CN102474251A - 具有用于均匀电压分布的偏压电阻器的开关 - Google Patents

具有用于均匀电压分布的偏压电阻器的开关 Download PDF

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Abstract

本发明描述具有用于改进的切换性能的经连接体及用于均匀电压分布以改进可靠性的偏压电阻器的开关。在示范性设计中，开关(700)可包括以堆叠形式耦合的多个晶体管(710a到710k)；及至少一个电阻器(740a到740k)，其耦合到所述堆叠中的至少一个中间节点。所述晶体管可具有(i)施加到所述堆叠中的第一晶体管的第一电压及(ii)施加到所述晶体管的体节点的第二电压(Vbulk)，所述第二电压低于所述第一电压。所述电阻器(740a到740k)可在所述晶体管(710a到710k)断开时维持其匹配偏压条件。在一个示范性设计中，一个电阻器可耦合在每一晶体管的源极与漏极之间。在另一示范性设计中，一个电阻器可耦合在每一中间节点与所述第一电压之间。所述电阻器可将每一晶体管的所述源极维持在所述第一电压。

Description

具有用于均匀电压分布的偏压电阻器的开关
根据35 U.S.C.§119主张优先权
本专利申请案主张2009年7月30日申请的标题为“用于均匀电压分布的偏压电阻器(BIAS RESISTORS FOR EVEN VOLTAGE DISTRIBUTION)”的第61/230,091号美国临时申请案的优先权，所述临时申请案已转让给本案受让人，且以引用的方式明确地并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及电子装置，且更具体地说涉及开关。
背景技术
开关通常用于各种电子电路(例如，无线通信装置中的发射器)中。开关可通过各种类型的晶体管(例如，金属氧化物半导体(MOS)晶体管)来实施。开关可在一个端子处接收输入信号以及控制信号。开关可在其由控制信号接通时将输入信号传递到另一端子，且可在其由控制信号断开时阻挡输入信号。可能希望获得开关的良好性能及高可靠性。
发明内容
附图说明
图1展示无线通信装置的框图。
图2展示功率放大器(PA)模块及天线收发切换器。
图3展示用经堆叠的MOS晶体管实施的开关。
图4A展示在接通状态下的一个MOS晶体管。
图4B展示在断开状态下的一个MOS晶体管。
图5展示具有用以改进切换性能的经连接体的开关。
图6展示在图5中的处于断开状态下的开关内的各个节点处的电压。
图7及8展示开关的两个示范性设计，所述开关具有用于改进的切换性能的经连接体及用于均匀电压分布的偏压电阻器。
图9展示用于操作开关的过程。
具体实施方式
词语“示范性”在本文中用以表示“充当实例、例子或说明”。未必将本文中描述为“示范性”的任何设计解释为比其它设计优选或有利。
本文中描述具有用于改进的切换性能的经连接体及用于均匀电压分布以改进在断开状态下的可靠性的偏压电阻器的开关。这些开关可用于各种电子装置，例如无线通信装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、手持型装置、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、蓝牙装置、消费型电子装置等。为了清楚起见，下文描述开关在无线通信装置中的使用。
图1展示无线通信装置100的示范性设计的框图。在此示范性设计中，无线装置100包括数据处理器110及收发器120。收发器120包括支持双向通信的发射器130及接收器170。
在发射路径中，数据处理器110可处理(例如，编码及调制)待发射的数据，且将输出基带信号提供给发射器130。在发射器130内，上变频转换器电路140可处理(例如，放大、滤波及上变频转换)所述输出基带信号，且提供经上变频转换的信号。上变频转换器电路140可包括放大器、滤波器、混频器等。功率放大器(PA)模块150可放大所述经上变频转换的信号以获得所要输出功率电平，且提供输出射频(RF)信号，所述输出RF信号可路由经过开关/双工器160，且可经由天线162发射。
