CN106575962B - 用于控制射频开关的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于控制射频(RF)开关的装置和方法。本文提供的是用于控制RF开关的装置和方法，在某些配置中，RF系统包括用于生成电荷泵电压的电荷泵、RF开关、用于接通或关断该RF开关的电平移位器、和用于控制该电平移位器的电平移位器控制电路。该电荷泵接收用于使能或禁用该电荷泵的模式信号。另外，该电平移位器接收部分来自于该电荷泵电压的供电，并且基于开关使能信号来控制该RF开关。该电平移位器控制电路接收该模式信号，并且利用基于该模式信号的状态而改变的偏置电压来偏置该电平移位器。

Description

用于控制射频开关的装置和方法
技术领域
本发明的实施例涉及电子系统，且具体地，涉及用于射频开关的开关控制器。
背景技术
射频(RF)开关可以包括在各种电子系统中。
在一个示例中，RF系统可包括用于接收和/或发射RF信号的天线。然而，在RF系统中可能存在可能需要接入该天线的若干部件。例如，RF系统可以包括与不同频率带、不同通信标准和/或不同功率模式相关联的不同发射路径或接收路径，并且每个路径在某些时刻(instance of time)可能需要接入天线。因此，RF系统可包括RF开关，其可用于将天线电连接到RF系统的特定发射路径或接收路径，从而允许多个部件接入天线。
RF开关的性能会很重要，因为RF开关可能引入噪声和/或插入损耗。
发明内容
在某些实施例中，本申请涉及一种射频(RF)系统。所述RF系统包括：电荷泵，被配置为生成电荷泵电压；第一RF开关；第一电平移位器，被配置为基于第一开关使能信号来控制所述第一RF开关；以及电平移位器控制电路。所述电荷泵被配置为接收模式信号，所述模式信号可操作为在第一状态下使能所述电荷泵且在第二状态下禁用所述电荷泵。所述第一电平移位器被配置为接收部分来自于所述电荷泵电压的供电。所述电平移位器控制电路被配置为接收所述模式信号并且利用偏置电压来偏置所述第一电平移位器。所述电平移位器控制电路还被配置为基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平。
在一些实施例中，所述电平移位器控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。在多个实施例中，所述电平移位器控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为DC电压。
在若干实施例中，所述电平移位器包括多个n型金属氧化物半导体(NMOS)共源共栅晶体管，所述n型金属氧化物半导体(NMOS)共源共栅晶体管包括由所述偏置电压偏置的栅极。因此，根据多个实施例，所述电平移位器还包括多个p型金属氧化物半导体(PMOS)共源共栅晶体管，所述p型金属氧化物半导体(PMOS)共源共栅晶体管包括由低功率供电电压偏置的栅极，所述多个PMOS共源共栅晶体管中的第一PMOS共源共栅晶体管和所述多个NMOS共源共栅晶体管中的第一NMOS共源共栅晶体管串联电连接在高功率供电电压和所述电荷泵电压之间。
根据各种实施例，所述电平移位器控制电路包括共源共栅参考电路，被配置为生成相对于所述电荷泵电压而改变的共源共栅参考电压，所述电平移位器控制电路被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为所述共源共栅参考电压。
在一些实施例中，所述电平移位器控制电路包括NMOS晶体管和PMOS晶体管，并联操作为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述共源共栅参考电压电连接到所述偏置电压。根据各种实施例，所述共源共栅参考电路包括分压器，电连接在高功率供电电压和所述电荷泵电压之间，所述分压器被配置为生成所述共源共栅参考电压。根据某些实施例，所述分压器包括串联电连接的多个二极管连接的晶体管。
在若干实施例中，所述电平移位器控制电路包括待机控制电路，被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述电荷泵电压的电压电平控制为低功率供电电压。根据多个实施例，所述待机控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述第一开关控制信号的电压电平控制为所述低功率供电电压。
在一些实施例中，所述RF系统还包括第二RF开关和第二电平移位器，所述第二电平移位器被配置为基于第二开关使能信号来控制所述第二RF开关，所述电平移位器控制电路还被配置为利用所述偏置电压来偏置所述第二电平移位器。
在某些实施例中，本申请涉及一种射频开关控制的方法。所述方法包括：使用电荷泵来生成电荷泵电压；当模式信号处于第一状态时使能所述电荷泵，且当所述模式信号处于第二状态时禁用所述电荷泵；部分地使用所述电荷泵电压来对第一电平移位器供电；基于使用第一电平移位器对第一开关使能信号进行电平移位来控制第一RF开关；利用偏置电压来偏置所述第一电平移位器；以及基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平。
在一些实施例中，基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平包括：当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。根据多个实施例，所述方法还基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为DC电压。
在各种实施例中，使用偏置电压来偏置所述电平移位器包括：使用所述偏置电压来偏置所述电平移位器的多个晶体管栅极。
在若干实施例中，所述方法还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述电荷泵电压的电压电平控制为低功率供电电压。
在一些实施例中，该方法还包括：部分地使用所述电荷泵电压来对第二电平移位器供电，基于使用第二电平移位器对第二开关使能信号进行电平移位来控制第二RF开关，并且利用所述偏置电压来偏置所述第二电平移位器。
在某些实施例中，本申请涉及一种功率放大器系统。所述功率放大器系统包括：电荷泵，被配置为生成电荷泵电压；功率放大器，被配置为生成放大后的射频信号；天线；RF开关，电连接在所述功率放大器的输出和所述天线之间；以及开关控制器，包括电平移位器，所述电平移位器被配置为基于开关使能信号来控制所述RF开关。所述电荷泵还被配置为接收模式信号，所述模式信号可操作为在第一状态下使能所述电荷泵且在第二状态下禁用所述电荷泵。所述电平移位器还被配置为接收部分来自于所述电荷泵电压的供电。所述开关控制器还包括电平移位器控制电路，所述电平移位器控制电路被配置为接收所述模式信号并且利用偏置电压来偏置所述电平移位器。所述电平移位器控制电路还被配置为基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平。
在几个实施例中，所述电平移位器控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。
在某些实施例中，本申请涉及一种RF开关系统。所述RF开关系统包括：第一RF开关，被配置为基于第一开关控制信号接通或关断；电平移位器控制电路，被配置为接收模式信号并生成偏置电压；以及电平移位器，由高功率供电电压和电荷泵电压供电。所述电平移位器控制电路被配置为基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平。所述电平移位器由高功率供电电压和电荷泵电压供电，并且所述电平移位器被配置为接收开关使能信号和所述偏置电压。所述电平移位器被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，对所述开关使能信号进行电平移位，以生成所述第一开关控制信号。
