CN104579304B - 用于可调的电容电路的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于可调的电容电路的系统和方法。一种可调的电容电路包括串联耦合的多个变容二极管晶体管。一种天线调谐器包括这样的可调的电容电路。

Description

用于可调的电容电路的系统和方法
技术领域
根据本发明的实施例涉及用于可调的电容电路的系统和方法。
背景技术
在可调的射频电路（RF 电路）中，具有可调整的阻抗是所希望的。可调整的阻抗的两种基本类型是电感器和电容器。在一些情况下，具有适合于处理大信号的电容器是所希望的。例如，这种类型的可调的电容器能够被使用于天线射频匹配、功率放大器输出匹配和能够面对强信号的所有种类的射频滤波器。此外，在一些情况下高品质因子是所希望的，例如，以便维持尖锐的滤波器曲线和低的插入损耗。而且，在一些应用中，高的线性度是所希望的。例如，对于下一代移动电话系统来说，非常高的线性度要求可能成为强制的。
考虑到这种情形，存在具有可调的电容的需求，该可调的电容包括功率处理能力、品质因子与线性度之间的很好的平衡。
发明内容
根据本发明的实施例创建可调的电容电路，该可调的电容电路包括串联耦合的多个变容二极管晶体管。
根据本发明的另一个实施例创建天线调谐器，该天线调谐器包括这样的可调的电容电路。
根据本发明的另一个实施例创建用于提供可调的电容的方法。该方法包括使用多个串联耦合的变容二极管晶体管来提供第一电容，其中该变容二极管晶体管在第一偏置条件下进行工作。而且，该方法包括使用多个变容二极管晶体管来提供第二电容，其中该变容二极管晶体管在不同于第一偏置条件的第二偏置条件下进行工作。
附图说明
根据本发明的实施例将参考附图被随后描述，其中：
图1示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意性框图；
图2示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意图；
图3示出BULK-CMOS中的场效应晶体管的等效电路；
图4示出场效应晶体管的不同的偏置条件的图形表示；
图5示出场效应晶体管中的电容的示意性表示；
图6示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意图；
图7a示出对于常规的可调的电容的品质因子与电容的关系的图形表示；
图7b示出对于根据本发明的实施例的可调的电容电路的品质因子与电容的关系的图形表示；
图8示出根据对比示例的RF开关的示意图；
图9a示出具有调谐器电路的实施例的收发器系统的示意图，该调谐器电路包含串联可调的电容器元件；
图9b示出具有调谐器电路的另一个实施例的收发器系统的示意图；以及
图9c示出具有调谐器电路的进一步实施例的收发器系统的示意图。
除了另外指示以外，不同附图中的相应的数字和符号一般指代相应的部分。附图被绘制来清楚地图示优选的实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变化的字母可以跟在附图编号后面。
具体实施方式
在下面的描述中，为了提供对本发明的实施例的更加透彻解释，阐述了多个细节。然而，将对本领域技术人员显而易见的是，可以不用特定的细节来实施本发明的实施例。在其他的例子中，为了不使本发明的实施例晦涩难懂，以框图的形式而不是详细地示出公知的结构和器件。另外，在下文中所描述的不同实施例的特征可以相互组合，除了另外具体指出以外。
相等的或等价的元件或具有相等的或等价的功能性的元件在下面的描述中通过相等的或等价的参考数字被表示。
图1示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意性框图。根据图1的可调的电容电路100包括串联耦合的第一变容二极管晶体管110和第二变容二极管晶体管120。
根据本发明的这个实施例是基于以下发现：变容二极管晶体管（例如，充当变容二极管晶体管的场效应晶体管）的串联电路提供功率处理能力、品质因子与线性度之间的很好的平衡。而且，在偏置条件下端子（或等价地，栅电极或栅接触）与沟道端子（或等价地，沟道电极或沟道接触）之间的电容的依赖性能够被采用来改变该串联电路所呈现的电容（或在一些情况下，至少小信号的电容）。而且，与单一的场效应晶体管相比，通过将多个充当变容二极管晶体管的场效应晶体管耦合提高电压处理能力（或功率处理能力）。而且，已经发现，施加到个别的场效应晶体管的电压（例如，在一面的短路沟道端子（例如，漏端子或源端子）和在另一面的栅端子之间的电压）的减小（其通过该串联电路被实现）能够改进线性度特性。而且，已经发现，能够通过这样的充当变容二极管晶体管的场效应晶体管的串联电路来获得合理的品质因子。同样地，已经发现，能够利用合理的技术努力来实施充当（或等价地被配置为）变容二极管晶体管的场效应晶体管的串联电路。
因此，可调的电容电路100能够被使用于大信号的应用并且构成适合大信号的可调的电容器。可调的电容电路100能够被使用于天线射频匹配、功率放大器输出匹配和能够面对强的射频信号的所有种类的射频滤波器。
提供对于许多应用来说是足够的高品质因子，使得能够在许多情况下维持足够尖锐的滤波器曲线和低的插入损耗。而且，如果适当地选择部件的参数，甚至对于下一代移动电话系统来说，由可调的电容电路100所提供的线性度是足够高的。
换句话说，第一变容二极管晶体管是第一场效应晶体管，并且第二变容二极管晶体管是第二场效应晶体管，其中第一场效应晶体管110和第二场效应晶体管120被配置为变容二极管晶体管的串联电路。
在一些实施例中，变容二极管晶体管是场效应晶体管，其中第一场效应晶体管的漏端子与第一场效应晶体管的源端子耦合，使得第一场效应晶体管充当第一变容二极管晶体管。同样地，第二场效应晶体管的漏端子可以与第二场效应晶体管的源端子耦合，使得第二场效应晶体管充当第二变容二极管晶体管。
换句话说，变容二极管晶体管可以是“正常的”场效应晶体管，其以特定的方式被电连接，如这里所描述的。
图2示出根据本发明的实施例的可调的电容电路200的示意图。可调的电容电路200包括第一端子（或更一般地，电连接）210和第二端子（或更一般地，电连接）212，其中第一电连接210和第二电连接212典型地是用于高频信号路径的连接。可调的电容电路200还包括偏置电压端子（或更一般地，用于偏置电压的电连接）214。可调的电容电路200包括场效应晶体管的串联连接220，该场效应晶体管充当（或不同措辞，被配置为）变容二极管晶体管（即，作为使用场效应晶体管所形成的可调整的电容）。串联电路200包括多个场效应晶体管对222a、222b、…、222n。然而，应当注意的是，还可以使用奇数的场效应晶体管。例如，串联电路200包括第一场效应晶体管T1、第二场效应晶体管T2、第三场效应晶体管T3、第四场效应晶体管T4等。例如，串联电路220还可以包括第（2n－1）场效应晶体管T2n－1和第2n场效应晶体管T2n。例如，n可以是整数。然而，不要求场效应晶体管的数目是偶数的。该偶数的配置具有以下优点：能够最小化用于栅接触和源-漏接触的电阻器的数量，从而还减小来自非理想的电阻器的寄生效应。
从ESD的观点来看，向连接管脚放置源/漏极的另一个优点是没有直接的栅连接。
