次輸出諧波相對(duì)于控制電壓VC1的圖。
圖8為相對(duì)于RF輸入信號(hào)RFIN1的頻率而比較沒有升壓電路的RF開關(guān)以及具有升壓電路的RF開關(guān)的介入損失的圖。
圖9為圖示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的圖4的DC升壓電路的布置圖。
圖10-22為圖示根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施方式的圖4的DC升壓電路的變形的電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖2為包含根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的升壓電路201-204的單刀四擲(SP4T)大功率FETRF開關(guān)200的電路圖。雖然本實(shí)施方式包括結(jié)合SP4T開關(guān)使用的升壓電路，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道如何在其他開關(guān)配置中使用本發(fā)明的升壓電路。因?yàn)镽F開關(guān)200類似于RF開關(guān)100(圖1)，所以圖1與2中類似的元件標(biāo)有類似的標(biāo)號(hào)。除電阻器110-113、120-123、130-133、140-143和150-154、n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管114-116、124-126、134-136、和144-146、電容器160-164、RF源171-174之外，RF開關(guān)200還包含DC升壓電路201-204。因?yàn)镈C升壓電路201-204改變了開關(guān)元件191-194的操作，所以在圖2中這些開關(guān)元件被重新標(biāo)為開關(guān)元件211-214。
每個(gè)DC升壓電路201-204被配置來(lái)分別接收對(duì)應(yīng)的DC控制電壓VC1-VC4、以及分別接收對(duì)應(yīng)的RF輸入信號(hào)RFIN1-RFIN4。作為響應(yīng)，每個(gè)DC升壓電路201-204分別提供經(jīng)提升的DC輸出電壓DCOUT1-DCOUT4。這些經(jīng)提升的DC輸出電壓DCOUT1-DCOUT4分別被提供給開關(guān)晶體管114-116、124-126、134-136以及144-146的柵極。雖然在所述實(shí)施方式中每個(gè)開關(guān)元件211-214中存在三個(gè)開關(guān)晶體管(和三個(gè)關(guān)聯(lián)的電阻器)，但是應(yīng)該理解在其他實(shí)施方式中可以使用其他數(shù)目的開關(guān)晶體管(及關(guān)聯(lián)的電阻器)。另外，雖然在所述實(shí)施方式中經(jīng)提升的DC輸出電壓DCOUT1-DCOUT4分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件211-214，但是應(yīng)該理解這樣的DC升壓電路201-204也可以用來(lái)在其他應(yīng)用中生成用于其他目的的DC輸出電壓DCOUT1-DCOUT4。
在任意給定時(shí)間，最多激活一個(gè)開關(guān)元件211-214。因此，將相對(duì)于開關(guān)元件211及相關(guān)DC升壓電路201更詳細(xì)地描述本實(shí)施方式。但是，應(yīng)該理解開關(guān)元件212-214及相關(guān)DC升壓電路202-204以相同方式工作。
圖3為圖示電阻器150-151、RF源171、DC升壓電路201以及開關(guān)元件211的方框圖。為了清楚起見，在圖3中未顯示電容器160-161。DC升壓電路201以旁路配置的方式與包含RF輸入信號(hào)源171與電阻器150-151的射頻信號(hào)路徑耦合。如下更詳細(xì)所述，DC升壓電路201可以用來(lái)將與現(xiàn)有DC電壓源(其提供DC控制電壓VC1)相關(guān)的電壓提升到更高(或更低)的值，而不會(huì)顯著增加由DC電壓源提供的電流(IC1)。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的DC升壓電路201的電路圖。DC升壓電路201包括如圖所示連接的電容器401-402、二極管元件411-412以及電阻器421-423。二極管元件411-412以及電阻器421-422被配置來(lái)形成整流器電路431。電容器402與電阻器423被配置來(lái)形成偏壓抽取器電路431。一般地，響應(yīng)于正DC輸入電壓VC1，DC升壓電路201如下操作。RFIN1信號(hào)在負(fù)電壓與正電壓之間振蕩。當(dāng)RFIN1信號(hào)具有足夠低/負(fù)的電壓時(shí)，二極管元件411導(dǎo)通，并且電容器401沿虛線450所示的方向充電。此時(shí)，二極管元件412關(guān)斷，并且由電容器402提供DCOUT1電壓，如虛線451所示。
