專(zhuān)利名稱(chēng)：pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置及包含該裝置的射頻前端模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻領(lǐng)域，尤其是pHEMT(贗高電子遷移率晶體管)射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù) 裝置及包含該裝置的射頻前端模塊。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種通信標(biāo)準(zhǔn)并存的局面，如GSM， WCDMA, CDMA, TD-SCDMA等等。為了使同一個(gè)無(wú)線通信手機(jī)終端能夠在全世界范圍內(nèi)通用， 要求手機(jī)終端必須同時(shí)支持這些不同的通信標(biāo)準(zhǔn)。因此，在手機(jī)終端中需要多個(gè)支持不同 通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻功率放大器，并且采用射頻開(kāi)關(guān)來(lái)將需要的射頻功率放大器切換到發(fā)射通 道。同時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)也可以用于時(shí)分復(fù)用通信中切換發(fā)射和接收通道。射頻開(kāi)關(guān)的應(yīng)用如 圖Ia和圖Ib所示。射頻功率放大器101、射頻功率放大器102、射頻功率放大器103和射頻功率放大 器104分別為支持不同通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻功率放大器；射頻開(kāi)關(guān)105是一個(gè)單刀四擲的射頻 開(kāi)關(guān)。在同一時(shí)刻，射頻開(kāi)關(guān)105在通信終端控制器的控制下將射頻功率放大器101、射頻 功率放大器102、射頻功率放大器103及射頻功率放大器104中的一個(gè)射頻功率放大器切換 到發(fā)射通道，即與天線106連通。射頻功率放大器201、射頻功率放大器202分別為支持不同通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻功率 放大器；低噪聲放大器203、低噪聲放大器204分別為支持不同通信標(biāo)準(zhǔn)的低噪聲放大器； 射頻開(kāi)關(guān)205是一個(gè)單刀四擲的射頻開(kāi)關(guān)。在分時(shí)復(fù)用通信中，天線206同時(shí)用于發(fā)射和 接收射頻信號(hào)，并且在同一時(shí)刻只用于發(fā)射或接收。當(dāng)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)根據(jù)通信 標(biāo)準(zhǔn)的需求將射頻功率放大器201或射頻功率放大器202切換到與天線206連通，進(jìn)行信 號(hào)發(fā)射；當(dāng)處于接收狀態(tài)時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)的需求將低噪聲放大器203或低噪聲 放大器204切換到與天線206連通，進(jìn)行信號(hào)接收?？梢钥吹?，射頻開(kāi)關(guān)是無(wú)線通信終端中的關(guān)鍵部件，通常采用GaAspHEMT工藝來(lái) 制造，如圖2a和圖2b所示。GaAs pHEMT器件305的漏極與天線306相連；GaAs pHEMT器 件305的源極與GaAs pHEMT器件301的漏極、GaAs pHEMT器件302的漏極、GaAs pHEMT器 件303的漏極及GaAs pHEMT器件304的漏極相連；GaAs pHEMT器件301的源極、GaAspHEMT 器件302的源極、GaAs pHEMT器件303的源極及GaAs pHEMT器件304的源極連接到通信終 端中的發(fā)射通道或接收通道。5個(gè)控制信號(hào)ctivctiv ctr2、Ctr3和Ctr4分別連接到GaAs pHEMT器件305的柵極、GaAs pHEMT器件301的柵極、GaAs pHEMT器件302的柵極、GaAs pHEMT器件303的柵極和GaAs pHEMT器件304的柵極，當(dāng)ctrQ為高電平且ctri、ctr2、ctr3、 Ctr4之一為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)射或接收射頻通道導(dǎo)通；而ctiv Ctr2, ctr3> Ctr4為低電平 的通道則不導(dǎo)通。射頻開(kāi)關(guān)芯片的靜電保護(hù)(ESD)措施通常是在射頻開(kāi)關(guān)芯片管腳上連接二極管 作為靜電泄漏通路，然而，如果在射頻開(kāi)關(guān)芯片管腳上添加ESD保護(hù)二極管，如圖2b所示，
4由于GaAs pHEMT工藝中二極管404、405為耗盡型二極管，在零偏置時(shí)有很大的寄生電容， 從而導(dǎo)致射頻開(kāi)關(guān)芯片插入損耗很大，嚴(yán)重降低了無(wú)線通信射頻前端的性能。因此，目前射 頻開(kāi)關(guān)芯片中通常都不進(jìn)行ESD保護(hù)，使得射頻開(kāi)關(guān)芯片的可靠性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有ESD保護(hù)的缺陷，提供pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置及包含 該裝置的射頻前端模塊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置，包括第三 pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513和pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接 為二極管形式的第一 PHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、508、511和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、 509,512串接形成，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為 