例如，场效应晶体管T1的漏端子231a可以与第一场效应晶体管T1的源端子231b耦合（或甚至直接地连接）。而且，第一场效应晶体管T1的漏端子231a和源端子231b可以与第一端子（或电连接）210耦合。第一场效应晶体管T1的栅端子231c可以与第二场效应晶体管T2的栅端子232c耦合。第二场效应晶体管T2的漏端子232a可以与第二场效应晶体管T2的源端子232b耦合。而且，第三场效应晶体管T3的漏端子233a可以与第三场效应晶体管T3的源端子233b耦合。而且，第三场效应晶体管T3的漏端子233a和源端子233b可以与第二场效应晶体管T2的漏端子232a和源端子232b耦合（或甚至直接地连接）。第三场效应晶体管T3的栅端子233c可以与第四场效应晶体管T4的栅端子234c耦合。漏端子234a可以与第四场效应晶体管T4的源端子234b耦合。而且，例如，第四场效应晶体管T4的漏端子234a和源端子234b可以与另一对场效应晶体管耦合，或在缺少另一对场效应晶体管的情况下，与场效应晶体管对222n耦合，或在缺少场效应晶体管对222n的情况下，与第二端子（或电连接）212耦合。然而，在场效应晶体管对222n存在的情况下，漏端子237a可以与晶体管T2n－1的源端子237b耦合。而且，场效应晶体管T2n－1的漏端子237a和源端子237b可以与第四场效应晶体管T4的漏端子234a和源端子234b直接耦合，或经由一个或多个附加的充当变容二极管的场效应晶体管对与第四场效应晶体管T4的漏端子234a和源端子234b耦合。晶体管T2n－1的栅端子237c与场效应晶体管T2n的栅端子238c耦合。晶体管T2n的漏端子238a与所述晶体管的源端子238b耦合，并且晶体管T2n的漏端子238a和源端子238b两者与第二端子（或第二电连接）212耦合。
概括地说，可调的电容电路200包括串联连接的多个场效应晶体管对222a、222b、222n，其中场效应晶体管中的每个被配置为（并且从而充当）变容二极管晶体管。为了使场效应晶体管T1至T2n工作为变容二极管晶体管，将漏端子和源端子耦合（例如，直接连接），使得在一面上的栅端子与在另一面上的沟道端子（漏端子和源端子）之间的电容是有效的。在各自的场效应晶体管的栅端子与各自的场效应晶体管的沟道端子（漏端子和源端子）之间提供的电容依赖于施加到各自的场效应晶体管的偏置电压（其中该偏置电压可以等于栅源电压，在图2所示出的实际的配置中，该栅源电压实质上相同于栅漏电压）。而且，能够看出的是，在可调的电容电路200中，“后继的”（在串联连接的顺序中后继的）场效应晶体管对的栅电极被耦合（例如，被直接连接）。而且，还能够看出的是，两个后继的场效应晶体管（在串联连接的顺序中后继的）的沟道端子两者（漏端子和源端子）被耦合（例如，被直接连接）到根据图2的可调的电容电路200中的共同的节点。从而，沿着场效应晶体管的串联电路，存在将后继的场效应晶体管（例如，T1和T2）的栅电极连接到的节点和将后继的场效应晶体管（例如，T2和T3）的沟道端子耦合（或直接连接）到的节点的变更。然而，应当注意的是，在一些实施例中，还能够使用不同形式的串联连接。
而且，应当注意的是，场效应晶体管的沟道端子被耦合到的电节点经由所谓的放电电阻器被耦合到参考电势（例如，地电势）。例如，晶体管T2和T3的沟道端子被耦合到的电节点240经由放电电阻器242（或更一般地，经由放电阻抗元件）被耦合到参考电势。类似地，场效应晶体管T4的沟道端子被耦合到的电节点244经由放电电阻器246被耦合到参考电势。而且，场效应晶体管T2n－1的沟道端子被耦合到的电节点248经由放电电阻器250被耦合到参考电势。
节点252（在此处将晶体管T2n的沟道端子与第二电端子212耦合）可以任选地经由放电电阻器254被耦合到参考电势。
而且，应当注意的是，在电节点（在此处将“后继的”场效应晶体管（在串联连接的顺序中后继的）的栅端子耦合）经由偏置电阻器与偏置电压端子214耦合。例如，晶体管T1、T2的栅电极231c、232c经由偏置电阻器260被耦合到偏置电压端子214。类似地，场效应晶体管T3和T4的栅电极233c、234c经由偏置电阻器262被耦合到偏置电压端子214，并且场效应晶体管T2n－1和T2n的栅电极237c、238c经由偏置电阻器264与偏置电压端子耦合。因此，有可能将相同的偏置电势施加到可调的电容电路200的所有场效应晶体管的栅端子。然而，在一些实施例中，将个别的偏置电压施加到单一的场效应晶体管或场效应晶体管组还是可能的。
关于可调的电容电路的功能性，应当注意的是，各自的晶体管T1至T2n的栅电极与沟道电极之间的个别的电容的串联连接形成第一电端子210与第二电端子212之间的电容。经由放电电阻器242、246、250和254并且经由偏置电阻器260、262、264损失在第一电端子210与第二电端子212之间施加的射频信号的相当小的部分。然而，通过将放电电阻器和偏置电阻器的值选择足够大将射频信号的损耗限制到可接受的程度。
而且，应当注意的是，各自的场效应晶体管T1至T2n的栅电极与沟道电极之间的电容能够通过施加在偏置电压端子214处（或施加到场效应晶体管的个别的栅源路径）的偏置电压的适当选择而被调整或被切换在两个值之间）。换句话说，各自的场效应晶体管T1至T2n的栅电极与沟道电极之间的偏置电压能够经由在偏置电压端子214处所提供（例如，使用偏置电压供应器）的偏置电压被设置。从而，能够通过选择适当的偏置电压使场效应晶体管T1至T2n产生所希望的工作点（例如，工作的反型模式或工作的积累模式）。因此，各自的场效应晶体管T1至T2n的栅端子与沟道端子之间的电容能够被改变（例如，被切换在两个值之间）。结果，第一电端子210与第二电端子212之间的有效电容还能够被改变或被切换在两个值之间。
而且，应当注意的是，场效应晶体管T1至T2n的栅源电压可以共同地（例如，使用共同的栅偏置电压，其经由栅阻抗元件被耦合到所有场效应晶体管T1至T2n的栅极）、合理成对地（例如，对于两个晶体管的对使用共同的栅偏置电压）或个别地（例如，对于个别的晶体管使用个别的栅偏置电压）被调整或被切换在两个值之间。换句话说，在一些实施中可能存在用于所有场效应晶体管的共同的控制电压供应器，或可能存在多个控制电压供应器，每个控制电压供应器与场效应晶体管中的一个或多个关联。在后面的情况下，电容可以达到更精细的调整。同样地，应当注意的是，多个控制电压供应器（其可以个别地被控制或被切换在两个状态之间）的存在实质上等价于多个可调的电容电路的串联电路。
而且，应当注意的是，可调的电容电路200的电路元件可以被设计，使得由在第一电端子210与第二电端子212之间施加的高频电压所产生的高频电压摆动被近似相等地分布到晶体管T1至T2n。换句话说，可以选择放电电阻器和偏置电阻器的值要足够大，使得跨过场效应晶体管T1至T2n的栅沟道路径的高频电压是至少近似（例如，在10％或20％的公差内）相等的。因此，施加到场效应晶体管T1至T2n中的个别的一个的栅沟道路径的电压摆动典型地只是在第一电端子210与第二电端子212之间施加的高频电压摆动的一小部分。因此，可调的电容电路200的电压处理能力实质上大于（理想地，等于串联耦合的变容二极管晶体管的数目的倍数）场效应晶体管中的单一的一个晶体管的电压处理能力。从而，能够达到相当高的功率处理能力，即使单一的场效应晶体管的灵敏的栅绝缘体被使用以形成电容。
下面将解释能够在可调的电容电路200的设计中施加的一些附加的考虑和实施方面。
可调的电容电路200是基于以下的思想：能够使用CMOS晶体管来设计变容二极管。原则上，如果使用金属氧化物半导体器件（MOS device）就将源接触和漏接触（在这里还被指定为源端子和漏端子）连接在一起。在这种情况下，在栅与源漏沟道之间存在主电容。