當(dāng)RFIN1信號(hào)具有足夠高/正的電壓時(shí)，二極管元件412導(dǎo)通，并且電容器401沿虛線452所示的方向放電，以提供DCOUT1電壓。此時(shí)，二極管元件411關(guān)斷，并且電容器402沿虛線453所示的方向充電。
如上所述，二極管元件411與412作為整流器電路工作。電阻器421與422對(duì)RF源171呈現(xiàn)高阻抗(即提供整流器電路的高輸入阻抗)。作為結(jié)果，電阻器421與422有利地防止DC升壓電路201從RF源171抽取大電流。電容器402(與電阻器423)作為偏壓抽取器工作，其響應(yīng)于經(jīng)整流器電路泵出的電荷而將經(jīng)提升的DC輸出電壓DCOUT1提供給開關(guān)元件191。有利的是，DC升壓電路201在DCOUT1輸出端提供高AC阻抗。
如下更詳細(xì)所述，升壓電路201用來(lái)克服低DC控制電壓(例如VC1)對(duì)大功率FET RF開關(guān)諧波性能的有害作用。為了達(dá)到這一點(diǎn)，升壓電路201利用部分RF輸入信號(hào)(例如RFIN1)來(lái)增加有效開關(guān)控制電壓(例如開關(guān)晶體管114-116的柵極上的電壓)。
通過以上方式，DC升壓電路201響應(yīng)于RFIN1信號(hào)與VC1控制電壓而提供DCOUT1電壓。在特定實(shí)施方式中，電容器401具有0.4皮法拉(pF)的電容，并且電容器402具有0.8pF的電容。在該實(shí)施方式中，每個(gè)二極管元件411與412由具有共同耦合的源極與漏極區(qū)域的n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成。每個(gè)晶體管的通道區(qū)域具有大約10微米的寬度。晶體管的柵極形成了二極管元件的陽(yáng)極，而共同耦合的源極與漏極區(qū)域形成了二極管元件的陰極。雖然在所述實(shí)施方式中每個(gè)二極管元件411與412由單個(gè)二極管構(gòu)成，但是應(yīng)該理解在其他實(shí)施方式中每個(gè)二極管元件411與412可以由多個(gè)二極管構(gòu)成。這些二極管(例如)可以串聯(lián)連接。每個(gè)電阻器421與422具有大約15千歐姆(kΩ)的電阻，并且電阻器423具有大約10kΩ的電阻。在該實(shí)施方式中，升壓電路201可以容易地從1-2瓦RF輸入信號(hào)RFIN1生成5-6伏特的DC升壓(正或負(fù))。
圖5為圖示施加到RF開關(guān)100(沒有DC升壓電路)中的晶體管114-116柵極的DC電壓(VG)以及施加到RF開關(guān)200(具有DC升壓電路201)中的晶體管114-116的柵極的DC電壓(VG)相對(duì)于DC控制電壓VC1的圖500。該圖500假定RF輸入信號(hào)RFIN1具有1GHz的頻率與34dBm的輸入功率。RF開關(guān)100的DC柵極電壓VG被圖示為線條501，而RF開關(guān)200的DC柵極電壓VG被圖示為線條502。對(duì)于RF開關(guān)100，施加到晶體管114-116的柵極的DC柵極電壓VG總是略小于控制電壓VC1。然而，對(duì)于RF開關(guān)200，施加到晶體管114-116的柵極的DC柵極電壓VG比控制電壓VC1高大約2伏特。如下更詳細(xì)所述，該高柵極電壓VG通過最小化諧波而有利地提高了RF開關(guān)200的線性。
圖6為圖示從RF開關(guān)100以及RF開關(guān)200中的DC電壓源抽取的DC控制電流(IC1)相對(duì)于DC控制電壓VC1的圖600。與圖500相同，圖600也假定RFIN1信號(hào)具有1GHz的頻率與34dBm的輸入功率。從RF開關(guān)100中的DC電壓源抽取的DC控制電流IC1被圖示為線條601，而從RF開關(guān)200中的DC電壓源抽取的DC控制電流IC1被圖示為線條602。在大于大約2.5伏特的電壓上，從RF開關(guān)200中的DC電壓源抽取的DC控制電流IC1僅略大于從RF開關(guān)100中的DC電壓源抽取的DC控制電流IC1。更具體地，對(duì)于大于2.5伏特的控制電壓VC1，從RF開關(guān)200中的DC電壓源抽取的DC控制電流IC1只比從RF開關(guān)100中的DC電壓源抽取的DC控制電流IC1大大約5到6微安(μA)。有利的是，DC升壓電路201不需要來(lái)自DC電壓源的過量的附加電流。
圖7為圖示相對(duì)于控制電壓VC1的、RF開關(guān)100以及RF開關(guān)200的二次與三次輸出諧波的圖700。與圖500與600相同，圖700也假定RFIN1信號(hào)具有1GHz的頻率與34dBm的輸入功率。RF開關(guān)100的二次與三次輸出諧波分別被圖示為線條701-702。RF開關(guān)200的二次與三次輸出諧波分別被圖示為線條711-712。以從載波信號(hào)向下的分貝或者dBC測(cè)量輸出諧波。較高的dBC值表示較小的諧波，并且因此表示RF開關(guān)內(nèi)的更線性的轉(zhuǎn)移函數(shù)。對(duì)于小于大約2.5伏特的控制電壓VC1，RF電路100的三次諧波顯著小于RF電路200的三次諧波。類似地，對(duì)于小于大約2伏特的控制電壓VC1，RF電路100的二次諧波顯著小于RF電路200的二次諧波。由此，對(duì)于小于大約2.5伏特的控制電壓VC1，RF開關(guān)200有利地以比RF開關(guān)100線性更顯著的方式工作。