Vcc/2+Vth，Vcc為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件柵極501、504、507、510、513與源極 之間的閾值電壓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，pHEMT靜電保護(hù)器件包括第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、 508、511 和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件 503、506、509、512，第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件 502、505、508、511 和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512的源極和漏極連接，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、 505、508、511的源極接Vcc，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、508、511的柵極接第二 pHEMT開(kāi) 關(guān)器件503、506、509、512的源極和第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的源極，第 二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512的柵極接地。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513導(dǎo)通控制信 號(hào)接第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的柵極；第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501的源極 與第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的漏極連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種射頻前端模塊，包括控制器515和射頻功率 放大器516、517、518、519，還包括pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置；pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置包括第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513和 pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接為二極管形式的第一pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、 505、508、511和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512串接形成，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、
504、507、510、513導(dǎo)通控制信號(hào)由控制器515提供，導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為VCC/2+Vth，VCC 為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513柵極與源極之間的閾值電 壓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，pHEMT靜電保護(hù)器件包括第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、 508、511 和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件 503、506、509、512，第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件 502、505、508、511 和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512的源極和漏極連接，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、
505、508、511的源極接Vcc，第一pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、508、511的柵極接第二 pHEMT開(kāi) 關(guān)器件503、506、509、512的源極和第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的源極，第 二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512的柵極接地。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513導(dǎo)通控制信 號(hào)接第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的柵極；第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501的源極 與第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的漏極連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種射頻前端模塊，包括控制器515、射頻功率放 大器516、517和低噪聲放大器520、521，其特征在于，還包括pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝 置；pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置包括第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513和 pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接為二極管形式的第一pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、 505、508、511和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512串接形成，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、
