CN112467977A - 一种射频开关及其电荷泵稳压电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了本实施例提供了一种射频开关及其电荷泵稳压电路，该电荷泵稳压电路具体包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容。该电荷泵稳压电路的检测点为电荷泵的输出端，当漏电很小时候，PMOS管的输出可以通过电荷泵的升压得到开关元件的驱动电压。当漏电变大，电路使得PMOS管的输出电压升高，升高的幅度会刚刚好使得电荷泵的输出依然稳定在该开关元件的驱动电压。这样一来，电荷泵稳压电路输出的开启电压就不会因射频信号的增加而下跌，从而避免了射频开关性能的降低。

Description

一种射频开关及其电荷泵稳压电路

技术领域

本申请涉及射频技术领域，更具体地说，涉及一种射频开关及其电荷泵稳压电路。

背景技术

随着移动通信技术的发展，射频开关的应用越来越广泛，为保证应用射频开关的电子设备的性能，射频开关需要做到低插损和好的线性度。目前的射频开关一般是基于SOICMOS工艺或者普通CMOS工艺下实现的。当基于普通MOS工艺实现时，需要一个尽可能高的开启电压和一个负的关断电压以实现射频开关的开启或关闭。

例如在目前常用的CMOS工艺下，开启电压一般设计为2.5V到3V之间，而新一代的通信系统内的电源往往是在1.8V左右。这样为了得到一个2.5V到3V之间的开启电压必须使用电荷泵稳压电路，目前一般采用的是开环二倍升压的电荷泵稳压电路，如图1所示，该电路可以将1.5V输入电压进行二倍升压得到3V的开启电压。

一般来说，射频开关在实际应用中上会有漏电，且漏电会随着加在射频开关的射频信号的幅度的增加而增加，这样，在大信号应用时该电荷泵稳压电路输出的开启电压会出现明显下跌，极端情况下甚至会小于2.5V，从而直接导致射频开关性能的降低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种射频开关及其电荷泵稳压电路，用于得到稳定的开启电压，避免射频开关性能降低。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电荷泵稳压电路，应用于射频开关，所述电荷泵稳压电路包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容，其中：

所述运算放大器的反相输入端用于接收参考电压，所述运算放大器的输出端分别与所述PMOS管的栅极、所述环路补偿电容的一端电连接；

所述PMOS管的漏极用于接收驱动电压、源极与所述电荷泵的输入端电连接；

所述电荷泵的输出端用于作为所述电荷泵稳压电路的输出端，且与所述分压电路的一端电连接，还与所述环路补偿电容的另一端电连接；

所述分压电路的另一端接地，且设置有反馈信号输出端，所述反馈信号输出端用于向所述运算放大器的正相输入端输出电压反馈信号。

可选的，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，其中：

所述第一电阻的一端与所述电荷泵的输出端电连接、另一端用于作为所述反馈信号输出端，且所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端电连接；

所述第二电阻的另一端接地。

可选的，所述分压电路包括第三电阻和电流源，其中：

所述第三电阻的一端与所述电荷泵的输出端电连接、另一端用于作为所述反馈信号输出端，且所述第三电阻的另一端与所述电流源的输入端电连接；

所述电流源的输出端接地。

可选的，所述电荷泵的升压倍数为二倍或多倍。

一种射频开关，设置有如上所述的电荷泵稳压电路。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了本实施例提供了一种射频开关及其电荷泵稳压电路，该电荷泵稳压电路具体包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容。运算放大器的反相输入端用于接收参考电压，运算放大器的输出端分别与PMOS管的栅极、环路补偿电容的一端电连接；PMOS管的漏极用于接收驱动电压、源极与电荷泵的输入端电连接；电荷泵的输出端用于作为电荷泵稳压电路的输出端，且与分压电路的一端电连接，还与环路补偿电容的另一端电连接；分压电路的另一端接地，且设置有反馈信号输出端，反馈信号输出端用于向运算放大器的正相输入端输出电压反馈信号电荷泵稳压电路的检测点为电荷泵的输出端，当漏电很小时候，PMOS管的输出可以通过电荷泵的升压得到开关元件的驱动电压。当漏电变大，电路使得PMOS管的输出电压升高，升高的幅度会刚刚好使得电荷泵的输出依然稳定在该开关元件的驱动电压。这样一来，电荷泵稳压电路输出的开启电压就不会因射频信号的增加而下跌，从而避免了射频开关性能的降低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的一种电荷泵稳压电路的电路图；