在接收路径中，天线162可接收由基站及/或其它发射器台发射的RF信号，且可提供所接收的RF信号，所述所接收的RF信号可经由开关/双工器160路由，且可提供给接收器170。在接收器170内，前端模块180可处理(例如，放大及滤波)所接收的RF信号，且提供经放大的RF信号。前端模块180可包括低噪声放大器(LNA)、滤波器等。下变频转换器电路190可进一步处理(例如，下变频转换、滤波及放大)所述经放大的RF信号，且将输入基带信号提供给数据处理器110。下变频转换器电路190可包括混频器、滤波器、放大器等。数据处理器110可进一步处理(例如，数字化、解调及解码)所述输入基带信号以恢复所发射的数据。
图1展示发射器130及接收器170的示范性设计。发射器130的全部或一部分及/或接收器170的全部或一部分可实施在一个或一个以上模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。
数据处理器110可产生对发射器130及接收器170中的电路及模块的控制。所述控制可指导电路及模块的操作以获得所要性能。数据处理器110还可执行无线装置100的其它功能，例如，对正被发射或接收的数据的处理。存储器112可存储用于数据处理器110的程序代码及数据。数据处理器110可实施在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)及/或其它IC上。
图2展示图1中的PA模块150及开关/双工器160的示范性设计的框图。在图2所展示的示范性设计中，开关/双工器160包括双工器250a及250b以及天线收发切换器(switchplexer)260。PA模块150包括图2中的剩余电路。
在PA模块150内，开关222耦合在节点N1与驱动器放大器(DA)220的输入端之间，且驱动器放大器220的输出端耦合到节点N3。输入RF信号被提供给节点N1。开关224耦合在节点N1与节点N2之间，且开关226耦合在节点N2与节点N3之间。开关228a耦合在节点N3与第一功率放大器(PA1)230a的输入端之间，且开关228b耦合在节点N3与第二功率放大器(PA2)230b的输入端之间。匹配电路240a耦合在功率放大器230a的输出端与节点N4之间，且匹配电路240b耦合在功率放大器230b的输出端与节点N5之间。开关232a、232b及232c的一端耦合到节点N2，且另一端分别耦合到节点N7、N8及N6。开关242a及244a的一端耦合到节点N4，且另一端分别耦合到节点N6及N7。开关242b及244b的一端耦合到节点N5，且另一端分别耦合到节点N8及N7。匹配电路240c与开关262b串联耦合，且所述组合耦合在节点N7与节点N9之间。
用于频带1的双工器250a的发射端口耦合到节点N6，其接收端口耦合到接收器(例如，图1中的前端模块180)，且其共用端口经由开关262a耦合到节点N9。用于频带2的双工器250b的发射端口耦合到节点N8，其接收端口耦合到接收器，且其共用端口经由开关262c耦合到节点N9。开关262d耦合在节点N9与接收器之间，且可用以支持(例如)用于全球移动通信系统(GSM)的时分双工(TDD)。天线162耦合到节点N9。
可选择驱动器放大器220以提供信号放大或可旁路驱动器放大器220。还可选择每一功率放大器230以提供功率放大或可旁路功率放大器230。匹配电路240a可为功率放大器230a提供输出阻抗匹配，且匹配电路240b可为功率放大器230b提供输出阻抗匹配。匹配电路240a及240b各自可提供目标输入阻抗(例如，4到6欧姆)及目标输出阻抗(例如，50欧姆)。在功率放大器230a与230b两者均启用且开关244a及244b闭合时，匹配电路240c可为匹配电路240a及240b提供阻抗匹配。匹配电路240a、240b及240c还可提供滤波以使谐波频率下的不合需要的信号分量衰减。
PA模块150可支持若干操作模式。每一操作模式可与从节点N1经由零个或多个放大器到节点N9的不同信号路径相关联。可在任何给定时刻选择一个操作模式。可通过适当地控制发射器150内的开关来获得用于选定操作模式的信号路径。举例来说，高功率模式可与从节点N1经由开关222、驱动器放大器220、开关228a及228b、功率放大器230a及230b、匹配电路240a及240b、开关244a及244b、匹配电路240c及开关262b到天线162的信号路径相关联。中等功率模式可与从节点N1经由开关222、驱动器放大器220、开关228a、功率放大器230a、匹配电路240a、开关244a、匹配电路240c及开关262b到天线162的信号路径相关联。低功率模式可与从节点N1经由开关222、驱动器放大器220、开关226及232a、匹配电路240c及开关262b到天线162的信号路径相关联。极低功率模式可与从节点N1经由开关224及232a、匹配电路240c及开关262b到天线162的信号路径相关联。还可支持其它操作模式。