504、507、510、513導(dǎo)通控制信號(hào)由控制器515提供，導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為VCC/2+Vth，VCC 為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513柵極與源極之間的閾值電 壓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，pHEMT靜電保護(hù)器件包括第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、 508、511 和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件 503、506、509、512，第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件 502、505、508、511 和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512的源極和漏極連接，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、
505、508、511的源極接Vcc，第一pHEMT開(kāi)關(guān)器件502、505、508、511的柵極接第二 pHEMT開(kāi) 關(guān)器件503、506、509、512的源極和第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的源極，第 二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件503、506、509、512的柵極接地。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513導(dǎo)通控制信 號(hào)接第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的柵極；第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501的源極 與第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件501、504、507、510、513的漏極連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)終端，包括基帶控制芯片61、前端芯片 62、射頻前端模塊63和天線64，射頻前端模塊63為上述的射頻前端模塊。本發(fā)明為GaAs pHEMT射頻開(kāi)關(guān)提供ESD保護(hù)，能夠減小保護(hù)二極管的寄生電容， 進(jìn)而降低射頻開(kāi)關(guān)的插入損耗。


圖Ia和圖Ib是現(xiàn)有技術(shù)中單刀四擲開(kāi)關(guān)的示意圖；圖2a和圖2b是現(xiàn)有技術(shù)中的單刀四擲開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)圖及其ESD電路；圖3是本發(fā)明中實(shí)施例一的ESD電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的發(fā)射前端結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例三的發(fā)射前端結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例四的移動(dòng)終端結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一如圖3所示為本發(fā)明所提出的技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例。GaAs pHEMT器件513的漏 極與天線514相連接；GaAs pHEMT器件513的源極與GaAspHEMT器件501、504、507和510 的漏極連接；GaAs pHEMT器件501、504、507和510的源極連接到通信終端中的發(fā)射通道或 接收通道。GaAspHEMT 器件 502、GaAs pHEMT 器件 503、GaAs pHEMT 器件 505、GaAspHEMT 器 件 506、GaAs pHEMT 器件 508、GaAs pHEMT 器件 509、GaAspHEMT 器件 511、512 都連接為二 極管形式，即其各自的源極和漏極相連構(gòu)成二極管的負(fù)極，柵極構(gòu)成二極管的正極。GaAsPHEMT器件502的正極連接到GaAs pHEMT器件501的源極；GaAs pHEMT器件502的負(fù)極 連接到電源電壓；GaAs pHEMT器件503的正極連接到地；GaAs pHEMT器件503的負(fù)極 連接到GaAs pHEMT器件501的源極；GaAs pHEMT器件502和GaAs pHEMT器件503構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件501射頻通路的ESD保護(hù)器件。GaAs pHEMT器件505的正極連接到GaAs pHEMT器件504的源極；GaAs pHEMT器件505的負(fù)極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器 件506的正極連接到地；GaAs pHEMT器件506的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件504的源極； GaAs pHEMT器件505和GaAs pHEMT器件506構(gòu)成了 GaAspHEMT器件504射頻通路的ESD 保護(hù)器件。