如在图4中能够看出，能够达到不同的偏置条件。例如，当负的栅电压（或栅源电压）被施加时，能够（例如，在N沟道场效应晶体管中）达到积累状态。在这种情况下，氧化物电容Cox和阱电阻是有效的。如果大约为阈值电压（或稍微低于阈值电压）的栅电压被施加（例如，作为栅源电压），就达到耗尽状态。在这种情况下，氧化物电容Cox、耗尽电容Cd和阱电阻Rwell是有效的。而且，如果正的栅源电压（例如，阈值电压以上）被施加，就能够达到反型状态。在这种情况下，氧化物电容Cox和反型状态的电阻Rinv成为有效的。而且，附加的电容还是有源的，例如，栅漏电容和栅源电容，其不能够被忽视并且将在下面被解释。因此，场效应晶体管的栅端子与沟道端子（漏端子和源端子）之间的有效电容依赖于所施加的栅源电压（或栅沟道电压）而变化。
换句话说，在栅极上施加偏置电压（或栅极与源极之间的偏置电压）产生引起的电容的变化。存在两个主电容的贡献：
在反型的模式中，栅极到沟道的电容；以及
在积累（负的偏置）中，源/栅和栅/漏重叠的电容。
依赖于工作的范围和晶体管的类型（NMOS或PMOS），存在变容二极管的几种模式（例如，工作模式）和类型。
一个重要的设计方面一般地是限制的栅/源电压。由于典型地（MOS器件的）非常薄的栅氧化物，所以应当解决可靠性的问题。为了避免退化，最大的栅/源电压典型地被限制。例如，对于典型的130nm工艺器件来说，最大的DC电压将是1.5V。
然而，已经发现，充当变容二极管晶体管的场效应晶体管（例如，MOS场效应晶体管）能够被堆叠。为了使这样的结构实现，使用绝缘体衬底是有利的。例如，能够使用玻璃上硅的衬底。然而，还可能在体MOS中实施这样的结构。
同样地，已经发现，有可能采用射频开关中的技术，即使它们使用实质上不同的晶体管配置，因为射频开关还通过“堆叠”来克服高的射频电压的问题。射频电压通过它们的寄生电容遍布在几个晶体管。因此，例如，通过32个晶体管的使用能够处理甚至48V的射频电压，该晶体管能够处理1.5V的电压（还简要地指定为“1.5V的晶体管”）。然而，在这样的配置中，所希望的是，衬底二极管是无源的。为了这个目的，能够与负的基体电压一起来使用绝缘体上硅工艺（或一般地，绝缘体上半导体工艺）。可替代地，能够负的偏置整个体。为了便于理解，对图3进行参考，图3示出了典型的NMOS等效电路。在图3中，B（例如，Bi或Bext）表示（内部的或外部的）体接触。在体CMOS中，这个接触可以被耦合到衬底，然而，在绝缘体上硅（或绝缘体上半导体）技术中，体接触可以被个别地耦合。
为了避免衬底二极管（例如，二极管Dsb和Ddb）的影响，将负的电压施加到（例如，晶体管T1至T2n的）体接触（B接触）。因此，源漏沟道能够使用作为基体电阻器的高的欧姆衬底和负的电压来传导正的和负的电压而没有失真。显而易见的是，这个器件还被DC的可靠性所限制；再者，射频电压不应当超过所允许的栅/源/漏电压。
现在对射频开关的对比的示例进行参考，应当注意的是，有可能堆叠这些器件（例如，MOS场效应晶体管）中的几个。例如，对图8所示出的对比的示例进行参考。能够看出，堆叠的场效应晶体管的沟道端子被耦合到参考电势。而且，堆叠的场效应晶体管的栅端子经由高的欧姆栅电阻器被耦合到栅电压源。而且，图8示出寄生的栅漏电容和栅源电容（还被指定为“寄生重叠的电容”）。
在图8的对比的示例中，在开的模式中，正的栅电压接通（场效应晶体管的）沟道并且因此在晶体管它本身处不能够看出高的射频电压。在关的模式中，在栅极处存在负的电压（例如，低于阈值电压的电压）。能够在存在的寄生电容（例如，栅源电容和栅漏电容）上将高的电压分开。由于高的欧姆电阻器（例如，放电电阻器和栅电阻器），所以电路正与射频浮动，并且每个器件仅被暴露到射频电压摆动的一小部分。如果设计根据图8的对比的示例的开关，应当做出最大电压摆动、晶体管尺寸与关的电容之间的平衡。
在一些实施例中，堆叠变容二极管（例如，充当变容二极管晶体管的场效应晶体管）可以被实施在“开关工艺”中（例如，在类似于根据其来制作射频开关的工艺的工艺中，其意味着，例如，使用高的欧姆衬底材料以及绝缘的特征用于逻辑器件诸如三阱），该“开关工艺”使用负的体或基体偏置来去除衬底二极管（或，至少衬底二极管的有害效应）。此外，阻抗“Z”（还被指定为阻抗元件）可以是简单的高的欧姆电阻器，类似地像在射频开关中（例如，在根据图8的对比的示例的射频开关中）。
图2图示实施例可调的电容电路，在其中充当变容二极管晶体管的场效应晶体管T1至T2n基本上被堆叠。每个晶体管T1至T2n被操作为变容二极管，例如，具有1.5V的最大的栅电压（或栅源电压）。例如，把32个场效应晶体管T1至T2n（例如，在n＝16的情况下）堆叠将再次给予48V的射频电压（即，将允许在第一电端子210与第二电端子212之间施加具有48V的幅度的射频电压）。此外，连接点（例如，后继的晶体管的源端子和漏端子被耦合到的电节点）具有源/漏连接，由于衬底二极管，所以其固有地是静电放电（ESD）保护。应当注意的是，在安装器件时衬底二极管典型地不被偏置，使得该衬底二极管可以在这些条件下充当静电放电保护。
在一些实施例中，场效应晶体管T1至T2n被“栅到栅”堆叠，使得后继的（在串联连接的顺序中后继的）场效应晶体管对的栅极被耦合（或被直接连接），如在图2中所示出的。栅到栅的堆叠的原因在于这个“栅到栅”堆叠允许节省栅电阻器的数量（即，保持小的栅电阻器的数目）。这在尺寸的方面是一个优点并且对于低电容改进品质因子。此外，非线性产物（谐波）还可以通过使用这个反串联的配置被消除。
应当注意的是，这些电阻器中的越多电阻器被使用（其由于堆叠可以是必要的）整个电阻R将越低（由于并联工作）。在一些情况下，这个较低的电阻R可以充当射频泄露并且产生损耗，其导致品质因子（Q）下降。在虚部是低的（低的电容C）的情况下，与对于更高的C值相比，品质因子（Q）的下降将更高。
在一些实施例中，偏置阻抗元件（例如，偏置电阻器）260、262、264的相当小的数目可以与相当大的电阻值（例如，大约为200 kOhm或更大）一起被使用，以避免射频泄露并且从而获得高的品质因子。例如，偏置电阻器260、262、264可以每个具有400kOhm的电阻。类似地，放电电阻器（或放电阻抗元件）242、246、250、254的数目在一些实施例中可以被保持合理小的。例如，放电电阻器242、246、250、254的电阻值可以被选择，例如，要大于200 kOhm。在特定的实施例中，放电电阻器242、246、250、254可以具有400kOhm的值。
在一些实施例中，在偏置电压端子214处可以施加模拟的调谐电压或偏置电压，以提供场效应晶体管T1至T2n的栅偏置电压（或栅源偏置电压）的连续的或准连续的调整。
然而，在一些实施例中，可以使用数字控制方案，代替使用模拟的调谐电压。在一些情况下，使用数字控制可以提供高的线性度和工艺和环境变化的高的公差。在这样的实施例中，代替使用模拟的电容调谐信号CTune，晶体管在负的或正的固定偏置的情况下（例如，-1.5V或+1.5V）可以是可切换偏置的，其中C（V）特性（例如，描述栅源电压与栅端子和短路沟道端子之间的电容之间的关系的特性）是（至少实质上）饱和的并且（对于栅源电压的相当小的改变）不再改变。那个考虑的结果是：数字控制和两个“固定的”电容器的值（其中在这些两个“固定的”电容值之间执行切换）可以被使用。换句话说，施加到偏置电压端子214的栅偏置电压被切换在两个离散的值之间（“数字控制”），使得场效应晶体管T1至T2n的每个被切换在两个（离散的）电容状态之间（其导致两个离散的“固定的”电容器的值，该电容器的值能够在第一电端子210与第二电端子212之间被测量）。在一些实施例中，电路可以容许高的射频电压，因为寄生电容能够不再调谐C（V）。换句话说，因为场效应晶体管T1至T2n工作在两个离散的工作点处，其中电容展示对栅源电压小的（或甚至可忽略的）依赖性，所以电容不会通过施加射频电压（其“调制”栅源电压）而实质上改变，其进而保持小的非线性效应（其将由电容的时间变化所产生）。
