專利名稱：Rf隔離開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及RF隔離開關(guān)電路。
背景信息高頻射頻(RF)電路中有許多地方其中RF信號源要被可選擇地耦合至負載或要與該負載隔離。術(shù)語“RF開關(guān)”有時被用于指代可被控制以將RF源耦合至負載或?qū)F源極與負載斷開并隔離的電路。其中使用此種RF開關(guān)的一個地方是在無線電發(fā)射機中的發(fā)射機平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和發(fā)射機驅(qū)動放大器之間的RF信號的信號路徑中。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器所提供的RF發(fā)射信號或要被耦合至驅(qū)動放大器的輸入引線，或要被阻斷到達驅(qū)動放大器的輸入引線。常規(guī)地，RF開關(guān)被實現(xiàn)為單個N溝道場效應(yīng)晶體管。該晶體管通常制造的足夠小以致當晶體管被控制為關(guān)斷時，其不會使平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器輸出負載過量的寄生電容。然而，晶體管通常被制造的足夠大以當其被控制為開通時具有充分低的源-漏導(dǎo)通電阻。若平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器輸出的RF信號電壓擺動較高，則使用厚柵極電介質(zhì)N溝道晶體管。替換地，可使用三個N溝道晶體管的T型開關(guān)配置。盡管這些傳統(tǒng)的RF開關(guān)電路在許多情況下的工作都非常令人滿意，但RF開關(guān)的確引入了不希望的寄生電容并的確降級了電路線性。尋求RF開關(guān)操作和整個發(fā)射機電路操作中的改善。概述—方面，RF隔離開關(guān)電路包括第一控制輸入導(dǎo)體、第二控制輸入導(dǎo)體、RF信號輸入引線、RF信號輸出引線、主晶體管、柵-源短路電路、以及一對電阻。第一數(shù)字邏輯極性的數(shù)字邏輯信號存在于第一控制輸入導(dǎo)體上，且相反的第二極性的數(shù)字邏輯信號存在于第二控制輸入導(dǎo)體上。若數(shù)字邏輯高電壓存在于第一控制輸入導(dǎo)體上，則數(shù)字邏輯低電壓存在于第二控制輸入導(dǎo)體上，反之亦然。在第一操作模式中，RF隔離開關(guān)電路將被關(guān)斷并將防止RF隔離開關(guān)電路的RF輸入引線上存在的RF輸入信號到達RF隔離開關(guān)電路的RF信號輸出引線。第一控制輸入導(dǎo)體上的數(shù)字邏輯信號具有數(shù)字邏輯低值，且第二控制輸入導(dǎo)體上的數(shù)字邏輯信號具有數(shù)字邏輯高值。通過經(jīng)由柵-源短路電路將主晶體管的柵極和源極短路以及通過經(jīng)由電阻將來自第一控制輸入導(dǎo)體的數(shù)字邏輯低電壓(例如，零伏)提供給主晶體管的柵極而關(guān)斷主晶體管。柵-源短路電路將主晶體管的柵極與主晶體管的源極短路，由此主晶體管上的柵-源電壓(Vgs)即使在主晶體管的源極上的RF輸入信號存在大的峰-峰AC電壓幅度的條件下也保持靠近零伏。在第二操作模式中，RF隔離開關(guān)電路將被開通并通過RF隔離開關(guān)電路將RF信號輸入引線上的RF信號耦合至RF隔離開關(guān)電路的RF信號輸出引線。第一控制輸入導(dǎo)體上的數(shù)字邏輯信號具有數(shù)字邏輯高值，且第二控制輸入導(dǎo)體上的數(shù)字邏輯信號具有數(shù)字邏輯低值。關(guān)斷柵-源短路電路以便主晶體管的柵極不耦合至主晶體管的源極。第一控制輸入導(dǎo)體上存在的數(shù)字邏輯高電壓(例如，1. 3伏)電阻性地耦合至主晶體管的柵極上，由此開通主晶體管。存在于第二控制輸入導(dǎo)體上的數(shù)字邏輯低電壓(例如，零伏)被耦合至柵-源短路電路中的關(guān)斷晶體管的柵極，由此將那些晶體管關(guān)斷并將柵-源短路電路關(guān)斷。在一個示例中，柵-源短路電路包括具有耦合至主晶體管的柵極的第二端子和耦合至中間節(jié)點的第一端子的第一關(guān)斷晶體管。柵-源短路電路還包括具有耦合至中間節(jié)點的第二端子和耦合至主晶體管的源極的第一端子的第二關(guān)斷晶體管。第一和第二關(guān)斷晶體管的柵極端子耦合在一起以接收第二控制輸入導(dǎo)體上的控制輸入信號。中間節(jié)點電阻性地耦合至第一控制輸入導(dǎo)體以便在主晶體管被關(guān)斷時，第一控制導(dǎo)體上的數(shù)字邏輯低電壓(例如，零伏)電阻性地耦合至中間節(jié)點。此外，電阻電阻性地將主晶體管的漏極耦合至第二控制輸入導(dǎo)體以便當RF隔離開關(guān)電路關(guān)斷時，主晶體管的漏極電阻性地上拉至第二控制輸入導(dǎo)體上存在的數(shù)字邏輯高電壓(例如，1. 3伏)。這有助于確保主晶體管的柵極電壓不會上升至漏極電壓之上且有助于防止主晶體管泄漏。RF隔離開關(guān)電路有許多應(yīng)用，包括用在RF發(fā)射機的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動放大器之間。RF隔離開關(guān)也在驅(qū)動放大器的輸出和由驅(qū)動放大器選擇性地驅(qū)動的負載之間有用。RF隔離開關(guān)電路能用于實現(xiàn)RF開關(guān)/衰減器。在一個示例中，此種應(yīng)用中的RF隔離開關(guān)電路被置于RF收發(fā)機集成電路并由位于數(shù)字基帶集成電路中執(zhí)行一組控制器可執(zhí)行指令的處理器控制。執(zhí)行指令的結(jié)果是，處理器通過跨串行總線從數(shù)字基帶集成電路向RF收發(fā)機集成電路發(fā)送串行形式的適當數(shù)字控制信息以使得控制信息隨后被用于控制RF隔離開關(guān)電路開通或關(guān)斷來控制RF隔離開關(guān)電路。第二方面，RF隔離開關(guān)電路包括具有單獨控制的塊體電極或端子的主晶體管。在第一種操作模式中，RF隔離開關(guān)電路被開通。置于主晶體管的塊體端子和源極端子之間的第一開關(guān)晶體管被開通以將主晶體管的塊體短路至主晶體管的源極。將用于通過電阻將塊體耦合至接地導(dǎo)體的第二開關(guān)晶體管關(guān)斷。RF開關(guān)開通時將塊體短路至源極降低了主晶體管的閾值電壓，由此有助于將主晶體管保持開通并有助于減少通過主晶體管的源-漏導(dǎo)通電阻。在第二種操作模式中，RF隔離開關(guān)電路被關(guān)斷。電耦合在主晶體管的塊體和源極之間第一開關(guān)晶體管關(guān)斷。第二開關(guān)晶體管開通以便塊體電阻性地耦合至接地導(dǎo)體。塊體因此接地。若主晶體管的塊體在主晶體管關(guān)斷時短路至源極，且若大峰-峰RF輸入信號存在于源極上，則塊體和漏極之間的內(nèi)在二極管結(jié)可能被正向偏置或弱正向偏置從而使得主晶體管將通過主晶體管的正向偏置的塊體-漏極結(jié)而泄漏。將塊體與源極去耦合并電阻性地將塊體耦合至接地導(dǎo)體防止該內(nèi)在二極管結(jié)被正向偏置。第二方面的RF隔離開關(guān)有許多應(yīng)用，包括用在驅(qū)動放大器的輸出引線和由驅(qū)動放大器選擇性地驅(qū)動的負載之間。在一些實施例中，選擇性地將主晶體管的塊體耦合至主晶體管的源極(當RF隔離開關(guān)電路開通時)或耦合至接地導(dǎo)體(當RF隔離開關(guān)電路關(guān)斷時)的第二方面與涉及柵-源短路電路的第一方面結(jié)合。在制造方法中，使用65納米CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)半導(dǎo)體制造工藝來制造第一和/或第二方面的RF隔離開關(guān)電路。以上內(nèi)容是概要，由此必然包含對細節(jié)的簡化、概括和省略；因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會，此概要僅是說明性的，而絕非意欲任何限制。正如純由權(quán)利要求書定義的在本文中所描述的設(shè)備和/或過程的其他方面、發(fā)明性特征、以及優(yōu)點將從本文中闡述的非限定性具體說明中變得顯而易見。附圖簡要說明