GaAs pHEMT器件508的正極連接到GaAs pHEMT器件507的源極；GaAs pHEMT 器件508的負(fù)極連接到電源電壓Vcc ；GaAs pHEMT器件509的正極連接到地；GaAs pHEMT器 件509的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件507的源極；GaAs pHEMT器件508和GaAs pHEMT器 件509構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件507射頻通路的ESD保護(hù)器件。GaAs pHEMT器件511的正 極連接到GaAs pHEMT器件510的源極；GaAs pHEMT器件511的負(fù)極連接到電源電壓Vcc ； GaAs pHEMT器件512的正極連接到地；GaAs pHEMT器件512的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器 件510的源極；GaAs pHEMT器件511和GaAs pHEMT器件512構(gòu)成了 GaAspHEMT器件510射 頻通路的 ESD 保護(hù)器件。GaAs pHEMT 器件 513、GaAspHEMT 器件 501、GaAs pHEMT 器件 504、 GaAs pHEMT器件507和GaAspHEMT器件510的柵極分別連接到控制信號(hào)ctrQ、Ctr1, ctr2、 Ctr3和ctr4，當(dāng)ctrQ為高電平VH時(shí)，cti^、ctr2, Ctr3和Ctr4中也為高電平VH的所對(duì)應(yīng)的 射頻通路導(dǎo)通，Ctr1, Ctr2, Ctr3和Ctr4中為低電平VL的控制信號(hào)所對(duì)應(yīng)的射頻通路不導(dǎo) 通；而當(dāng)Ctrci為低電平VL時(shí)，無(wú)論Ctr1、Ctr2、Ctr3和Ctr4控制信號(hào)電平為高電平VH或低 電平VL，所有的射頻通路都不導(dǎo)通。GaAs pHEMT器件在柵極為高電平時(shí)，即其溝道導(dǎo)通時(shí)， 溝道的電壓比柵極電壓低一個(gè)閾值電壓Vth。在本發(fā)明所提出的技術(shù)方案中，設(shè)置高電平VH 為VH = Vcc/2+Vtho因此，當(dāng)某一個(gè)射頻通路(GaAs pHEMT 器件 501、GaAs pHEMT 器件 504、GaAs pHEMT 器件507或GaAs pHEMT器件510射頻通路之一)導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的溝道上電壓將為VH-Vth = Vcc/2。此時(shí)，導(dǎo)通的射頻通路上的兩個(gè)ESD保護(hù)二極管兩端的電壓差均為V。。/2這時(shí)ESD 保護(hù)二極管的寄生電容變得可以忽略，不會(huì)影響射頻通路的插入損耗性能；同時(shí)ESD保護(hù) 二極管提供了靜電泄漏通道，為射頻開(kāi)關(guān)提供了 ESD保護(hù)。VH的電壓可以利用電阻對(duì)電源 電壓進(jìn)行分壓得到。實(shí)施例二如圖4所示，GaAs pHEMT器件513的漏極與天線514相連接；GaAspHEMT器件513 的源極與 GaAs pHEMT 器件 501、504、507 和 510 的漏極連接；GaAs pHEMT 器件 501、504、507 和510的源極連接到通信終端中的發(fā)射通道或接收通道。GaAs pHEMT器件502、GaAs pHEMT 器件 503、GaAspHEMT 器件 505、GaAs pHEMT 器件 506、GaAs pHEMT 器件 508、GaAspHEMT 器 件509、GaAs pHEMT器件511、512都連接為二極管形式，即其各自的源極和漏極相連構(gòu)成 二極管的負(fù)極，柵極構(gòu)成二極管的正極。GaAspHEMT器件502的正極連接到GaAs pHEMT器 件501的源極；GaAs pHEMT器件502的負(fù)極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器件503的正 極連接到地；GaAs pHEMT器件503的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件501的源極；GaAs pHEMT器件502和GaAs pHEMT器件503構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件501射頻通路的ESD保護(hù)器件。 GaAs pHEMT器件505的正極連接到GaAspHEMT器件504的源極；GaAs pHEMT器件505的負(fù) 極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器件506的正極連接到地；GaAs pHEMT器件506的負(fù)極 連接到GaAs pHEMT器件504的源極；GaAs pHEMT器件505和GaAs pHEMT器件506構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件504射頻通路的ESD保護(hù)器件。GaAspHEMT器件508的正極連接到GaAs pHEMT器件507的源極；GaAs pHEMT器件508的負(fù)極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器件 509的正極連接到地；GaAs pHEMT器件509的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件507的源極；GaAs pHEMT器件508和GaAs pHEMT器件509構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件507射頻通路的ESD保護(hù)器 件。GaAs pHEMT器件511的正極連接到GaAspHEMT器件510的源極；GaAs pHEMT器件511 的負(fù)極連接到電源電壓Vcc ；GaAs pHEMT器件512的正極連接到地；GaAs pHEMT器件512的 負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件510的源極；GaAs pHEMT器件511和GaAs pHEMT器件512構(gòu) 成了 GaAs pHEMT器件510射頻通路的ESD保護(hù)器件。