在一些实施例中，当所述模式信号处于所述第一状态时，所述电平移位器控制电路将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。在多个实施例中，当所述模式信号处于所述第二状态时，所述电平移位器控制电路将所述偏置电压的电压电平控制为所述高功率供电电压。
在各种实施例中，所述电平移位器包括多个NMOS共源共栅晶体管，所述NMOS共源共栅晶体管包括由所述偏置电压偏置的栅极。根据多个实施例，所述电平移位器还包括多个PMOS共源共栅晶体管，所述PMOS共源共栅晶体管包括由低功率供电电压偏置的栅极，并且所述多个PMOS共源共栅晶体管中的第一PMOS共源共栅晶体管和所述多个NMOS共源共栅晶体管中的第一NMOS共源共栅晶体管串联电连接在所述高功率供电电压和所述电荷泵电压之间。
在若干实施例中，所述电平移位器控制电路包括共源共栅参考电路，被配置为生成相对于所述电荷泵电压而改变的共源共栅参考电压，所述电平移位器控制电路被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为所述共源共栅参考电压。
在各种实施例中，所述电平移位器控制电路包括NMOS晶体管和PMOS晶体管，并联操作为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述共源共栅参考电压电连接到所述偏置电压。
在一些实施例中，所述共源共栅参考电路包括分压器，电连接在高功率供电电压和所述电荷泵电压之间，所述分压器被配置为生成所述共源共栅参考电压。根据多个实施例，所述分压器包括串联电连接的多个二极管连接的晶体管。
在若干实施例中，所述RF开关系统还包括电荷泵，被配置为生成所述电荷泵电压，所述电荷泵被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时关断。
在各种实施例中，所述电平移位器控制电路包括待机控制电路，被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述电荷泵电压的电压电平控制为低功率供电电压。根据多个实施例，所述待机控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述第一开关控制信号的电压电平控制为所述低功率供电电压。
在一些实施例中，RF开关还包括基于第二开关控制信号而接通或关断的第二RF开关。所述第一RF开关被配置为串联开关，而所述第二RF开关被配置为分流开关。所述电平移位器还被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，对所述开关使能信号进行电平移位，以生成所述第二开关控制信号。
在某些实施例中，本申请涉及一种射频开关控制的方法。所述方法包括：使用电荷泵来生成电荷泵电压，所述电荷泵电压具有比低功率供电电压的电压电平更小的电压电平。所述方法还包括：使用高功率供电电压和所述电荷泵电压来对电平移位器供电；使用电平移位器控制电路来生成偏置电压；使用所述电平移位器控制电路，基于模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平；使用所述偏置电压来偏置所述电平移位器；当所述模式信号处于第一状态时，使用所述电平移位器来对开关使能信号进行电平移位以生成第一开关控制信号；以及使用所述第一开关控制信号来控制第一RF开关。
在一些实施例中，基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平包括：当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。在各种实施例中，基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为高功率供电电压。
在若干实施例中，使用所述偏置电压来偏置所述电平移位器包括：使用所述偏置电压来偏置所述电平移位器的多个NMOS共源共栅晶体管的栅极。根据多个实施例，所述方法还包括：生成相对于所述电荷泵电压而改变的共源共栅参考电压，并且当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为所述共源共栅参考电压。
在各种实施例中，所述方法还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，关断所述电荷泵。在多个实施例中，所述方法还包括：当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述电荷泵电压电连接到所述低功率供电电压。在一些实施例中，所述方法还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述第一开关控制信号的电压电平控制为所述低功率供电电压。
在某些实施例中，本申请涉及一种无线设备。所述无线设备包括：功率放大器，被配置为生成放大后的射频信号；天线；第一NMOS开关晶体管，电连接在所述功率放大器的输出和所述天线之间，所述第一NMOS开关晶体管的栅极被配置为接收第一开关控制信号；电荷泵，被配置为生成电荷泵电压；电平移位器控制电路，被配置为接收模式信号并生成偏置电压，所述电平移位器控制电路被配置为基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平；以及电平移位器，由高功率供电电压和所述电荷泵电压供电。所述电平移位器被配置为接收开关使能信号和所述偏置电压，并且所述电平移位器被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，对所述开关使能信号进行电平移位以生成所述第一开关控制信号。
在一些实施例中，当所述模式信号处于所述第一状态时，所述电平移位器控制电路将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。
在各种实施例中，当所述模式信号处于所述第二状态时，所述电平移位器将所述偏置电压的电压电平控制为高功率供电电压。
在若干实施例中，所述电平移位器控制电路包括待机控制电路，被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述电荷泵电压的电压电平控制为低功率供电电压。在多个实施例中，所述待机控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述第一开关控制信号的电压电平控制为所述低功率供电电压。
在一些实施例中，所述无线设备还包括第二NMOS开关晶体管，电连接在所述功率放大器的输出和低功率供电电压之间。所述第二NMOS开关晶体管的栅极被配置为接收第二开关控制信号，所述电平移位器还被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，对所述开关使能信号进行电平移位以生成所述第二开关控制信号。
附图说明
图1是集成电路(IC)的一个实施例的示意图。
图2是无线设备的一个实施例的示意性框图。
图3是功率放大器系统的一个实施例的示意性框图。
图4是开关控制器的一个实施例的示意性框图。
图5是电平移位器(level shifter)的一个实施例的电路图。