圖1是包括根據(jù)第一方面的RF隔離開關(guān)電路的移動通信設(shè)備I的示圖。圖2是圖1的移動通信設(shè)備I的收發(fā)機和天線部分的更為詳細的示圖。圖3是圖2的RF收發(fā)機集成電路3的某些部分的更為詳細的示圖。圖4是更具體地示出圖3的混頻器/平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。圖5是圖4的RF隔離開關(guān)電路的更詳細的示圖。圖6是實現(xiàn)為薄柵極電介質(zhì)N溝道晶體管的RF隔離開關(guān)電路的示圖。圖7是根據(jù)第一方面的RF隔離開關(guān)電路的電路圖。圖8是示出向圖7的RF隔離開關(guān)電路的RF信號輸入引線看進去的輸入阻抗(Zin)如何根據(jù)RF輸入信號的峰-峰電壓振幅改變的示圖。圖9是比較圖7的RF隔離開關(guān)電路的性能和圖6的簡單RF開關(guān)的性能的表格。圖10是涉及兩個簡單的單晶體管RF開關(guān)的電路的示圖。圖11是解說解決與圖10的電路相關(guān)聯(lián)的問題的傳統(tǒng)辦法的示圖。圖12是其中圖7的RF隔離開關(guān)電路被用于實現(xiàn)一對軟件可編程和可控制的RF開關(guān)/裳減器電路的電路圖。圖13是圖12的RF開關(guān)/衰減器電路之一的更為詳細的示圖。圖14是根據(jù)圖7的RF隔離開關(guān)電路的方法的流程圖。圖15是包括根據(jù)第二方面的RF隔離開關(guān)電路的電路的示圖。圖16是圖15的RF隔離開關(guān)電路的更詳細的示圖。圖17是根據(jù)圖15的RF隔離開關(guān)電路的方法的流程圖。圖18是組合第一方面和第二方面的RF隔離開關(guān)電路700的示圖。具體描述圖1是包括根據(jù)第一方面的RF隔離開關(guān)電路的移動通信設(shè)備I的示圖。在此示例中，移動通信設(shè)備I是多頻帶蜂窩電話手持機。設(shè)備I (除了未解說的其他部分之外)包括可用于接收和發(fā)射蜂窩電話通信的天線2、RF (射頻)收發(fā)機集成電路3、和數(shù)字基帶處理器集成電路4。在一些示例中，收發(fā)機電路系統(tǒng)和數(shù)字基帶電路系統(tǒng)實現(xiàn)在同一集成電路上，但在此闡述兩個集成電路的實現(xiàn)以用于解說目的。數(shù)字基帶集成電路4包括處理器5，該處理器55執(zhí)行處理器可執(zhí)行指令的程序6。程序6存儲于處理器可讀介質(zhì)7中，處理器可讀介質(zhì)57在此情形中是半導(dǎo)體存儲器。處理器5經(jīng)由本地總線8訪問存儲器7。處理器5通過經(jīng)由串行總線接口 9、串行總線10、串行總線接口 11、和多組控制導(dǎo)體12和13向集成電路3發(fā)送控制信息來與RF收發(fā)機集成電路3交互并控制RF收發(fā)機集成電路53。要傳送的信息在數(shù)字基帶處理器集成電路4上通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 14被轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并跨導(dǎo)體15被傳達至收發(fā)機集成電路3的發(fā)射機部分。由收發(fā)機集成電路3的接收機部分接收到的數(shù)據(jù)以相反方向跨導(dǎo)體16從RF收發(fā)機集成電路3被傳達至數(shù)字基帶處理器集成電路4并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)17被轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。圖2是圖1的蜂窩電話的收發(fā)機和天線部分的更為詳細的示圖。在對蜂窩電話的操作的一個非常簡化的說明中，作為蜂窩電話呼叫的一部分，如果圖1的蜂窩電話正被用來接收信息，則傳入傳輸18在天線2上被接收。傳入信號通過天線開關(guān)19，并隨后通過RF收發(fā)機集成電路3的寬帶接收機部分31的兩條接收路徑中的一條。在一條路徑中，傳入信號通過雙工器20、匹配網(wǎng)絡(luò)(MN) 21、端子22、低噪聲放大器(LNA) 23、混頻器24、基帶濾波器25、和導(dǎo)體16到達數(shù)字基帶處理器集成電路4內(nèi)的ADC17。在另一條路徑中，傳入信號通過天線開關(guān)19、雙工器26、匹配網(wǎng)絡(luò)27、端子28、LNA29、混頻器30、基帶濾波器25、和導(dǎo)體16到達數(shù)字基帶處理器集成電路4的ADC17。本地振蕩器32 (也稱為頻率合成器)向混頻器24和30提供接收本地振蕩器信號RX LO0接收機如何下變頻是通過改變本地振蕩器信號RX LO的頻率并通過選擇合適的接收路徑來控制的。接收路徑中的一條被用于接收第一頻帶中的信號，而接收路徑中的另一條被用于接收第二頻帶中的信號。另一方面，作為蜂窩電話呼叫的一部分，如果蜂窩電話I正被用來傳送信息，則要傳送的信息在數(shù)字基帶處理器集成電路4中由DAC14轉(zhuǎn)換成模擬形式。模擬信息被提供給RF收發(fā)機集成電路3的發(fā)射機部分35的發(fā)射鏈34部分的基帶濾波器33。在被基帶濾波器濾波之后，該信號在頻率上被混頻器塊36上變頻。經(jīng)上變頻的信號通過兩條路徑中的一條到達天線2。在第一條路徑中，該信號通過驅(qū)動放大器37、端子38、功率放大器39、匹配網(wǎng)絡(luò)40、雙工器20、天線開關(guān)19到達天線2以作為傳輸88進行發(fā)射。在第二條路徑中，該信號通過驅(qū)動放大器41、端子42、功率放大器43、匹配網(wǎng)絡(luò)44、雙工器26、天線開關(guān)19到達天線2以作為傳輸88進行發(fā)射。使用這兩條路徑中的哪一條取決于信號要在第一頻帶還是第二頻帶中傳送。通過改變由本地振蕩器95 (也稱為頻率合成器)生成的本地振蕩器信號TX LO的頻率并通過選擇合適的發(fā)射路徑來控制混頻器塊36如何上變頻。圖3是圖2的RF收發(fā)機集成電路3的某些部分的更為詳細的示圖?；祛l器塊36是包括有源混頻器46和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器47的混頻器/平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器在此被稱為“單初級雙次級平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器”，因為它包括僅一個初級繞組48，但包括第一次級繞組49和第二次級繞組50。平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器將混頻器46的差分信號輸出轉(zhuǎn)換成驅(qū)動驅(qū)動放大器37和41的單端信號。初級繞組48被電磁耦合到兩個次級繞組49和50，從而這三個繞組一起構(gòu)成了變壓器。第一可編程可變電容器51如解說地與初級繞組48并聯(lián)耦合。初級繞組48上的中心抽頭耦合至電源電壓導(dǎo)體52。第二可編程可變電容器53與第一次級繞組49并聯(lián)耦合。RF隔離開關(guān)電路54可開啟或閉合，如以下進一步詳細解釋的。如果RF隔離開關(guān)電路54閉合，則電容器53的一條引線55耦合至第一次級繞組49的端子56，從而電容器53與第一次級繞組49并聯(lián)耦合。如果RF隔離開關(guān)電路54打開，則電容器53的引線55不耦合至端子56，并且電容器53不與第一次級繞組49并聯(lián)耦合。導(dǎo)體57從第一次級繞組49向第一驅(qū)動放大器37的輸入引線58傳達信號。第三可編程可變電容器59如解說地與第二次級繞組50并聯(lián)耦合。導(dǎo)體60從第二次級繞組50向第二驅(qū)動放大器41的輸入引線61傳達信號。這三個繞組48、49和50之間的復(fù)雜互感交互允許初級繞組在足夠的調(diào)諧范圍上被調(diào)諧成諧振(在低頻帶頻率處或在中頻帶頻率處諧振)而無需提供與初級繞組并聯(lián)的很大的可變電容器。當RF隔離開關(guān)電路54打開并且該電路正在中頻帶頻率處操作時，第一次級繞組49中實質(zhì)上沒有電流流動，并且第一次級繞組49對初級繞組諧振和總體平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器諧振的影響減小。對初級繞組諧振和總體平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器諧振的互感效應(yīng)很大程度上是由于第二次級繞組50的相對較小的電感造成的。當RF隔離開關(guān)電路54閉合并且該電路正在低頻帶頻率處操作時，初級繞組48和電感較大的第一次級繞組49強烈地交互作用，而電感較小的第二次級繞組50對初級諧振和總體平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器諧振僅具有微弱影響。經(jīng)調(diào)諧的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器對于從824MHz到1980MHz的寬帶頻率范圍中的任何頻率的品質(zhì)因數(shù)為6. O或更大。盡管在圖2的簡化示圖中未示出，分頻器62和緩沖器63被部署在TXLO信號到混頻器46的信號路徑中。這些電路62和63被置于靠近混頻器46。從緩沖器63輸出的TXLO信號實際上包括兩個差分信號TX L0_I和TX L0_Q，這兩個差分信號彼此成正交關(guān)系。