在图2所展示的示范性设计中，开关可用以路由RF信号且支持多个操作模式。开关可用MOS晶体管、其它类型的晶体管及/或其它电路组件来实施。为了清楚起见，下文描述用MOS晶体管实施的开关。开关还可用各种IC工艺技术来制造。举例来说，开关可用绝缘体上硅(SOI)来制造，所述SOI为将薄硅层形成于绝缘体(例如，氧化硅或玻璃)之上的IC工艺。用于开关的MOS晶体管可接着建置于此薄硅层之上。SOI工艺可减小开关的寄生电容，这使开关能够更快地操作。
图3展示用经堆叠的N沟道MOS(NMOS)晶体管实施的开关300的示意图。在开关300内，K个NMOS晶体管310a到310k以堆叠配置(或串联)耦合，其中K可为大于一的任何整数值。每一NMOS晶体管310(除最后的NMOS晶体管310k以外)的漏极耦合到后一NMOS晶体管的源极。第一NMOS晶体管310a的源极接收输入RF信号(VIN)，且最后NMOS晶体管310k的漏极提供输出RF信号(VOUT)。可用对称结构来实施每一NMOS晶体管310，且每一NMOS晶体管的源极与漏极可互换。
K个源极偏压电阻器320a到320k的一端耦合到节点A，且另一端分别耦合到NMOS晶体管310a到310k的栅极。电阻器320a到320k可具有相同的电阻器值，所述电阻器值可相对较大(例如，1000欧姆(kΩ)以上。将控制信号(VCONTROL)施加到节点A以使NMOS晶体管310接通或断开。
图3展示用NMOS晶体管实施的开关。开关还可用P沟道MOS(PMOS)晶体管或其它类型的晶体管来实施。为简单起见，下文描述用NMOS晶体管实施的开关。本文中所描述的技术可应用于用NMOS晶体管、PMOS晶体管及/或其它类型的晶体管实施的开关。
理想地，开关300中的每一NMOS晶体管310应在其接通时传递VIN信号，且应在其断开时阻挡VIN信号。然而，实际上，每一NMOS晶体管310具有有限的断开阻抗。此外，每一NMOS晶体管310具有寄生栅极到源极电容(CGS)、寄生栅极到漏极电容(CGD)及寄生漏极到源极电容(CDS)，如图3所展示。这些寄生电容可能影响开关300在断开状态下以及在接通状态下的操作。为简单起见，可假定其它寄生电容是可忽略的。举例来说，可假定源极到体、源极到衬底、漏极到体及漏极到衬底的寄生电容是可忽略的，或可(例如)经由SOI工艺减轻其效应。
图4A展示开关300中的一个NMOS晶体管310在接通状态下的操作。当NMOS晶体管310接通时，VIN信号的一部分传递通过经由CGS电容器及CGD电容器到VCONTROL信号源的泄漏路径，所述VCONTROL信号源可具有低阻抗。为了减少此信号损失，可经由相关联电阻器320使NMOS晶体管310的栅极RF浮动。当NMOS晶体管310接通时，泄漏路径接着将经由CGS电容器及CGD电容器以及电阻器320到VCONTROL信号源。电阻器320的高电阻可在RF频率下使NMOS晶体管310的栅极本质上浮动，这可接着减少信号损失。尽管图3中未展示，但可将VCONTROL信号施加到额外电阻器的一端，所述额外电阻器的另一端耦合到节点A。此额外电阻器可进一步减少信号损失且改进切换性能。
图4B展示开关300中的一个NMOS晶体管310在断开状态下的操作。当NMOS晶体管310断开时，VIN信号的一部分传递通过泄漏路径，所述泄漏路径包含(i)经由串联耦合的CGS电容器及CGD电容器的第一路径及(ii)经由CDS电容器的第二路径，其与所述第一路径并联。在断开状态下泄漏路径的阻抗ZOFF可表达为：
| Z OFF | = 1 ω · C OFF , 且等式(1)
C OFF = C DS + C GS · C GD C GS + C GD , 等式(2)
其中COFF为在泄漏路径中的归因于寄生CDS电容器、CGS电容器及CGD电容器的总电容，且ω为所关注频率。