图6是电平移位器控制电路的一个实施例的电路图。
图7是共源共栅(cascode)参考电路的一个实施例的电路图。
图8是待机(standby)控制电路的一个实施例的电路图。
图9是根据一个实施例的射频系统的示意性框图。
图10A是封装模块的一个实施例的示意图。
图10B是沿着线10B-10B截取的图10A的封装模块的横截面的示意图。
具体实施方式
本文提供的标题(如果有的话)仅是为了方便，并不一定影响要求保护的发明的范围或含义。
射频(RF)开关电路可以包括RF开关电路的输入和输出之间的串联开关、以及输入和诸如地等的低功率供电电压之间的分流(shunt)开关。另外，串联开关和分流开关可以以互补的方式接通或关断。当串联开关接通或闭合并且分流开关关断或断开时，从RF开关电路的输入到输出提供了低阻抗路径。此外，当串联开关关断并且分流开关接通时，串联开关以高阻抗进行工作以阻止输入和输出之间的导通，而分流开关以低阻抗进行工作以提供输入端接(termination)。
可部分地使用诸如电荷泵等的负电压发生器来向RF开关电路供电。例如，电荷泵可用于生成负电荷泵电压，以用于当一个或多个n型金属氧化物半导体(NMOS)开关晶体管工作在截止状态下时，偏置该开关晶体管的栅极电压。将NMOS开关晶体管的栅极电压控制到低于低功率供电电压的电压可增加截止状态阻抗，这可以在多频带应用中增强隔离和/或改善谐波性能。
在某些配置中，负电压发生器可在待机模式下被禁用或关断。例如，电荷泵可使用由能够消散静态电流和/或生成噪声的振荡器生成的时钟信号来工作。为了防止电荷泵在待机期间劣化系统性能，可以在待机模式中禁用电荷泵。虽然在待机期间禁用电荷泵可以减少功耗和/或噪声，但是在待机期间禁用电荷泵也可能不期望地导致电荷泵的输出电压电浮置(float)，从而使得某些RF开关的栅极电压被不可预测地控制。
期望的是，即使当工作在待机模式下时也能控制RF开关的栅极电压。例如，在待机期间控制RF开关的栅极电压可以有助于维持各个RF频带和/或电路之间的隔离。
本文提供的是用于控制RF开关的装置和方法。在某些配置中，RF系统包括用于生成电荷泵电压的电荷泵、RF开关、用于接通或关断RF开关的电平移位器、和用于控制电平移位器的电平移位器控制电路。电荷泵接收用于使能或禁用电荷泵的模式信号。另外，电平移位器接收部分来自于电荷泵电压的供电，并且基于开关使能信号来控制RF开关。电平移位器控制电路接收模式信号，并且利用基于该模式信号的状态而改变的偏置电压来偏置电平移位器。
电荷泵在模式信号的第一状态下被使能，而在模式信号的第二状态下被禁用。例如，第一状态可以指示正常工作模式，而第二状态可以指示待机模式。在某些配置中，电平移位器控制电路控制偏置电压的电压电平，使得当模式信号处于第一状态时偏置电压跟踪电荷泵电压，并且使得当模式信号处于第二状态时偏置电压具有基本上固定或恒定的电压。将电平移位器控制电路配置为以这种方式来生成偏置电压可以有助于电平移位器进行电平移位操作。
例如，在某些配置中，使用高功率供电电压和电荷泵电压来向电平移位器供电。另外，电平移位器包括多个共源共栅晶体管，其具有受到电平移位器控制电路所生成的偏置电压偏置的栅极。当模式信号处于第一状态时，电平移位器控制电路将偏置电压生成为具有跟踪电荷泵电压的电压电平，以帮助电平移位器将开关使能信号电平移位到与高功率供电电压和电荷泵电压相关联的电压域。然而，当模式信号处于第二状态时，电平移位器控制电路将偏置电压控制为固定电压。在某些实施方式中，电平移位器控制电路还在第二模式期间将电荷泵电压控制为低功率供电电压(例如，地)，从而有助于电平移位器在第二模式中关断RF开关。
因此，当RF系统工作在与模式信号的第一状态相关联的主要或正常工作模式中时，电平移位器使用高功率供电电压和电荷泵电压来工作。在一个示例中，当模式信号处于第一状态时，电平移位器工作在大约+2.5V的高功率供电电压和大约-2.0V的负电荷泵电压之间。另外，当RF系统工作在与模式信号的第二状态相关联的待机模式中时，电平移位器控制电路控制电荷泵电压和偏置电压，使得电平移位器关断RF开关。在一个示例中，当模式信号处于第二状态时，电平移位器控制电路将电荷泵电压控制为大约0V的低功率供电电压。虽然已经提供了各种示例电压电平，但是可以使用任何合适的电压电平。
本文所描述的电平移位器可用于生成开关控制信号，其在电荷泵被使能和电荷泵被禁用两者时都具有期望的电压电平。因此，RF开关的栅极电压可以在主要(primary)模式和待机(standby)模式两者中都得到适当的控制。以这种方式来控制RF开关可增强RF隔离和/或在其他方面增强性能。
图1是集成电路(IC)10的一个实施例的示意图。所示的IC 10包括接收第一或低功率供电电压V1的第一引脚5a和接收第二或高功率供电电压V2的第二引脚5b。另外，所示的IC10还包括开关12、电荷泵22、和开关控制器23。虽然为了附图的清楚而未在图1中示出，但是IC 10通常包括附加的引脚和电路系统(circuitry)。
电荷泵22可用于生成电荷泵电压，其具有比低功率供电电压V1的电压电平更小的电压电平。开关控制器23接收电荷泵电压，其可以部分地用于对开关12进行控制。
例如，所示的IC 10可以表示前端模块(FEM)和/或天线开关模块(ASM)，并且开关12可以包括n型金属氧化物半导体(NMOS)开关晶体管，其包括在处于截止状态时被偏置到电荷泵电压的电压电平的栅极。在截止状态下将NMOS开关晶体管的栅极电压控制到低于低功率供电电压的电压可增加截止状态阻抗，这可增强多频带应用中的隔离。
当NMOS开关晶体管工作在导通状态下时，NMOS开关晶体管可以被偏置到任何合适的电压电平，例如高功率供电电压V2的电压电平。在某些配置中，高功率供电电压V2可对应于由片上(on-chip)稳压器(regulator)或片外(off-chip)稳压器生成的稳定电压。使用稳压器来生成高功率供电电压V2可以有助于利用相对于温度、电池电压电平、和/或电流负载相对恒定的电压电平来控制工作在导通状态下的NMOS开关晶体管。
在某些配置中，使用绝缘体上硅(SOI)工艺来制造IC 10，并且开关12可包括SOI晶体管。然而，其他配置也是可能的。
图2是无线设备11的一个实施例的示意性框图。
图2所描绘的示例无线设备11可以表示多频和/或多模设备，诸如多频/多模移动电话。在所示的配置中、无线设备11包括开关12、收发器13、天线14、功率放大器17、控制部件18、计算机可读介质19、处理器20、电池21、电荷泵22、和开关控制器23。
收发器13可生成用于经由天线14发射的RF信号。此外，收发器13可以从天线14接收传入的RF信号。
可以理解的是，与RF信号的发射和接收相关联的各种功能可通过在图2中共同表示为收发器13的一个或多个部件来实现。例如，单个部件可以被配置为提供发射和接收功能两者。在另一示例中，发射和接收功能也可以由单独的部件来提供。
类似地，可以理解的是，与RF信号的发射和接收相关联的各种天线功能可以通过在图2中共同表示为天线14的一个或多个部件来实现。例如，单个天线可被配置为提供发射和接收功能两者。在另一示例中，发射和接收功能也可以由单独的天线来提供。在又一示例中，与无线设备11相关联的不同频带可以提供有不同的天线。
在图2中，来自收发器13的一个或多个输出信号被描绘为经由一个或多个发射路径15提供给天线14。在所示的示例中，不同的发射路径15可以表示与不同频带和/或不同功率输出相关联的输出路径。例如，所示的两个示例功率放大器17可以表示与不同功率输出配置(例如，低功率输出和高功率输出)相关联的放大、和/或与不同频带相关联的放大。虽然图2示出了使用两个发射路径15的配置，但是无线设备11也可适于包括更多或更少的发射路径15。