GaAspHEMT器件513、GaAs pHEMT器 件501、GaAs pHEMT器件504、GaAspHEMT器件507和GaAs pHEMT器件510的柵極分別連接 到控制信號(hào) ctr0、Ctr1^ Ctr2> Ctr3 禾Π ctr4,當(dāng) Ctr0 為高電平 VH 時(shí)，ctr” ctr2、Ctr3 禾Π ctr4 中也為高電平VH的所對(duì)應(yīng)的射頻通路導(dǎo)通，Ctr1^Ctr2, Ctr3和Ctr4中為低電平VL的控制 信號(hào)所對(duì)應(yīng)的射頻通路不導(dǎo)通；而當(dāng)Ctrci為低電平VL時(shí)，無(wú)論ctiv Ctr2, Ctr3和Ctr4控 制信號(hào)電平為高電平VH或低電平VL，所有的射頻通路都不導(dǎo)通?？刂菩盘?hào)ctri、Ctr2, Ctr3和Ctr4由控制器515提供，射頻功率放大器516、517、 518,519分別與控制器515連接，射頻功率放大器516、517、518、519的輸入端接射頻信號(hào)， 射頻功率放大器516、517、518、519的輸出端分別與GaAs pHEMT器件501、GaAs pHEMT器件 504,GaAs pHEMT器件507和GaAs pHEMT器件510的源極連接。射頻功率放大器516、517、 518、519分別為支持不同通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻功率放大器。在同一時(shí)刻，射頻開(kāi)關(guān)控制器515將 射頻功率放大器516、射頻功率放大器517、射頻功率放大器518和射頻功率放大器519中 的一個(gè)射頻功率放大器切換到發(fā)射通道，即與天線514連通。GaAs pHEMT器件在柵極為高電平時(shí)，即其溝道導(dǎo)通時(shí)，溝道的電壓比柵極電壓低 一個(gè)閾值電壓Vth。在本發(fā)明所提出的技術(shù)方案中，設(shè)置高電平VH為VH = Vcc/2+Vtho因此，當(dāng)某一個(gè)射頻通路(GaAs pHEMT 器件 501、GaAs pHEMT 器件 504、GaAs pHEMT 器件507或GaAs pHEMT器件510射頻通路之一)導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的溝道上電壓將為VH-Vth = Vcc/2。此時(shí)，導(dǎo)通的射頻通路上的兩個(gè)ESD保護(hù)二極管兩端的電壓差均為V。。/2這時(shí)ESD 保護(hù)二極管的寄生電容變得可以忽略，不會(huì)影響射頻通路的插入損耗性能；同時(shí)ESD保護(hù) 二極管提供了靜電泄漏通道，為射頻開(kāi)關(guān)提供了 ESD保護(hù)。VH的電壓可以利用電阻對(duì)電源 電壓進(jìn)行分壓得到。實(shí)施例三如圖5所示，GaAs pHEMT器件513的漏極與天線514相連接；GaAspHEMT器件513 的源極與 GaAs pHEMT 器件 501、504、507 和 510 的漏極連接；GaAs pHEMT 器件 501、504、507 和510的源極連接到通信終端中的發(fā)射通道或接收通道。GaAs pHEMT器件502、GaAs pHEMT 器件 503、GaAspHEMT 器件 505、GaAs pHEMT 器件 506、GaAs pHEMT 器件 508、GaAspHEMT 器件509、GaAs pHEMT器件511、512都連接為二極管形式，即其各自的源極和漏極相連構(gòu)成 二極管的負(fù)極，柵極構(gòu)成二極管的正極。GaAspHEMT器件502的正極連接到GaAs pHEMT器 件501的源極；GaAs pHEMT器件502的負(fù)極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器件503的正 極連接到地；GaAs pHEMT器件503的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件501的源極；GaAs pHEMT 器件502和GaAs pHEMT器件503構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件501射頻通路的ESD保護(hù)器件。 GaAs pHEMT器件505的正極連接到GaAspHEMT器件504的源極；GaAs pHEMT器件505的負(fù) 極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器件506的正極連接到地；GaAs pHEMT器件506的負(fù)極 連接到GaAs pHEMT器件504的源極；GaAs pHEMT器件505和GaAs pHEMT器件506構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件504射頻通路的ESD保護(hù)器件。GaAspHEMT器件508的正極連接到GaAs pHEMT器件507的源極；GaAs pHEMT器件508的負(fù)極連接到電源電壓Vrc ；GaAs pHEMT器件 509的正極連接到地；GaAs pHEMT器件509的負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件507的源極；GaAs pHEMT器件508和GaAs pHEMT器件509構(gòu)成了 GaAs pHEMT器件507射頻通路的ESD保護(hù)器 件。GaAs pHEMT器件511的正極連接到GaAspHEMT器件510的源極；GaAs pHEMT器件511 的負(fù)極連接到電源電壓Vcc ；GaAs pHEMT器件512的正極連接到地；GaAs pHEMT器件512的 負(fù)極連接到GaAs pHEMT器件510的源極；GaAs pHEMT器件511和GaAs pHEMT器件512構(gòu) 成了 GaAs pHEMT器件510射頻通路的ESD保護(hù)器件。GaAspHEMT器件513、GaAs pHEMT器 件501、GaAs pHEMT器件504、GaAspHEMT器件507和GaAs pHEMT器件510的柵極分別連接 到控制信號(hào) ctr0、Ctr1^ Ctr2> Ctr3 禾Π ctr4,當(dāng) Ctr0 為高電平 VH 時(shí)，ctr” ctr2、Ctr3 禾Π ctr4 中也為高電平VH的所對(duì)應(yīng)的射頻通路導(dǎo)通，Ctr1^Ctr2, Ctr3和Ctr4中為低電平VL的控制 信號(hào)所對(duì)應(yīng)的射頻通路不導(dǎo)通；而當(dāng)Ctrci為低電平VL時(shí)，無(wú)論ctiv Ctr2, Ctr3和Ctr4控 制信號(hào)電平為高電平VH或低電平VL，所有的射頻通路都不導(dǎo)通。