图5展示具有用以改进切换性能的经连接体的开关500的示意图。开关500是用K个经堆叠的NMOS晶体管510a到510k及K个源极偏压电阻器520a到520k来实施，所述K个经堆叠的NMOS晶体管及所述K个源极偏压电阻器是以与图3中的NMOS晶体管310a到310k及电阻器320a到320k类似的方式耦合。开关500进一步包括K个体偏压电阻器530a到530k，所述K个体偏压电阻器530a到530k的一端耦合到节点B，且另一端分别耦合到NMOS晶体管510a到510k的体节点。体电压(VBULK)被施加到节点B。电阻器530为NMOS晶体管510的体节点提供RF浮动，这可提供与电阻器520使NMOS晶体管510的栅极RF浮动所获得的益处类似的益处。
可将VBULK电压选择为低于NMOS晶体管510的源极处的直流(DC)电压。可将VBULK电压经由电阻器530施加到NMOS晶体管510的体节点以获得若干优点。首先，VBULK电压可通过作用于源极到体电压(VSB)而改进NMOS晶体管510的接通/断开条件。明确地说，VBULK电压可减小在NMOS晶体管510接通时所述NMOS晶体管510的阈值电压(VTH)且/或可增大其断开时的阈值电压，此可接着改进接通/断开条件。其次，VBULK电压可改进在NMOS晶体管510接通时所述NMOS晶体管510的线性。计算机模拟表明归因于VBULK电压的负VSB电压可减少由NMOS晶体管510的非线性引起的谐波。图5中的具有经连接体的开关500还可具有优于图3中的不具有体触点(或浮动体)的开关300的其它优点。然而，VBULK电压可使NMOS晶体管510在断开状态下的可靠性降级。
图6展示图5中的处于断开状态的开关500内的各个节点处的DC电压。在图6所展示的实例中，VIN信号具有零伏(0V)的DC电压，VOUT信号也具有0V的DC电压，将VBULK电压设定为-2V，且将VCONTROL信号也设定为-2V。NMOS晶体管510通过低VCONTROL电压而断开。一般来说，在断开状态下，VBULK电压应低于NMOS晶体管510的源极电压，以提供上文所提到的益处。
如图6所展示，寄生二极管532可存在于NMOS晶体管510的漏极到体电阻器530之间及NMOS晶体管510的源极到体电阻器530之间。对于每一NMOS晶体管510，一个寄生二极管532的阳极可耦合到体电阻器530，且其阴极耦合到NMOS晶体管的源极。另一寄生二极管532的阳极可耦合到体电阻器530，且其阴极耦合到NMOS晶体管的漏极。
在VBULK电压低于NMOS晶体管510的源极电压时，可反向加偏压于寄生二极管532。某一泄漏电流可接着流经寄生二极管532，这可接着将经堆叠的NMOS晶体管510的中间节点N1到NK-1设定为负电压。每一中间节点可对应于一个NMOS晶体管的源极与另一NMOS晶体管的漏极之间的连接。取决于偏压条件及装置大小，可将中间节点设定为接近VBULK的电压电位。
在经堆叠的NMOS晶体管510的中间节点处的归因于负VBULK电压的负电压可使NMOS晶体管510的可靠性降级。明确地说，第一NMOS晶体管510a及最后一个NMOS晶体管510k各自可观测到非零的漏极到源极电压(VDS)，而每一剩余NMOS晶体管510可观测到大约0V的VDS电压。因此，与剩余NMOS晶体管510的偏压条件相比，可改变第一NMOS晶体管510a及最后一个NMOS晶体管510k的偏压条件。这可接着导致在断开状态期间的不均匀电压分布/分割。举例来说，开关500及第二开关可耦合到共用节点，开关500可处于断开状态，且第二开关可处于接通状态，且可将大RF信号传递到所述共用节点。开关500的一个端子可观测到所述大RF信号，而开关500的另一端子可处于0V的DC下。所述大RF信号应在开关500中的K个NMOS晶体管510上均匀地划分或分割，使得每一NMOS晶体管510均可在其漏极及源极上观测到所述大RF信号的一部分。这可接着改进NMOS晶体管510的可靠性。然而，两端NMOS晶体管510a及510k的偏压条件相对于中间NMOS晶体管510的偏压条件的差异可能导致大RF信号在K个NMOS晶体管510a到510k上被不均匀地分割。观测到RF信号的较大部分的每一NMOS晶体管510可较不可靠。