功率放大器17可以用于放大各种各样的RF信号，包括例如全球移动系统(GSM)信号、码分多址(CDMA)信号、W-CDMA信号、无线局域网(WLAN)信号、长期演进(LTE)信号、和/或EDGE信号。
在图2中，来自天线14的一个或多个检测到的信号被描绘为经由一个或多个接收路径16提供给收发器13。在所示的示例中，不同的接收路径16可表示与不同频带相关联的路径。虽然图2示出了使用四个接收路径16的配置，但是无线设备11也可适于包括更多或更少的接收路径16。
为了便于在接收路径和发射路径之间进行切换，开关12可被配置为将天线14电连接到所选择的发射路径或接收路径。因此，开关12可以提供与无线设备11的操作相关联的多个开关功能。在某些配置中，开关12可包括提供与例如不同频带之间的切换、不同功率模式之间的切换、发射和接收模式之间的切换、或其某些组合相关联的功能的多个开关。开关12还可提供附加功能，包括信号的滤波和/或双工。
电荷泵22可用于生成可用于无线设备11中的各种目的的电荷泵电压。例如，在某些配置中，由电荷泵22生成的电荷泵电压可被提供给开关控制器23并且部分地用于偏置开关12。
图2示出了在某些配置中，可提供控制部件18，以用于控制与开关12、功率放大器17、电荷泵22、开关控制器23和/或其他操作部件的操作相关联的各种控制功能。在某些配置中，控制部件18生成提供给开关控制器23的一个或多个开关使能信号和/或模式信号。因此，控制部件18可以用于在某些时刻在待机模式下操作开关控制器23。当操作在待机模式下时，控制部件18可以使用模式信号来禁用或关断电荷泵22。
在某些配置中，处理器20可被配置为促使实现本文所描述的各种处理。处理器20可使用计算机程序指令来进行操作。这些计算机程序指令可提供给处理器20。
在某些配置中，这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器19中，所述计算机可读存储器19可以指示处理器20或其他可编程数据处理装置以特定方式进行操作。
电池21可以是用于无线设备11中的任何合适的电池，包括例如锂离子电池等。在某些配置中，由电池21生成的电池电压被稳压，以生成部分地用于控制开关12的高功率供电电压。
图3是功率放大器系统40的一个实施例的示意性框图。所示的功率放大器系统40包括RF开关电路27，其包括串联开关晶体管25和分流开关晶体管26。所示的功率放大器系统40还包括电荷泵22、开关控制器23、定向耦合器24、功率放大器偏置电路30、功率放大器32、和收发器33。所示的收发器33包括基带处理器34、I/Q调制器37、混频器38、和模数转换器(ADC)39。尽管为了清楚而未在图3中示出，但是收发器33也可包括与通过一个或多个接收路径来接收信号相关联的电路系统。
基带信号处理器34可用于生成同相(I)信号和正交相(Q)信号，其可用于表示正弦波或期望幅度、频率、和相位的信号。例如，I信号可以用于表示正弦波的同相分量，而Q信号可用于表示正弦波的正交分量，其可以是正弦波的等效表示。在某些实施方式中，I信号和Q信号可以以数字格式提供给I/Q调制器37。基带处理器34可以是被配置为处理基带信号的任何合适的处理器。例如，基带处理器34可包括数字信号处理器、微处理器、可编程核、或其任何组合。此外，在一些实施方式中，两个或更多个基带处理器34可以包括在功率放大器系统40中。
I/Q调制器37可被配置为从基带处理器34接收I信号和Q信号并处理I信号和Q信号以生成RF信号。例如，I/Q调制器37可包括被配置为将I信号和Q信号转换为模拟格式的DAC、用于将I信号和Q信号上变频到射频的混频器、和用于将上变频后的I信号和Q信号组合成适于由功率放大器32放大的RF信号的信号组合器。在某些实施方式中，I/Q调制器37可包括一个或多个滤波器，被配置为对在其中处理的信号的频率成分(frequency content)进行滤波。
功率放大器偏置电路30可从基带处理器34接收使能信号ENABLE，并且可使用使能信号ENABLE来为功率放大器32生成一个或多个偏置信号。功率放大器32可从收发器33的I/Q调制器37接收RF信号。
开关控制器23可以以互补的方式来接通和关断串联开关晶体管25和分流开关晶体管26。例如，开关控制器23可以用于接通串联开关晶体管25并关断分流开关晶体管26，使得功率放大器32通过串联开关晶体管25向天线14提供放大后的RF信号。另外，开关控制器23可用于关断串联开关晶体管25并接通分流开关晶体管26，以在功率放大器32的输出与天线14之间提供高阻抗路径，同时为功率放大器的输出提供端接。为了控制RF开关电路27的状态，开关控制器23可以从诸如图2的控制部件18等任何合适的电路系统接收开关使能信号(图3中未示出)。
定向耦合器24可以位于功率放大器32的输出和串联开关晶体管25的源极之间，从而允许不包括串联开关晶体管25的插入损耗的功率放大器32的输出功率测量。来自定向耦合器24的感测的输出信号可被提供给混频器38，其可将感测的输出信号乘以受控频率的参考信号，以便对感测的输出信号的频率成分进行降频(downshift)，以生成降频后的信号。降频后的信号可以提供给ADC 39，其可以将降频后的信号转换为适于由基带处理器34处理的数字格式。
通过包括功率放大器32的输出和基带处理器34之间的反馈路径，基带处理器34可被配置为动态地调整I信号和Q信号，以优化功率放大器系统40的操作。例如，以这种方式来配置功率放大器系统40可以有助于控制功率附加效率(PAE)和/或功率放大器32的线性度。
在所示的配置中，电荷泵22向用于控制串联开关晶体管25和分流开关晶体管26的开关控制器23提供电荷泵电压。在某些配置中，当串联开关晶体管25和/或分流开关晶体管26关断时，电荷泵电压被用于偏置串联开关晶体管25和/或分流开关晶体管26的栅极电压。例如，电荷泵22可以生成用于关断串联开关晶体管25和/或分流开关晶体管26的负电荷泵电压。
尽管开关控制器23被示为生成用于两个晶体管的开关控制信号，但是开关控制器23也可适于控制更多或更少的开关控制晶体管。例如，开关控制器可以接收多个开关使能信号并且生成用于控制不同RF开关电路的多个开关控制信号。
开关控制器的示例的概述
公开了用于控制射频(RF)开关的装置和方法。在某些配置中，开关控制器包括电平移位器控制电路和电平移位器。电平移位器控制电路生成用于对电平移位器进行偏置的偏置电压，并且该偏置电压被基于模式信号的状态而控制为不同的电压电平。电平移位器由高功率供电电压和电荷泵电压供电。当模式信号处于第一状态时，电平移位器对开关使能信号进行电平移位，以生成用于一个或多个RF开关的一个或多个开关控制信号。另外，电平移位器控制电路将偏置电压生成为具有跟踪电荷泵电压的电压电平，以有助于电平移位器对开关使能信号进行电平移位。然而，当模式信号处于第二状态时，可以禁用生成电荷泵电压的电荷泵。因此，电平移位器控制电路可以将偏置电压控制为固定电压电平，并且可以控制电荷泵电压和一个或多个开关控制信号，以关断RF开关。
因此，当模式信号处于第一状态时，电平移位器对开关使能信号进行电平移位，以生成具有与高功率供电电压和/或电荷泵电压相关联的电压电平的一个或多个开关控制信号。另外，当模式信号处于第二状态时，电平移位器控制电路可以将电荷泵电压和一个或多个电平移位器控制到低功率供电电压的电压电平，以关断RF开关。因此，即使当工作在第二状态下时，开关控制器也可用于将RF开关控制到期望的电压电平。
图4是开关控制器50的一个实施例的示意性框图。开关控制器50包括电平移位器51和电平移位器控制电路52。