而且，已经发现，可以通过适当选择沟道宽度与沟道长度之间的比率（简要地指定为W/L）来进一步改进线性度。代替使用“最低的”栅长度，可以使用更高的栅长度（其典型地实质上高于能够使用特定技术所获得的最小的栅长度）。这样做的原因是，结构的堆叠的本性。为了在堆叠（例如，32次）之后获得合理的电容，每个单一的电容可以被制成足够大。考虑到变容二极管电路（在其中场效应晶体管被使用），示出可以通过使用（相当）高的栅长度来减小对全部电容的贡献（例如，由于重叠的栅/源所产生的寄生电容的相对的贡献）。因此，有可能使最小电容Cmin与最大电容Cmax之间平衡。调谐比率越高，栅长度就应当越长。在实施例中，为了获得高的品质因子，可以使用大量到金属层的栅接触，其中工艺技术使用电阻的多晶栅，从而使电容的一个平面是电阻的。
现在对图5进行参考，其示出了场效应晶体管中的电容的示意性表示，该情形将被简要地解释。如能够看出，如图5示出的场效应晶体管500包括栅电极510、源区512和漏区514。栅电极510包括栅长度，其被考虑为栅电极从源区到漏区的方向的延伸。如能够看出，在栅电极510与源电极512之间存在（寄生）栅源电容Cgs。同样地，在栅电极510与漏区514之间存在（寄生）电容。而且，在栅电极与沟道区之间存在栅沟道电容Cg。能够容易理解的是，栅源电容和栅漏电容实质上由栅电极和源区的邻近并且还由栅电极和漏区的邻近所产生。然而，栅源电容和栅漏电容与栅长度不是强成比例的。相反，栅沟道电容与栅长度成比例。而且，应当注意的是，栅源电容和栅漏电容对最小的电容Cmin是重要的（或主要的）贡献。相反，栅沟道电容对最大的电容是重要的（或主要的）贡献。从而，为了获得大的调谐范围，在一些实施例中，栅沟道电容Cg与栅源电容和栅漏电容之间的大的比率可以被使用。例如，这可以通过使用相当大的栅长度被实现，该栅长度实质上大于（例如，至少是10倍）使用给定技术可获得的最小栅长度。
而且，因为栅电极510典型地在一些技术中使用多晶硅被形成并且结果包括显著的电阻，所以可以使用大量的栅接触。这些栅接触可以将栅电极510与高导电材料（诸如金属化层的金属）连接。因此，由于栅电极的电阻所致的损耗可以被减小，以便实现更高的品质因子。
下面将概括以可调的电容电路200为基础的一些设计考虑。
一般来说，可调的电容电路200包括多个变容二极管晶体管T1至T2n，其被串联耦合以充当变容二极管晶体管的串联电路。例如，晶体管T1至T2n能够充当变容二极管晶体管，因为它们的沟道端子（漏端子和源端子）被连接并且因为栅端子与沟道端子之间的电容被采用。而且，栅端子与沟道端子之间的电容能够通过使偏置变化而被调整，使得场效应晶体管T1至T2n充当变容二极管晶体管并且能够因此被考虑为变容二极管晶体管。
在实施中，场效应晶体管T1至T2n在衬底中或在衬底上被形成，其中该衬底被偏置使得场效应晶体管T1至T2n的漏体二极管和源体二极管（一般地：漏衬底二极管和源衬底二极管）被反向偏置。为了图示的目的，图2没有示出衬底连接，但是到衬底的（或到场效应晶体管的体接触的）负的偏置的提供可以使用本领域已知的电路和系统被实施。
在实施中，衬底可以是具有至少500 欧姆∙厘米（Ohm cm）的电阻率的硅衬底，其导致良好的射频特性。
在另一个实施中，场效应晶体管可以在衬底中或在衬底上被形成，其中该衬底是绝缘体上半导体的衬底（或绝缘体上硅的衬底）。在这种情况下，基体区可以被偏置使得场效应晶体管的漏基体二极管和源基体二极管被反向偏置。因此，能够容许施加到电端子210、212的射频电压的负的摆动。例如，负的电势（相对于参考电势或地电势）可以（例如，使用基体接触）被施加到基体区。
在实施中，将第一场效应晶体管T1的源端子231b与第一场效应晶体管T1的漏端子231a耦合，将第二场效应晶体管T2的源端子232b与第二场效应晶体管T2的漏端子232a耦合，并且将第一场效应晶体管T1的栅端子231c与第二场效应晶体管的栅端子232c耦合。因此，第一场效应晶体管T1充当第一变容二极管晶体管并且第二场效应晶体管T2充当第二变容二极管晶体管。第一场效应晶体管T1的电容（例如，栅电极231c与沟道电极231a、231b之间的电容）依赖于施加到第一场效应晶体管T1的栅源偏置电压。而且，第二场效应晶体管T2的电容（例如，栅电极232c与沟道电极232a、232b之间的电容）还依赖于施加到第二场效应晶体管T2的栅源偏置电压。因此，提供了包括晶体管T1、T2的可变的电容的子电路，该子电路能够形成可调的阻抗电路的最小的单元并且能够被多次重复，如在图2中所示出。
换句话说，在实施中，可调的电容电路包括多个变容二极管晶体管对（T1，T2）；（T3，T4）；（T2n－1，T2n），其被串联耦合以充当变容二极管晶体管对的串联电路。例如，第一对220包括第一场效应晶体管T1和第二场效应晶体管T2，并且第二对包括第三场效应晶体管T3和第四场效应晶体管T4。如在图2中能够看出，第一场效应晶体管T1的漏端子与源端子被耦合，并且将第一场效应晶体管T1的栅端子与第二场效应晶体管T2的栅端子耦合。将第二场效应晶体管T2的源端子与第二场效应晶体管T2的漏端子、与第三场效应晶体管T3的源端子以及与第三场效应晶体管T3的漏端子耦合。将第三场效应晶体管T3的栅端子与第四场效应晶体管T4的栅端子耦合，并且将第四场效应晶体管T4的源端子与第四场效应晶体管T4的漏端子耦合。
在实施中，将第一场效应晶体管T1的源端子和漏端子经由第一阻抗元件（在图2中未示出）耦合到参考电势。而且，将第二场效应晶体管T2的源端子和漏端子经由第二阻抗元件242（其可以是放电电阻器242）耦合到参考电势。因此，能够实现场效应晶体管的适当的偏置。
在实施中，将第一场效应晶体管T1的栅端子经由第一阻抗元件260耦合到控制电压供应器（其在图2中未被示出，并且其典型地被耦合到偏置电压连接214并且有时还被指定为偏置电压供应器）。将第二场效应晶体管T2的栅端子经由第一阻抗元件260（还被指定为偏置阻抗元件或偏置电阻器）耦合到控制电压供应器（在图2中未示出）。可替代地，可以将第二场效应晶体管T2的栅端子经由第二阻抗元件耦合到控制电压供应器。
在实施中，调谐电容电路包含控制电压供应器（其在图2中未被示出，但是其典型地被耦合到偏置电压端子214）。控制电压供应器被配置为在两个离散值之间（例如，在+1.5V与-1.5V之间，或更一般地，在场效应晶体管T1至T2n的阈值电压之上的第一电压与在场效应晶体管T1至T2n的阈值电压下面的第二电压之间）切换控制电压，该控制电压施加到场效应晶体管T1至T2n的栅端子。
例如，控制电压供应器可以被配置为提供控制电压，使得场效应晶体管T1至T2n对于第一离散值在反型模式下进行工作，并且使得场效应晶体管对于第二离散值在积累模式下进行工作。在一些实施例中，场效应晶体管T1至T2n的栅电极与沟道电极之间的电容实质上不依赖于高频的电压，这避免了不希望的非线性效应。