同相本地振蕩器信號TX L0_I經(jīng)由兩個導(dǎo)體64和65被傳達至混頻器46。正交相位本地振蕩器信號TXL0_Q經(jīng)由兩個導(dǎo)體66和67被傳達至混頻器46。附圖標記68表示集成電路3的四個端子，兩個差分信號1_和0_通過這四個端子被接收。I_P和I_N構(gòu)成差分信號I。Q_P和Q_N構(gòu)成差分信號Q。發(fā)射基帶濾波器33經(jīng)由導(dǎo)體69-72向有源混頻器46提供兩個差分經(jīng)濾波信號。IP和IN構(gòu)成第一差分信號。QP和QN構(gòu)成第二差分信號。來自串行總線接口 11的數(shù)字控制比特經(jīng)由控制導(dǎo)體12中的一些被傳達至混頻器塊36。這些控制導(dǎo)體97在圖4中進一步詳細示出。圖4是更詳細示出混頻器/平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。附圖標記73和74標識初級繞組48的端子。附圖標記75標識初級繞組48的中心抽頭。來自混頻器46的差分混頻器輸出信號MOP和MON經(jīng)由相應(yīng)的一對導(dǎo)體76和77被提供給初級繞組48。信號MOP從混頻器輸出弓I線92被提供給初級繞組的端子73。信號MON從混頻器輸出弓丨線93被提供給初級繞組的端子74。第一可編程可變電容器51的電容由5比特數(shù)字值P[4:0]控制。附圖標記56和78標識第一次級繞組49的端子。第二可編程可變電容器53的電容由6比特數(shù)字值SLB[5:0]控制。信號SW_開/關(guān)是導(dǎo)體91上控制RF隔離開關(guān)電路54的單個數(shù)字控制比特信號。附圖標記79和80標識第二次級繞組50的端子。第三可編程可變電容器59的電容由7比特數(shù)字值SMB[6:0]控制。附圖標記97標識傳達控制值P[4:0]、Sff_開/關(guān)、SLB[5:0] ,SMB[6:0]、EN_LB_DA、和EN_MB_DA的控制導(dǎo)體。在操作中，數(shù)字基帶處理器集成電路4跨串行總線10向RF收發(fā)機集成電路3發(fā)送數(shù)字信息96 (見圖3)。此數(shù)字信息96是從串行總線10被接收到RF收發(fā)機集成電路3上的。數(shù)字信息96抑或包含抑或用來生成這些數(shù)字控制信號(P [4:0]、5胃_開/關(guān)、SLB[5:0]、SMB[6:0]、EN_LB_DA、和EN_MB_DA),這些數(shù)字控制信號控制混頻器/平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路和驅(qū)動放大器，從而這些電路被正確配置為在期望發(fā)射頻率處操作。圖5是圖4的RF隔開開關(guān)電路54的更詳細的不圖。電容器符號98和99標識分別隔離次級繞組49和50上的DC電壓以使其不能到達DA輸入引線58和61的去耦合電容。當發(fā)射機被配置成使用MB DA41在較高的中頻帶頻率范圍發(fā)射時，隨后禁用低頻帶驅(qū)動放大器(LB DA) 37。相反，當發(fā)射機被配置成使用LB DA37在較低頻帶LB中發(fā)射時，隨后禁用MBDA41。總體平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路的自然振蕩頻率是耦合至該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的總電容的函數(shù)。當總體平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路工作在LB頻率模式時，跨第二次級繞組50耦合的MB路徑的總體寄生電容對該電路的自然振蕩頻率有影響，但MB路徑的寄生電容對較低頻率LB范圍中平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器振蕩的影響是可容忍的，因為側(cè)點頻率較低。低頻帶中總體平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的振蕩頻率是LB次級上的組合電容以及MB次級上的組合電容的函數(shù)。然而，當電路工作在較高頻率MB頻率范圍時，跨第一次級繞組49的LB電路系統(tǒng)的寄生電容將不被允許顯著降低總體平衡-不平衡電路的自然振蕩頻率。如果沒有RF隔離開關(guān)電路54，則LB路徑的總體電容將通過平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的MB DA操作并減小平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器電路的振蕩頻率。提供RF隔離開關(guān)電路54以在MB操作期間將LB信號路徑電容與平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器隔離，并在LB操作期間將電容53與第一次級繞組49并聯(lián)耦合。圖6是實現(xiàn)為薄柵極電介質(zhì)N溝道晶體管101的RF隔離開關(guān)電路54的示圖。與作為單個厚柵極電介質(zhì)晶體管實現(xiàn)的RF隔離開關(guān)電路相比，使用薄柵極電介質(zhì)晶體管101。這允許器件溝道長度更小，因而總體器件尺寸將更小。這允許當開關(guān)關(guān)斷時第一次級繞組49上的總體寄生電容較低。當開關(guān)關(guān)斷且電路工作在MB模式時，(通過平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器)使中頻帶路徑負載的、RF開關(guān)的寄生電容會較小。減少該寄生電容是通過將RF開關(guān)電路制成薄柵極電介質(zhì)晶體管來實現(xiàn)的。薄柵極電介質(zhì)晶體管具有與厚柵極電介質(zhì)器件相比更低的閾值電壓。當工作于110攝氏度時快-快工藝條件下(FFlO)的圖6的RF開關(guān)電路54的閾值電壓可例如為O. 38伏。第一次級繞組49輸出到開關(guān)電路54的源極上的RF信號100具有可為1. 3伏那么大的大峰-峰信號電壓幅度以及具有零伏DC電壓分量。為了關(guān)斷圖6的開關(guān)電路54，通過藉由大電阻122將晶體管101的柵極耦合至接地導(dǎo)體102來將柵極接地。RF開關(guān)54的塊體節(jié)點(術(shù)語“塊體(bulk)”指代P井，其中形成晶體管101的N型源極和漏極)還通常使用電阻被接地以便在RF開關(guān)被關(guān)斷時保護RF開關(guān)的塊體節(jié)點。由于寄生電容Cgs，柵極上的電壓也具有正弦形狀并跟隨源極上的AC信號，但柵極電壓信號121的峰-峰幅度較小約在O. 8伏峰-峰。柵極電壓信號也具有零伏DC分量。當晶體管101的源極上的RF信號100的電壓為其在所解說的正弦波底部處-O. 65伏的最小值時，則開關(guān)電路54的柵極上的柵極電壓可約為-O. 4伏，而圖6的開關(guān)電路54的Vgs為正且可足夠靠近薄柵極電介質(zhì)晶體管101的O. 38伏的閾值電壓Vt以導(dǎo)致晶體管101泄漏。作為術(shù)語的術(shù)語RF信號中的標記RF在本文中被用于指示該信號具有至少500MHz的頻率。圖7是涉及主晶體管103、第一關(guān)斷路徑晶體管104、第二關(guān)斷路徑晶體管105、和三個電阻106、107和108的RF隔離開關(guān)電路54的實施例的電路示圖。關(guān)斷晶體管104和105和電阻107形成柵-源短路電路120。在輸入引線109上接收控制信號SW_開/關(guān)且其數(shù)字邏輯補數(shù)由反相器110生成并在輸入引線111上接收。在一些實施例中，反相器可位于RF隔離開關(guān)電路中以使得僅有一個控制輸入引線。經(jīng)由控制輸入導(dǎo)體112和電阻106將控制信號SW_開/關(guān)提供至主晶體管103的柵極上和中間節(jié)點113上。在此情形中的導(dǎo)體112是與圖4中的導(dǎo)體91相同的導(dǎo)體。經(jīng)由控制輸入導(dǎo)體114將補償信號提供至關(guān)斷導(dǎo)體104和105的柵極上。信號SW_開/關(guān)是或具有地電勢的數(shù)字邏輯低電平電壓或電源電壓VDD的電壓的數(shù)字控制信號。此情形中的地電勢是零伏且VDD電源電壓是1. 3伏。導(dǎo)體115是信號輸入導(dǎo)體。導(dǎo)體116是信號輸出導(dǎo)體。在一個示例中，主晶體管103是具有約O. 4pF的柵-源寄生電容的720微米除60納米(W/L)的薄柵極電介質(zhì)N溝道晶體管。晶體管103的閾值電壓Vt范圍從工藝角FFllO處的約O. 38伏到O. 5伏的通常值再到工藝角SS-30處的約O. 6伏的最高值。關(guān)斷晶體管104和105是24微米除60納米(W/L)的N溝道晶體管。N溝道晶體管的源極和漏極向下延伸至P井(塊體)，又向下延伸至深N井，又向下延伸至P型襯底。電阻107具有20k歐的電阻值。電阻106具有140k歐的電阻值。電阻108具有IOk歐的電阻值。