圖8為相對(duì)于RF輸入信號(hào)RFIN1的頻率而比較RF開關(guān)100的介入損失以及RF開關(guān)200的介入損失的圖。一般地，介入損失為輸出功率相對(duì)于輸入功率的量度。RF開關(guān)100的介入損失被圖示為線條801，而RF開關(guān)200的介入損失被圖示為線條802。如圖所示，與添加DC升壓電路201相關(guān)地，只有非常小的介入損失。例如，在1千兆赫茲(GHz)頻率上，DC升壓電路201只增加了大約0.05dB的介入損失(或者大約8％的介入損失)。一般地，升壓電路201只提供大約0.04-0.05dB的RF信號(hào)路徑衰減。
圖9為圖示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的DC升壓電路201的布置圖。該布置示了二極管元件411-412，其為二極管連接的FET(如上所述)；電阻器421-423，其可以是外延型、體效應(yīng)、高電阻系數(shù)金屬(例如鎳鉻鐵合金、硅化鎢、氮化鎢)或者多晶硅軌跡(trace)；以及電容器401-402，其由半導(dǎo)體基底、在該半導(dǎo)體基底上形成的第一金屬層、在第一金屬層上形成的介電層、以及在該介電層上形成的第二金屬層(例如金)形成。有利的是，可以使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制造工藝在相對(duì)較小的面積上實(shí)現(xiàn)DC升壓電路201。例如，利用傳統(tǒng)的0.5微米砷化鎵假晶高電子遷移率晶體管(pseudomorphic highelectron mobility transistor，PHEMT)工藝，DC升壓電路201可以具有大約70×110微米2的面積。因此，DC升壓電路201對(duì)于低成本應(yīng)用是理想的。其他可接受的制造DC升壓電路201的工藝包括CMOS工藝、硅絕緣體(silicon-on-insulator，SOI)工藝、或者任何離子注入MESFET工藝。
根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，可以修改DC升壓電路201。圖10-22為圖示根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施方式的DC升壓電路201的變形的電路圖。因?yàn)閳D10-22的DC升壓電路類似于DC升壓電路201(圖4)，所以圖4與10-22中類似的元件標(biāo)有類似的標(biāo)號(hào)。
圖10為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的DC升壓電路1001的電路圖。DC升壓電路1001類似于DC升壓電路201。然而，耦合電容器402以接收地電壓，而非VC1電壓。電容器402至地電壓的連接使該配置稍微復(fù)雜一些。該配置導(dǎo)致了整流器電路1031與偏壓抽取器1032。
圖11為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路1101的電路圖。DC升壓電路1101類似于DC升壓電路1001。然而，將電容器402耦合至DC升壓電路的輸出端，而非地電壓。該配置導(dǎo)致了偏壓抽取器1132。
圖12為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路1201的電路圖。DC升壓電路1201類似于DC升壓電路1001。然而，從DC升壓電路1201中去除了電容器402。在該實(shí)施方式中，負(fù)載的電容(例如晶體管114-116的柵極電容)用來(lái)替換電容器402。該配置導(dǎo)致了偏壓抽取器電路1232。
圖13為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路1301的電路圖。DC升壓電路1301類似于DC升壓電路201。然而，耦合二極管元件441的陽(yáng)極以接收地電壓，而非VC1電壓。二極管元件411至地電壓的連接使該配置稍微復(fù)雜一些。該配置導(dǎo)致了整流器電路1331與偏壓抽取器1332。
圖14為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的耦合至開關(guān)元件211的DC升壓電路1401的電路圖。DC升壓電路1401類似于DC升壓電路1301。然而，耦合電容器402以接收地電壓，而非VC1電壓。由此，DC升壓電路1401實(shí)現(xiàn)了整流器電路1331與偏壓抽取器1032。有利地是，DC升壓電路1401不需要DC控制電壓VC1。如圖所示，通過將電阻器111耦合至地，還從開關(guān)元件211中去除了DC控制電壓VC1。作為結(jié)果，與提供此類控制電壓相關(guān)的控制線可以被有利地從相關(guān)印刷電路板或模塊中去除。在以相對(duì)恒定的功率工作的開關(guān)(例如那些用于無(wú)線局域網(wǎng)(LAN)發(fā)射器的開關(guān))中，DC升壓電路1401尤其有用。
