CN106664086B - 用于射频开关应用的寄生补偿 - Google Patents

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Abstract

用于射频(RF)开关应用的寄生补偿。在一些实施例中，开关结构可包括具有一个或多个可开关RF信号路径的开关网络，其中每个路径贡献于与该开关网络相关联的寄生效应。该开关结构还可包括耦接到该开关网络的节点的寄生补偿电路。该寄生补偿电路可被配置为补偿该开关网络的寄生效应。在一些实施例中，该寄生补偿电路可被配置为提供用于该开关网络的寄生效应的可调补偿。

Description

用于射频开关应用的寄生补偿
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年6月12日提交的、题为“ARCHITECTURES AND METHODS RELATEDTO INSERTION LOSS REDUCTION AND IMPROVED ISOLATION IN SWITCH DESIGNS(与开关设计中的插入损耗减小和改善隔离度相关的结构和方法)”的美国临时申请No.62/011,148、以及2014年6月12日提交的、题为“CIRCUITS AND METHODS RELATED TO ADJUSTABLECOMPENSATION FOR PARASITIC EFFECTS IN RADIO-FREQUENCY SWITCH NETWORKS(与射频开关网络中的寄生效应的可调补偿相关的电路和方法)”的美国临时申请No.62/011,150，上述每个临时申请的公开内容通过在此全部引用而明确合并于此。
技术领域
本申请涉及射频(RF)开关。
背景技术
在许多射频(RF)应用中，开关用于促使RF信号的路由。这样的开关可受到诸如插入损耗、隔离度和寄生效应等一个或多个性能相关参数的影响。
发明内容
在一些实施方式中，本申请涉及一种开关结构，包括具有一个或多个可开关射频(RF)信号路径的开关网络，其中每个路径贡献于(contribute to)与所述开关网络相关联的寄生效应。所述开关结构还包括耦接到所述开关网络的节点的寄生补偿电路。所述寄生补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应。
在一些实施例中，所述开关网络可包括多个可开关RF信号路径。所述开关网络的节点可以是用于所述多个可开关RF信号路径的公共节点，使得每个可开关RF信号路径实现在所述公共节点和相应路径节点之间。所述公共节点可以是天线端口。
在一些实施例中，所述多个可开关RF信号路径中的每个可包括串联臂开关，被配置为在接通状态下连接所述公共节点和其相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与其相应路径节点断开。所述多个可开关RF信号路径中的每个还可包括分流(shunt)臂开关，被配置为当对应的串联开关臂处于关断状态时将其相应路径节点连接到地，并且当所述串联开关臂处于接通状态时将所述路径节点与所述地断开。每个串联臂开关可包括晶体管器件的堆叠，其中每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff，并且每个分流臂开关可包括晶体管器件的堆叠，其中每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff。所述串联臂开关的每个晶体管器件可包括以并联配置设置的N个场效应晶体管(FET)，并且所述分流臂开关的每个晶体管器件可包括以并联配置设置的M个FET，N和M中的每个都是正整数。
在一些实施例中，所述寄生补偿电路可包括耦接所述公共节点和所述地的电感电路，其中所述电感电路具有电感L，所述电感L补偿由所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容引起的寄生效应。所述寄生补偿电路的电感L可被选择为具有值L＝1/[4π2f2(Coff_total)]，其中量f是工作频率，并且量Coff_total是所述开关网络的总截止电容。所述寄生补偿电路的电感L的存在可允许使串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸更大以改善开关性能，同时减小所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容的所述寄生效应。
所述开关性能可包括插入损耗性能。所述串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸可大于不具有所述寄生补偿电路的所述电感L的开关结构的对应晶体管的尺寸。具有所述寄生补偿电路的所述电感L的所述开关结构的所述开关网络可具有比不具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络的插入损耗更低的插入损耗。
所述开关性能可包括隔离度性能。所述分流臂开关晶体管的尺寸可大于不具有所述寄生补偿电路的所述电感L的开关结构的对应晶体管的尺寸。具有所述寄生补偿电路的所述电感L的所述开关结构的所述开关网络可具有比不具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络的隔离度更高的隔离度。
在一些实施例中，所述电感电路可被配置为提供用于所述寄生补偿电路的所述电感L的基本上固定的值。在一些实施例中，所述电感电路可被配置为提供用于所述寄生补偿电路的所述电感L的多个不同的值。在这种可调电感配置中，所述电感电路可包括例如串联连接的多个可开关电感器。每个可开关电感器可包括并联设置的电感器和开关。可开关电感器的电感值可基本上相同或可不同。在一些实施例中，可选择所述不同的电感值以提供级联二进制加权级。
在一些教导中，本申请涉及一种用于路由射频(RF)信号的方法。所述方法包括在开关网络中执行开关操作以允许一个或多个RF信号经一个或多个对应的可开关射频(RF)信号路径通过，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。所述方法还包括补偿所述开关网络的节点处的所述寄生效应。
根据一些实施方式，本申请涉及一种用于制造开关设备的方法。所述方法包括形成或提供开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频(RF)信号路径，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。该方法还包括形成寄生补偿电路，以及将所述寄生补偿电路耦接到所述开关网络的节点，其中所述寄生补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应。
在一些实施方式中，本申请涉及一种射频(RF)模块，包括：被配置为容纳多个部件的封装衬底；以及在所述封装衬底上实现的开关网络。所述开关网络包括一个或多个可开关射频(RF)信号路径，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。所述RF模块还包括在所述封装衬底上实现的寄生补偿电路。所述寄生补偿电路耦接到所述开关网络的节点，并且被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应。
在一些实施例中，所述开关网络实现在诸如绝缘体上硅(SOI)晶片的第一晶片上。在一些实施例中，所述寄生补偿电路的至少一部分可以实现在所述第一晶片上，并且所述寄生补偿电路的至少一部分可以实现在第二晶片上。在一些实施例中，所述RF模块可以是天线开关模块。
根据一些教导，本申请涉及一种射频(RF)装置，包括被配置为处理RF信号的收发机；以及与所述收发机通信的天线开关模块(ASM)。所述ASM被配置为路由用于发射的所放大的RF信号和路由用于放大的所接收的RF信号。所述ASM包括具有一个或多个可开关RF信号路径的开关网络，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。所述ASM还包括耦接到所述开关网络的节点的寄生补偿电路。所述寄生补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应。所述RF装置还包括与所述ASM通信的天线。所述天线被配置为促使相应RF信号的发射和接收中的任一方或两者。在一些实施例中，RF装置可以是诸如蜂窝电话的无线装置。