图7展示开关700的示范性设计的示意图，所述开关700具有用于改进的切换性能的经连接体及用于均匀电压分布以改进在断开状态下的可靠性的偏压电阻器。开关700可用于图2所展示的开关中的任一者。开关700是用K个经堆叠的NMOS晶体管710a到710k、K个源极偏压电阻器720a到720k及K个体偏压电阻器730a到730k来实施，所述K个经堆叠的NMOS晶体管、所述K个源极偏压电阻器及所述K个体偏压电阻器是以与图3中的NMOS晶体管510a到510k、电阻器520a到520k及电阻器530a到530k类似的方式耦合。开关700进一步包括分别用于K个NMOS晶体管710a到710k的K个偏压电阻器740a到740k。每一偏压电阻器740耦合在相关联NMOS晶体管710的源极与漏极之间。
偏压电阻器740a到740k可在开关700处于断开状态时将中间节点N1到NK-1维持在大致相同的电压(例如，源极DC偏压)。每一偏压电阻器740可提供DC偏压路径，所述DC偏压路径可在相关联NMOS晶体管710的漏极及源极处维持大致相同的电压。这可接着导致所有K个NMOS晶体管710a到710k的匹配偏压条件。所述匹配偏压条件可由具有类似源极/漏极DC电压条件的K个NMOS晶体管710a到710k量化。K个NMOS晶体管710a到710k的匹配偏压条件可导致断开状态期间的均等电压分割。
偏压电阻器740a到740k还可在开关700处于断开状态时充当泄漏路径。返回参看图4B，偏压电阻器740a到740k可形成第三路径，所述第三路径可与包含CGS电容器及CGD电容器的第一路径以及包含CDS电容器的第二路径并联。偏压电阻器740a到740k可具有相同的电阻器值RBIAS1，所述电阻器值RBIAS1应足够大以减少断开状态下的泄漏。在示范性设计中，可将RBIAS1选择为比等式(1)所展示的ZOFF阻抗大至少一个数量级，或RBLAS1＞10·ZOFF。在另一示范性设计中，可将RBIAS1选择为等于或大于ZOFF阻抗，或RBIAS1≥ZOFF。还可基于其它准则来选择RBIAS1。在示范性设计中，RBIAS1可大于10KΩ。还可为偏压电阻器740选择其它电阻值。
可将电阻器添加于MOS晶体管的源极与漏极之间，以改进MOS晶体管的线性。在图7所展示的示范性设计中，可将偏压电阻器添加于具有非零VSB电压的每一MOS晶体管的源极与漏极之间，以在开关中的所有MOS晶体管上获得匹配偏压条件。所述偏压电阻器将因此在体电压施加到MOS晶体管时用作额外功能，所述额外功能将改进MOS晶体管的可靠性。
图8展示开关702的示范性设计的示意图，所述开关702具有用于改进的切换性能的经连接体及用于均匀电压分布以改进在断开状态下的可靠性的偏压电阻器。开关702还可用于图2所展示的开关中的任一者。开关702使用K个经堆叠的NMOS晶体管710a到710k、K个源极偏压电阻器720a到720k及K个体偏压电阻器730a到730k来实施，所述K个经堆叠的NMOS晶体管、所述K个源极偏压电阻器及所述K个体偏压电阻器是以与图3中的NMOS晶体管510a到510k、电阻器520a到520k及电阻器530a到530k类似的方式耦合。开关702进一步包括分别用于K-1个中间节点N1到NK-1的K-1个偏压电阻器750a到750j，所述K-1个中间节点是由K个经堆叠的NMOS晶体管710a到710k形成。每一偏压电阻器750的一端耦合到相关联中间节点，且另一端耦合到电路接地(如图8所展示)或耦合到施加到开关702的VIN信号的DC电压。
偏压电阻器750a到750j可在开关702处于断开状态时将中间节点维持在大致相同的电压(例如，源极DC偏压)。每一偏压电阻器750可提供到电路接地的DC偏压路径，这可接着将相关联中间节点处的电压维持在大约0V。这可接着导致所有K个NMOS晶体管710a到710k的匹配偏压条件，所述匹配偏压条件可接着导致在断开状态期间的均等电压分割。
偏压电阻器750a到750j还可在开关702处于接通或断开状态时充当泄漏路径。偏压电阻器750a到750j可具有相同的电阻器值RBIAS2，所述电阻器值RBIAS2应足够大以减少在接通状态下的插入损失。在示范性设计中，RBIAS2可大于10KΩ。还可为偏压电阻器750选择其它电阻器值。