如图4所示，电平移位器51接收开关使能信号SWEN并生成开关控制信号SWCTL，其可用于接通或关断RF开关(例如，NMOS晶体管)。在某些配置中，电平移位器51生成两个或更多个开关控制信号。例如，在某些配置中，电平移位器51可以生成用于控制串联RF开关(例如，图3的串联开关晶体管25)的非反相开关控制信号和用于控制分流RF开关(例如，图3的分流开关晶体管26)的反相开关控制信号。然而，其他配置也是可能的。
所示的电平移位器51包括NMOS共源共栅晶体管56和PMOS共源共栅晶体管57。在某些配置中，NMOS共源共栅晶体管56中的每一个与PMOS共源共栅晶体管57中的对应的一个配对，且每对晶体管被堆叠(stack)或串联地设置在高功率供电电压V2与电荷泵电压VCP之间。如图4所示，使用由电平移位器控制电路52生成的偏置电压VBIAS对NMOS共源共栅晶体管56进行偏置，并且使用低功率供电电压V1对PMOS共源共栅晶体管57进行偏置。
电平移位器控制电路52接收模式信号MODE，其可操作在包括第一状态和第二状态的多个状态中的一个状态下。此外，电平移位器控制电路52基于模式信号MODE的状态来控制偏置电压VBIAS的电压电平。
所示的电平移位器控制电路52包括共源共栅参考电路61，其生成随电荷泵电压VCP的电压电平而改变的共源共栅参考电压。在某些配置中，当模式信号MODE处于第一状态时，电平移位器控制电路52可以将偏置电压VBIAS控制为共源共栅参考电压。另外，当模式信号MODE处于第二状态时，电平移位器控制电路52可以将偏置电压VBIAS控制为基本上固定的电压，诸如高功率供电电压V2的电压电平或任何其他合适的DC电压的电压电平。
电平移位器控制电路52还包括待机控制电路62，其可有助于在模式信号MODE处于第二状态时提供控制。在某些配置中，当模式信号MODE处于第二状态时，电平移位器控制电路52可以控制电荷泵电压VCP的电压电平。例如，当工作在待机模式下时，可以禁用生成电荷泵电压VCP的电荷泵，并且电荷泵电压VCP可为电浮置。在某些实施方式中，当模式信号MODE处于第二状态时，待机控制电路62可以使用低功率供电电压V1来控制电荷泵电压VCP。
在某些配置中，待机控制电路62还可以用于在待机期间控制一个或多个开关控制信号的电压电平。例如，待机控制电路62可用于在待机期间将开关控制信号SWCTL的电压电平控制为低功率供电电压V1。
尽管图4示出了其中开关控制器50包括一个电平移位器的配置，但是开关控制器50也可适于包括附加的电平移位器。在这种配置中，电平移位器控制电路可由全部或部分的电平移位器共享。
图5是电平移位器70的一个实施例的电路图。电平移位器70包括第一至第四NMOS电平移位晶体管71-74、第一至第四NMOS共源共栅晶体管81-84、第一至第四PMOS共源共栅晶体管91-94、第一至第四PMOS电平移位晶体管101-104、第一反相器107、和第二反相器108。电平移位器70接收开关使能信号SWEN和偏置电压VBIAS，并生成非反相开关控制信号SWCTL和反相开关控制信号SWCTLB。
如图5所示，第一NMOS电平移位晶体管71、第一NMOS共源共栅晶体管81、第一PMOS共源共栅晶体管91、和第一PMOS电平移位晶体管101被堆叠或串联地设置在高功率供电电压V2和电荷泵电压VCP之间。另外，第二NMOS电平移位晶体管72、第二NMOS共源共栅晶体管82、第二PMOS共源共栅晶体管92、和第二PMOS电平移位晶体管102被堆叠在高功率供电电压V2和电荷泵电压VCP之间。此外，第三NMOS电平移位晶体管73、第三NMOS共源共栅晶体管83、第三PMOS共源共栅晶体管93、和第三PMOS电平移位晶体管103被堆叠在高功率供电电压V2、和电荷泵电压VCP之间。另外，第四NMOS电平移位晶体管74、第四NMOS共源共栅晶体管84、第四PMOS共源共栅晶体管94、和第四PMOS电平移位晶体管104被堆叠在高功率供电电压V2和电荷泵电压VCP之间。
使用偏置电压VBIAS对第一至第四NMOS共源共栅晶体管81-84的栅极进行偏置，并且使用低功率供电电压V1对第一至第四PMOS共源共栅晶体管91-94的栅极进行偏置。第一NMOS电平移位晶体管71的栅极和第三NMOS电平移位晶体管73的栅极被电连接到第二NMOS电平移位晶体管72的漏极。此外，第二NMOS电平移位晶体管72的栅极和第四NMOS电平移位晶体管74的栅极被电连接到第三NMOS电平移位晶体管73的漏极。
使用高功率供电电压V2和低功率供电电压V1对第一反相器107和第二反相器108供电。另外，第一反相器107包括输入和输出，所述输入接收开关使能信号SWEN，所述输出将开关使能信号SWEN的反相版本提供到第二反相器108的输入、第二PMOS电平移位晶体管102的栅极、和第四PMOS电平移位晶体管104的栅极。第二反相器108包括输出，所述输出将开关使能信号SWEN的非反相版本提供到第一电平移位PMOS晶体管101的栅极和第三电平移位PMOS晶体管103的栅极。
图5的电平移位器70示出了可以在图4的开关控制器50中使用的电平移位器的一个实施例。然而，根据本文的教导，也可以使用电平移位器的其他配置。
参考图4和图5，当模式信号MODE处于第一状态时，图5的所示电平移位器70可以将开关使能信号SWEN从与高功率供电电压V2和低功率供电电压V1相关联的电压域电平移位到与高功率供电电压V2和电荷泵电压VCP相关联的电压域。例如，当开关使能信号SWEN逻辑高时，非反相开关控制信号SWCTL可具有与高功率供电电压V2的电压电平大约相等的电压电平，而反相开关控制信号SWCTLB可具有与电荷泵电压VCP的电压电平大约相等的电压水平。另外，当开关使能信号SWEN逻辑低时，非反相开关控制信号SWCTL可具有与电荷泵电压VCP的电压电平大约相等的电压水平，而反相开关控制信号SWCTLB可具有与高功率供电电压V2的电压电平大约相等的电压电平。
偏置电压VBIAS具有基于模式信号MODE的状态而改变的电压电平。例如，当模式信号MODE处于第一状态时，偏置电压VBIAS的电压电平可以由共源共栅参考电路生成，并且可以动态跟踪电荷泵电压VCP。以这种方式来配置偏置电压VBIAS可以在电荷泵电压VCP的变化和/或稳定(settling)存在的情况下，有助于在电平移位器70的电平移位操作期间偏置NMOS共源共栅晶体管81-84的栅极。
然而，当模式信号MODE处于第二状态时，可以关断用于生成电荷泵电压VCP的电荷泵。另外，电平移位器控制电路52可以将偏置电压VBIAS控制为固定电压电平，例如高功率供电电压V2的电压。
因此，偏置电压VBIAS的电压电平可以基于模式信号MODE的状态而改变。
继续参考图4和图5，在某些配置中，电平移位器控制电路52被配置为在待机期间，对电荷泵电压VCP的电压电平、以及非反相开关控制信号SWCTL和反相开关控制信号SWCTLB的电压电平进行控制。例如，当模式信号MODE处于第二状态时，电平移位器控制电路52可以被配置为使用低功率供电电压V1来对电荷泵电压VCP的电压电平、以及非反相开关控制信号SWCTL和反相开关控制信号SWCTLB的电压电平进行控制。
电平移位器70的附加细节可如前文所述。
图6是电平移位器控制电路120的一个实施例的电路图。电平移位器控制电路120包括共源共栅参考电路61、待机控制电路62、第一反相器135、第一PMOS电平移位器控制晶体管121、第二PMOS电平移位器控制晶体管122、NMOS电平移位器控制晶体管123、第一至第四NMOS体偏置(body-bias)晶体管131-134、第一反相器135、和第二反相器136。电平移位器控制电路120基于模式信号MODE的状态来生成偏置电压VBIAS。
