CN102571051A - 射频开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频开关，包括天线，与天线电连接的匹配网络，与匹配网络电连接的串联电路，以及并行连接在串联电路前端的并联电路，所述串联电路由N个级联的双极型晶体管构成，其中N为大于1的正整数。本发明射频开关，占用半导体芯片的面积较小的，使用较少器件就能达到射频开关前端的总耐压值的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频开关。
背景技术
射频电路，在发送或者接收无线射频信号时，一般要通过射频开关的开启和关闭，来实现射频电路的正常工作。如图1所示，现有技术的射频开关，一般包括天线100、与天线100电连接的匹配网络200、与匹配网络200电连接的串联电路300，以及并行连接在串联电路300前端的并联电路400。其中串联电路300和并联电路400均采用多个效应三极管T级联而成，由于串联电路300的前端的耐压值较高，即射频开关前端的总耐压值较高，一般为25V以上，而单个场效应三极管T的耐压值一般为5.8V左右，这样就需要串联5个以上的场效应三极管T，实现射频开关的总耐压值的要求。此种结构的射频开关，单个场效应三极管T的耐压值较低，为实现射频开关前端的耐压值的要求，使用场效应三极管T的数量较多，占用半导体芯片的面积较大。
发明内容
本发明提供了一种无线射频开关，该无线射频开关，占用半导体芯片的面积较小的，使用较少器件就能达到射频开关前端的总耐压值的要求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种射频开关，包括天线，与天线电连接的匹配网络，与匹配网络电连接的串联电路，以及并行连接在串联电路前端的并联电路，所述串联电路由N个级联的双极型晶体管构成，其中N为大于1的正整数。
进一步的，所述多个级联的双极型晶体管是指，除第一个双极型晶体管的发射极和第N个双极型晶体管集电极外，第N-1个双极型晶体管的集电极电连接第N个双极型晶体管的发射极，所有双极型晶体管的基极短接，第一个双极型晶体管发射极为射频开关的前端，第N个双极型晶体管的集电极与匹配网络电连接。
进一步的，所述并联电路采用N个场效应三极管T级联而成。
进一步的，除第一个场效应三极管的源极和第N个场效应三极管的漏极外，所有场效应三极管的栅极短接，第N-1个场效应三极管的漏极电连接第N个场效应三极管的源极。
进一步的，所述双极型晶体管采用硅材料。
进一步的，所述双极型晶体管采用硅锗材料。
进一步的，所述匹配网络由LC网络构成。
本发明的有益效果是：射频开关的串联电路采用双极型晶体管后，由于单个双极型晶体管的耐压值较大，为9.4V左右；而单个场效应三极管的耐压值较小，为5.8V左右，也就是说，单个双极型晶体管的耐压值远远大于单个场效应三极管的耐压值。在射频开关中，串联电路前端的总耐压值是固定的，为25V左右，因此，采用N个级联的双极型晶体管构成的串联电路和采用N个级联的场效应三极管构成的串联电路相比，使用较少的双极型晶体管便可以达到串联电路前端的总耐压值的要求，即使用较少器件便可以达到串联电路前端的总耐压值的要求。由于射频开关的串联电路使用的器件较少，即使用双极型晶体管的数量较少，使得整个射频开关占用半导体芯片的面积较小。
附图说明
图1是现有的射频开关的原理图；
图2是本发明射频开关的原理图；
图3是采用计算机辅助软件模拟射频开关的开关速度曲线图。
现有技术图示：100、天线，200、匹配网络，300、串联电路，400、并联电路，T、场效应三极管。
本发明图示：1、天线，2、匹配网络，3、串联电路，4、并联电路，Q1......QN-1、QN为双极型晶体管，A为硅锗材料的双极型晶体管的开关速度曲线，B为硅材料的双极型晶体管的开关速度曲线，C为场效应三极管的开关速度曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
如图2所示，本发明射频开关，包括天线1，与天线1电连接的匹配网络2，与匹配网络2电连接的串联电路3，以及并行连接在串联电路3前端的并联电路4，所述串联电路3由N个级联的双极型晶体管构成，其中N为大于1的正整数。