根据一些实施方式，本申请涉及一种用于射频(RF)电路的可调补偿电路。所述可调补偿电路包括电感电路，所述电感电路将所述RF电路的选定节点与参考节点耦接，并且被配置为提供多个电感值。
在一些实施例中，所述电感电路可包括串联连接的多个可开关电感器。每个可开关电感器可包括并联设置的电感器和开关。在一些实施例中，所述电感电路的每个电感器可具有L0的基本上恒定的电感值，使得所述电感电路能够以L0为步长来提供从L0到总电感的电感值，其中所述总电感近似等于L0乘以串联连接的所述可开关电感器的数量。在一些实施例中，所述电感电路可包括可独立开关的多个级联二进制加权级。
在一些实施例中，所述RF电路可包括具有多个可开关RF信号路径的开关网络，并且所述参考节点可以是地节点。所述RF电路的所述选定节点可以是用于所述多个可开关RF信号路径的诸如天线端口等的公共节点。
在一些实施例中，所述多个可开关RF信号路径中的每个可包括串联臂开关，被配置为在接通状态下连接所述公共节点和其相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与其相应路径节点断开。所述多个可开关RF信号路径中的每个还可包括分流臂开关，被配置为当对应的串联开关臂处于关断状态时将其相应路径节点连接到地，并且当所述串联开关臂处于接通状态时将所述路径节点与所述地断开。每个串联臂开关可包括晶体管器件的堆叠，其中每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff，并且每个分流臂开关可包括晶体管器件的堆叠，其中每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff。所述串联臂开关的每个晶体管器件可包括以并联配置设置的N个场效应晶体管(FET)，并且所述分流臂开关的每个晶体管器件可包括以并联配置设置的M个FET，N和M中的每个都是正整数。
在一些实施例中，由所述可调补偿电路提供的所述多个电感值中的至少一个电感值可包括电感值L，所述电感值L补偿由所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容引起的寄生效应。所述电感L可被选择为具有值L＝1/[4π2f2(Coff_total)]，其中量f是工作频率，并且量Coff_total是所述开关网络的总截止电容。所述电感L的存在可允许使串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸更大以改善开关性能，同时减小所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容的所述寄生效应。
所述开关性能可包括插入损耗性能。所述串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸可大于不具有所述电感L的开关结构的对应晶体管的尺寸。具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络可具有比不具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络的插入损耗更低的插入损耗。
所述开关性能可包括隔离度性能。所述分流臂开关晶体管的尺寸可大于不具有所述电感L的开关结构的对应晶体管的尺寸。具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络可具有比不具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络的隔离度更高的隔离度。
根据一些教导，本申请涉及一种用于补偿与射频(RF)开关网络相关联的寄生效应的方法。所述方法包括在所述RF开关网络中执行开关操作以允许一个或多个RF信号经一个或多个对应的可开关RF信号路径通过，其中每个路径贡献于与所述RF开关网络相关联的所述寄生效应。所述方法还包括利用耦接到所述RF开关网络的选定节点的可调补偿电路来提供电感。所述电感被选择以补偿与所述RF开关网络相关联的所述寄生效应。
在一些实施方式中，本申请涉及一种用于制造开关设备(switching apparatus)的方法。所述方法包括形成或提供开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频(RF)信号路径，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。该方法还包括形成可调补偿电路，所述可调补偿电路包括被配置为提供多个电感值的电感电路。该方法还包括：将所述可调补偿电路耦接在所述开关网络的选定节点和参考节点之间，其中所述可调补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应。
根据一些实施方式，本申请涉及一种射频(RF)模块，包括被配置为容纳多个部件的封装衬底；以及在所述封装衬底上实现的开关网络。所述开关网络包括一个或多个可开关射频(RF)信号路径，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。所述RF模块还包括可调补偿电路，所述可调补偿电路实现在所述封装衬底上并且包括将所述开关网络的选定节点与参考节点耦接的电感电路。所述电感电路被配置为提供多个电感值，其中所述电感值中的至少一些电感值被选择以补偿所述开关网络的所述寄生效应。
在一些实施例中，所述开关网络可以实现在诸如绝缘体上硅(SOI)晶片的第一晶片上。在一些实施例中，所述可调补偿电路的至少一部分可以实现在所述第一晶片上，并且所述可调补偿电路的至少一部分可以实现在第二晶片上。在一些实施例中，所述RF模块可以是例如天线开关模块。
在一些实施方式中，本申请涉及一种射频(RF)装置，包括被配置为处理RF信号的收发机；以及与收发机通信的天线开关模块(ASM)。所述ASM被配置为路由用于发射的所放大的RF信号和路由用于放大的所接收的RF信号，并且包括开关网络。所述开关网络包括一个或多个可开关RF信号路径，其中每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应。所述ASM还包括可调补偿电路，所述可调补偿电路具有将所述开关网络的选定节点与参考节点耦接的电感电路。所述电感电路被配置为提供多个电感值，其中所述电感值中的至少一些电感值被选择以补偿所述开关网络的所述寄生效应。所述RF装置还包括与所述ASM通信的天线。所述天线被配置为促使相应RF信号的发射和接收中的任一方或两者。在一些实施例中，所述RF装置可以是诸如蜂窝电话等的无线装置。
出于概述本申请的目的，本文已经描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。可以理解的是，所有的这些优点不一定都要根据本发明的任何具体实施例来实现。因此，可以按照实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来实施或实现本发明，而不需要实现如本文可能教导或建议的其它优点。
附图说明
图1示出具有耦接到端口的开关网络的开关结构(switching architecture)的框图。
图2示出被配置为将多个射频(RF)信号路径合并到公共端口的开关网络的示例。
图3示出当对应的RF信号路径被关断时被接通的分流(shunt)路径的示例。
图4示出开关网络包括以堆叠(stack)配置实现的开关的示例。
图5描绘用于图4的示例配置的并且处于图3的示例开关状态的、以导通电阻(on-resistance)(Ron)和截止电容(off-capacitance)(Coff)表示的开关网络。
图6A示出在一些实施例中，每个开关器件可包括以并联配置设置的多个FET。
图6B示出图6A的开关器件的示例电路表示和示例布局。
图7示出图4-6的开关的插入损耗和隔离度特性的示例。
图8示出开关结构的示例，其中寄生补偿电路可包括被配置为减小开关网络的各个开关的截止电容(Coff)的影响的电感L。
图9示出以Ron和Coff表示的图8的开关结构。
图10示出在一些实施例中，寄生补偿电路的电感L可基于开关网络的各个开关的截止电容(Coff)来调节。
图11示出可以如何通过增大串联臂开关(series arm switch)的尺寸来改善插入损耗性能、同时通过具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路的电感(L)来减小或维持其寄生效应的示例。