可以各种方式及通过各种IC工艺技术来实施图7中的偏压电阻器740及图8中的偏压电阻器750。在示范性设计中，可用具有较高电阻率的多晶硅来实施偏压电阻器。这可导致偏压电阻器的较小面积，且还可减小寄生电容，较小面积与寄生电容两者可为需要的。还可接近NMOS晶体管来实施偏压电阻器。
在示范性设计中，一种设备可包含多个晶体管及至少一个电阻器以实施开关。所述多个晶体管(例如，图7及图8中的NMOS晶体管710)可以堆叠方式耦合，可具有施加到所述堆叠中的第一晶体管的第一电压，且可具有施加到所述晶体管的体节点的第二电压。第二电压可低于第一电压。举例来说，第一电压可为0V，第二电压可为负电压，且堆叠中的每一晶体管可具有负源极到体电压。第一电压可为施加到开关的输入RF信号的DC分量。晶体管可包含MOS晶体管(例如，NMOS晶体管)或其它类型的晶体管。
所述至少一个电阻器可耦合到堆叠中的至少一个中间节点，以在所述晶体管断开时维持其匹配偏压条件。每一中间节点可对应于堆叠中的一个晶体管的源极与另一晶体管的漏极之间的连接。在图7所展示的一个示范性设计中，至少一个电阻器(例如，电阻器740)可包含用于堆叠中的每一晶体管的一个电阻器，且每一电阻器可耦合在相关联晶体管的源极与漏极之间。在图8所展示的另一示范性设计中，每一电阻器(例如，电阻器750)可耦合在相应中间节点与第一电压之间。对于上述两个示范性设计，至少一个电阻器可将每一晶体管的源极维持在第一电压且/或维持每一晶体管的零漏极到源极电压，以在所述晶体管断开时维持其匹配偏压条件。可用具有高电阻率的多晶硅或某一其它材料来实施所述至少一个电阻器以减小面积及寄生电容。所述至少一个电阻器可具有足够大的值，例如，大于每一晶体管在断开时的阻抗的值。
所述设备可进一步包含用于多个晶体管的多个体偏压电阻器(例如，图7及8中的电阻器730)，每一晶体管一个体偏压电阻器。每一体偏压电阻器可耦合在相关联晶体管的体节点与第二电压之间。
在另一示范性设计中，集成电路可包含多个MOS晶体管及至少一个电阻器以实施开关。所述多个MOS晶体管可以堆叠形式耦合，可具有施加到所述堆叠中的第一MOS晶体管的第一电压，且可具有施加到所述多个MOS晶体管的体节点的第二电压。第二电压可低于第一电压。所述至少一个电阻器可耦合到所述堆叠中的至少一个中间节点，以在MOS晶体管断开时维持其匹配偏压条件。在一个示范性设计中，所述至少一个电阻器可针对堆叠中的每一MOS晶体管的包含一个电阻器，其中所述电阻器耦合在相关联MOS晶体管的源极与漏极之间。在另一示范性设计中，所述至少一个电阻器中的每一者可耦合在相应中间节点与第一电压之间。
在又一示范性设计中，一种设备(例如，无线通信装置)可包含模块。所述模块可包含多个开关以实施多个信号路径。所述模块可接收RF信号，且可经由所述多个信号路径中的一者路由所述RF信号。每一开关可包含以堆叠形式耦合的多个晶体管及至少一个电阻器。所述多个晶体管可具有施加到所述堆叠中的第一晶体管的第一电压，且可具有施加到所述晶体管的体节点的第二电压。第二电压可低于第一电压。所述至少一个电阻器可耦合到堆叠中的至少一个中间节点(例如，如图7或8所展示)，以在晶体管断开时维持其匹配偏压条件。在示范性设计中，所述模块可为天线收发切换器(例如，图2中的天线收发切换器260)。在另一示范性设计中，所述模块可为PA模块，所述PA模块可进一步包含用以在启用时放大RF信号的至少一个功率放大器。所述模块还可为具有多个信号路径的某一其它单元。
图9展示用于操作开关的过程900的示范性设计。可将第一电压施加到以堆叠形式耦合的多个晶体管之中的第一晶体管(框912)。可将第二电压施加到所述多个晶体管的体节点，其中所述第二电压低于所述第一电压(框914)。可(例如)经由耦合到堆叠中的至少一个中间节点的至少一个电阻器来在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件(框916)。在框916的示范性设计中，可通过耦合在每一晶体管的源极与漏极之间的电阻器来维持晶体管的匹配偏压条件，这可将每一晶体管的源极维持在第一电压。在框916的另一示范性设计中，可通过耦合在堆叠中的每一中间节点与第一电压之间的电阻器来维持晶体管的匹配偏压条件，这可将每一晶体管的源极维持在第一电压。