當信號SW_開/關(guān)具有數(shù)字邏輯低電平時，則RF隔離開關(guān)電路54關(guān)斷。導(dǎo)體114上的數(shù)字邏輯高電平信號使關(guān)斷晶體管104和105被開通。關(guān)斷晶體管104和105之間的中間節(jié)點113經(jīng)由電阻107耦合并下拉至地電勢。主晶體管103的柵極上的信號可被視為具有DC分量和AC分量。DC分量為零并通過電阻106提供給主晶體管103的柵極。主晶體管103的柵極的源極的DC電壓分量也因第一次級繞組49出于AC信號目的將輸入導(dǎo)體115耦合至接地節(jié)點117而為零伏。參考標記118標識RF隔離開關(guān)電路的RF信號輸入引線。經(jīng)由第一次級繞組49接收的DC地電勢也通過柵-源短路電路120耦合至主晶體管103的柵極。在此解說性示例中，導(dǎo)體115上的信號的AC分量為1. 3伏峰-峰正弦AC信號。該1.3伏峰-峰正弦AC信號也通過關(guān)斷晶體管105和104耦合至主晶體管103的柵極上以便主晶體管103的柵極上的AC信號擺動跟隨主晶體管103的源極上的信號的AC信號擺動并具有相同的峰-峰幅度。相應(yīng)地，當導(dǎo)體115上的電壓為正O. 65伏時，則主晶體管103的柵極上的電壓也為正O. 65伏。當導(dǎo)體115上的電壓為負O. 65伏時，則主晶體管103的柵極上的電壓也為負O. 65伏。主晶體管103因此從未經(jīng)歷正Vgs且主晶體管103在AC信號周期期間保持關(guān)斷。類似地，當SW_開/關(guān)為數(shù)字邏輯電平低時，則電源電壓VDD經(jīng)由電阻108耦合至輸出導(dǎo)體116和RF信號輸出引線119。由于主晶體管103的柵極經(jīng)由電阻106耦合至地電勢且由于主晶體管103的漏極經(jīng)由電阻108耦合至電源電壓VDD，故從未有跨主晶體管103的柵-漏結(jié)的正DC電壓。這就確保柵-漏結(jié)不被正向偏置。當SW_開/關(guān)為數(shù)字邏輯電平高電壓時，則RF隔離開關(guān)電路54將被開通。當SW_開/關(guān)為數(shù)字邏輯電平高時，則關(guān)斷晶體管105和104被關(guān)斷且其間的中間節(jié)點113經(jīng)由電阻107耦合至電源電壓VDD。當SW_開/關(guān)為數(shù)字邏輯電平高時，則主晶體管103的柵極經(jīng)由電阻106被提供1. 3伏的DC數(shù)字邏輯高電壓電平。主晶體管103的柵極上僅有小的AC信號分量。對于1. 3伏的VDD電源電壓，至少O. 4伏的正Vgs因此跨主晶體管103的柵-源結(jié)存在，盡管1. 3伏的峰-峰信號存在于主晶體管103的源極之上。主晶體管103在導(dǎo)體115上的信號的1. 3伏峰-峰循環(huán)期間保持導(dǎo)通。類似地，當SW_開/關(guān)為數(shù)字邏輯電平高時，則地電勢經(jīng)由電阻108耦合至輸出導(dǎo)體116。由于主晶體管103的柵極被驅(qū)動至VDD且由于地電勢存在于主晶體管103的漏極上，故保持跨主晶體管103的正Vgd以保持柵-漏結(jié)導(dǎo)通。不同于設(shè)置一個關(guān)斷晶體管，設(shè)置兩個關(guān)斷晶體管105和104因為如果僅設(shè)置一個關(guān)斷開關(guān)來斷開主晶體管103的柵極和源極之間的路徑，則當這一個關(guān)斷晶體管將被關(guān)斷時會因以上關(guān)于圖6描述的相同現(xiàn)象而可能泄漏。例如，在正常操作中，當SW_開/關(guān)為高且關(guān)斷晶體管104的柵極為地電勢時，如果不設(shè)置關(guān)斷晶體管105，則該關(guān)斷晶體管104的源極將在導(dǎo)體115上經(jīng)歷全部的巨大信號擺動且在導(dǎo)體115上的AC信號的電壓擺動的底部處將被弱導(dǎo)通。在導(dǎo)體115和關(guān)斷晶體管104的源極之間的信號路徑中設(shè)置關(guān)斷晶體管105減少關(guān)斷晶體管104的源極上的電壓擺動幅度并允許關(guān)斷晶體管104保持關(guān)斷。關(guān)斷晶體管105可能泄漏，但關(guān)斷晶體管104為全關(guān)斷，且這實質(zhì)上將導(dǎo)體115上的AC信號與主晶體管103的柵極隔離并去耦合。圖8是示出向圖7的RF隔離開關(guān)電路54的RF信號輸入引線118看進去的輸入阻抗(Zin)隨第一次級繞組49輸出的2GHz信號的峰-峰電壓擺動從約500mV峰-峰上升到約1. 5V峰-峰如何改變的示圖。該示圖也示出相同電路中的圖6的簡單RF開關(guān)的輸入阻抗(Zin)將如何在相同峰-峰輸入信號電壓擺動上改變。注意到，即使在1. 5伏的高輸入信號峰-峰電壓擺動情況下，圖7的RF隔離開關(guān)電路的輸入阻抗基本保持恒定，而圖6簡單的單晶體管RF開關(guān)在高輸入信號峰-峰電壓擺動處表現(xiàn)出相當大的泄漏。圖9是比較圖7的RF隔離開關(guān)電路54的性能和圖6簡單的單晶體管RF開關(guān)的性能的表格。出現(xiàn)在標記為“角”一欄中的“TT70”指示典型工藝和70攝氏度的典型工作溫度。出現(xiàn)在標記為“角”一欄中的“FF110”指示快工藝和110攝氏度的高工作溫度。ACLR測量是關(guān)于從基帶濾波器之前的點到驅(qū)動放大器輸出的整個TX信號路徑?！癙ldB”值是對線性的測量。隨TX信號路徑的輸出功率的增加，可以看到TX信號路徑的增益在某個較高輸出功率處下降。PldB值是看到整個TX信號路徑的增益展現(xiàn)一個dB增益損耗時的輸出功率。注意到，在其中薄電介質(zhì)晶體管的閾值電壓將為最低的快工藝和高溫度下，圖6的簡單RF電路的PldB值降至9. OldB，而圖7的電路的PldB保持在11. 89dB的較高值。圖10是涉及兩個簡單的RF開關(guān)的電路的示圖。框200表示諸如圖1_5的驅(qū)動放大器37或41之一的驅(qū)動放大器。驅(qū)動放大器200經(jīng)由對應(yīng)的一對端子203和204將其輸出信號提供給兩個50歐負載201或202中的選定一個。兩個RF開關(guān)205和206應(yīng)一次僅開通一個。另一個開關(guān)應(yīng)關(guān)斷并不應(yīng)泄漏。例如，如果從驅(qū)動放大器200輸出相對高的2. O伏峰-峰電壓信號312至導(dǎo)體207，且如果將傳統(tǒng)的RF開關(guān)用于開關(guān)框205和206，則要關(guān)斷的開關(guān)將因以上關(guān)于圖6所述的現(xiàn)象而泄漏。結(jié)果是，作為驅(qū)動放大器輸出的一些功率將被提供給錯誤的輸出端子。對驅(qū)動放大器可存在最大輸出功率限制，且可能期望向期望端子提供驅(qū)動放大器輸出的基本上所有功率以便該驅(qū)動放大器的輸出功率可維持在最大輸出功率的允許量以下。在圖10的電路中，開關(guān)205被控制為開通，開關(guān)206被控制為關(guān)斷，且驅(qū)動放大器200在IOdBM上輸出但因通過開關(guān)206的泄漏僅9. 5dBM被提供給端子 203。解決圖10的問題的一個傳統(tǒng)辦法是為RF開關(guān)205和206的每一個使用單個厚柵極電介質(zhì)N溝道晶體管。如果RF開關(guān)的輸入引線上的信號擺動不是太高，則該辦法可被用于實現(xiàn)通過RF開關(guān)的適當?shù)牡蚏開通，但RF開關(guān)的厚柵極電介質(zhì)晶體管的大小一般必須被制成約為使用薄柵極電介質(zhì)晶體管實現(xiàn)RF開關(guān)情況下的三倍大小。這消耗約10倍的集成電路面積且使負載于驅(qū)動放大器上的寄生電容增加5倍，且一般降級驅(qū)動放大器的線性。圖11是解說解決與圖10的問題的傳統(tǒng)辦法的示圖。通過在圖11所示的T型開關(guān)配置208中使用兩個較大的2X薄柵極電介質(zhì)N溝道晶體管來實現(xiàn)通過開關(guān)205和206的相同的低增益損耗，而不是使用一個IX大小的厚柵極電介質(zhì)N溝道晶體管來實現(xiàn)RF開關(guān)205和206。然而，T型開關(guān)拓撲208增加了負載至驅(qū)動放大器輸出上的寄生電容量，降低了驅(qū)動放大器的線性，且消耗了不期望的大量集成電路面積。圖12是電路300的示圖，其中設(shè)置兩個可編程RF開關(guān)/衰減器電路301和302以將驅(qū)動放大器304的輸出引線303經(jīng)由兩個端子307和308耦合至兩個50歐負載305和306中的選定一個。驅(qū)動放大器304以簡化形式示出。設(shè)置電阻309以將衰減器的輸入引線310和311DC偏置至地電勢。因驅(qū)動放大器304的大輸出功率，大RF信號312(例如，2. O伏峰-峰)存在于衰減器的輸入引線310和311上。驅(qū)動放大器304可為圖1和2的RF收發(fā)機集成電路3中的驅(qū)動放大器，其中此類驅(qū)動放大器被制成驅(qū)動多個輸出端中的選定一個。