图6的电平移位器控制电路120示出了可以在图4的开关控制器50中使用的电平移位器控制电路的一个实施例。然而，根据本文的教导，也可以使用电平移位器控制电路的其他配置。
共源共栅参考电路61接收模式信号MODE和电荷泵电压VCP。另外，共源共栅参考电路61基于模式信号MODE的状态来生成共源共栅参考电压VCASREF。在某些配置中，当模式信号MODE处于第一状态时，共源共栅参考电压VCASREF动态地跟踪电荷泵电压VCP的电压电平。另外，当模式信号MODE处于第二状态时，共源共栅参考电路61可以将共源共栅参考电压VCASREF生成为具有大约等于低功率供电电压V1的电压电平。然而，其他配置也是可能的。
使用高功率供电电压V2和低功率供电电压V1向第一反相器135和第二反相器136供电。第一反相器135包括输入和输出，所述输入接收模式信号MODE，所述输出将模式信号的反相版本提供给第二反相器136的输入、第一PMOS电平移位器控制晶体管121的栅极、和待机控制电路62。第二反相器136还包括输出，所述输出将模式信号MODE的非反相版本提供给第二PMOS电平移位器控制晶体管122的栅极、NMOS电平移位器控制晶体管123的栅极、和待机控制电路62。
第一PMOS电平移位器控制晶体管121和第二PMOS电平移位器控制晶体管122、以及NMOS电平移位器控制晶体管123可用于控制偏置电压VBIAS的电压电平。例如，当模式信号MODE逻辑高时，第一PMOS电平移位器控制晶体管121和NMOS电平移位器控制晶体管123可以接通，以将偏置电压VBIAS的电压电平控制为大约等于共源共栅参考电压VCASREF。将电平移位器控制电路120配置为包括并联操作以控制偏置电压VBIAS的PMOS晶体管和NMOS晶体管，可有助于提供跨工艺变化、供电电压变化、和/或温度变化的鲁棒的电连接。此外，当模式信号MODE逻辑低时，第二PMOS电平移位器控制晶体管122可将偏置电压VBIAS的电压电平控制为大约等于高功率供电电压V2。
第一至第四NMOS体偏置晶体管131-134可以用于偏置第一PMOS电平移位器控制晶体管121和第二PMOS电平移位器控制晶体管122的基体(body)。如图6所示，第一NMOS体偏置晶体管131和第二NMOS体偏置晶体管132串联电连接在共源共栅参考电压VCASREF和偏置电压VBIAS之间，而第三NMOS体偏置晶体管133和第四NMOS体偏置晶体管134串联电连接在偏置电压VBIAS和高功率供电电压V2之间。另外，第二NMOS体偏置晶体管132的栅极电连接到共源共栅参考电压VCASREF，第三NMOS体偏置晶体管133的栅极电连接到高功率供电电压V2，并且第一NMOS体偏置晶体管131和第四NMOS体偏置晶体管134的栅极电连接到偏置电压VBIAS。以这种方式来配置NMOS体偏置晶体管131-134可以有助于偏置第一PMOS电平移位器控制晶体管121和第二PMOS电平移位器控制晶体管122的基体，以防止寄生漏体(drain-to-body)和/或源体(source-to-body)二极管在各种工作条件下变为正向偏置。
当模式信号MODE处于第一状态(正常工作模式)时，可使用电荷泵(在图6中未示出)来控制电荷泵电压VCP。当模式信号MODE处于第二状态(待机模式)时，待机控制电路62可用于将电荷泵电压VCP控制为大约等于低功率供电电压V1。在某些配置中，待机控制电路62还可以用于在模式信号MODE处于第二状态时，控制一个或多个开关控制信号(例如，开关控制信号SWCTL)的状态。
图7是共源共栅参考电路150的一个实施例的电路图。共源共栅参考电路150包括第一至第七NMOS分压器晶体管151-157、第一NMOS控制晶体管161、第二NMOS控制晶体管162、PMOS控制晶体管163、反相器165、和旁路(bypass)电容器167。
图7的共源共栅参考电路150示出了可以包括在诸如图6的电平移位器控制电路120等的电平移位器控制电路中的共源共栅参考电路的一个实施例。然而，根据本文的教导，也可以使用共源共栅参考电路的其他配置。
第一至第七NMOS分压器晶体管151-157与PMOS控制晶体管163串联电连接在电荷泵电压VCP和高功率供电电压V2之间。如图7所示，第一至第七NMOS分压器晶体管151-157各自被二极管连接(diode-connected)，并且被设置为高功率供电电压V2和电荷泵电压VCP之间的分压器。尽管示出了分压器的一个示例，但是也可以以其他方式来实现分压器，该其他方式例如包括使用更多或更少的晶体管和/或使用诸如电阻器等的其他电气部件的配置。
使用高功率供电电压V2和低功率供电电压V1对反相器165供电。反相器165包括输入和输出，所述输入接收模式信号MODE，所述输出将模式信号的反相版本提供到PMOS控制晶体管163的栅极、以及第一NMOS控制晶体管161的栅极和第二NMOS控制晶体管162的栅极。
当模式信号MODE逻辑高时，第一NMOS控制晶体管161和第二NMOS控制晶体管162可以关断并且PMOS控制晶体管163可以接通。另外，第一至第七NMOS分压器晶体管151-157可操作为分压器，该分压器生成大约等于VCP+4/7*(V2-VCP)的共源共栅参考电压VCASREF。因此，共源共栅参考电压VCASREF可在模式信号MODE的第一状态下，动态跟踪电荷泵电压VCP。然而，当模式信号MODE逻辑低时，第一NMOS控制晶体管161和第二NMOS控制晶体管162可以接通并且PMOS控制晶体管163可以关断。在这种配置中，共源共栅参考电压VCASREF可以被控制为低功率供电电压V1的电压电平。
所示的配置包括旁路电容器167，其电连接在PMOS控制晶体管163的漏极和共源共栅参考电压VCASREF之间。包括旁路电容器167可有助于减小共源共栅参考电压VCASREF的噪声。
图8是待机控制电路180的一个实施例的电路图。待机控制电路180包括NMOS电荷泵电压控制晶体管183、第一NMOS待机控制晶体管181、第二NMOS待机控制晶体管182、PMOS共源共栅晶体管191、NMOS共源共栅晶体管192、第一PMOS待机控制晶体管193、第二待机控制晶体管194、第一至第三NMOS开关控制晶体管201-203、以及第一至第三NMOS开关控制共源共栅晶体管211-213。
图8的待机控制电路180示出了可以包括在诸如图6的电平移位器控制电路120等的电平移位器控制电路中的待机控制电路的一个实施例。然而，根据本文的教导，也可以使用待机控制电路的其他配置。
第一NMOS待机控制晶体管181、PMOS共源共栅晶体管191、和第一PMOS待机控制晶体管193串联电连接在电荷泵电压VCP和高功率供电电压V2之间。另外，第二NMOS待机控制晶体管182、NMOS共源共栅晶体管192、和第二待机控制晶体管194串联电连接在电荷泵电压VCP和高功率供电电压V2之间。第一NMOS待机控制晶体管181的栅极电连接到第二NMOS待机控制晶体管182的漏极，而第二NMOS待机控制晶体管182的栅极电连接到第一NMOS待机控制晶体管181的漏极。此外，PMOS共源共栅晶体管191的栅极电连接到低功率供电电压V1，而NMOS共源共栅晶体管192的栅极电连接到偏置电压VBIAS。另外，第一PMOS待机控制晶体管193的栅极电连接到模式信号MODE，而第二PMOS待机控制晶体管194的栅极电连接到反相的模式信号MODEB。
NMOS电荷泵电压控制晶体管183包括电连接到电荷泵电压VCP的源极和基体、电连接到低功率供电电压V1的漏极、和电连接到第一NMOS待机控制晶体管181的漏极的栅极。当模式信号MODE逻辑高时，NMOS电荷泵电压控制晶体管183可以被关断，并且电荷泵可以将电荷泵电压VCP生成为具有小于低功率供电电压V1的电压电平的电压电平。