如本文中所描述的具有用于改进的切换性能的经连接体及用于均匀电压分布的偏压电阻器的开关可在IC、模拟IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子装置等上实施。这些开关还可通过各种IC工艺技术来制造，例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)、NMOS、PMOS、双极结型晶体管(BJT)、双极CMOS(BiCMOS)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)等。所述开关还可实施为SOI开关。
实施本文中所描述的开关的设备可为独立装置或可为较大装置的一部分。装置可为(i)独立IC、(ii)可包括用于存储数据及/或指令的存储器IC的一个或一个以上IC的集合、(iii)例如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)等RFIC、(iv)例如移动台调制解调器(MSM)等ASIC、(v)可嵌入其它装置内的模块、(vi)接收器、蜂窝式电话、无线装置、手持机或移动单元、(vii)等。
在一个或一个以上示范性设计中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件来实施，那么所述功能可作为一个或一个以上指令或代码而存储在计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体及通信媒体两者，通信媒体包括促进计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制，这些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用以运载或存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。并且，严格地说，任何连接均被称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(例如红外线、无线电及微波)从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤缆线、双绞线、DSL或无线技术(例如红外线、无线电及微波)包括在媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各项的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。
提供对本发明的先前描述是为了使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。对本发明的各种修改对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的，且在不脱离本发明的范围的情况下，可将本文中所定义的一般原理应用于其它变化形式。因此，本发明无意限于本文中所描述的实例及设计，而是将被赋予与本文所揭示的原理及新颖特征一致的最宽范围。

Claims (24)

1.一种设备，其包含：
多个晶体管，所述多个晶体管以堆叠形式耦合，且具有施加到所述堆叠中的第一晶体管的第一电压，并进一步具有施加到所述多个晶体管的体节点的第二电压，所述第二电压低于所述第一电压；及
至少一个电阻器，其耦合到所述堆叠中的至少一个中间节点，以在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件，每一中间节点对应于所述堆叠中的一个晶体管的源极与另一晶体管的漏极之间的连接。
2.根据权利要求1的设备，所述至少一个电阻器针对所述堆叠中的每一晶体管包含一个电阻器，每一电阻器耦合在相关联晶体管的所述源极与所述漏极之间。
3.根据权利要求1的设备，所述至少一个电阻器中的每一者耦合在相应中间节点与所述第一电压之间。
4.根据权利要求1的设备，其进一步包含：
用于所述多个晶体管的多个体偏压电阻器，每一晶体管一个体偏压电阻器，每一体偏压电阻器耦合在相关联晶体管的体节点与所述第二电压之间。
5.根据权利要求1的设备，所述至少一个电阻器将所述多个晶体管中的每一者的所述源极维持在所述第一电压，以在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件。