控制信號(hào)Ctr1WtivCtr3和Ctr4由控制器515提供，射頻功率放大器516、517分 別與控制器515連接，低噪聲放大器520、521分別與控制器515連接，射頻功率放大器516、 517的輸入端接射頻信號(hào)，低噪聲放大器520、521的輸入端分別接GaAs pHEMT器件507和 GaAs pHEMT器件510的源極；射頻功率放大器516、517的輸出端分別與GaAs pHEMT器件 501、504的源極連接，低噪聲放大器520、521的輸出端接射頻收發(fā)器。射頻功率放大器516 和低噪聲放大器520為支持同一通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻功率放大器和低噪聲放大器，射頻功率放 大器517和低噪聲放大器521為支持另一通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻功率放大器和低噪聲放大器。在 分時(shí)復(fù)用通信中，天線514同時(shí)用于發(fā)射和接收射頻信號(hào)，并且在同一時(shí)刻只用于發(fā)射或 接收。當(dāng)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)的需求將射頻功率放大器516或射頻功 率放大器517切換到與天線514連通，進(jìn)行信號(hào)發(fā)射；當(dāng)處于接收狀態(tài)時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)根據(jù)通 信標(biāo)準(zhǔn)的需求將低噪聲放大器520或低噪聲放大器521切換到與天線514連通，進(jìn)行信號(hào) 接收。GaAs pHEMT器件在柵極為高電平時(shí)，即其溝道導(dǎo)通時(shí)，溝道的電壓比柵極電壓低 一個(gè)閾值電壓Vth。在本發(fā)明所提出的技術(shù)方案中，設(shè)置高電平VH為VH = Vcc/2+Vtho因此，當(dāng)某一個(gè)射頻通路(GaAs pHEMT 器件 501、GaAs pHEMT 器件 504、GaAs pHEMT 器件507或GaAs pHEMT器件510射頻通路之一)導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的溝道上電壓將為VH-Vth = Vcc/2。
9
此時(shí)，導(dǎo)通的射頻通路上的兩個(gè)ESD保護(hù)二極管兩端的電壓差均為V。。/2這時(shí)ESD 保護(hù)二極管的寄生電容變得可以忽略，不會(huì)影響射頻通路的插入損耗性能；同時(shí)ESD保護(hù) 二極管提供了靜電泄漏通道，為射頻開(kāi)關(guān)提供了 ESD保護(hù)。VH的電壓可以利用電阻對(duì)電源 電壓進(jìn)行分壓得到。實(shí)施例四本發(fā)明提供的射頻前端模塊可以應(yīng)用于支持各種通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端中，例如 GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA以及LTE等，也可以應(yīng)用于雙?；蛘叨嗄Ｒ苿?dòng)終端中，例如 GSM/CDMA雙模移動(dòng)終端以及WCDMA/TD-SCDMA雙模移動(dòng)終端。圖7顯示了移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)示意圖。移動(dòng)終端包括基帶控制芯片61、前端芯片(射 頻收發(fā)器)62、射頻前端模塊63以及天線64。基帶控制芯片61用于合成將要發(fā)射的基帶 信號(hào)，或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼；前端芯片62，對(duì)從基帶控制芯片61傳輸來(lái)的基帶 信號(hào)進(jìn)行處理而生成射頻信號(hào)，并將所生成的射頻信號(hào)發(fā)送到射頻前端模塊63，或?qū)纳?頻前端模塊63傳輸來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行處理而生成基帶信號(hào)，并將所生成的基帶信號(hào)發(fā)送 到基帶控制芯片61 ；射頻前端模塊63用于對(duì)從前端芯片62傳輸來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行諸如功 率放大的處理，或接收信號(hào)并將該接收信號(hào)處理后發(fā)送至前端芯片62 ；天線64，其與射頻 前端模塊63相連接，用于從外界接收信號(hào)或發(fā)射從射頻前端模塊63傳輸來(lái)的信號(hào)。具體而言，進(jìn)行信號(hào)發(fā)射時(shí)，基帶控制芯片61把要發(fā)射的信息編譯成基帶碼(基 帶信號(hào))并將其傳輸給前端芯片62，前端芯片62對(duì)該基帶信號(hào)進(jìn)行處理生成射頻信號(hào)，并 將該射頻信號(hào)傳輸?shù)缴漕l前端模塊63，射頻前端模塊63將從前端芯片62傳輸來(lái)的射頻信 號(hào)進(jìn)行功率放大并通過(guò)天線64向外發(fā)射；進(jìn)行信號(hào)接收時(shí)，射頻前端模塊63將通過(guò)天線 64接收的射頻信號(hào)傳輸給前端芯片62，前端芯片62將從射頻前端模塊63傳輸來(lái)的射頻信 號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，并將該基帶信號(hào)傳輸?shù)交鶐Э刂菩酒?1，最后由基帶控制芯片61將從 前端芯片62傳輸來(lái)的基帶信號(hào)解譯為接收信息。可選地，所述要發(fā)射的信息或接收信息可以包括音頻信息、地址信息(手機(jī)號(hào)碼、 網(wǎng)站地址)、文字信息(短信息文字、網(wǎng)站文字)、圖片信息等。所述基帶控制芯片的主要組件為處理器(DSP、ARM等)和內(nèi)存(如SRAM、Flash)。 