圖12中的虛線317表示RF收發(fā)機集成電路的邊界。兩個可編程RF開關(guān)/衰減器電路301和302是相同構(gòu)成，因此本文僅描述了 RF開關(guān)/衰減器301的組件。兩個開關(guān)符號313和314中的每個符號表示圖7的RF隔離開關(guān)電路的實例。晶體管符號315表示一組并行連接的N溝道晶體管，其中這些晶體管中的選定數(shù)量的晶體管可被開通以將節(jié)點318耦合至接地導(dǎo)體319。開關(guān)符號316表示并行耦合在一起的圖7的RF隔離開關(guān)電路的多個實例，其中那些RF隔離開關(guān)電路的選定數(shù)量的RF隔離開關(guān)電路可被開通?？删幊蘎F開關(guān)/衰減器電路301是否為開通以及可編程RF開關(guān)/衰減器電路301提供的衰減量是通過經(jīng)由22個導(dǎo)體320中的11個導(dǎo)體收到的11比特的數(shù)字衰減器控制值數(shù)字可編程的。使用可編程RF開關(guān)/衰減器電路301和302允許驅(qū)動放大器304在輸出端307和308中的選定一個處達成改善的相位噪聲性能(較高SNR)。與較不穩(wěn)固地驅(qū)動驅(qū)動放大器并向選定的輸出端子提供驅(qū)動放大器輸出功率中的較多功率相比，更穩(wěn)固地驅(qū)動驅(qū)動放大器并在驅(qū)動放大器中消耗更多的電源電流但向選定端子提供驅(qū)動放大器輸出功率中的較少功率在相位噪聲性能方面一般是更好的。與在驅(qū)動放大器輸出引線303和端子307和308之間使用簡單的單晶體管開關(guān)不同，使用衰減器301和302允許用此方式以較少的負擔來更穩(wěn)固地驅(qū)動驅(qū)動放大器。設(shè)置多個衰減器因為不同的負載可被耦合至RF收發(fā)機集成電路，且這些不同的負載可能需要以不同的功率量來驅(qū)動。在數(shù)字基帶處理器集成電路4中的處理器5的控制下，圖12的電路中的衰減器301和302經(jīng)由串行總線10、總線接口 11和導(dǎo)體320被分別禁用和啟用，以便被禁用的衰減器被全關(guān)斷且不會向其負載泄漏功率。圖13是RF開關(guān)/衰減器301的更詳細示圖。參考標記310標識RF信號輸入引線。參考標記321標識RF信號輸出引線。有11個延伸至RF開關(guān)/衰減器301的數(shù)字控制輸入導(dǎo)體。22個數(shù)字控制輸入導(dǎo)體320中的11個導(dǎo)體向RF開關(guān)/衰減器301提供11比特的數(shù)字控制值。這些比特中的5個比特控制符號316表示的5個并行連接的RF開關(guān)。如果這些比特中的一個比特是數(shù)字邏輯低電平(零伏)，則其相應(yīng)的RF隔離開關(guān)電路被關(guān)斷，而如果該比特為數(shù)字邏輯高電平(2.1伏)，則其相應(yīng)的RF隔離開關(guān)電路被開通。(與圖7的示例中的1. 3伏的電源電壓VDD相比，圖12和13的示例中的電源電壓VDD為2.1伏，且與圖7的示例中使用的薄柵極電介質(zhì)N溝道晶體管相比，圖12和13的示例中的RF隔離開關(guān)電路的主晶體管是厚柵極電介質(zhì)N溝道晶體管。)類似地，這11個控制比特中的5個其他比特被提供給符號315表示的并行連接的N溝道晶體管。如果這些比特中的一個比特是數(shù)字邏輯低電平(零伏)，則其相應(yīng)的N溝道晶體管被關(guān)斷，而如果該比特為數(shù)字邏輯高電平(1. 3伏)，則其相應(yīng)的N溝道晶體管被開通。在RF隔離開關(guān)電路313和314的SW_開/關(guān)控制輸入引線上提供一個比特。如果該比特是數(shù)字邏輯低電平(零伏)，則RF隔離開關(guān)電路314和314被關(guān)斷，而如果該比特為數(shù)字邏輯高電平(2.1伏)，則RF隔離開關(guān)電路313和314被開通。為了關(guān)斷RF開關(guān)/衰減器301，所有11個比特被設(shè)置為數(shù)字邏輯低電平(地電勢)。為了開通RF開關(guān)/衰減器301并使用它作為衰減器，兩個RF隔離開關(guān)電路313和314被開通，但并行連接的RF隔離開關(guān)電路316中的選定數(shù)量的RF隔離開關(guān)電路被開通且并行連接的N溝道晶體管315中的選定數(shù)量的N溝道晶體管被開通。為了更多衰減，更大數(shù)量的下拉N溝道晶體管315被開通且更少數(shù)量的并行連接的RF隔離開關(guān)電路316被開通。為了更少衰減，更少數(shù)量的下拉N溝道晶體管315被開通且更多數(shù)量的并行連接的RF隔離開關(guān)電路316被開通?？刂芌F開關(guān)/衰減器301的11個衰減器控制比特和控制RF開關(guān)/衰減器302的11個衰減器控制比特由數(shù)字基帶處理器集成電路4中的處理器5確定，且經(jīng)由串行總線10、總線接口框11和控制導(dǎo)體320被傳達給RF收發(fā)機集成電路2中的衰減器 301 和 302。圖14是根據(jù)圖7的RF隔尚開關(guān)電路54的方法400的流程圖。為了關(guān)斷RF開關(guān)(步驟401)，主晶體管103的柵極和源極使用柵-源短路電路120被連接在一起。經(jīng)由電阻106將控制輸入導(dǎo)體112上的數(shù)字邏輯低信號提供至主晶體管103的柵極上。為了開通RF開關(guān)(步驟402)，關(guān)斷柵-源短路電路120以將主晶體管的源極與主晶體管的柵極去耦合。經(jīng)由電阻106將控制輸入導(dǎo)體112上的數(shù)字邏輯高信號提供至主晶體管103的柵極上。在一個示例中，柵-源短路電路120包括如圖7所解說的互連的第一和第二關(guān)斷晶體管104和105以及電阻107。對以上電路的工作的描述是簡化。為了更準確和詳細理解電路工作，應(yīng)制造并測試電路和/或應(yīng)使用諸如具有準確晶體管模型的SPICE之類的電路仿真程序來模擬電路。在制造方法中，使用TSMC (臺灣積體電路制造股份有限公司)的65納米CMOS半導(dǎo)體制造工藝來制造包括RF隔離開關(guān)54的RF收發(fā)機集成電路3。圖15是涉及根據(jù)第二方面的RF隔離開關(guān)電路501和502的電路500的示圖。兩個可編程RF開關(guān)電路501和502是相同構(gòu)成，因此本文僅描述了 RF隔離開關(guān)電路501的組件。RF隔離開關(guān)電路501包括主N溝道晶體管503、兩個晶體管開關(guān)504和505，以及具有大阻抗的電阻506。盡管兩個開關(guān)晶體管504和505被解說為開關(guān)，但這些開關(guān)實際上是N溝道晶體管。這些N溝道晶體管由提供至晶體管柵極上的數(shù)字控制信號來控制。如果RF隔離開關(guān)電路501被控制為開通，則主晶體管503的源極和塊體電極被短路在一起。第一開關(guān)504被閉合且第二開關(guān)505被打開。如果主晶體管503的塊體被短路至其源極，則主晶體管503的閾值電壓減小。相應(yīng)地，經(jīng)由第一開關(guān)504將塊體短路至源極減少了主晶體管的閾值電壓。有效柵極電壓因此更高，且主晶體管503被更穩(wěn)固地導(dǎo)通，且通過主晶體管的漏-源電阻Rds更低。如果RF隔離開關(guān)電路501被控制為關(guān)斷，則第一開關(guān)504打開且第二開關(guān)505閉合，以便主晶體管503的塊體電極通過電阻506被耦合至接地導(dǎo)體。在被控制為關(guān)斷且其源極上存在相對大電壓幅度的RF信號的RF隔離開關(guān)電路中，如果源極被保持短路至塊體，則塊體和漏極之間的內(nèi)在二極管結(jié)可變得弱正向偏置。內(nèi)在塊體-漏極二極管的此種正向偏置將導(dǎo)致通過主晶體管從塊體到漏極的不期望泄漏。相應(yīng)地，第一開關(guān)504被打開以將源極與塊體去耦合，且通過開通第二開關(guān)505將塊體電阻性地耦合至接地導(dǎo)體上的地電勢。這防止內(nèi)在塊體-漏極二極管變得正向偏置。在圖15的電路500中，RF隔離開關(guān)電路501和502中僅選定的一個被控制為開通以便驅(qū)動放大器304可驅(qū)動兩個負載305和306中選定的一個。另一個RF隔離開關(guān)電路被控制為關(guān)斷且通過未選定負載泄漏極少的功率。圖15的電路500與圖12的電路300相同，除了采用不同的RF隔離開關(guān)電路且控制它們的數(shù)字控制信號是不同的之外。在一些實施例中，涉及選擇性地將主晶體管的塊體耦合至源極(當RF隔離開關(guān)電路要被開通時)或耦合至接地(當RF隔離開關(guān)電路要被關(guān)斷時)的第二方面與涉及柵-源短路電路的第一方面結(jié)合。圖16是圖15的RF隔離開關(guān)電路501的更詳細的不圖。第一和第二開關(guān)504和505被實現(xiàn)為N溝道晶體管?？