图12示出可以如何根据范围大得多的尺寸的分流臂开关(shunt arm switch)来改善插入损耗性能、同时通过具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路的电感(L)来减小或维持其寄生效应的示例。
图13示出可以如何利用更大尺寸的分流臂开关来改善隔离度性能的示例。
图14示出作为频率的函数的、与具有和不具有寄生补偿电路的配置对应的插入损耗曲线(profile)。
图15示出作为频率的函数的、与具有和不具有寄生补偿电路的配置对应的隔离度曲线。
图16示出开关结构，其中寄生补偿电路包括可调电感电路。
图17示出以Ron和Coff表示的图16的开关结构。
图18示出在一些实施例中，寄生补偿电路的电感L可基于开关网络的各个开关的截止电容(Coff)来调节。
图19A-19D示出被配置为提供不同值的电感L的寄生补偿电路的示例。
图20A-20D示出被配置为提供不同值的电感L的寄生补偿电路的另一示例。
图21示出可被实现为在具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路中获得期望的电感的处理。
图22A-22D示出可以如何在RF模块中实现具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路的非限制性示例。
图23描绘具有本文所述的一个或多个有利特征的示例无线装置。
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。
本文所述的是与可在例如射频(RF)应用中实现的开关设计中的改善性能相关的结构和方法。尽管在RF应用的上下文中进行了描述，但是可以理解的是，本申请的一个或多个特征也可以用于其他类型的开关应用中。
在RF系统中，开关可用于接通或关断某些频带，以便于接收和/或发射功能。随着更多的频率带被添加到已经存在的频带，近来，开关的使用已显著增多。然而，由于开关设计的工艺限制，现有的开关可能具有不期望的插入损耗和有限的隔离度性能。
例如，许多RF开关利用诸如绝缘体上硅(SOI)等工艺技术、以堆叠配置来实现。在这样的堆叠配置中，多个开关晶体管可以串联连接，以便提供例如功率处理能力。具有开关晶体管堆叠的开关可以沿着信号路径来实现，并且这样的开关通常被称为串联臂、串联臂开关等。具有开关晶体管堆叠的开关还可以沿着从信号路径的分流来实现，并且这样的开关通常被称为分流臂、分流臂开关等。串联臂开关和分流臂开关可被相同或不同地配置。
以前述方式实现的开关可以用于诸如RF信号的路由等RF应用中。例如，诸如天线端口等公共端口可以通过开关网络耦接到多个信号路径，以允许在各种操作模式下操作一个或多个路径。例如，这样的模式可包括载波聚合(CA)模式和非CA模式。在另一示例中，诸如用于宽带低噪声放大器(LNA)的输入端口等的公共端口可以通过开关网络耦接到多个信号路径，以允许在各种操作模式下操作一个或多个路径。类似地，这些模式可包括例如载波聚合(CA)模式和非CA模式。在上述两个示例中，开关网络优选地应当具有诸如低插入损耗和高隔离度等性能特征。
在前述RF应用中，以及在其他开关应用中，可以增大开关晶体管的尺寸(例如，以本文所述的W/L表示)以改善插入损耗和隔离度性能。然而，器件尺寸的这种增大可导致诸如寄生电容等寄生效应的不期望的增大。
图1示出具有耦接到端口(节点104)的开关网络102的开关结构100的框图。虽然在图1中未示出，但是开关网络102的另一侧可以耦接到一个或多个端口。在本文中，在开关网络102的另一侧具有对应于多个RF信号路径的多个端口的上下文中描述了各个示例。然而，可以理解的是，本申请的一个或多个特征也可以实现用于具有一个路径的开关网络。此外，可以理解的是，开关网络102可以具有比多个并联路径更复杂的路径设计。例如，耦接到端口节点104的给定路径可以划分为多个路径。
图1示出开关结构100还可包括寄生补偿电路106。如本文所述，这样的电路可被配置为例如对与器件尺寸(W/L)的增大相关联的寄生电容的增大进行补偿。在本文中更详细地描述这种电路的各种非限制性示例。
在图1中，寄生补偿电路106被描绘为处于端口节点104的一侧。然而，可以理解的是，一个或多个寄生补偿电路也可以在开关网络102的另一侧上实现，与所示的电路106一起、没有电路106或其任何组合。
图2示出被配置为将多个RF信号路径合并到公共端口的开关网络102的示例。来自Portl的第一路径被示为通过第一串联臂开关S1_series耦接到公共端口的节点104。类似地，来自Port2的第二路径被示为通过第二串联臂开关S2_series耦接到公共节点104。第一路径和第二路径中的每个被示为包括例如到地的分流路径。第一分流路径被示为通过第一分流臂开关S1_shunt将Portl的节点110耦接到地。类似地，第二分流路径被示为通过第二分流臂开关S2_shunt将Port2的节点112耦接到地。给定的分流路径可以在每当对应的RF信号路径被关断时被接通，以便例如在对应的端口和公共端口之间提供更高的隔离度。
图3示出每当对应的RF信号路径被关断时被接通的上述分流路径的示例。在图3中，存在与耦接到公共端口节点104的Portl、Port2、Port3对应的三个RF信号路径；并且对应于这样的路径的串联臂开关和分流臂开关被描绘为单刀单掷(SPST)开关。第一信号路径被示为通过处于闭合状态的第一串联臂开关S1_series而接通，以便将Port1连接到公共节点104。第二和第三信号路径中的每个被示出为通过处于断开状态的其相应的串联臂开关(S2_series或S3_series)而关断，以便将其相应端口(Port2或Port3)与公共节点104断开。
在被接通的第一信号路径中，对应的分流臂开关S1_shunt被示为处于断开状态，以便将节点110与地断开。在被关断的第二和第三信号路径中的每个中，对应的分流臂开关(S2_shunt或S3_shunt)被示为处于闭合状态，以便将其相应的节点(112或114)连接到地。因此，在图3的示例中，第一信号路径在Port1和公共端口之间是激活的(active)，而第二和第三信号路径中的每个是非激活的(inactive)。在每个非激活的路径(第二和第三信号路径)中，闭合的对应分流臂开关(S2_shunt或S3_shunt)允许在对应端口(Port2或Port3)处存在的信号和/或噪声被分流到地，而不是有可能通过断开的串联臂开关(S2_series或S3_series)泄漏。
在一些实施例中，图3的串联臂和分流臂开关中的每个可以以包括串联设置的多个开关晶体管的堆叠配置来实现。图4示出开关网络102包括具有这样的堆叠配置的开关的示例。在图4中，存在与图3的示例相似的三个RF信号路径；然而，可以理解的是，可以实现其他数量的路径。在图4中，用于三个信号路径的串联臂开关和分流臂开关的设置大体上与图3的示例中相同。在图4中，图3的公共端口被描绘为天线端口；然而，可以理解的是，其他端口可以是图3的公共端口。
在图4中，第一串联臂开关S1_series被描绘为包括串联连接在Port1和天线端口的公共节点104之间的多个FET 120。类似地，第二串联臂开关S2_series被描绘为包括串联连接在Port2和天线端口的公共节点104之间的多个FET 122。类似地，第三串联臂开关S3_series被描绘为包括串联连接在Port3和天线端口的公共节点104之间的多个FET 124。为了描述的目的，可以理解的是，三个串联臂开关中的每个包括相同数量的FET，其中每个FET具有W/L尺度。然而，可以理解的是，具有相同配置的这样的串联臂不是必需的。
类似地，在图4中，第一分流臂开关S1_shunt被描绘为包括串联连接在Port1和地之间的多个FET 130。第二分流臂开关S2_shunt被描绘为包括串联连接在Port2和地之间的多个FET 132。第三分流臂开关S3_shunt被描绘为包括串联连接在Port3和地之间的多个FET 134。为了描述的目的，可以理解的是，三个分流臂开关中的每个包括相同数量的FET，其中每个FET具有W/L尺度。然而，可以理解的是，具有相同配置的这样的分流臂不是必需的。可以理解的是，与串联臂开关和分流臂开关相关联的FET的数量可以相同或不同。类似地，与串联臂开关和分流臂开关相关联的W/L尺度可以相同或不同。
以前述示例方式配置的开关网络可以产生用于各个开关的导通电阻(Ron)和截止电容(Coff)特性。通常，当给定堆叠配置的开关被接通时，其导通电阻(Ron)优选为低，以便减小或最小化通过开关的RF信号的功率损耗。当给定堆叠配置的开关被关断时，其截止电容(Coff)优选地为低，以便减小或最小化寄生效应。