圖15為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路1501的電路圖。DC升壓電路1501類似于DC升壓電路1401。然而，從DC升壓電路1501中去除了電容器402。在該實(shí)施方式中，負(fù)載的電容(例如晶體管114-116的柵極電容)用來(lái)替換電容器402。有利的是，DC升壓電路1501不需要DC控制電壓VC1。
圖16為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的DC升壓電路1601的電路圖。DC升壓電路1601類似于DC升壓電路201。然而，二極管元件411與412的連接被翻轉(zhuǎn)，由此提供了二極管元件1611與1612。
當(dāng)RFIN1信號(hào)具有足夠低/負(fù)的電壓時(shí)，二極管元件1611導(dǎo)通，并且電容器401沿虛線1650所示的方向充電。此時(shí)，二極管元件1611關(guān)斷，并且由電容器402提供DCOUT1電壓。
當(dāng)RFIN1信號(hào)具有足夠高/正的電壓時(shí)，二極管元件1611導(dǎo)通，并且電容器401沿虛線1651所示的方向放電至VC1電源接線端。此時(shí)，二極管元件1612關(guān)斷。該配置確?！敖?jīng)提升”的輸出電壓DCOUT1小于DC控制電壓VC1。由此，如果DC控制電壓VC1為負(fù)電壓，則DCOUT1將為更負(fù)的電壓(或者“經(jīng)提升”的負(fù)電壓)。由此，可以將DC升壓電路1601稱為負(fù)DC升壓電路。
圖17為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的DC升壓電路1701的電路圖。DC升壓電路1701類似于DC升壓電路1601。然而，耦合電容器402以接收地電壓，而非VC1電壓。電容器402至地電壓的連接使該配置稍微復(fù)雜一些。該配置導(dǎo)致了整流器電路1731與偏壓抽取器1732。
圖18為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路1801的電路圖。DC升壓電路1801類似于DC升壓電路1701。然而，將電容器402耦合至DC升壓電路的輸出端，而非地電壓。該配置導(dǎo)致了偏壓抽取器電路1832。
圖19為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路1901的電路圖。DC升壓電路1901類似于DC升壓電路1601。然而，從DC升壓電路1901中去除電容器402。在該實(shí)施方式中，負(fù)載的電容(例如晶體管114-116的柵極電容)用來(lái)替換電容器402。該配置導(dǎo)致了偏壓抽取器電路1932。
圖20為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路2001的電路圖。DC升壓電路2001類似于DC升壓電路1601。然而，耦合二極管元件1611的陽(yáng)極以接收地電壓，而非VC1電壓。二極管元件1611至地電壓的連接使該配置稍微復(fù)雜一些。該配置導(dǎo)致了整流器電路2031與偏壓抽取器2032。
圖21為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路2101的電路圖。DC升壓電路2101類似于DC升壓電路2001。然而，耦合電容器402以接收地電壓，而非VC1電壓。由此，DC升壓電路2101實(shí)現(xiàn)了整流器電路2031與偏壓抽取器1732。有利地是，DC升壓電路1401不需要DC控制電壓VC1。DC升壓電路2001可以以與DC升壓電路1401(圖14)相同的方式耦合至開關(guān)元件211。
圖22為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的DC升壓電路2201的電路圖。DC升壓電路2201類似于DC升壓電路2101。然而，從DC升壓電路2201中去除電容器402。在該實(shí)施方式中，負(fù)載的電容(例如晶體管114-116的柵極電容)用來(lái)替換電容器402。有利的是，DC升壓電路2201不需要DC控制電壓VC1。
本發(fā)明包括偏壓電路，該偏壓電路包括整流器，具有整流器輸入、DC控制電壓輸入以及整流器輸出，其中該整流器被配置來(lái)在該整流器輸入處提供高很多的輸入阻抗的同時(shí)產(chǎn)生整流器輸出，即來(lái)自在整流器輸入處施加的交流輸入信號(hào)的經(jīng)整流的電壓；以及偏壓抽取器，具有抽取器輸入、控制電壓輸入以及抽取器輸出，該偏壓抽取器耦合至整流器輸出，并且被配置來(lái)在抽取器輸出處產(chǎn)生幅度大于DC控制電壓輸入的DC電壓。