刂戚斎胍€507上接收的SW_開/關(guān)數(shù)字控制信號被提供給主晶體管503的柵極端子、第一開關(guān)晶體管504的柵極端子、以及反相器508的輸入引線。反相器508將與SW_開/關(guān)極性相反的數(shù)字控制信號提供給第二開關(guān)晶體管505的柵極端子。參考標記509標識RF隔尚開關(guān)電路的RF信號輸入引線。參考標記510標識RF信號輸出引線。電阻506具有36k歐的電阻值。參考標記511標識主晶體管503的塊體電極端子。參考標記512標識接地導(dǎo)體。在一些不例中，34歐的電阻與第一開關(guān)晶體管504串聯(lián)設(shè)置以便當主晶體管的塊體端子和源極端子被短路在一起時，在它們之間有約34歐的電阻將它們短路在一起。圖17是根據(jù)第二方面的RF隔離開關(guān)電路501的方法600的流程圖。為了關(guān)斷RF隔離開關(guān)電路(步驟601)，主晶體管503的柵極端子被提供數(shù)字邏輯低信號。第一開關(guān)晶體管504被關(guān)斷，且第二開關(guān)晶體管505被開通以經(jīng)由電阻506將主晶體管的塊體電極(本文中也稱為塊體端子)耦合至接地導(dǎo)體512。如果在主晶體管503關(guān)斷且在相對大的峰-峰電壓信號存在于源極端子上時塊體端子被耦合至源極端子，則主晶體管的塊體和漏極之間的內(nèi)在二極管可能變得正向偏置。經(jīng)由電阻506將塊體端子接地至接地導(dǎo)體512可阻止該情形。為了開通RF隔離開關(guān)電路(步驟602)，主晶體管503的柵極端子被提供數(shù)字邏輯高信號。第一開關(guān)晶體管505被關(guān)斷，且第二開關(guān)晶體管504被開通以便主晶體管503的塊體端子和源極端子被短路在一起。以此方式將源極端子和塊體端子短路在一起降低了主晶體管的閾值電壓。較大的峰-峰幅度信號可存在于主晶體管的源極端子上，但沒有在傳入RF輸入信號的循環(huán)的高峰值部分期間弱關(guān)斷主晶體管的低Vgs。當RF隔離開關(guān)電路開通時，主晶體管上的較大有效Vgs降低了主晶體管的源-漏導(dǎo)通電阻。圖18是組合第一方面和第二方面的RF隔離開關(guān)電路700的示圖。晶體管701是主晶體管且為具有源極端子、漏極端子、柵極端子、以及塊體端子的N溝道場效應(yīng)晶體管。第一關(guān)斷晶體管702、電阻703和第二關(guān)斷晶體管704形成柵-源短路電路705。輸入引線706是RF隔離開關(guān)電路700的承載數(shù)字開關(guān)開/關(guān)控制信號SW_開/關(guān)719的輸入引線。反相器707將數(shù)字控制信號SW_開/關(guān)719反轉(zhuǎn)并將經(jīng)反轉(zhuǎn)的結(jié)果信號720提供給導(dǎo)體708。3胃_開/關(guān)存在于導(dǎo)體709上。3胃_開/關(guān)信號通過電阻703電阻性地耦合至柵-源短路電路705的中間節(jié)點710且通過電阻711電阻性地耦合至主晶體管701的柵極端子，而控制信號的反相版本通過電阻712電阻性地耦合至主晶體管701的漏極端子。圖18的電路的該部分對應(yīng)于上述圖7的電路系統(tǒng)。此外，圖18的RF隔離開關(guān)電路包括第一開關(guān)晶體管713，其在RF隔離開關(guān)電路700被控制為開通時將主晶體管的塊體端子723短路至主晶體管的源極端子。圖18的RF隔離開關(guān)電路還包括第二開關(guān)晶體管714，其在RF隔離開關(guān)電路700被控制為關(guān)斷時通過電阻716將主晶體管的塊體端子723短路至接地導(dǎo)體715。開關(guān)晶體管713和714以及電阻716對應(yīng)于上述圖16的電路系統(tǒng)。輸入引線717是RF隔離開關(guān)電路700的RF信號輸入引線。在此輸入引線717上從諸如舉例而言，無線電發(fā)射機中的混頻器/平衡-不平衡變換器或驅(qū)動放大器之類的源接收RF輸入信號721。在一個示例中，從圖3的混頻器/平衡-不平衡變換器提供RF輸入信號721且其具有1. 3伏的峰-峰幅值。在另一個示例中，從圖12的驅(qū)動放大器提供RF輸入信號721且其具有
2.O伏的峰-峰幅值。輸出引線718是RF隔離開關(guān)電路700的RF信號輸出引線。如果主晶體管701開通，則RF輸入信號721從輸入引線717傳導(dǎo)通過RF隔離開關(guān)電路并作為RF輸出信號722出現(xiàn)在輸出引線718上。在一個或更多個示例性實施例中，經(jīng)描述的功能可被實現(xiàn)在硬件、軟件、固件，或其任何組合中。如果被實現(xiàn)在軟件中，那么這些功能可被存儲在計算機可讀介質(zhì)上的一條或更多條指令或代碼上或作為其被傳送出去。計算機可讀介質(zhì)不僅包括計算機存儲介質(zhì)還包括包括方便計算機程序從一個位置向另一位置的傳輸?shù)娜魏谓橘|(zhì)的通信介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是可由計算機存取的任何可用介質(zhì)。藉由示例、而不是限制，此類計算機可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備，或可被用以以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式攜帶或存儲想要的程序代碼并且可由計算機存取的任何其它介質(zhì)。而且，任何連接被正當?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電和微波之類的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠程源傳送而來的，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電和微波之類的無線技術(shù)被包括在介質(zhì)的定義中。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(⑶)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍光碟，其中盤往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟用激光以光學方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上組合也應(yīng)被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。在一個特定示例中，根據(jù)第一和/或第二方面的RF隔離開關(guān)電路由在數(shù)字基帶處理器集成電路4中執(zhí)行的軟件和/或固件來控制。該軟件和/或固件可例如是存儲在處理器可讀介質(zhì)7中的處理器可執(zhí)行指令的程序6。處理器5執(zhí)行該指令程序6且結(jié)果是通過跨串行總線10發(fā)送適當?shù)臄?shù)字控制信息來控制RF收發(fā)機集成電路3中的RF隔離開關(guān)電路。盡管以上出于指導(dǎo)目的描述了某些具體實施例，但本專利文件的教導(dǎo)具有普遍適用性并且不被限定于以上描述的具體實施方式
。RF隔離開關(guān)電路的開關(guān)可為上述N溝道晶體管，或可為另一類型的開關(guān)，包括P溝道晶體管或傳輸門或另一類型的晶體管或開關(guān)電路?？刂芌F隔離開關(guān)的各個開關(guān)的數(shù)字邏輯控制信號具有數(shù)字邏輯電平，該數(shù)字邏輯電平為與集成電路上的其他數(shù)字邏輯的數(shù)字邏輯電平相比偏移的電平。一個或多個晶體管106-108和506可被省略或被實現(xiàn)電阻耦合功能的另一電路組件來替代。相應(yīng)地，可實踐對所描述的具體實施例的各種特征的各種修改、適應(yīng)、以及組合而不會脫離所附權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括主N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子；第一關(guān)斷N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子，其中所述第一關(guān)斷N溝道晶體管的第二端子耦合至所述主N溝道晶體管的柵極端子；第二關(guān)斷N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子，其中所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的第二端子耦合至所述第一關(guān)斷N溝道晶體管的第一端子，且其中所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的第一端子耦合至所述主N溝道晶體管的第一端子；以及第一控制導(dǎo)體，其中當所述第一控制導(dǎo)體上的第一數(shù)字控制信號具有第一數(shù)字邏輯值時所述主晶體管被關(guān)斷，且其中當所述第一控制導(dǎo)體上的所述第一數(shù)字控制信號具有與所述第一數(shù)字邏輯值相反的第二數(shù)字邏輯值時所述主晶體管被開通。