6.根据权利要求1的设备，所述至少一个电阻器维持所述多个晶体管中的每一者的零漏极到源极电压，以在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件。
7.根据权利要求1的设备，所述第一电压为零伏，所述第二电压为负电压，且所述多个晶体管中的每一者具有负源极到体电压。
8.根据权利要求1的设备，所述多个晶体管形成接收输入射频RF信号的开关，且所述第一电压由所述输入RF信号的直流DC分量来确定。
9.根据权利要求1的设备，所述至少一个电阻器是用多晶硅来实施。
10.根据权利要求1的设备，所述至少一个电阻器具有大于每一晶体管在断开时的阻抗的值。
11.根据权利要求1的设备，所述多个晶体管包含金属氧化物半导体MOS晶体管。
12.一种集成电路，其包含：
多个金属氧化物半导体MOS晶体管，所述多个MOS晶体管以堆叠形式耦合，且具有施加到所述堆叠中的第一MOS晶体管的第一电压，并进一步具有施加到所述多个MOS晶体管的体节点的第二电压，所述第二电压低于所述第一电压；及
至少一个电阻器，其耦合到所述堆叠中的至少一个中间节点以在所述多个MOS晶体管断开时维持其匹配偏压条件，每一中间节点对应于所述堆叠中的一个MOS晶体管的源极与另一MOS晶体管的漏极之间的连接。
13.根据权利要求12的集成电路，所述至少一个电阻器针对所述堆叠中的每一MOS晶体管包含一个电阻器，每一电阻器耦合在相关联MOS晶体管的所述源极与所述漏极之间。
14.根据权利要求12的集成电路，所述至少一个电阻器中的每一者耦合在相应中间节点与所述第一电压之间。
15.根据权利要求12的集成电路，其进一步包含：
用于所述多个MOS晶体管的多个体偏压电阻器，每一MOS晶体管一个体偏压电阻器，每一体偏压电阻器耦合在相关联MOS晶体管的体节点与所述第二电压之间。
16.一种设备，其包含：
模块，其包含多个开关以实施多个信号路径，所述模块接收射频RF信号且经由所述多个信号路径中的一者路由所述RF信号，所述多个开关中的每一者包含：
多个晶体管，所述多个晶体管以堆叠形式耦合，且具有施加到所述堆叠中的第一晶体管的第一电压并进一步具有施加到所述多个晶体管的体节点的第二电压，所述第二电压低于所述第一电压，及
至少一个电阻器，其耦合到所述堆叠中的至少一个中间节点以在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件。
17.根据权利要求16的设备，所述模块为耦合到天线的天线收发切换器。
18.根据权利要求16的设备，所述模块为功率放大器PA模块，所述功率放大器PA模块进一步包含用于放大所述RF信号的至少一个功率放大器。
19.一种方法，其包含：
将第一电压施加到以堆叠形式耦合的多个晶体管之中的第一晶体管；
将第二电压施加到所述多个晶体管的体节点，所述第二电压低于所述第一电压；及
在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件。
20.根据权利要求19的方法，所述维持匹配偏压条件包含通过耦合在每一晶体管的源极与漏极之间的电阻器来维持所述多个晶体管中的每一者的零漏极到源极电压。
21.根据权利要求19的方法，所述维持匹配偏压条件包含通过耦合在所述堆叠中的每一中间节点与所述第一电压之间的电阻器将所述多个晶体管中的每一者的源极维持在所述第一电压。
22.一种设备，其包含：
用于将第一电压施加到以堆叠形式耦合的多个晶体管之中的第一晶体管的装置；
用于将第二电压施加到所述多个晶体管的体节点的装置，所述第二电压低于所述第一电压；及
用于在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件的装置。
23.根据权利要求22的设备，所述用于维持匹配偏压条件的装置包含用于通过耦合在每一晶体管的源极与漏极之间的电阻器来维持所述多个晶体管中的每一者的零漏极到源极电压的装置。
24.根据权利要求22的设备，所述用于维持匹配偏压条件的装置包含用于将所述多个晶体管中的每一者的源极维持在所述第一电压以在所述多个晶体管断开时维持其匹配偏压条件的装置。
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