然而，当模式信号MODE逻辑低时，NMOS电荷泵电压控制晶体管183可以接通，并且待机控制电路180可以将电荷泵电压VCP控制为具有大约等于低功率供电电压V1的电压电平的电压水平。因此，待机控制电路180可用于防止电荷泵电压VCP在待机模式期间电浮置。
在所示的配置中，待机控制电路180被示为包括与第一开关控制信号SWCTL1、第二开关控制信号SWCTL2、和第三开关控制信号SWCTL3相关联的开关控制晶体管。第一至第三开关控制信号SWCTL1-SWCTL3可以由与不同开关相关联的电平移位器生成。尽管示出了与三个开关控制信号相关联的配置，但是待机控制电路180也可适于向更多或更少的开关控制信号提供待机控制。
第一至第三NMOS开关控制晶体管201-203的栅极电连接到第一NMOS待机控制晶体管181的漏极。另外，第一至第三NMOS开关控制共源共栅晶体管211-213的栅极电连接到偏置电压VBIAS。第一NMOS开关控制晶体管201和第一NMOS开关控制共源共栅晶体管211串联电连接。类似地，第二NMOS开关控制晶体管202和第二NMOS开关控制共源共栅晶体管212串联电连接，并且第三NMOS开关控制晶体管203和第三NMOS开关控制共源共栅晶体管213串联电连接。
当模式信号MODE逻辑高时，第一至第三NMOS开关控制晶体管201-203可被关断，并且待机控制电路180将不控制第一至第三开关控制信号SWCTL1-SWCTL3。以这种方式来配置待机控制电路180可防止待机控制电路180在正常工作期间干扰对第一至第三开关控制信号SWCTL1-SWCTL3的电压电平进行控制的电平移位器的操作。然而，当模式信号MODE逻辑低时，开关控制器可以工作在待机模式中，并且待机控制电路180可以将第一至第三开关控制信号SWCTL1-SWCTL3中的每一个控制为大约等于低功率供电电压V1。
图9是根据一个实施例的RF系统200的示意性框图。RF系统200包括电荷泵22、第一RF开关201a、第二RF开关201b、第三RF开关201c、和开关控制器203。虽然RF系统200被示为包括三个RF开关，但是RF系统200也可适于包括更多或更少的RF开关。
电荷泵22接收模式信号MODE并生成电荷泵电压VCP。电荷泵22在模式信号MODE的第一状态中被使能，并且在模式信号MODE的第二状态中被禁用。例如，第一状态可指示RF系统200的正常工作模式，并且第二状态可指示RF系统200的待机模式。
开关控制器203接收模式信号MODE、第一开关使能信号SWEN1、第二开关使能信号SWEN2、和第三开关使能信号SWEN3。此外，开关控制器203生成用于控制第一RF开关201a的第一开关控制信号SWCTL1、用于控制第二RF开关201b的第二开关控制信号SWCTL2、和用于控制第三RF开关201c的第三开关控制信号SWCTL3。所示的开关控制器203包括电平移位器控制电路252、第一电平移位器251a、第二电平移位器251b、和第三电平移位器251c。电平移位器控制电路252可以按照与图4的电平移位器控制电路52的方式类似的方式进行操作。此外，电平移位器251a-251c可以各自按照与图4的电平移位器51的方式类似的方式进行操作。
尽管所示的开关控制器包括三个电平移位器，但是开关控制器也可以包括更多或更少的电平移位器。
RF系统200的附加细节可以如前所述。
图10A是封装模块300的一个实施例的示意图。图10B是沿着线10B-10B截取的图10A的封装模块300的横截面的示意图。
封装模块300包括IC或晶片(die)301、表面安装部件303、焊线(wirebond)308、封装衬底320、和封装结构340。封装衬底320包括由设置在其中的导体形成的焊盘(pad)306。另外，晶片301包括焊盘304，并且焊线308已用于将晶片301的焊盘304电连接到封装基板301的焊盘306。
如图10A和10B所示，晶片301包括电荷泵22、开关控制器23、和开关12，其可以为如前所述。
封装基板320可以被配置为容纳多个部件，例如晶片301和表面安装部件303，其可以包括例如表面安装电容器和/或电感器。
如图10B所示，封装模块300被示为包括设置在封装模块300的与用于安装晶片301的一侧相对的一侧上的多个接触焊盘332。以这种方式来配置封装模块300可以有助于将封装模块300连接到诸如无线设备的电话板等的电路板。示例的接触焊盘332可被配置为向晶片301和/或表面安装部件303提供RF信号、偏置信号、低功率电压和/或高功率电压。如图10B所示，可以通过穿过封装衬底320的连接333来促使接触焊盘332和晶片301之间的电连接。连接333可以表示穿过封装衬底320形成的电路径，诸如与多层层叠的封装衬底的通孔和导体相关联的连接等。
在一些实施例中，封装模块300还可包括用于例如提供封装模块300的保护和/或使便于处置封装模块300的一个或多个封装结构。这种封装结构可包括形成在封装衬底320和设置在其上的部件和晶片上的外模(overmold)或封装结构340。
可以理解的是，尽管在基于焊线的电连接的上下文中描述了封装模块300，但是本申请的一个或多个特征也可以实现在包括例如倒装芯片(flip-chip)配置等的其他封装配置中。
应用
上述的一些实施例已经提供了与无线设备或移动电话相关的示例。然而，所述实施例的原理和优点可用于已需要用于射频开关的控制电路的任何其他系统或装置。
这样的开关控制器可以实现在各种电子设备中。电子设备的示例可包括但不限于消费电子产品、消费电子产品的部件、电子测试仪器等。电子设备的示例还可包括但不限于存储器芯片、存储器模块、光网络或其他通信网络的电路、和盘驱动器电路。该消费电子产品可以包括但不限于移动电话、电话机、电视、计算机监视器、计算机、手持式计算机、个人数字助理(PDA)、微波炉、冰箱、汽车、立体音响系统、盒式录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、MP3播放器、收音机、摄像机、照相机、数码相机、便携式存储芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、复印机、传真机、扫描仪、多功能外围设备、手表、钟表等。此外，该电子设备可以包括未完成的产品。
结论
除非上下文清楚地另有要求，否则贯穿说明书和权利要求书，要按照与排他性或穷尽性的意义相反的包括性的意义，也就是说，按照“包括但不限于”的意义来阐释词语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”等。当在本文中一般使用时，词语“耦接”是指两个或更多元件可以直接地连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。类似地，当在本文中一般使用时，词语“连接”是指两个或更多元件可以直接地连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。另外，当在本申请中使用时，词语“本文”、“上面”、“下面”和相似含义的词语应该是指作为整体的本申请，而不是本申请的任何具体部分。在上下文允许时，使用单数或复数的以上详细描述中的词语也可以分别包括复数或单数。提及两个或更多项目的列表时的词语“或”，这个词语涵盖该词语的以下解释中的全部：列表中的任何项目、列表中的所有项目、和列表中各项目的任何组合。