可選地，該基帶控制芯片由單一基帶芯片實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，所述前端芯片支持兩種基帶信號(hào)接口，可以支持帶模擬基帶功能的基帶 控制芯片，也可以同時(shí)支持純數(shù)字的基帶控制芯片。需要說(shuō)明的是，這里具體實(shí)施例中的單刀四擲開(kāi)關(guān)僅作為本發(fā)明的說(shuō)明，而不作 為對(duì)本發(fā)明的限制；還需要說(shuō)明的是，有些時(shí)候控制信號(hào)Ctr0-Ctr4通過(guò)一個(gè)電阻連接到 相應(yīng)pHEMT器件的柵極，這也在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)方案可以擴(kuò)展到采用 GaAs pHEMT工藝制造的任意射頻開(kāi)關(guān)中，這對(duì)于本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員來(lái)說(shuō)是易于理解的。并且， 顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，可以應(yīng)用于所有帶有射頻開(kāi)關(guān)的發(fā)射、接收模塊 中，這些具體應(yīng)用都在本技術(shù)方案的適用范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置，包括第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)和pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接為二極管形式的第一pHEMT開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)和第二pHEMT開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)串接形成，其特征在于，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為Vcc/2+Vth，Vcc為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件柵極(501、504、507、510、513)與源極之間的閾值電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置，其特征在于，pHEMT靜電保護(hù) 器件包括第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)和第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、 512)，第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512) 的源極和漏極連接，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)的源極接V。。，第一 pHEMT開(kāi)關(guān) 器件(502、505、508、511)的柵極接第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)的源極和第三 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的源極，第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512) 的柵極接地。
3.如權(quán)利要求1所述的pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置，其特征在于，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器 件(501、504、507、510、513)導(dǎo)通控制信號(hào)接第三 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513) 的柵極；第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501)的源極與第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的漏極連接。
4.一種射頻前端模塊，包括控制器(515)和射頻功率放大器(516、517、518、519)，其特 征在于，還包括pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置；pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置包括第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)和 pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接為二極管形式的第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件 (502、505、508、511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)串接形成，第三 pHEMT 開(kāi)關(guān) 器件(501、504、507、510、513)導(dǎo)通控制信號(hào)由控制器(515)提供，導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為 Vcc/2+Vth, V。。為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)柵極與源極 之間的閾值電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的射頻前端模塊，其特征在于，pHEMT靜電保護(hù)器件包括第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)，第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(502,505,508,511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)的源極 和漏極連接，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)的源極接V。。，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器 件(502、505、508、511)的柵極接第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)的源極和第三 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的源極，第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512) 的柵極接地。