在实施中，场效应晶体管T1至T2n的沟道长度大于5μm。在另一实施中，场效应晶体管的沟道长度甚至大于10μm。因此，能够达到最大的电容（或第一偏置状态中的电容）与最小的电容（或第二偏置状态中的电容）之间的很好的比率。在一个示例中，最大的电容与最小的电容的比率可以比大约3.5更大，例如大约10。然而，在一些实施例中，还可以使用2或更大的比率。
在实施中，场效应晶体管被设计使得第一偏置状态中的栅源电容（其中该电容得到最大值）与第二偏置状态中的栅源电容（其中该电容得到最小值）之间的比率至少等于3。在一些实施例中，这个比率可以是2或更大。因此，可以实现合理的电容变化。例如，能够通过沟道的长度和沟道的宽度的适当选择来满足这个条件。
下面参考图6描述根据本发明的另一个实施例。
图6示出根据本发明的实施例的可调的电容电路的示意图。可调的电容电路600包含输入连接或射频连接610。而且，可调的电容电路600被配置为接收电容信息612，例如，数字电容信息。例如，数字电容信息可以包括多个位，其中最低有效位（LSB）表示最小的步长并且其中最高有效位（MSB）表示最大的步长。
可调的电容电路包含多个可切换的电容支路620a、620b、620c至620m。可切换的电容支路620a、620b、620c、620m在输入连接610与参考电势（例如，地电势）之间被并联耦合。然而，可切换的电容支路620a、620b、620c、620m还可以在两个电连接之间被并联耦合。
例如，可切换的电容支路620a、620b、620c、620m中的每个可以包含可调的电容电路200，如在图2中所示出并且如参考图2所解释。换句话说，第一可切换的电容支路620a可以包括可调的电容电路622a，其可以与根据图2的可调的电容电路200实质上相同。类似地，第二可切换的电容支路620b可以包含可调的电容电路622b，该可调的电容电路622b可以与可调的电容电路200实质上相同。类似地，可切换的电容支路620c和620m可以包括可调的电容电路622c和622m，其还可以与根据图2的可调的电容电路200实质上相同。
例如，可调的电容电路622的第一电连接（其相应于第一电连接210）可以被耦合到电连接610。可调的电容电路622的第二电连接（其相应于第二电连接212）可以被耦合到参考电势。类似地，可调的电容电路622b的第一电连接（其相应于第一电连接210）可以被耦合到电连接610，并且可调的电容电路622b的第二电连接（其相应于第二电连接212）可以被耦合到参考电势。同样地，可调的电容电路622c的第一电连接（其相应于第一电连接210）可以被耦合到电连接610，并且可调的电容电路622c的第二电连接（其相应于第二电连接212）可以被耦合到参考电势。同样地，可调的电容电路622m的第一电连接（其相应于第一电连接210）可以被耦合到电连接610，并且可调的电容电路622m的第二电连接（其相应于第二电连接212）可以被耦合到参考电势。
在一些示例中，相应于可调的电容电路200的放电电阻器254的放电电阻器可以在可调的电容电路622a、622b、622c、622m中被忽略。
而且，可调的电容电路622a的偏置电压连接（其相应于偏置电压连接或控制电压连接214）可以被耦合到第一偏置电压供应器624a（还有时被指定为控制电压供应器），可调的电容电路622b的偏置电压连接可以被耦合到第二偏置电压供应器624b，可调的电容电路622c的偏置电压连接可以被连接到第三偏置电压供应器624c并且可调的电容电路622m的偏置电压连接可以被耦合到第m偏置电压供应器624m。应当注意的是，依赖于实际的实施，偏置电压供应器624a、624b、624c、624m可以是可切换的电容支路的部分或可以与可切换的电容支路分离。然而，在一些实施例中，偏置电压供应器624a、624b、624c、624m可以与可调的电容电路622a、622b、622c、622m一起被实施在相同的衬底上。
而且，应当注意的是，例如，偏置电压供应器624a、624b、624c、624m可以被配置为提供两个离散的偏置电压到各自的可调的电容电路的各自的偏置电压连接（其中，可调的电容电路622a、622b、622c、622m的偏置电压连接相应于可调的电容电路200的偏置电压连接214）。
因此，依赖于各自的偏置电压供应器提供第一离散的偏置电压还是第二离散的偏置电压（其与第一离散的偏置电压不同），可切换的电容支路620a、620b、620c、620m中的每个可以在由电连接610与参考电势之间的各自的可切换的电容支路所呈现的两个电容值之间是可切换的。
而且，应当注意的是，在一些实施例中，不同的可切换的电容支路可以在不同的电容值之间是可切换的。换句话说，在一些实施例中，由可切换的电容支路620m在电连接610与参考电势之间所呈现的高的电容值（高的电容偏置状态下的电容值）或最大的电容值可以大于由可切换的电容支路620c在电连接610与参考电势之间所呈现的高的电容值或最大的电容值。进而，由可切换的电容支路620c所呈现的高的电容值或最大的电容值可以大于由可切换的电容支路620b在电连接610与参考电势之间所呈现的高的电容值或最大的电容值。进而，由可切换的电容支路620所呈现的高的电容值或最大的电容值可以大于由可切换的电容支路620a在电连接610与参考电势之间所呈现的高的电容值或最大的电容值。
从而，通过使用具有不同的高的电容值或最大的电容值（并且还可能不同的低的电容值或最小的电容值）的可切换的电容支路，能够在电连接610与参考电势之间实现大的总电容变化，其中可切换的电容支路中的每个能够被切换在第一状态（其中各自的可切换的电容支路呈现它的高的电容值或最大的电容值）与第二状态（其中可切换的电容支路呈现它的低的电容值或最小的电容值）之间。
因此，不同的总电容值（其通过由可切换的电容支路所呈现的个别的电容的并联电路被形成）是可获得的。例如，通过个别的可切换的电容支路的最大的电容值和最小的电容值（或高的和低的电容值）的所有不同的组合来定义不同的可获得的总电容值。这里应当注意的是，“最大的电容值”指定由可切换的电容支路在各自的可切换的电容支路的第一状态中所呈现的电容值，并且“最小的”电容值表示由可切换的电容支路在各自的可切换的电容支路的第二状态中所呈现的电容值。典型地，“最小的电容值”（或低的电容值）接近通过各自的可切换的电容支路可获得的绝对的最小的电容值，并且“最大的电容值”（或高的电容值）接近通过可切换的电容路径可获得的绝对的最大的电容值，因为可以选择栅偏置电压使得可切换的电容路径的变容二极管晶体管被切换在第一电容值（非常接近绝对的最大的电容值）与第二电容值（非常接近绝对的最小的电容值）之间。然而，如果可切换的电容路径被切换在与最大的电容值和最小的电容值实质上不同的两个电容值之间，就能够使用与各自的可切换的电容支路相关联的代替“最大的电容值”的第一电容值，并且就能够使用代替最小的电容值的各自的可切换的电容路径的第二电容值。
而且，应当注意的是，可以基于电容控制信息612来控制（例如，在两个状态之间个别地切换）偏置电压供应器624a、624b、624c、624m。例如，逻辑电路、查找表等可以被使用来决定如何将输入到电路布置600中的电容控制信息612映射到偏置电压供应器624a、624b、624c、624m的状态的不同组合。然而，如果电容控制信息是二进制编码信息，每个位就可以控制偏置电压供应器中的一个。
总之，因为施加两个二进制的状态仅给予两个电容器（或电容值），所以组合多个可切换的电容支路是有利的。例如，（例如，电容控制信息的）一个位相应于根据图2的可调的电容电路中的一个。因此，四个位的数字可调的电容能够被实施，如关于图6所示出和所描述。
