CN107404311A - 具有自偏置体端的射频开关 - Google Patents

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李小勇
李旋
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    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors

Abstract

本发明公开了一种具有自偏置体端的射频开关，其包括控制系统、第一NMOS和第二NMOS；第一NMOS的源极用于输入输入电压，第一NMOS的漏极用于输出输出电压；控制系统的输出端分别与第一NMOS的栅极及第二NMOS的漏极连接，第一NMOS的体端与第二NMOS的源极连接，第二NMOS的栅极接地。本发明弥补了现有技术中NMOS开关需要消耗两条控制线且NMOS的栅极电压和体端电压只能独立控制而导致NMOS开关的控制复杂的不足，仅需一条控制线就能同时控制所述第一NMOS的栅极电压和体端电压，减少控制系统与第一NMOS之间的控制线的数量，降低控制第一NMOS的复杂度，减少电能消耗和芯片面积。

Description

具有自偏置体端的射频开关
技术领域
本发明属于射频开关领域，尤其涉及一种具有自偏置体端的射频开关。
背景技术
NMOS(N型金属-氧化物-半导体)开关如图1所示，其输入与输出之间导通还是截止是由NMOS的栅极电压Vgate和体端电压Vbody决定的。现有技术中在控制NMOS开关时，通常如图2所示，将NMOS的栅极通过一条控制线与控制系统1的第一输出端连接，所述第一输出端输出第一控制信号至NMOS的栅极，将NMOS的体端通过另一条控制线与控制系统1的第二输出端连接，所述第二输出端输出第二控制信号至NMOS的体端，利用控制系统1的两个输出端输出的第一控制信号和第二控制信号分别控制NMOS的栅极电压Vgate和体端电压Vbody。这种控制NMOS开关的方式需要消耗两条控制线，并且NMOS的栅极电压Vgate和体端电压Vbody只能独立控制，导致NMOS开关的控制复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中NMOS开关需要消耗两条控制线且NMOS的栅极电压Vgate和体端电压Vbody只能独立控制而导致NMOS开关的控制复杂的缺陷，提供一种控制简单的具有自偏置体端的射频开关。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种具有自偏置体端的射频开关，所述射频开关包括控制系统、第一NMOS和第二NMOS；
所述第一NMOS的源极用于输入输入电压，所述第一NMOS的漏极用于输出输出电压；
所述控制系统的输出端分别与所述第一NMOS的栅极及所述第二NMOS的漏极连接，所述第一NMOS的体端与所述第二NMOS的源极连接，所述第二NMOS的栅极接地。
本方案通过所述控制系统和所述第二NMOS实现了对所述第一NMOS的控制，其中，所述控制系统仅利用一条控制线连接了所述控制系统的一个输出端与所述第一NMOS的栅极，同时控制了所述第一NMOS的栅极电压和体端电压，即实现所述第一NMOS的导通和截止，减少了控制线的数量，降低了控制第一NMOS的复杂度。
较佳地，所述射频开关还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述控制系统的输出端连接，所述第一电阻的另一端通过所述第一电容接地，所述第一电阻的另一端还通过所述第二电阻与所述第一NMOS的栅极连接，所述第一电阻的另一端还与所述第二NMOS的漏极连接；
所述第三电阻的一端与所述第一NMOS的体端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二NMOS的源极连接。
其中，所述第一电阻和所述第一电容能够稳定所述控制系统的输出端输出的控制电压，过滤控制系统的噪声；所述第二电阻和所述第三电阻能够隔离寄生电容防止射频信号衰减。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明仅需一条控制线就能同时控制所述第一NMOS的栅极电压和体端电压，，能够减少控制系统与第一NMOS之间的控制线的数量，降低控制第一NMOS的复杂度，减少电能消耗和芯片面积。
附图说明
图1为背景技术中的NMOS开关。
图2为背景技术中NMOS开关的控制电路。
图3为本发明实施例1的具有自偏置体端的射频开关的电路图。
图4为本发明实施例1中NMOS1导通时的电压状态示意图。
图5为本发明实施例1中NMOS1截止时的电压状态示意图。
图6为本发明实施例2的具有自偏置体端的射频开关的电路图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种具有自偏置体端的射频开关，如图3所示，所述射频开关包括控制系统2、第一NMOS(即图3中的NMOS1)和第二NMOS(即图3中的NMOS2)。NMOS1的源极用于输入输入电压Vin，NMOS1的漏极用于输出输出电压Vout；所述控制系统2的输出端分别与NMOS1的栅极及NMOS2的漏极连接，NMOS1的体端与NMOS2的源极连接，NMOS2的栅极接地。
本实施例中，NMOS2提供了NMOS1的体端电压Vbody，NMOS2的栅极因接地而电压为0。当所述控制系统2的输出端输出控制信号为Vctrl时，NMOS1的栅极电压Vgate＝Vctrl，NMOS2截止，NMOS1的体端电压Vbody＝0，此时NMOS1的各极电压如图4所示，NMOS1为导通状态；当所述控制系统2的输出端输出控制信号为-Vctrl时，NMOS1的栅极电压Vgate＝-Vctrl，NMOS2导通，NMOS1的体端电压Vbody＝-Vctrl，此时NMOS1的各极电压如图5所示，NMOS1为截止状态。
本实施例中的射频开关只需要控制系统2输出一路控制信号即可同时控制NMOS1的栅极电压和体端电压，进而控制NMOS1的导通截止状态，大大减少了控制线的数量，降低了控制系统控制NMOS1的复杂度，减少了电能消耗和芯片面积。
实施例2
本实施例的射频开关与实施例1的射频开关基本相同，不同之处在于，在实施例1的射频开关的基础上，如图6所示，本实施例的射频开关还进一步包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1。
所述第一电阻R1的一端与所述控制系统2的输出端连接，所述第一电阻R1的另一端通过所述第一电容C1接地，所述第一电阻R1的另一端还通过所述第二电阻R2与NMOS1的栅极连接，所述第一电阻R1的另一端还与NMOS2的漏极连接；所述第三电阻R3的一端与NMOS1的体端连接，所述第三电阻R3的另一端与NMOS2的源极连接。
其中，所述第一电阻R1和所述第一电容C1能够稳定所述控制系统2的输出端输出的控制电压，过滤控制系统2的噪声；所述第二电阻R2和所述第三电阻R3能够隔离寄生电容防止射频信号衰减。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有自偏置体端的射频开关，其特征在于，所述射频开关包括控制系统、第一NMOS和第二NMOS；
所述第一NMOS的源极用于输入输入电压，所述第一NMOS的漏极用于输出输出电压；
所述控制系统的输出端分别与所述第一NMOS的栅极及所述第二NMOS的漏极连接，所述第一NMOS的体端与所述第二NMOS的源极连接，所述第二NMOS的栅极接地。
2.如权利要求1所述的射频开关，其特征在于，所述射频开关还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端与所述控制系统的输出端连接，所述第一电阻的另一端通过所述第一电容接地，所述第一电阻的另一端还通过所述第二电阻与所述第一NMOS的栅极连接，所述第一电阻的另一端还与所述第二NMOS的漏极连接；
所述第三电阻的一端与所述第一NMOS的体端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二NMOS的源极连接。
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