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括第一晶體管，其具有耦合至所述主N溝道晶體管的柵極的第一引線且具有耦合至所述第一控制導(dǎo)體的第二引線。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括第二控制導(dǎo)體，其中第二數(shù)字控制信號存在于所述第二控制導(dǎo)體上，其中所述第二數(shù)字控制信號具有與所述第一控制導(dǎo)體上的所述第一數(shù)字控制信號的數(shù)字邏輯值相反的數(shù)字邏輯值，其中所述第二控制導(dǎo)體耦合至所述第一和第二關(guān)斷N溝道晶體管的柵極端子。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，進一步包括第二晶體管，其具有耦合至所述第一控制導(dǎo)體的第一引線且具有耦合至所述第一關(guān)斷 N溝道晶體管的第一端子的第二引線。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，進一步包括第三晶體管，其具有耦合至所述第二控制導(dǎo)體的第一引線且具有耦合至所述主N溝道晶體管的第二端子的第二引線。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括變壓器繞組，其在所述主N溝道晶體管的第一端子上提供射頻(RF)信號；以及驅(qū)動放大器，其接收來自所述主N溝道晶體管的第二端子的RF信號。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括驅(qū)動放大器，其在所述主N溝道晶體管的第一端子上提供射頻(RF)信號；以及耦合的集成電路端子以接收來自所述主N溝道晶體管的第二端子的RF信號。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括第一 RF隔離開關(guān)電路，其具有第一端子、第二端子、以及控制端子，其中所述第一 RF隔離開關(guān)電路的第二端子耦合至所述主N溝道晶體管的第一端子；第二 RF隔離開關(guān)電路，其具有第一端子、第二端子、以及控制端子，其中所述第二 RF隔離開關(guān)電路的第二端子耦合至所述主N溝道晶體管的第二端子，其中所述第二 RF隔離開關(guān)電路的控制端子耦合至所述第一 RF隔離開關(guān)電路的控制端子；N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及控制端子，其中所述N溝道晶體管的第一端子耦合至接地導(dǎo)體，且其中所述N溝道晶體管的第二端子耦合至所述第一 RF隔離開關(guān)電路的第一端子并耦合至所述第二 RF隔離開關(guān)電路的第一端子。
9.一種方法，包括通過經(jīng)由柵-源短路電路將RF隔離開關(guān)電路的主晶體管的柵極耦合至所述主晶體管的源極并通過在所述主晶體管的柵極上提供數(shù)字邏輯低電壓而控制所述主晶體管關(guān)斷，其中所述柵-源短路電路包括具有耦合至所述主晶體管的柵極的第二端子并具有耦合至中間節(jié)點的第一端子的第一關(guān)斷晶體管，且其中所述柵-源短路電路還包括具有耦合至所述中間節(jié)點的第二端子和耦合至所述主晶體管的源極的第一端子的第二關(guān)斷晶體管，其中所述主晶體管和所述柵-源短路電路是所述RF隔離開關(guān)電路的部分；以及通過關(guān)斷所述柵-源短路電路的所述第一和第二關(guān)斷晶體管并通過在所述主晶體管的柵極上提供數(shù)字邏輯高電壓而控制所述主晶體管開通。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過在電阻的第一引線上提供所述數(shù)字邏輯低電壓而在所述主晶體管的柵極上提供所述數(shù)字邏輯低電壓，其中所述電阻的第二引線耦合至所述主晶體管的柵極，且其中通過在所述電阻的第一引線上提供所述數(shù)字邏輯高電壓而在所述主晶體管的柵極上提供所述數(shù)字邏輯高電壓。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括在第一控制輸入導(dǎo)體上提供第一數(shù)字邏輯電平信號，其中如果所述第一數(shù)字邏輯電平信號為所述數(shù)字邏輯高電壓，則所述主晶體管關(guān)斷且所述數(shù)字邏輯高電壓電阻性地從所述第一控制輸入導(dǎo)體耦合至所述主晶體管的柵極，而如果所述第一數(shù)字邏輯電平信號為數(shù)字邏輯低電壓，則所述主晶體管開通且所述數(shù)字邏輯低電壓電阻性地從所述第一控制輸入導(dǎo)體耦合至所述主晶體管的柵極。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括電阻性地將所述第一控制輸入導(dǎo)體耦合至所述中間節(jié)點。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括在第二控制輸入導(dǎo)體上提供第二數(shù)字邏輯電平信號，其中所述第二數(shù)字邏輯電平信號具有與所述第一數(shù)字邏輯電平信號相反的數(shù)字邏輯值，且其中所述第二控制輸入導(dǎo)體耦合至所述第一關(guān)斷晶體管的柵極以及耦合至所述第二關(guān)斷晶體管的柵極。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，進一步包括電阻性地將所述第二控制輸入導(dǎo)體耦合至所述主晶體管的漏極。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括在所述主晶體管的源極上接收來自變壓器繞組的RF信號，其中所述RF信號具有至少 500MHz的頻率。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括在所述主晶體管的源極上接收來自驅(qū)動放大器的RF信號，其中所述RF信號具有至少 500MHz的頻率。
17.一種裝置，包括主N溝道晶體管，其具有源極端子、漏極端子、塊體端子、以及柵極端子；第一開關(guān)晶體管，其具有耦合至所述主N溝道晶體管的塊體端子的第一端子、耦合至所述主晶體管的源極端子的第二端子、以及柵極端子；第二開關(guān)晶體管，其具有耦合至所述主N溝道晶體管的塊體端子的第一端子、第二端子、以及柵極端子；接地導(dǎo)體；以及電阻，其具有耦合至所述第二開關(guān)晶體管的第二端子的第一引線并具有耦合至所述接地導(dǎo)體的第二引線；
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，第一數(shù)字邏輯信號存在于所述主N溝道晶體管的柵極端子上和所述第一開關(guān)晶體管的柵極端子上，且其中與所述第一數(shù)字邏輯信號極性相反的第二數(shù)字邏輯信號存在于所述第二開關(guān)晶體管的柵極端子上。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，進一步包括反相器，其具有輸入引線和輸出引線，其中所述輸入引線耦合至所述主N溝道晶體管的柵極端子且耦合至所述第一開關(guān)晶體管的柵極端子，且其中所述反相器的輸出引線耦合至所述第二開關(guān)晶體管的柵極端子。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，進一步包括驅(qū)動放大器，在所述主N溝道晶體管的源極端子上提供RF信號，其中所述RF信號具有至少500MHz的頻率。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，耦合所述主N溝道晶體管的漏極端子以在集成電路端子提供RF信號。