下面将概括一些实施的方面。在实施中，可调的电容电路600包括并联耦合的多个可切换的电容支路620a、620b、620c、620m。第一可切换的电容支路620a包括第一多个场效应晶体管（变容二极管晶体管），其被耦合以充当变容二极管晶体管的第一串联电路。第二可切换的电容支路620b包括第二多个场效应晶体管（变容二极管晶体管），其被耦合以充当变容二极管晶体管的第二串联电路。
在实施中，可调的电容电路包括控制电路（在图6中未被示出），其被配置为在两个不同的电容值之间（例如，在“最大的电容值”与“最小的电容值”之间，或在高的电容值与低的电容值之间）切换第一可切换的电容支路620a并且在两个不同的电容值之间（例如，在与第二可切换的电容支路相关联的最大的（高的）电容值和与第二可切换的电容支路相关联的最小的（低的）电容值之间，或在两个另外的离散的电容值之间）切换第二可切换的电容支路620b。
在实施中，控制电路被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到第一可切换的电容支路620a的场效应晶体管，其中选择第一栅源偏置电压使得第一可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％，并且其中选择第二栅源偏置电压使得第一可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10％。例如，能够通过偏置电压供应器624a来提供第一栅源偏置电压和第二栅源偏置电压。
类似地，控制电路可以被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到第二可切换的电容支路620b的场效应晶体管，其中选择第一栅源偏置电压使得第二可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％，并且其中选择第二栅源偏置电压使得第二可切换的电容支路的场效应晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10％。与第一可切换的电容支路相关联的第一栅源偏置电压可以等于或不同于与第二可切换的电容支路相关联的第一栅源偏置电压。类似地，与第一可切换的电容支路相关联的第二栅源偏置电压可以等于或不同于与第二可切换的电容支路相关联的第二栅源偏置电压。
在实施中，可切换的电容支路可以包括不同的最大的（或高的）电容值。例如，不同的可切换的电容支路的不同的最大的电容值可以包括近似2：1的电容比率。然而，还能够选择不同的最大的（或高的）电容值。
在实施中，控制电路可以被配置为在高的电容状态与低的电容状态之间（例如，基于电容控制信息612）切换可切换的电容支路中的每个。例如，控制电路可以是（或包括）逻辑电路、查找表等，其接收电容控制信息612并且提供开关信号到偏置电压供应器624a、624b、624c、624d。
下面将描述根据本发明的可调的电容电路的一些应用。例如，可调的电容电路100、可调的电容电路200和可调的电容电路600可以被使用为用于天线调谐的电容调谐器。一个示例是用于移动电话的6位电容调谐器。例如，最大的射频电压可以是在60V的范围内，并且，例如，电容的调谐范围可以是在0.5pF与13.7pF之间。总而言之，根据本发明的实施例能够被使用在天线匹配的应用和RF调谐的应用中。
下面将对于示例实施呈现性能评估。作为对比，将利用使用具有切换的电容器的电路（其中切换晶体管被堆叠40次）的经典方案。图7a示出对于经典方案的品质因子与有效电容的关系的图形表示。横坐标710描述有效电容，并且纵坐标720描述品质因子。在图7a的图形表示中示出的数据点表示不同的切换状态并且图示对于哪个有效电容能够获得哪个品质因子。如能够看出，在大的电容范围内获得相当小的品质因子（低于25）。换句话说，在图7a中能够看出，使用非常高的栅电阻器（其可以被包含在经典方案的开关组模型中）有可能对于低的电容得到30－35的品质因子（Q），但是对于高的电容得到只是近似15的品质因子（假定金属绝缘体金属电容器MIM具有品质因子Q＝80）。而且，应当注意的是，已经对于900MHz的频率做出图7a的仿真的结果。
而且，已经依照本发明设计可比较的电路并且在图7b中示出仿真的结果。换句话说，图7b示出电容值与品质因子之间的关系的图形表示，其已经使用根据本发明的实施例的仿真被获得。横坐标760描述有效电容，并且纵坐标770描述品质因子。图7b中的数据点表示6个可切换的电容支路的电容的不同组合。
在图7b中能够看出，平均的品质因子更高（在第一步的设计的情况下）。而且，应当注意的是，能够预见到通过增加栅电阻器以改进对于低的电容的品质因子而发现进一步的改进。一般地，根据本发明的结构与经典的结构相比时具有不同的本性，其中对于更高的电容获得更高的Q因子。
图9a－c图示利用实施例变容二极管电路的收发器系统。例如，在图9a中示出的收发器电路900包含收发器电路902和天线开关模块（ASM）904，该天线开关模块904经由调谐器电路906被耦合到天线908。如所示出，调谐器电路906包含根据这里所描述的变容二极管实施例构造的串联电容器910。通过调整串联电容器910的电容器，通过ASM 904看出的天线908的电感可以被调整。
图9b图示包含收发器902和经由调谐器电路922耦合到天线908的ASM 904的发射机电路920。调谐器电路922包含PI网络，该PI网络具有包含电感器924和可调的电容器926的第一并联LC谐振回路、具有电感器934和可调的电容器932的第二并联LC谐振回路以及具有电感器936和可调的电容器930的串联LC谐振回路。在实施例中，根据这里公开的实施例变容二极管实施可调的电容器926、930和932。可以通过调谐电容器926、930和932的值调整ASM 904与天线908之间的匹配。
图9c图示包含收发器902和经由调谐器电路942耦合到天线908的ASM 904的发射机电路940。调谐器电路922包含PI网络，该PI网络具有包含电感器924和可调的电容器926的第一并联LC谐振回路、具有电感器934和可调的电容器932的第二并联LC谐振回路以及具有电感器936和可调的电容器944的第三并联LC谐振回路。在实施例中，根据这里公开的实施例变容二极管实施可调的电容器926、932和944。可以通过调谐电容器926、932和944的值调整ASM 904与天线908之间的匹配。
总而言之，根据本发明的实施例在宽的电容值的范围内带来更好的品质因子，并且还具有用于最优化的进一步的潜力。
进一步总结，根据本发明的实施例创建数字可调的电容器的概念和变容二极管的方案的组合。在一些实施例中，可以使用CMOS晶体管或其他类型的场效应晶体管来设计变容二极管。在利用体开关的工艺的一些实施例中，可以通过堆叠变容二极管并且可切换地控制变容二极管来最小化或去除衬底二极管的影响。根据本发明的实施例使用单一的管芯开关工艺，该单一的管芯开关工艺使用开关形式的控制电路。换句话说，根据本发明的一些实施例使用允许充当变容二极管晶体管的晶体管的实施并且还允许单一的芯片上的控制电路（例如，CMOS电路）的实施。根据本发明的一些实施例是有利的，因为与经典的变容二极管相比，提供了高得多的线性度和更高的电压强度。在根据本发明的一些实施例中，高的线性度甚至使用低的电压工艺可以是可实现的。根据本发明的一些实施例提供良好的静电放电（ESD）的坚固性。在根据本发明的一些实施例中，没有金属绝缘体金属的电容器（MIMcap）或栅被连接在外面。而且，因为在根据本发明的一些实施例中不要求金属绝缘体金属的电容器，所以该工艺与其他的工艺相比时能够不那么复杂地被做出。