6.如權(quán)利要求4所述的射頻前端模塊，其特征在于，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、 507,510,513)導(dǎo)通控制信號(hào)接第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的柵極；第三 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501)的源極與第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的漏極連接。
7.一種射頻前端模塊，包括控制器(515)、射頻功率放大器(516、517)和低噪聲放大器 (520、521)，其特征在于，還包括pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置；pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置包括第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)和 pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接為二極管形式的第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件 (502、505、508、511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)串接形成，第三 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)導(dǎo)通控制信號(hào)由控制器(515)提供，導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為 Vcc/2+Vth, V。。為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)柵極與源極 之間的閾值電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的射頻前端模塊，其特征在于，pHEMT靜電保護(hù)器件包括第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)，第一 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(502,505,508,511)和第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)的源極 和漏極連接，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)的源極接V。。，第一 pHEMT開(kāi)關(guān)器 件(502、505、508、511)的柵極接第二 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)的源極和第三 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的源極，第二 pHEMT 開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512) 的柵極接地。
9.如權(quán)利要求7所述的射頻前端模塊，其特征在于，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、 507,510,513)導(dǎo)通控制信號(hào)接第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的柵極；第三 pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501)的源極與第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)的漏極連接。
10.一種移動(dòng)終端，包括基帶控制芯片(61)、前端芯片(62)、射頻前端模塊(63)和天線 (64)，其特征在于，射頻前端模塊(63)為如權(quán)利要求4或權(quán)利要求7所述的射頻前端模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置及包含該裝置的射頻前端模塊。該pHEMT射頻開(kāi)關(guān)靜電保護(hù)裝置，包括第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)和pHEMT靜電保護(hù)器件，pHEMT靜電保護(hù)器件由連接為二極管形式的第一pHEMT開(kāi)關(guān)器件(502、505、508、511)和第二pHEMT開(kāi)關(guān)器件(503、506、509、512)串接形成，其特征在于，第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件(501、504、507、510、513)導(dǎo)通控制信號(hào)的電壓為Vcc/2+Vth，Vcc為電源電壓，Vth為第三pHEMT開(kāi)關(guān)器件柵極(501、504、507、510、513)與源極之間的閾值電壓。本發(fā)明為GaAs pHEMT射頻開(kāi)關(guān)提供靜電保護(hù)，能夠減小保護(hù)二極管的寄生電容，進(jìn)而降低射頻開(kāi)關(guān)的插入損耗。
文檔編號(hào)H04B1/40GK101916992SQ20101023998
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者袁志鵬, 謝利剛 申請(qǐng)人:銳迪科創(chuàng)微電子(北京)有限公司