22.—種方法,包括Ca)通過在RF隔離開關(guān)電路的主晶體管的柵極端子上提供數(shù)字邏輯低電壓、通過將所述主晶體管的塊體端子與所述主晶體管的源極端子去耦合、以及通過經(jīng)由電阻將所述主晶體管的塊體端子耦合至接地導(dǎo)體而控制所述主晶體管關(guān)斷；以及(b)通過在所述柵極端子上提供數(shù)字邏輯高電壓、通過將所述塊體端子耦合至所述源極端子、以及通過將所述塊體端子與所述接地導(dǎo)體去耦合而控制所述主晶體管開通。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，進一步包括在所述主晶體管的源極端子上接收至少500MHz的RF信號。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述RF隔離開關(guān)電路的第一開關(guān)晶體管具有耦合至所述主晶體管的塊體端子的第一端子，以及具有耦合至所述主晶體管的源極端子的第二端子，其中在(a)中通過關(guān)斷所述第一開關(guān)晶體管而將所述主晶體管的塊體端子與所述主晶體管的源極端子去耦合，且其中在(b)中通過開通所述第一開關(guān)晶體管而將所述主晶體管的塊體端子耦合至所述主晶體管的源極端子。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述RF隔離開關(guān)電路的第二開關(guān)晶體管具有耦合至所述主晶體管的塊體端子的第一端子，以及具有通過所述電阻電阻性地耦合至所述接地導(dǎo)體的第二端子，其中在(a)中通過開通所述第二開關(guān)晶體管經(jīng)由所述電阻將所述塊體端子耦合至所述接地導(dǎo)體，且其中在(b)中通過關(guān)斷所述第二開關(guān)晶體管而將所述塊體端子與所述接地導(dǎo)體去耦合。
26.一種裝置，包括主N溝道晶體管，其具有源極端子、漏極端子、塊體端子、以及柵極端子；第一關(guān)斷N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子，其中所述第一關(guān)閉N溝道晶體管的第二端子耦合至所述主N溝道晶體管的柵極端子；第二關(guān)斷N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子，其中所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的第二端子耦合至所述第一關(guān)斷N溝道晶體管的第一端子，且其中所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的第一端子耦合至所述主N溝道晶體管的源極端子；第一開關(guān)晶體管，其具有耦合至所述主N溝道晶體管的塊體端子的第一端子、耦合至所述主晶體管的源極端子的第二端子、以及柵極端子；第二開關(guān)晶體管，其具有耦合至所述主N溝道晶體管的塊體端子的第一端子、第二端子、以及柵極端子；接地導(dǎo)體；電阻，其具有耦合至所述第二開關(guān)晶體管的第二端子的第一引線和具有耦合至所述接地導(dǎo)體的第二引線；以及第一控制導(dǎo)體，其中當所述第一控制導(dǎo)體上的第一數(shù)字控制信號具有第一數(shù)字邏輯值時所述主晶體管關(guān)斷，且其中當所述第一控制導(dǎo)體上的所述第一數(shù)字控制信號具有與所述第一數(shù)字邏輯值相反的第二數(shù)字邏輯值時所述主晶體管開通。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，所述第一控制導(dǎo)體經(jīng)由電阻耦合至所述主N溝道晶體管的柵極端子。
28.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，進一步包括第二控制導(dǎo)體，其中與所述第一數(shù)字控制信號相反的第二數(shù)字控制信號存在于所述第二控制導(dǎo)體上，其中所述第二控制導(dǎo)體耦合至所述第一關(guān)斷N溝道晶體管的柵極端子、所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的柵極端子、以及所述第二開關(guān)晶體管的柵極端子。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)晶體管的柵極耦合至所述第一控制導(dǎo)體。
30.一種方法,包括Ca)通過在RF隔離開關(guān)電路的主晶體管的柵極端子上提供數(shù)字邏輯低電壓、通過將所述主晶體管的塊體端子與所述主晶體管的源極端子去耦合、通過將所述主晶體管的柵極端子耦合至所述主晶體管的源極端子、以及通過經(jīng)由電阻將所述主晶體管的塊體端子耦合至接地導(dǎo)體而控制所述主晶體管關(guān)斷；以及(b)通過在所述柵極端子上提供數(shù)字邏輯高電壓、通過將所述塊體端子耦合至所述源極端子、通過將所述主晶體管的柵極與所述主晶體管的源極去耦合、以及通過將所述塊體端子與所述接地導(dǎo)體去耦合而控制所述主晶體管開通。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，在(a)中通過控制柵-源短路電路的兩個晶體管開通而將所述主晶體管的柵極耦合至所述主晶體管的源極，其中所述兩個晶體管的第一晶體管具有耦合至所述主晶體管的柵極端子的第二端子，其中所述兩個晶體管的第二晶體管具有耦合至所述兩個晶體管的所述第一晶體管的第一端子的第二端子，其中所述兩個晶體管的所述第二晶體管的具有耦合至所述主晶體管的源極端子的第一端子，以及其中在(b)中通過控制所述柵-源短路電路的所述兩個晶體管關(guān)斷而將所述主晶體管的柵極與所述主晶體管的源極去耦合。
32.—種設(shè)備,包括輸入信號導(dǎo)體；用于開關(guān)的裝置，其具有第一電極、第二電極、以及控制電極，其中所述第一電極上存在具有至少500MHz頻率的RF輸入信號；以及用于短路的裝置，所述用于短路的裝置用于在輸入信號導(dǎo)體上的控制信號具有第一數(shù)字邏輯電平時將所述第一電極與所述控制電極短路并用于控制所述用于開關(guān)的裝置使得當所述控制信號具有第一數(shù)字邏輯電平時所述用于開關(guān)的裝置關(guān)斷，其中所述用于短路的裝置還用于在所述控制信號具有與所述第一數(shù)字邏輯電平相反的第二數(shù)字邏輯電平時將所述第一電極與所述控制電極去耦合并用于控制所述用于開關(guān)的裝置在所述控制信號具有所述第二數(shù)字邏輯電平時關(guān)斷。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于短路的裝置還用于在所述控制信號具有所述第一數(shù)字邏輯電平時將所述用于開關(guān)的裝置的所述塊體電極通過電阻耦合至接地，且其中所述用于短路的裝置還用于在所述控制信號具有所述第二數(shù)字邏輯電平時將所述塊體電極耦合至所述第一電極。
34.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于開關(guān)的裝置是晶體管，其中所述第一電極是源極端子，其中所述第二電極是漏極端子，且其中所述控制電極是柵極端子。
35.一種制造方法，包括以下步驟制造主N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子；制造第一關(guān)斷N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子，其中所述第一關(guān)斷N溝道晶體管的第二端子耦合至所述主N溝道晶體管的柵極端子；制造第二關(guān)斷N溝道晶體管，其具有第一端子、第二端子、以及柵極端子，其中所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的第二端子耦合至所述第一關(guān)斷N溝道晶體管的第一端子，且其中所述第二關(guān)斷N溝道晶體管的第一端子耦合至所述主N溝道晶體管的第一端子；以及制造控制導(dǎo)體，其耦合至所述主晶體管以使得當所述控制導(dǎo)體上的數(shù)字控制信號具有第一數(shù)字邏輯值時所述主晶體管關(guān)斷且使得當?shù)谝豢刂茖?dǎo)體上的第一數(shù)字控制信號具有與所述第一數(shù)字邏輯值相反的第二數(shù)字邏輯值時所述主晶體管開通，其中所述主N溝道晶體管、所述第一關(guān)斷N溝道晶體管、所述第二關(guān)斷N溝道晶體管、以及所述第一控制導(dǎo)體是 RF開關(guān)的部分。
36.如權(quán)利要求35所述的制造方法，其特征在于，進一步包括制造平衡-不平衡變換器，其具有主繞組和多個次級繞組，使得所述次級繞組的其中一個耦合至所述RF開關(guān)。
37.如權(quán)利要求36所述的制造方法，其特征在于，進一步包括制造驅(qū)動放大器，使得所述驅(qū)動放大器的輸入引線耦合至所述RF開關(guān)。
全文摘要
一方面，RF開關(guān)包括主晶體管和柵-源短路電路。當關(guān)斷RF開關(guān)時，開通柵-源短路電路以使主晶體管的源極和柵極短路在一起，由此防止Vgs發(fā)展成將導(dǎo)致主晶體管泄漏。當開通RF開關(guān)時，關(guān)斷柵-源短路電路以將源極和柵極去耦合。向柵極提供數(shù)字邏輯高電壓以開通主晶體管。第二方面，RF開關(guān)包括具有塊體端子的主晶體管。當關(guān)斷RF開關(guān)時，該塊體通過高電阻接地。當開通RF開關(guān)時，源極和塊體短路在一起，由此降低主晶體管的閾值電壓。
文檔編號H03H11/32GK103026625SQ201180036653
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者H·嚴, J·G·杉卡拉那拉亞南, B·S·阿蘇里, H·卡特里, V·V·帕尼卡什 申請人:高通股份有限公司