进一步总结，根据本发明的实施例提供可调的电容，该可调的电容在可调的射频电路中可以被使用为可调整的阻抗。根据本发明的实施例考虑到电容器（或电容）的调谐能力要被集中在大信号的适合的电容器（或电容）上。这种类型的可调的电容器（或可调的电容）通常被使用于天线射频匹配、功率放大器输出匹配和能够面对强的射频信号的所有种类的射频滤波器。此外，相当高的品质因子能够被获得以维持尖锐的滤波器曲线和低的插入损耗。而且，高的线性度的要求，其对于一些下一代移动电话系统来说是强制的，能够通过根据本发明的一些实施例被满足。
根据本发明的实施例提供的数字可调的电容，其允许电容的控制。
根据本发明的实施例还创建用于提供可调的电容的方法。这个方法包括使用多个变容二极管晶体管来提供第一电容，该多个变容二极管晶体管被串联耦合以充当变容二极管晶体管的串联电路，其中场效应晶体管工作在第一偏置的条件。该方法还包括使用多个场效应晶体管来提供第二电容，其中这些场效应晶体管工作在第二偏置的条件。
然而，能够通过这里所描述的任何的特征和功能以及关于根据本发明的电路和设备来补充上面所描述的方法。
虽然在设备的上下文中已经描述一些方面，但清楚的是，这些方面还表示相应的方法的描述，其中组件或器件相应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面还表示相应的设备的相应的组件或项目或特征的描述。
上面所描述的实施例对于本发明的原理仅仅是图示性的。要理解的是，这里描述的布置和细节的修改和变化对本领域的其他技术人员来说将是显而易见的。因此，意图是本发明要仅被待审专利的权利要求的范围所限制并且不被这里通过实施例的描述和解释的方式所呈现的具体细节所限制。

Claims (32)

1.一种可调的电容电路，包括：
串联耦合的多个变容二极管晶体管对，其中：
所述多个变容二极管晶体管对中的第一场效应晶体管对包含第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；
所述多个变容二极管晶体管对中的第二场效应晶体管对包含第三场效应晶体管和第四场效应晶体管；
所述第一场效应晶体管、所述第二场效应晶体管、所述第三场效应晶体管和所述第四场效应晶体管串联耦合；
所述第一场效应晶体管的源端子与所述第一场效应晶体管的漏端子耦合；
所述第一场效应晶体管的栅端子与所述第二场效应晶体管的栅端子耦合；
所述第二场效应晶体管的源端子与所述第二场效应晶体管的漏端子、所述第三场效应晶体管的源端子和所述第三场效应晶体管的漏端子耦合；
所述第二场效应晶体管的源端子、所述第二场效应晶体管的漏端子、所述第三场效应晶体管的源端子和所述第三场效应晶体管的漏端子经由阻抗元件被耦合到参考电势；
所述第三场效应晶体管的栅端子与所述第四场效应晶体管的栅端子耦合；
所述第四场效应晶体管的源端子与所述第四场效应晶体管的漏端子耦合，并且不与所述第一场效应晶体管的源端子或者所述第一场效应晶体管的漏端子耦合；
所述第一场效应晶体管对的栅端子经由第一栅阻抗元件被耦合到控制电压供应器；以及
所述第二场效应晶体管对的栅端子经由第二栅阻抗元件被耦合到控制电压供应器。
2.根据权利要求1的所述可调的电容电路，其中：
第一场效应晶体管的电容依赖于施加到第一场效应晶体管的栅源偏置电压；并且
第二场效应晶体管的电容依赖于施加到第二场效应晶体管的栅源偏置电压。
3.根据权利要求1的所述可调的电容电路，其中：
所述多个变容二极管晶体管对的变容二极管晶体管被形成在衬底中或在衬底上；并且
所述衬底被偏置使得所述多个变容二极管晶体管对的变容二极管晶体管的漏体二极管和源体二极管被反向偏置。
4.根据权利要求3的所述可调的电容电路，其中所述衬底是具有至少500 欧姆∙厘米的电阻率的硅衬底。
5.根据权利要求1的所述可调的电容电路，其中
所述多个变容二极管晶体管对的变容二极管晶体管被形成在衬底中或在衬底上；并且
一个或多个基体区被偏置使得所述多个变容二极管晶体管对的变容二极管晶体管的漏基体二极管和源基体二极管被反向偏置。
6.根据权利要求5的所述可调的电容电路，其中所述衬底是绝缘体上半导体的衬底或绝缘体上硅的衬底。
7.根据权利要求1的所述可调的电容电路，其中所述可调的电容电路包括被配置为在两个离散值之间切换控制电压的控制电压供应器，所述控制电压被施加到所述多个变容二极管晶体管的变容二极管晶体管的控制端子。
8.根据权利要求7的所述可调的电容电路，其中所述控制电压供应器被配置为提供控制电压使得所述变容二极管晶体管对于控制电压的第一离散值在反型模式下进行工作，并且使得所述变容二极管晶体管对于控制电压的第二离散值在积累模式下进行工作。
9.根据权利要求1的所述可调的电容电路，其中所述多个变容二极管晶体管对的变容二极管晶体管的沟道长度长于5μm。
10.根据权利要求9的所述可调的电容电路，其中：
第一偏置状态中的所述变容二极管晶体管的栅源电容与第二偏置状态中的栅源电容之间的比率至少是3；
第一偏置状态中的栅源电容得到最大值；并且
第二偏置状态中的栅源电容得到最小值。
11.根据权利要求9的所述可调的电容电路，其中所述变容二极管晶体管的栅电极每个包括多个到金属化层的接触，其中所述接触沿着栅电极分布。
12.根据权利要求1的所述可调的电容电路，其中：
所述串联耦合的多个变容二极管晶体管对是串联耦合的第一多个变容二极管晶体管对；
所述可调的电容电路包括串联耦合的第二多个变容二极管晶体管对；
所述可调的电容电路包括并联耦合的多个可切换的电容支路；
第一可切换的电容支路包括第一多个变容二极管晶体管，所述第一多个变容二极管晶体管被串联耦合以充当变容二极管晶体管的第一串联电路；并且
第二可切换的电容支路包括第二多个变容二极管晶体管，所述第二多个变容二极管晶体管被串联耦合以充当变容二极管晶体管的第二串联电路。
13.根据权利要求12的所述可调的电容电路，其中所述可调的电容电路包括控制电路，所述控制电路被配置为在两个不同的电容值之间切换第一可切换的电容支路，并且在两个不同的电容值之间切换第二可切换的电容支路。
14.根据权利要求13的所述可调的电容电路，其中所述控制电路被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到第一可切换的电容支路的变容二极管晶体管，其中选择第一栅源偏置电压使得第一可切换的电容支路的变容二极管晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％，并且
其中选择第二栅源偏置电压使得第一可切换的电容支路的变容二极管晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10％。
15.根据权利要求13的所述可调的电容电路，其中所述控制电路被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到第二可切换的电容支路的变容二极管晶体管，其中选择第一栅源偏置电压使得第二可切换的电容支路的变容二极管晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％，并且其中选择第二栅源偏置电压使得第二可切换的电容支路的变容二极管晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10％。