图5描绘用于图4的示例配置的并且处于图3的示例开关状态的、以Ron和Coff表示的开关网络102。因此，接通的第一串联臂开关S1_series被示为具有Ron_series的导通电阻。类似地，接通的第二和第三分流臂开关(S2_shunt、S3_shunt)中的每个被示为具有Ron_shunt的导通电阻。如本文所述，串联臂开关之中的导通电阻(Ron)可以相同或不同。类似地，分流臂开关之中的导通电阻(Ron)可以相同或不同。
关断的第一分流臂开关S1_shunt被示为具有Coff_shunt的截止电容。类似地，关断的第二和第三串联臂开关(S2_series、S3_series)中的每个被示为具有Coff_series的截止电容。如本文所述，串联臂开关之中的截止电容(Coff)可以相同或不同。类似地，分流臂开关之中的截止电容(Coff)可以相同或不同。
在图4和图5的示例中，无论其是串联臂还是分流臂，每个臂都包括串联连接的多个器件。因此，假设每个器件具有与给定臂中的其他器件相同的导通电阻，该臂的总导通电阻可以近似为每个器件的导通电阻乘以器件的数量。类似地，假设每个器件具有与给定臂中的其他器件相同的截止电容，该臂的总截止电容可以近似为每个器件的截止电容除以器件的数量。
还要注意的是，为了本文描述的目的，器件的Ron通常与器件尺寸比W/L成反比。因此，当给定臂(无论其是串联臂还是分流臂)接通时，器件的W/L的增大导致该臂的导通电阻的降低。此外，器件的Coff通常与器件尺寸比W/L成正比。因此，当给定臂(无论它是串联臂还是分流臂)关断时，器件的W/L的增大导致该臂的截止电容的增大。参考图6更详细地描述器件尺度W和L的示例。
图6A示出与图4的示例类似的配置。图6A进一步示出在一些实施例中，图4中的每个器件(例如，120、122、124、130、132或134)可包括以并联配置设置的多个FET。例如，串联臂中的器件140被示为具有以并联配置连接的两个FET。类似地，分流臂中的器件142被示为具有以并联配置连接的两个FET。可以理解的是，串联臂(例如，140)和/或分流臂(例如，142)中的这样的器件可包括更多或更少数量的FET。
图6B示出具有两个示例FET的器件(140或142)的电路表示、及其示例布局。在图6B的示例中，第一FET的漏极D1和第二FET的漏极D2连接在公共节点处。类似地，第一FET的源极S1和第二FET的源极S2连接在公共节点处。因此，第一FET和第二FET电并联在公共漏极节点和公共源极节点之间。第一FET的栅极G1和第二FET的栅极G2可以被一起控制或不被一起控制。
在图6B的示例布局中，设置在有源区(active area)上的被表示为G1和G2的两个栅极指(gate finger)可以产生双FET配置。第一栅极G1左边的区域可以用作D1，而第二栅极右边的区域可以用作D2，使得两个漏极D1、D2连接在公共节点D1D2处。第一栅极G1和第二栅极G2之间的区域可以用作公共源极S1S2，并且这样的公共源极被示为连接到公共节点S1S2。可以理解的是，源极和漏极的指定可以颠倒。
在图6B的示例布局中，尺度W表示有源区的宽度，而尺度L表示每个栅极的长度。因此，可以理解的是，本文中对于该比W/L的多次提到可以是指这样的设置。还可以理解的是，即使尺度参数是以其他方式表达的，本申请的一个或多个特征也可以应用。
参考图6B，值得注意的是，可以对具有更多或更少数量的FET的器件实现类似的布局。例如，如果器件具有一个FET，则布局可包括在漏极(D1)和源极(S1)之间的栅极(G1)，其中源极和漏极连接到它们各自的节点。在另一示例中，如果器件具有三个FET，则图6B的示例布局可扩展为包括在D2右边的第三栅极(G3)、其次是在G3右边的源极区域(S2S3)。对于这样的示例，两个漏极区域(D1、D2)可连接到公共节点，并且两个源极区域(S1S2和S2S3)可连接到公共节点。
图7示出参考图4-6描述的开关的插入损耗和隔离度特性的示例。左上画面(panel)示出作为串联臂的W/L的函数的开关网络(图4和5中的102)的插入损耗的曲线图160。右上画面示出作为分流臂的W/L的函数的开关网络102的插入损耗的曲线图168。左下画面示出作为串联臂的W/L的函数的开关网络102的隔离度的曲线图164。右下画面示出作为分流臂的W/L的函数的开关网络102的隔离度的曲线图172。
如左上画面所示，对于给定的W/L分流值，随着串联臂的W/L增大，开关网络102的插入损耗普遍降低到最小插入损耗值。然而，随着串联臂的W/L继续增大，由于例如来自Coff_series的增大的频率响应，导致开关网络102的插入损耗增大，该频率响应加载到该信号路径并由此导致进入到其他路径的泄漏增加。因此，对于给定的W/L分流值，被表示为162的区域包括与最小插入损耗对应的串联臂的W/L的最优值或期望值。
如右上画面所示，对于给定的W/L串联值，随着分流臂的W/L增大，开关网络102的插入损耗普遍增大。这种增大可能是由于例如来自Coff_shunt的增大的频率响应而导致的，该频率响应加载到对应的信号路径并且由此导致泄漏增加。因此，对于给定的W/L串联值，被表示为170的区域包括用于分流臂的W/L的最优值或期望值。
如左下画面所示，对于给定的W/L分流值，随着串联臂的W/L增大，开关网络102的隔离度水平普遍降低。因此，对于给定的W/L分流值，被表示为166的区域包括用于产生高隔离度水平的串联臂的W/L的最优值或期望值。
如右下画面所示，对于给定的W/L串联值，随着分流臂的W/L增大，开关网络102的隔离度水平普遍增高。因此，对于给定的W/L串联值，被表示为174的区域包括用于产生高隔离度水平的分流臂的W/L的最优值或期望值。
值得注意的是，产生插入损耗的最优值和最优隔离度的W/L串联和W/L分流的尺寸通常是不同的。因此，可以单独地或以某种组合来考虑这样的性能参数，以产生开关网络的期望的总体性能。
如本文所述，开关的尺寸的增大可以是有益的；然而，这种尺寸增大通常导致截止电容的增大。如参考图7所述，串联臂开关和分流臂开关的截止电容(Coff)两者都可能导致插入损耗性能的劣化。基于前文，减小开关的这种截止电容的影响可以是有益的，这是因为这样的减小允许在给定的寄生效应水平的情况下，将给定的开关尺寸增加到更大值。
图8示出开关结构100的示例，其中寄生补偿电路106可包括被配置为减小开关网络102的各个开关的截止电容(Coff)的影响的电感L。在图8中，开关网络102中的串联臂开关(S1_series、S2_series、S3_series)和分流臂开关(S1_shunt、S2_shunt、S3_shunt)的设置大体上与图4的示例中相同。然而，这种开关的W/L尺寸可以与图4的示例中相同或不同。例如，由于寄生补偿电路106的存在，串联和分流臂开关中的任何一方或两者的W/L尺寸可以比图4的示例中更大。
更具体地，每个串联臂开关可包括器件的堆叠，其中每个器件具有由W/L表征的尺寸。可以理解的是，串联臂开关中的每个器件可包括以如参考图6A和6B所描述的并联配置设置的一个FET或N个FET。类似地，每个分流臂开关可包括器件的堆叠，其中每个器件具有由W/L表征的尺寸。还可以理解的是，分流臂开关中的每个器件可包括以如参考图6A和6B所描述的并联配置设置的一个FET或M个FET。尽管将W/L用于描述串联和分流臂开关两者，但是可以理解的是，它们各自的尺寸可以相同或不同。
在图8的示例中，寄生补偿电路106的电感L被示为将天线节点104与地耦接。如本文所述，可以选择L的值，以针对所选择的频率值或频率范围，减小与开关网络102相关联的截止电容的影响。
图9示出图8的开关结构，其中在图3的示例开关状态中、以Ron和Coff的形式来描绘开关网络102。因此，接通的第一串联臂开关S1_series被示为具有Ron_series/N的总导通电阻，其中N是正整数。当N＝1时，串联臂开关中的每个器件具有一个FET；而当N>1时，每个器件具有以并联配置设置的N个FET。类似地，接通的第二和第三分流臂开关(S2_shunt、S3_shunt)中的每个被示为具有Ron_shunt/M的总导通电阻，其中M是正整数。当M＝1时，分流臂开关中的每个器件具有一个FET；而当M>1时，每个器件具有以并联配置设置的M个FET。
关断的第一分流臂开关S1_shunt被示为具有Coff_shunt×M的总截止电容，其中M是如上所述的正整数。类似地，关断的第二和第三串联臂开关(S2_series、S3_series)中的每个被示为具有Coff_series×N的总截止电容，其中N是如上所述的正整数。