所述多个级联的双极型晶体管是指，除第一个双极型晶体管Q1的发射极和第N个双极型晶体管QN的集电极外，第N-1个双极型晶体管QN-1的集电极电连接第N个双极型晶体管QN的发射极，所有双极型晶体管的基极短接，第一个双极型晶体管Q1发射极为射频开关的前端，第N个双极型晶体管QN的集电极与匹配网络2电连接。
并联电路4的结构，与现有技术相同，采用N个场效应三极管T级联而成。即除第一个场效应三极管的源极和第N个场效应三极管的漏极外，所有场效应三极管的栅极短接，第N-1个场效应三极管的漏极电连接第N个场效应三极管的源极。
双极型晶体管采用硅材料或者硅锗材料。硅材料和硅锗材料，是制作双极型晶体管的材料。
匹配网络2由LC网络构成。LC网络只是构成射频开关的匹配网络2的其中一种方式，还可以是RC网络，也可以是π型网络。所述的LC网络由电感L和电容C构成。
射频开关的串联电路3采用双极型晶体管后，由于单个双极型晶体管的耐压值较大，为9.4V左右；而单个场效应三极管T的耐压值较小，为5.8V左右，也就是说，单个双极型晶体管的耐压值远远大于单个场效应三极管T的耐压值。在射频开关中，串联电路3前端的总耐压值是固定的，为25V左右，因此，采用N个级联的双极型晶体管构成的串联电路3和采用N个级联的场效应三极管T构成的串联电路300相比，使用较少的双极型晶体管便可以达到串联电路3前端的总耐压值的要求，即使用较少器件便可以达到串联电路前端的总耐压值的要求。由于射频开关的串联电路3使用的器件较少，即使用双极型晶体管的数量较少，因此，整个射频开关占用半导体芯片的面积较小。
图3是采用计算机辅助软件模拟射频开关的开关速度曲线图。曲线A为硅锗材料的双极型晶体管的开关速度曲线；曲线B为硅材料的双极型晶体管的开关速度曲线；曲线C为场效应三极管的开关速度曲线。通过曲线A与曲线C、曲线B与曲线C的对比可知，采用硅锗材料的双极型晶体管或者采用硅材料的双极型晶体管级联构成的串联电路的射频开关，其开关速度比采用场效应三极管级联构成的串联电路的射频开关要快，即开关的上升时间较快。根据射频电路的原理可知，射频开关的开关速度越快，射频电路的性能越好，因此，本发明射频开关的性能较好。
Claims (7)
1.一种射频开关，包括天线，与天线电连接的匹配网络，与匹配网络电连接的串联电路，以及并行连接在串联电路前端的并联电路，其特征在于：所述串联电路由N个级联的双极型晶体管构成，其中N为大于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的射频开关，其特征在于：所述多个级联的双极型晶体管是指，除第一个双极型晶体管的发射极和第N个双极型晶体管的集电极外，第N-1个双极型晶体管的集电极电连接第N个双极型晶体管的发射极，所有双极型晶体管的基极短接，第一个双极型晶体管发射极为射频开关的前端，第N个双极型晶体管的集电极与匹配网络电连接。
3.根据权利要求1所述的射频开关，其特征在于：所述并联电路采用N个场效应三极管级联而成。
4.根据权利要求3所述的射频开关，其特征在于：所述N个场效应三极管级联是指，除第一个场效应三极管的源极和第N个场效应三极管的漏极外，所有场效应三极管的栅极短接，第N-1个场效应三极管的漏极电连接第N个场效应三极管的源极。
5.根据权利要求1所述的射频开关，其特征在于：所述双极型晶体管采用硅材料。
6.根据权利要求1所述的射频开关，其特征在于：所述双极型晶体管采用硅锗材料。
7.根据权利要求1所述的射频开关，其特征在于：所述匹配网络由LC网络构成。
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| CN1870433A (zh) * | 2005-05-23 | 2006-11-29 | 松下电器产业株式会社 | 射频开关电路和包括它的半导体器件 |
| CN101102103A (zh) * | 2006-05-31 | 2008-01-09 | 松下电器产业株式会社 | 射频开关电路、射频开关装置和发射机模块装置 |
| CN101110552A (zh) * | 2006-07-17 | 2008-01-23 | 尼克森微电子股份有限公司 | 具有省电模式的返驰式脉冲宽度调制装置 |
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