雖然結(jié)合幾種實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，而可能有各種修改，這些修改對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)系統(tǒng)，包括射頻開關(guān)元件，被配置來(lái)接收射頻(RF)輸入信號(hào)；第一電壓電源接線端，被配置來(lái)接收第一DC電源電壓；升壓電路，被配置來(lái)接收RF輸入信號(hào)以及第一DC電源電壓，并且作為響應(yīng)，提供偏壓以控制開關(guān)元件。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中該升壓電路包括第一電容器，其第一端被耦合以接收RF輸入信號(hào)；以及整流器電路，被耦合至所述電容器的第二端以及第一電壓電源接線端，其中該整流器電路被配置來(lái)響應(yīng)于RF輸入信號(hào)與第一DC電源電壓而提供偏壓。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中該整流器電路包括在第一電壓電源接線端與第一電容器的第二端之間串聯(lián)耦合的第一二極管與第一電阻器。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中該整流器電路進(jìn)一步包括在第一電容器的第二端與開關(guān)元件之間串聯(lián)耦合的第二二極管與第二電阻器。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在第一電壓電源接線端與開關(guān)元件之間耦合的第二電容器。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中該第二電容器以及串聯(lián)連接的第二二極管與第二電阻器在第一節(jié)點(diǎn)處耦合，并且進(jìn)一步包括在第一節(jié)點(diǎn)與開關(guān)元件之間耦合的第三電阻器。
7.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在第二電壓電源接線端與開關(guān)元件之間耦合的第二電容器。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中第二電容器以及串聯(lián)連接的第二二極管與第二電阻器在第一節(jié)點(diǎn)處耦合，并且進(jìn)一步包括在第一節(jié)點(diǎn)與開關(guān)元件之間耦合的第三電阻器。
9.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在第二二極管與開關(guān)元件之間并聯(lián)耦合的第二電容器與第三電阻器。
10.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與第二電阻器及第二二極管串聯(lián)耦合的第三電阻器。
11.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中第一二極管元件的陰極耦合至第一電容器的第二端。
12.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中第一二極管元件的陽(yáng)極耦合至第一電容器的第二端。
13.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中第一二極管元件的陰極與第二二極管元件的陽(yáng)極耦合至第一電容器的第二端。
14.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中第一二極管元件的陽(yáng)極與第二二極管元件的陰極耦合至第一電容器的第二端。
15.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)系統(tǒng)，其中第一電源電壓為地電壓。
16.一種控制射頻(RF)開關(guān)的方法，包含將RF輸入信號(hào)施加到RF開關(guān)與升壓電路；將第一DC電源電壓施加到該升壓電路；響應(yīng)于第一DC電源電壓與RF輸入信號(hào)而生成偏壓；以及用該偏壓控制開關(guān)元件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述生成偏壓的步驟包括響應(yīng)于第一DC電源電壓與RF輸入信號(hào)，而對(duì)第一電容器充電與放電。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述生成偏壓的步驟進(jìn)一步包括響應(yīng)于第一DC電源電壓與RF輸入信號(hào)，而對(duì)第二電容器充電與放電。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述生成偏壓的步驟進(jìn)一步包括響應(yīng)于第二DC電源電壓與RF輸入信號(hào)，而對(duì)第二電容器充電與放電。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該偏壓大于第一DC電源電壓。
全文摘要
一種偏壓電路，包括整流器，具有輸入、輸出以及DC控制電壓輸入，其中該整流器被配置來(lái)在該整流器輸入處提供高很多的輸入阻抗的同時(shí)產(chǎn)生整流器輸出，即來(lái)自施加到整流器輸入處的交流輸入信號(hào)的經(jīng)整流的電壓；以及偏壓抽取器，具有抽取器輸入、控制電壓輸入以及抽取器輸出，該偏壓抽取器耦合至整流器輸出，并且被配置來(lái)在抽取器輸出處產(chǎn)生幅度大于DC控制電壓輸入的DC電壓。
文檔編號(hào)H03K17/687GK1792034SQ200480013420
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者韋恩·M·斯特魯布爾 申請(qǐng)人:特里奎恩特半導(dǎo)體公司