图10示出在一些实施例中，寄生补偿电路106的电感L可基于开关网络的各个开关的截止电容(Coff)来调节。例如，可以获得或估计开关网络的总截止电容(Coff_total)，并且基于
Figure BDA0001219252010000141
的LC谐振频率来估计L的值，使得
Figure BDA0001219252010000151
其中，f是关注的频率。
在图10的示例中，Coff_total的值是基于第一信号路径(在Port1和天线端口之间)被接通并且另外两个信号路径被关断。Coff_total的值可以基于其他信号路由配置；因此，可以针对这样的配置来估计L的对应值。在所有串联臂开关近似相同并且所有分流臂开关近似相同的实施例中，可以看出，针对给定的关注频率，可以估计L的一个值，以当任何一个路径在其他路径被关断的情况下被接通时对Coff_total进行补偿。类似地，针对给定的关注频率，如果任何两个路径在其他路径被关断的情况下被接通(例如，用于载波聚合)，则可以利用L的一个值来补偿Coff_total。
如本文所述(例如，参考图7)，增大开关晶体管的W/L尺寸的有益效果可能受到寄生电容的对应增大的限制。然而，如参考图10所述，可以估计这种寄生电容并通过在诸如天线端口等公共节点处提供适当取值的电感来补偿这种寄生电容。图11-13示出可以如何使用这种电感来改善插入损耗性能和隔离度性能的示例。
图11示出可以如何通过增大串联臂开关的尺寸来改善插入损耗性能、同时通过具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路的电感(L)来减小或维持其寄生效应的示例。(作为串联臂的W/L的函数的)插入损耗曲线160类似于图7的左上画面的示例，并且对应于没有寄生补偿电路的配置。这种曲线包括(对于给定的分流臂的W/L)随着串联臂的W/L增大(图7中的区域162中的)的最小插入损耗值，其后，插入损耗由于寄生电容的影响而增大。
在图11中，(作为串联臂的W/L的函数的)插入损耗曲线180是用于具有寄生补偿电路的配置。可以看出，由于如本文所述的减小寄生电容的影响的电感L，可以在插入损耗的背景下实现多个有益效果。例如，可以看出，插入损耗曲线180整体上普遍低于插入损耗曲线160。在另一示例中，(对于给定的分流臂的W/L)串联臂的W/L可以在达到最小值之前被增加到更大的值。超过这样的最小值，如果串联臂的W/L继续增大，则寄生电容的影响(如果有的话)可开始起主导作用并导致插入损耗的增大。在图11中，对于(例如，如图8-10中的)给定的分流开关配置，这种新的最小或期望的减小的插入损耗值被示出在被表示为182的区域中。因此，箭头184表示可以获得的插入损耗性能的示例改善。
图12示出可以如何根据范围大得多的尺寸的分流臂开关来改善插入损耗性能、同时通过具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路的电感(L)来减小或维持其寄生效应的示例。(作为分流臂的W/L的函数的)插入损耗曲线168类似于图7的右上画面的示例，并且对应于没有寄生补偿电路的配置。这种曲线包括(对于给定的串联臂的W/L)随着分流臂的W/L增大的插入损耗的普遍增大。
在图12中，(作为分流臂的W/L的函数的)插入损耗曲线190是用于具有寄生补偿电路的配置。可以看出，插入损耗曲线190整体上普遍低于插入损耗曲线168。(箭头192所描绘的)插入损耗曲线的这种普遍降低是由于如本文所述的减小寄生电容的影响的电感L所导致的。在所示的示例中，(对于给定的串联臂的W/L)可以增大分流臂的W/L，同时维持期望的插入损耗水平。在W/L范围的较高端，与曲线168相比(曲线190的)插入损耗性能的改善更加明显，并且这种示例改善由箭头194表示。
图13示出可以如何利用更大尺寸的分流臂开关来改善隔离度性能的示例。(作为分流臂的W/L的函数的)隔离度曲线172类似于图7的右下画面的示例，并且对应于没有寄生补偿电路的配置。这种曲线包括(对于给定的串联臂的W/L)随着分流臂的W/L增大的隔离度的普遍增高。
在图13中，(作为分流臂的W/L的函数的)隔离度曲线200是用于具有寄生补偿电路的配置，所述寄生补偿电路具有如本文所述的一个或多个特征。可以看出，隔离度曲线200可以允许隔离度的增高趋势随着W/L增大而继续。(由于分流臂的W/L的增大而导致的)隔离度的这种持续增高可以与插入损耗的增大相平衡。如参考图12所述，可以实现更大值的W/L，同时维持或减小这种插入损耗。因此，可以扩大分流臂的W/L的增大的上限，以实现增高的隔离度，同时维持或减小插入损耗。在图13中，在区域202中表示(曲线200的)隔离度性能的这种增高的上限，并且由箭头204表示所得到的示例性改善。
还值得注意的是，产生插入损耗的最优值或期望值和最优隔离度的W/L串联和W/L分流的尺寸通常是不同的。因此，可以单独地或以某种组合来考虑这样的性能参数，以产生开关网络的期望的总体性能。
图14和15示出模拟结果的示例，其展示了可以通过实现如本文所述的寄生补偿电路来获得插入损耗性能和隔离度性能的改善。图14示出作为频率的函数的、与具有和不具有寄生补偿电路的配置对应的插入损耗曲线。图15示出作为频率的函数的、与具有和不具有寄生补偿电路的相同配置对应的隔离度曲线。在图14和15的两个示例中，开关网络包括与图4和图8的示例类似的三个信号路径。每个串联臂开关具有器件的堆叠，其中每个器件具有并联设置的2个FET(N＝2)。每个分流臂开关具有器件的堆叠，其中每个器件具有并联设置的20个FET(M＝20)。串联臂开关和分流臂开关中的这种晶体管的W/L的值对应于存在寄生补偿电路的各种优化值。对于具有寄生补偿电路的配置，L的值以1nH为步长从1nH变化到8nH，并且在2GHz处具有30的Q值。
在图14中，插入损耗曲线210对应于没有寄生补偿电路的前述配置。如所示的，插入损耗的幅度随着频率增高而增大。插入损耗曲线212a-212h对应于具有寄生补偿电路的前述配置，其中八条曲线对应于L的八个示例值。最左曲线212a对应于L＝8nH，下一曲线212b对应于L＝7nH，下一曲线212c对应于L＝6nH，下一曲线212d对应于L＝5nH，下一曲线212e对应于L＝4nH，下一曲线212f对应于L＝3nH，下一曲线212g对应于L＝2nH，并且最右边曲线212h对应于L＝1nH。可以看出，利用适当的L值，对于宽的频率范围，插入损耗幅度可以减少到近似0.2dB。这种插入损耗幅度表示为214。还可以看出，与没有寄生补偿电路的配置(曲线210)相比的改善随着频率的增高而变大。与没有寄生补偿电路的配置(曲线210)相比的这种改善由箭头216指示。
在图15中，隔离度曲线220(S(4,1))对应于没有寄生补偿电路的前述配置。如所示的，隔离度的幅度随着频率增高而降低。隔离度曲线222(S(3,1))对应于具有寄生补偿电路的前述配置，其中八条曲线对应于L的八个示例值。可以看出，利用八个L值中的任何值，可以在宽的频率范围上显着地增高隔离度幅度。与没有寄生补偿电路的配置(曲线220)相比的这种改善由箭头224表示。
如图14的示例所示，在寄生补偿电路中实现不同的L值可以在相对宽的频率范围上显着地改善插入损耗性能。在一些应用中，能够利用相同的寄生补偿电路在不同的频率值或频率范围上提供这种改善的性能是可期望的。在一些实施例中，这种功能可以由诸如具有多个可开关电感(switchable inductance)的电路等的可变电感电路来提供。
图16示出与图8的示例类似的开关结构100。图17示出图16的开关结构，其中在图3的示例开关状态中、以Ron和Coff的形式来描绘开关网络102。类似于图8和9的示例，串联臂中的器件包括并联的N个FET，其中N是正整数；而所述分流臂中的器件包括并联的M个FET，其中M是正整数。
在图16和17中，寄生补偿电路106被示为包括可以通过开关操作来提供不同电感值的电感电路。例如，K个电感器(L1、L2、…、LK)被示为串联设置在天线节点104和地之间。每个电感器和对应的开关(SL1、SL2、…、或SLK)被示为并联设置。因此，开关(SL1、SL2、…、SLK)的断开和/或闭合可以产生具有从0(或接近0)到L1+L2+…+LK的值的总电感L。在本文中更详细地描述这种可调电感电路的更具体的示例。可以理解的是，各个电感值(L1、L2、…、LK)可以相同或不同。还可以理解的是，尽管在电感器被串联设置的上下文中进行了描述，但是电感器也可以以其他配置来设置。在一些实施例中，值K可以是大于或等于2的整数。
类似于图10，图18示出在一些实施例中，寄生补偿电路106的电感L可基于开关网络的各个开关的截止电容(Coff)来调节。在图18中，电感L的这种调节可以由参考图16和17描述的示例电感电路来实现。