16.根据权利要求13的所述可调的电容电路，其中所述控制电路被配置为在各自的高的电容状态与各自的低的电容状态之间切换可切换的电容支路中的每个。
17.根据权利要求12的所述可调的电容电路，其中所述可切换的电容支路包括不同的最大的电容值。
18.一种天线调谐器，包括根据权利要求1的可调的电容电路。
19.一种用于提供可调的电容的方法，所述方法包括：
使用多个串联耦合的可切换的电容支路来提供第一电容，其中每个可切换的电容支路包括：
经由如下耦合彼此串联耦合的多个变容二极管晶体管对：所述耦合为在相应的变容二极管晶体管对的第一相应的串联端子与相邻的相应的变容二极管晶体管对的第二相应的串联端子之间的耦合，其中所述耦合被耦合到参考节点，并且其中所述多个变容二极管晶体管对中的每个变容二极管晶体管对都包括：
串联耦合到第二变容二极管晶体管的第一变容二极管晶体管，其中所述第一变容二极管晶体管的源端子和漏端子相互耦合并且被耦合到所述变容二极管晶体管对的第一串联端子，其中所述第二变容二极管晶体管的源端子和漏端子相互耦合并且被耦合到所述变容二极管晶体管对的第二串联端子，并且其中所述第一变容二极管晶体管的栅端子被耦合到所述第二变容二极管晶体管的栅端子，其中每个可切换的电容支路中的变容二极管晶体管对在相应的第一偏置条件下进行工作；并且
使用所述多个可切换的电容支路来提供第二电容，其中每个可切换的电容支路的变容二极管晶体管对在相应的第二偏置条件下进行工作。
20.权利要求19的所述用于提供可调的电容的方法，其中，所述相应的第一偏置条件包括第一栅源偏置电压，选择所述第一栅源偏置电压，使得第一可切换的电容支路的变容二极管晶体管对的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％。
21.一种可调的电容电路，包括：
多个变容二极管晶体管对，所述多个变容二极管晶体管对被串联耦合，其中
所述多个变容二极管晶体管对中的每个的变容二极管晶体管串联耦合在变容二极管晶体管对之内并且被形成在衬底中或在衬底上，并且其中所述衬底被偏置使得变容二极管晶体管的漏体二极管和源体二极管被反向偏置，
所述多个变容二极管晶体管对的第一变容二极管晶体管对的第一场效应晶体管的源端子与所述第一场效应晶体管的漏端子耦合，
所述多个变容二极管晶体管对的第一变容二极管晶体管对的第二场效应晶体管的源端子与所述第二场效应晶体管的漏端子耦合，并且
所述第一场效应晶体管的栅端子与所述第二场效应晶体管的栅端子耦合，使得所述第一场效应晶体管充当第一变容二极管晶体管，并且使得所述第二场效应晶体管充当第二变容二极管晶体管，
所述第一场效应晶体管的电容依赖于施加到所述第一场效应晶体管的栅源偏置电压，并且
所述第二场效应晶体管的电容依赖于施加到所述第二场效应晶体管的栅源偏置电压；
其中所述第二场效应晶体管的源端子和漏端子经由阻抗元件被耦合到参考电势，
所述第一场效应晶体管的栅端子和所述第二场效应晶体管的栅端子经由栅阻抗元件被耦合到控制电压供应器，并且所述控制电压供应器被配置为在两个离散值之间切换施加到所述场效应晶体管的栅端子的控制电压。
22.权利要求21的所述可调的电容电路，其中，选择控制电压的第一离散值，使得所述场效应晶体管的栅源电容对于控制电压的第一离散值来说与最大的电容差异不超过10％，并且
其中，选择控制电压的第二离散值，使得所述场效应晶体管的栅源电容对于控制电压的第二离散值来说与最小的电容差异不超过10％。
23.一种可调的电容电路，包括：
串联耦合的多个变容二极管晶体管对元件，其中所述多个变容二极管晶体管对元件中的每个变容二极管晶体管对元件包括：
第一变容二极管晶体管，所述第一变容二极管晶体管包括第一栅端子和第一漏端子，所述第一栅端子被耦合到所述变容二极管晶体管对元件的调谐端子，所述第一漏端子被耦合到所述变容二极管晶体管对元件的第一源端子和第一串联端子；以及
第二变容二极管晶体管，所述第二变容二极管晶体管串联耦合到所述第一变容二极管晶体管并且包括第二栅端子和第二漏端子，所述第二栅端子被耦合到所述第一变容二极管晶体管的第一栅端子并且被耦合到所述变容二极管晶体管对元件的调谐端子，所述第二漏端子被耦合到所述变容二极管晶体管对元件的第二源端子和第二串联端子；
其中所述多个变容二极管晶体管对元件中的第一变容二极管晶体管对元件的第二串联端子被连接到所述多个变容二极管晶体管对元件的第二变容二极管晶体管对元件的第一串联端子，所述第一变容二极管晶体管对元件的第二串联端子和所述第二变容二极管晶体管对元件的第一串联端子经由阻抗元件被耦合到参考电势，并且至少一个偏置电阻器相应地被耦合在所述多个变容二极管晶体管对元件中的每个变容二极管晶体管对元件的每个相应的调谐端子与调谐节点之间。
24.权利要求23的可调的电容电路，进一步包括控制电路，所述控制电路被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到所述多个变容二极管晶体管对元件的变容二极管晶体管，其中选择第一栅源偏置电压使得所述变容二极管晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％，并且
其中选择第二栅源偏置电压使得所述变容二极管晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10％。
25.权利要求23的可调的电容电路，其中所述参考电势包括地节点。
26.权利要求23的可调的电容电路，其中：
所述第一变容二极管晶体管包括第一金属氧化物半导体（MOS）晶体管。
27.一种电路，包括：
多个可调的电容支路，所述多个可调的电容支路被耦合到各自的多个支路调谐节点，其中每个可调的电容支路包括串联耦合的多个变容二极管元件，每个变容二极管元件包括晶体管对，所述晶体管对包括串联耦合的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管具有控制节点、调谐阻抗元件和多个输出节点，所述控制节点被耦合到所述变容二极管元件的第一端子，所述调谐阻抗元件被耦合在所述变容二极管元件的第一端子与各自的支路调谐节点之间，并且所述多个输出节点被耦合到所述变容二极管元件的第二端子，其中所述变容二极管元件的第二端子被耦合到参考电势。
28.权利要求27的所述电路，进一步包括多个偏置电压供应器，所述多个偏置电压供应器具有耦合到各自的多个支路调谐节点的输出。
29.权利要求28的所述电路，其中所述多个偏置电压供应器中的每个被配置为提供离散的偏置电压。
30.权利要求29的所述电路，其中所述多个偏置电压供应器中的每个被配置为提供两个离散的偏置电压。
31.权利要求28的所述电路，其中，所述多个偏置电压供应器中的每个被配置为可切换地施加第一栅源偏置电压或第二栅源偏置电压到每个可调的电容支路的晶体管，其中选择第一栅源偏置电压使得每个相应的可调的电容支路的晶体管的栅源电容对于第一栅源偏置电压来说与最大的电容差异不超过10％，并且
其中选择第二栅源偏置电压使得每个相应的可调的电容支路的晶体管的栅源电容对于第二栅源偏置电压来说与最小的电容差异不超过10％。
32.权利要求27的所述电路，其中所述多个可调的电容支路被并联耦合。
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