此外，除非另有明确说明，或在所使用的上下文中被另外理解，否则本文中使用的条件语言，诸如“可以(can)”、“可(could)”、“可能”、“可以”、“例如”、“比如”、“诸如”等，通常旨在表达某些实施例包括某些特征、元素和/或状态，而其他实施例不包括这些特征、元素和/或状态。因此，这样的条件语言通常不旨在暗示：特征、元素和/或状态以任何方式被一个或多个实施例所必需；或者一个或多个实施例必须包括以下逻辑，该逻辑用于在有或没有作者输入或提示的情况下，判断这些特征、元素和/或状态是否包括在任何特定实施例中或将要在任何特定实施例中被执行。
本发明实施例的以上详细描述不旨在是穷尽性的，或是将本发明限于上面所公开的精确形式。尽管上面出于说明的目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内的各种等效修改是可能的。例如，尽管按照给定顺序呈现了处理或块，但是替换的实施例可以执行具有不同顺序的步骤的例程(routine)，或采用具有不同顺序的块的系统，并且一些处理或块可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。可以按照各种不同的方式来实现这些处理或块中的每个。同样地，尽管有时将处理或块示出为串行地执行，但是相反地，这些处理或块也可以并行地执行，或者可以在不同时间被执行。
可以将本文提供的本发明的教导应用于其他系统，而不必是上述的系统。可以对上述的各个实施例的元素和动作进行组合，以提供进一步的实施例。
尽管已经描述了本发明的某些实施例，但是这些实施例仅已借助于示例来呈现，并不意欲限制本申请的范围。其实，可以按照多种其他形式来实施本文所述的新颖方法和系统；此外，可以做出本文所述的方法和系统的形式上的各种省略、替换和改变，而没有脱离本申请的精神。附图和它们的等效物意欲涵盖如将落入本申请的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (17)

1.一种射频系统，包括：
电荷泵，被配置为生成电荷泵电压，所述电荷泵还被配置为接收模式信号，所述模式信号可操作为在第一状态下使能所述电荷泵且在第二状态下禁用所述电荷泵；
第一射频开关；
第一电平移位器，被配置为基于第一开关使能信号来控制所述第一射频开关，所述第一电平移位器被配置为接收部分来自于所述电荷泵电压的供电；以及
电平移位器控制电路，被配置为接收所述模式信号并且利用偏置电压来偏置所述第一电平移位器，所述电平移位器控制电路还被配置为基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平，并且当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压。
2.如权利要求1所述的射频系统，其中，所述电平移位器控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为DC电压。
3.如权利要求1所述的射频系统，其中，所述第一电平移位器包括多个n型金属氧化物半导体共源共栅晶体管，所述n型金属氧化物半导体共源共栅晶体管包括由所述偏置电压偏置的栅极。
4.如权利要求3所述的射频系统，其中，所述第一电平移位器还包括多个p型金属氧化物半导体共源共栅晶体管，所述p型金属氧化物半导体共源共栅晶体管包括由低功率供电电压偏置的栅极，所述多个p型金属氧化物半导体共源共栅晶体管中的第一p型金属氧化物半导体共源共栅晶体管和所述多个n型金属氧化物半导体共源共栅晶体管中的第一n型金属氧化物半导体共源共栅晶体管串联电连接在高功率供电电压和所述电荷泵电压之间。
5.如权利要求1所述的射频系统，其中，所述电平移位器控制电路包括共源共栅参考电路，被配置为生成相对于所述电荷泵电压而改变的共源共栅参考电压，所述电平移位器控制电路被配置为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为所述共源共栅参考电压。
6.如权利要求5所述的射频系统，其中，所述电平移位器控制电路包括n型金属氧化物半导体晶体管和p型金属氧化物半导体晶体管，并联操作为当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述共源共栅参考电压电连接到所述偏置电压。
7.如权利要求5所述的射频系统，其中，所述共源共栅参考电路包括分压器，电连接在高功率供电电压和所述电荷泵电压之间，所述分压器被配置为生成所述共源共栅参考电压。
8.如权利要求7所述的射频系统，其中，所述分压器包括串联电连接的多个连接成二极管形式的晶体管。
9.如权利要求1所述的射频系统，其中，所述电平移位器控制电路包括待机控制电路，被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述电荷泵电压的电压电平控制为低功率供电电压。
10.如权利要求9所述的射频系统，其中，所述待机控制电路还被配置为当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述第一开关使能信号的电压电平控制为所述低功率供电电压。
11.如权利要求1所述的射频系统，还包括第二射频开关和第二电平移位器，所述第二电平移位器被配置为基于第二开关使能信号来控制所述第二射频开关，所述电平移位器控制电路还被配置为利用所述偏置电压来偏置所述第二电平移位器。
12.一种射频开关控制的方法，所述方法包括：
使用电荷泵来生成电荷泵电压；
当模式信号处于第一状态时使能所述电荷泵，且当所述模式信号处于第二状态时禁用所述电荷泵；
部分地使用所述电荷泵电压来对第一电平移位器供电；
基于使用第一电平移位器对第一开关使能信号进行电平移位来控制第一射频开关；
利用来自电平移位器控制电路的偏置电压来偏置所述第一电平移位器；
将所述电荷泵电压和所述模式信号提供给所述电平移位器控制电路；以及
基于所述模式信号的状态利用所述电平移位器控制电路来控制所述偏置电压的电压电平，包括当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压的电压电平。
13.如权利要求12所述的方法，其中，基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为DC电压。
14.如权利要求12所述的方法，其中，使用偏置电压来偏置所述电平移位器包括：使用所述偏置电压来偏置所述第一电平移位器的多个晶体管栅极。
15.如权利要求12所述的方法，还包括：当所述模式信号处于所述第二状态时，将所述电荷泵电压的电压电平控制为低功率供电电压。
16.如权利要求12所述的方法，还包括：部分地使用所述电荷泵电压来对第二电平移位器供电，基于使用第二电平移位器对第二开关使能信号进行电平移位来控制第二射频开关，并且利用所述偏置电压来偏置所述第二电平移位器。
17.一种功率放大器系统，包括：
电荷泵，被配置为生成电荷泵电压，所述电荷泵还被配置为接收模式信号，所述模式信号可操作为在第一状态下使能所述电荷泵且在第二状态下禁用所述电荷泵；
功率放大器，被配置为生成放大后的射频信号；
天线；
射频开关，电连接在所述功率放大器的输出和所述天线之间；以及
开关控制器，包括电平移位器，所述电平移位器被配置为基于开关使能信号来控制所述射频开关，所述电平移位器被配置为接收部分来自于所述电荷泵电压的供电，所述开关控制器还包括电平移位器控制电路，所述电平移位器控制电路被配置为接收所述电荷泵电压和所述模式信号并且利用偏置电压来偏置所述电平移位器，所述电平移位器控制电路还被配置为基于所述模式信号的状态来控制所述偏置电压的电压电平，并且当所述模式信号处于所述第一状态时，将所述偏置电压的电压电平控制为跟踪所述电荷泵电压的电压电平。
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