图19和20示出图16-18的寄生补偿电路106的更具体的示例。在图19的示例中，寄生补偿电路106被示为包括八个电感器，其中每个电感器具有L0的电感。每个电感器被示为具有并联连接的开关。因此，给定的电感器可以在其开关被断开时提供其电感L0。在开关被闭合时，该电感器被旁路(bypass)。
上述的一串(chain)开关电感器可以实现在诸如图16-18的天线节点等的公共节点和地之间，以便以L0为步长来提供从0(或接近0)到8L0(或接近8L0)的可变电感。因此，如果L0具有1nH的值，则示例寄生补偿电路106中的开关电感器的串可以提供如图14所描述的改善的插入损耗性能。
在图19中，示出开关电感器串的四种示例状态。图19A示出所有的八个开关(SL1至SL8)都闭合的状态。因此，八个电感器中的每个都被旁路，从而产生近似为0的总电感L。图19B示出八个开关中的一个(例如，SL1)断开而其余开关闭合的状态。因此，一个电感器是激活的，而其余的七个电感器中的每个被旁路，从而产生近似L0的总电感L。图19C示出八个开关中的四个(例如，SL1至SL4)断开而其余开关闭合的状态。因此，四个电感器是激活的，而其余的四个电感器中的每个被旁路，从而产生近似4L0的总电感L。图19D示出所有的八个开关都断开的状态。因此，所有的八个电感器都是激活的，从而产生近似8L0的总电感L。
图20示出包含具有不同值的电感器的寄生补偿电路106的示例。每个电感器被示为具有并联连接的开关。因此，给定的电感器可以在其开关被断开时提供其电感。在开关被闭合时，该电感器被旁路。
图20示出在一些实施例中，具有不同值的电感器可以设置在可独立开关的级联二进制加权级(binary-weighted stage)中。在这种配置中，N级可以提供2N个电感状态。例如，3级可以利用L0、2L0、和4L0电感值来实现。利用这样的级，可以实现23个或8个电感状态。
例如，图20A示出所有的三个开关(SL1至SL3)都闭合的状态。因此，三个电感器中的每个都被旁路，从而产生近似为0的总电感L。图20B示出SL1断开而其余开关闭合的状态。因此，L0电感器是激活的，而其余的两个电感器中的每个被旁路，从而产生近似L0的总电感L。图20C示出SL3断开而其余开关闭合的状态。因此，4L0电感器是激活的，而其余的两个电感器中的每个被旁路，从而产生近似4L0的总电感L。图20D示出所有的三个开关都断开的状态。因此，L0电感器、2L0电感器和4L0电感器中的每个都是激活的，从而产生近似7L0的总电感L。表1列出了用于L的三个电感器的各种组合及其对应的总电感值。在表1中，断开开关对应于对应电感器的激活状态，而闭合开关对应于电感器的非激活状态。
Figure BDA0001219252010000191
Figure BDA0001219252010000201
表1
图21示出可被实现为在具有如本文所述的一个或多个特征的寄生补偿电路中获得期望的电感的处理250。在块252中，可以确定工作频率的范围或值。在块254中，可以针对该工作频率来确定期望的补偿电感值。在一些实施例中，可以选择这样的补偿电感值以补偿与被配置为促成该工作频率的开关网络相关联的总截止电容。在块256中，可以在将开关网络的公共节点耦接到地的电感电路中执行一个或多个开关操作，以产生期望的补偿电感。
在一些实施例中，本申请的一个或多个特征可以实现在多个产品中。图22A-22D在RF模块的上下文中示出这种产品的非限制性示例。可以理解的是，这种RF模块的一个或多个部分也可以是具有本申请的一个或多个特征的产品。
例如，图22A示出半导体晶片(die)300可包括具有如本文所述的一个或多个特征的开关网络102和寄生补偿电路106。这样的晶片可包括晶片衬底(die substrate)302。在一些实施例中，晶片300可以是例如绝缘体上硅(SOI)晶片。图22A进一步示出在一些实施例中，晶片300可以安装在RF模块310上。这样的模块可包括被配置为容纳包括晶片300的多个部件的封装衬底312。虽然在图22A中未示出，但是其他晶片和/或表面安装器件(SMD)也可以安装在封装衬底312上。封装衬底可包括例如层压衬底或陶瓷衬底。
图22B示出如下配置，其中具有如本文所述的一个或多个特征中的一些特征的晶片300被安装在RF模块310的封装衬底312上。晶片300被示为包括晶片衬底302。在所示的示例中，具有如本文所述的一个或多个特征的开关网络102被示为实现在晶片300上，并且寄生补偿电路106的一部分被示为也在实现晶片300上。寄生补偿电路106的另一部分被示为实现在晶片300的外部。这种另一部分可以实现在封装衬底上和/或内(例如，作为衬底的一部分、作为分立部件、或其某种组合)，或实现在单独的晶片上，或其任何组合。
图22C和22D示出RF模块310的示例，其中晶片300包括开关网络102，并且寄生补偿电路106实质上实现在晶片300的外部。在图22C的示例中，寄生补偿电路106被示为实现在封装衬底312上和/或内，实质上在晶片300的外部。在图22D的示例中，寄生补偿电路106被示为实现在具有晶片衬底306的第二晶片304上。两个示例晶片300、304可以或可以不基于相同的工艺技术。
具有本申请的一个或多个特征的寄生补偿电路有时被描述为实现在诸如封装衬底等衬底上。可以理解的是，这种寄生补偿电路可以具有实现在衬底的表面上、实现在衬底内、或其任何组合的部分。
在一些实现中，具有本文所述的一个或多个特征的结构、器件和/或电路可包括在诸如无线装置等的RF装置中。这样的结构、器件和/或电路可以直接实现在无线装置中，实现在如本文所述的一个或多个模块化形式中，或实现在其一些组合中。在一些实施例中，这样的无线装置可包括例如蜂窝电话、智能电话、具有或不具有电话功能的手持无线装置、无线平板电脑、无线路由器、无线接入点、无线基站等。尽管在无线装置的上下文中进行了描述，但可以理解的是，本申请的一个或多个特征也可以实现在诸如基站等的其他RF系统中。
图23描绘具有本文所述的一个或多个有利特征的示例无线装置400。在一些实施例中，这样的有利特征可以实现在前端(FE)模块310中。在一些实施例中，这样的FEM可包括比虚线框所指示的更多或更少的部件。
PA模块412中的PA可以从收发机410接收它们各自的RF信号，所述收发机410可被配置和操作为生成要放大和发射的RF信号，并且处理所接收的信号。收发机410被示为与基带子系统408交互，所述基带子系统408被配置为提供适于用户的数据和/或话音信号与适于收发机410的RF信号之间的转换。收发机410还被示为连接到功率管理部件406，所述功率管理部件406被配置为管理用于无线装置400的操作的功率。这样的功率管理还可以控制基带子系统408和无线装置400的其他部件的操作。
基带子系统408被示为连接到用户接口402，以便于向用户提供和从用户接收的话音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统408还可以连接到存储器404，存储器404被配置为存储数据和/或指令以促使无线装置的操作，和/或提供用户信息的存储。
在示例的无线装置400中，前端模块310可包括被配置为提供如本文所述的一个或多个功能的开关结构100。这样的开关结构可以实现在例如天线开关模块(ASM)414中。在一些实施例中，通过天线420接收的信号中的至少一些信号可以从ASM 414路由到一个或多个低噪声放大器(LNA)418。来自LNA 418的放大的信号被示为路由到收发机410。
一些其他的无线装置配置可以利用本文描述的一个或多个特征。例如，无线装置不需要是多频带装置。在另一示例中，无线装置可包括诸如分集天线等的附加天线、以及诸如Wi-Fi、蓝牙和GPS等的附加连接特征。
在本文公开的各个示例中，在电感电路的示例上下文中描述了寄生补偿电路。可以理解的是，在一些实施例中，这种寄生补偿电路也可包括其他非电感元件。
在本文所描述的各个示例中，可以是指诸如电容、电感和/或电阻等的电路元件。可以理解的是，这样的电路元件可以实现为诸如电容器、电感器和/或电阻器的器件。这样的器件可以实现为分立器件和/或分布式器件。
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中，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。如本文一般使用的词语“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。另外，当在本申请中使用时，词语“本文”、“上面”、“下面”和类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。
本发明实施例的以上详细描述不意欲是穷尽性的，或是将本发明限于上面所公开的精确形式。尽管上面出于说明性目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是如本领域技术人员将认识到的，本发明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处理，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进行执行。
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，可以按照多种其它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 (58)

1.一种开关结构，包括：
开关网络，包括耦接到公共节点的一个或多个可开关信号路径，每个可开关信号路径包括串联臂开关，被配置为在接通状态下连接所述公共节点和相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与所述相应路径节点断开，每个可开关信号路径还包括分流臂开关，被配置为当对应的串联臂开关处于关断状态时将所述相应路径节点连接到地，并且当对应的串联臂开关处于接通状态时将所述相应路径节点与所述地断开，每个可开关信号路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应；以及
寄生补偿电路，耦接到所述公共节点并且被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应，所述寄生补偿电路包括具有串联连接的多个可开关电感器的电感电路。
2.如权利要求1所述的开关结构，其中，所述开关网络包括多个可开关信号路径。
3.如权利要求1所述的开关结构，其中，所述公共节点是天线端口或耦接到所述天线端口。
4.如权利要求1所述的开关结构，其中，每个串联臂开关包括晶体管器件的堆叠，每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff，并且每个分流臂开关包括晶体管器件的堆叠，每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff。
5.如权利要求4所述的开关结构，其中，所述串联臂开关的每个晶体管器件包括以并联配置设置的N个场效应晶体管，并且所述分流臂开关的每个晶体管器件包括以并联配置设置的M个场效应晶体管，N和M中的每个都是正整数。
6.如权利要求4所述的开关结构，其中，所述电感电路耦接所述公共节点和所述地，所述电感电路具有电感L，所述电感L补偿包括所述串联臂开关和所述分流臂开关的一个或多个所述截止电容的寄生效应。
7.如权利要求6所述的开关结构，其中，所述寄生补偿电路的电感L被选择为具有值L＝1/[4π2f2(Coff_total)]，量f是工作频率，量Coff_total是所述开关网络的总截止电容。
8.如权利要求6所述的开关结构，其中，所述寄生补偿电路的电感L的存在允许使串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸更大以改善开关性能，同时减小所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容的所述寄生效应。
9.如权利要求8所述的开关结构，其中，所述开关性能包括插入损耗性能。
10.如权利要求9所述的开关结构，其中，所述串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸大于不具有所述寄生补偿电路的所述电感L的开关结构的对应晶体管的尺寸。
11.如权利要求10所述的开关结构，其中，具有所述寄生补偿电路的所述电感L的所述开关结构的所述开关网络具有比不具有所述寄生补偿电路的所述电感L的所述开关结构的所述开关网络的插入损耗更低的插入损耗。
12.如权利要求8所述的开关结构，其中，所述开关性能包括隔离度性能。
13.如权利要求12所述的开关结构，其中，所述分流臂开关晶体管的尺寸大于不具有所述寄生补偿电路的所述电感L的开关结构的对应晶体管的尺寸。
14.如权利要求13所述的开关结构，其中，具有所述寄生补偿电路的所述电感L的所述开关结构的所述开关网络具有比不具有所述电感L的所述开关结构的所述开关网络的隔离度更高的隔离度。
15.如权利要求6所述的开关结构，其中，所述电感电路被配置为提供用于所述寄生补偿电路的所述电感L的基本上固定的值。
16.如权利要求6所述的开关结构，其中，所述电感电路被配置为提供用于所述寄生补偿电路的所述电感L的多个不同的值。
17.如权利要求16所述的开关结构，其中，每个可开关电感器包括并联设置的电感器和开关。
18.如权利要求16所述的开关结构，其中，所述可开关电感器的电感值基本上相同。
19.如权利要求16所述的开关结构，其中，所述可开关电感器具有不同的电感值。
20.如权利要求19所述的开关结构，其中，选择所述不同的电感值以提供级联二进制加权级。
21.一种用于路由信号的方法，所述方法包括：
在开关网络中执行开关操作以允许一个或多个信号经耦接到公共节点的一个或多个对应的可开关信号路径通过，每个可开关信号路径包括串联臂开关，被配置为在接通状态下连接所述公共节点和相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与所述相应路径节点断开，每个可开关信号路径还包括分流臂开关，被配置为当对应的串联臂开关处于关断状态时将所述相应路径节点连接到地，并且当对应的串联臂开关处于接通状态时将所述相应路径节点与所述地断开，每个可开关信号路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应；以及
通过寄生补偿电路补偿所述公共节点处的所述寄生效应，所述寄生补偿电路包括具有串联连接的多个可开关电感器的电感电路。
22.一种用于制造开关设备的方法，所述方法包括：
形成或提供开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频信号路径，每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应；
形成寄生补偿电路；以及
将所述寄生补偿电路耦接到所述开关网络的节点，所述寄生补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应，所述寄生补偿电路包括具有串联连接的多个可开关电感器的电感电路。
23.一种射频模块，包括：
被配置为容纳多个部件的封装衬底；
在所述封装衬底上实现的开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频信号路径，每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应；以及
在所述封装衬底上实现的寄生补偿电路，所述寄生补偿电路耦接到所述开关网络的节点，所述寄生补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应，所述寄生补偿电路包括具有串联连接的多个可开关电感器的电感电路。
24.如权利要求23所述的射频模块，其中，所述开关网络实现在第一晶片上。
25.如权利要求24所述的射频模块，其中，所述第一晶片包括绝缘体上硅(SOI)。
26.如权利要求24所述的射频模块，其中，所述寄生补偿电路的至少一部分实现在所述第一晶片上。
27.如权利要求24所述的射频模块，其中，所述寄生补偿电路的至少一部分实现在第二晶片上。
28.如权利要求23所述的射频模块，其中，所述射频模块是天线开关模块。
29.一种射频装置，包括：
收发机，被配置为处理信号；
天线开关模块，与所述收发机通信并且被配置为路由用于发射的所放大的信号和路由用于放大的所接收的信号，所述天线开关模块包括开关网络，所述开关网络具有耦接到公共节点的一个或多个可开关信号路径，每个可开关信号路径包括串联臂开关，被配置为在接通状态下连接所述公共节点和相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与所述相应路径节点断开，每个可开关信号路径还包括分流臂开关，被配置为当对应的串联臂开关处于关断状态时将所述相应路径节点连接到地，并且当对应的串联臂开关处于接通状态时将所述相应路径节点与所述地断开，每个可开关信号路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应，所述天线开关模块还包括寄生补偿电路，耦接到所述公共节点并且被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应，所述寄生补偿电路包括具有串联连接的多个可开关电感器的电感电路；以及
天线，与所述天线开关模块通信并且被配置为促使相应信号的发射和接收中的任一方或两者。
30.如权利要求29所述的射频装置，其中，所述射频装置是无线装置。
31.如权利要求30所述的射频装置，其中，所述无线装置是蜂窝电话。
32.一种用于射频开关电路的可调补偿电路，所述可调补偿电路包括将所述射频开关电路的选定节点与参考节点耦接的电感电路，所述电感电路包括串联连接的多个可开关电感器，每个可开关电感器包括电感器和开关的并联设置，每个电感器具有L0的基本上恒定的电感值，使得所述电感电路能够以L0为步长来提供从L0到总电感的电感值，所述总电感近似等于L0乘以所述可开关电感器的数量。
33.如权利要求32所述的可调补偿电路，其中，所述射频开关电路包括多个可开关信号路径。
34.如权利要求33所述的可调补偿电路，其中，所述参考节点是地节点。
35.如权利要求34所述的可调补偿电路，其中，所述射频开关电路的所述选定节点是用于所述多个可开关信号路径的公共节点。
36.如权利要求35所述的可调补偿电路，其中，公共节点是天线端口。
37.如权利要求35所述的可调补偿电路，其中，所述多个可开关信号路径中的每个包括串联臂开关，被配置为在接通状态下连接所述公共节点和其相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与其相应路径节点断开。
38.如权利要求37所述的可调补偿电路，其中，所述多个可开关信号路径中的每个还包括分流臂开关，被配置为当对应的串联开关臂处于关断状态时将其相应路径节点连接到地，并且当所述串联开关臂处于接通状态时将所述路径节点与所述地断开。
39.一种开关电路，包括：
公共节点；
多个串联臂开关，其每个实现在所述公共节点和相应路径节点之间，并且被配置为在接通状态下连接所述公共节点和所述相应路径节点，并且在关断状态下将所述公共节点与所述相应路径节点断开，每个串联臂开关包括晶体管器件的堆叠，每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff；
分流臂开关，实现在相应串联臂开关的每个路径节点和地之间，并且被配置为当所述相应串联臂开关处于关断状态时将所述路径节点连接到所述地，并且当所述相应串联臂开关处于接通状态时将所述路径节点与所述地断开，每个分流臂开关包括晶体管器件的堆叠，每个晶体管器件具有随其尺寸增大的截止电容Coff；以及可调补偿电路，具有将所述公共节点耦接到所述地的电感电路，所述电感电路被配置为提供多个电感值，所述电感电路包括串联连接的多个可开关电感器。
40.如权利要求39所述的开关电路，其中，所述串联臂开关的每个晶体管器件包括以并联配置设置的N个场效应晶体管，并且所述分流臂开关的每个晶体管器件包括以并联配置设置的M个场效应晶体管，N和M中的每个都是正整数。
41.如权利要求39所述的开关电路，其中，由所述可调补偿电路提供的所述多个电感值中的至少一个电感值包括电感值L，所述电感值L补偿由所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容引起的寄生效应。
42.如权利要求41所述的开关电路，其中，所述电感值L被选择为具有值L＝1/[4π2f2(Coff_total)]，量f是工作频率，量Coff_total是所述串联臂开关和所述分流臂开关的总截止电容。
43.如权利要求41所述的开关电路，其中，所述电感值L的存在允许使串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸更大以改善开关性能，同时减小所述串联臂开关和所述分流臂开关的所述截止电容的所述寄生效应。
44.如权利要求43所述的开关电路，其中，所述开关性能包括插入损耗性能，使得所述串联臂和分流臂开关晶体管中的任一方或两者的尺寸大于不具有所述电感值L的开关电路的对应晶体管的尺寸。
45.如权利要求44所述的开关电路，其中，具有所述电感值L的所述开关电路的所述串联臂开关和所述分流臂开关具有比不具有所述电感值L的所述开关电路的所述串联臂开关和所述分流臂开关的插入损耗更低的插入损耗。
46.如权利要求43所述的开关电路，其中，所述开关性能包括隔离度性能，
使得所述分流臂开关晶体管的尺寸大于不具有所述电感值L的开关电路的对应晶体管的尺寸。
47.如权利要求46所述的开关电路，其中，具有所述电感值L的所述开关电路的所述串联臂开关和所述分流臂开关具有比不具有所述电感值L的所述开关电路的所述串联臂开关和所述分流臂开关的隔离度更高的隔离度。
48.一种用于补偿与开关电路相关联的寄生效应的方法，所述方法包括：
在所述开关电路中执行开关操作以允许一个或多个信号经一个或多个对应的可开关路径通过，每个路径贡献于与所述开关电路相关联的所述寄生效应；以及
利用耦接到所述开关电路的选定节点的可调补偿电路来提供电感，所述电感被选择以补偿与所述开关电路相关联的所述寄生效应，所述电感从串联连接的多个可开关电感器获得，每个可开关电感器包括电感器和开关的并联设置，每个电感器具有L0的基本上恒定的电感值，使得所述可调补偿电路能够以L0为步长来提供从L0到总电感的电感值，所述总电感近似等于L0乘以所述可开关电感器的数量。
49.一种用于制造开关设备的方法，所述方法包括：
形成或提供开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频信号路径，每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应；
形成可调补偿电路，所述可调补偿电路包括被配置为提供多个电感值的电感电路，所述电感电路包括串联连接的多个可开关电感器；以及
将所述可调补偿电路耦接在所述开关网络的选定节点和参考节点之间，所述可调补偿电路被配置为补偿所述开关网络的所述寄生效应。
50.一种射频模块，包括：
被配置为容纳多个部件的封装衬底；
在所述封装衬底上实现的开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频信号路径，每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应；以及
在所述封装衬底上实现的可调补偿电路，所述可调补偿电路包括将所述开关网络的选定节点与参考节点耦接的电感电路，所述电感电路被配置为提供多个电感值，所述电感值中的至少一些电感值被选择以补偿所述开关网络的所述寄生效应，所述电感电路包括串联连接的多个可开关电感器。
51.如权利要求50所述的射频模块，其中，所述开关网络实现在第一晶片上。
52.如权利要求51所述的射频模块，其中，所述第一晶片包括绝缘体上硅(SOI)。
53.如权利要求51所述的射频模块，其中，所述可调补偿电路的至少一部分实现在所述第一晶片上。
54.如权利要求51所述的射频模块，其中，所述可调补偿电路的至少一部分实现在第二晶片上。
55.如权利要求50所述的射频模块，其中，所述射频模块是天线开关模块。
56.一种射频装置，包括：
收发机，被配置为处理射频信号；
与所述收发机通信的天线开关模块，所述天线开关模块被配置为路由用于发射的所放大的射频信号和路由用于放大的所接收的射频信号，所述天线开关模块包括开关网络，所述开关网络包括一个或多个可开关射频信号路径，每个路径贡献于与所述开关网络相关联的寄生效应，所述天线开关模块还包括可调补偿电路，所述可调补偿电路具有将所述开关网络的选定节点与参考节点耦接的电感电路，所述电感电路被配置为提供多个电感值，所述电感值中的至少一些电感值被选择以补偿所述开关网络的所述寄生效应，所述电感电路包括串联连接的多个可开关电感器；以及
与所述天线开关模块通信的天线，所述天线被配置为促使相应射频信号的发射和接收中的任一方或两者。
57.如权利要求56所述的射频装置，其中，所述射频装置是无线装置。
58.如权利要求57所述的射频装置，其中，所述无线装置是蜂窝电话。
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