图2为本申请实施例的另一种电荷泵稳压电路的电路图；

图3为本申请实施例的又一种电荷泵稳压电路的电路图；

图4为本申请实施例的一种射频开关的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例的一种电荷泵稳压电路的电路图。

如图1所示，本实施例中的电荷泵稳压电路应用于射频开关，用于为射频开关的开关元件提供稳定的驱动电压，该电荷泵稳压电路具体包括运算放大器D1、PMOS管M、电荷泵D2、分压电路10和环路补偿电容Cc。

该分压电路用于采集电荷泵的输出端的输出电压，即采集整个电荷泵稳压电路的输出电压，根据该输出电压得到并输出电压反馈信号。

运算放大器的反相输入端用于接收参考电压Vref，其正相输入端用于接收分压电路输出的电压反馈信号，并基于该电压反馈信用和参考电压之间的差值通过其输出端输出导通控制信号。该运算放大器的输出端与PMOS管的栅极电连接。

PMOS管的漏极用于接收驱动电压Vdd，鉴于现在的通信系统内的电压一般为1.8伏左右，因此这里的驱动电压为1.5～1.8伏。该PMOS管的源极与电荷泵的输入端电连接。

电荷泵的输出端用于作为整个电荷泵稳压电路的输出端，为了与其他输出端相区别，可以将电荷泵稳压电路的输出端称之为稳压输出端，该稳压输出端用于向射频开关的开关元件输出驱动电压。该电荷泵的升压倍数为二倍或多倍，即2倍、3倍…，或者其他非整数倍。

电荷泵的输出端还通过环路补偿电容与运算放大器的输出端电连接，即环路补偿电容的一端与电荷泵的输出端连接，环路补偿电容的另一端与运算放大器的输出端连接。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种电荷泵稳压电路，该电路应用于射频开关，具体包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容。运算放大器的反相输入端用于接收参考电压，运算放大器的输出端分别与PMOS管的栅极、环路补偿电容的一端电连接；PMOS管的漏极用于接收驱动电压、源极与电荷泵的输入端电连接；电荷泵的输出端用于作为电荷泵稳压电路的输出端，且与分压电路的一端电连接，还与环路补偿电容的另一端电连接；分压电路的另一端接地，且设置有反馈信号输出端，反馈信号输出端用于向运算放大器的正相输入端输出电压反馈信号。这样一来，整个电荷泵稳压电路的检测点为电荷泵的输出端，当漏电很小时候，PMOS管的输出可以通过电荷泵的升压得到开关元件的驱动电压。当漏电变大，电路使得PMOS管的输出电压升高，升高的幅度会刚刚好使得电荷泵的输出依然稳定在该开关元件的驱动电压。

在本实施例的一个具体实施方式中，利用电阻分压方式产生该电压反馈信号，这时分压电路由第一电阻R1和第二电阻R2构成，如图2所示。第一电阻的一端与电荷泵的输出端连接、另一端与第二电阻的一端连接，两个电阻串联连接，其连接点用于作为反馈信号输出端。该第二电阻的另一端接地。

本申请公开了本实施例提供了一种射频开关及其电荷泵稳压电路，该电荷泵稳压电路具体包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容。运算放大器的反相输入端用于接收参考电压，运算放大器的输出端分别与PMOS管的栅极、环路补偿电容的一端电连接；PMOS管的漏极用于接收驱动电压、源极与电荷泵的输入端电连接；电荷泵的输出端用于作为电荷泵稳压电路的输出端，且与分压电路的一端电连接，还与环路补偿电容的另一端电连接；分压电路的另一端接地，且设置有反馈信号输出端，反馈信号输出端用于向运算放大器的正相输入端输出电压反馈信号。电荷泵稳压电路的检测点为电荷泵的输出端，当漏电很小时候，PMOS管的输出可以通过电荷泵的升压得到开关元件的驱动电压。当漏电变大，电路使得PMOS管的输出电压升高，升高的幅度会刚刚好使得电荷泵的输出依然稳定在该开关元件的驱动电压。这样一来，电荷泵稳压电路输出的开启电压就不会因射频信号的增加而下跌，从而避免了射频开关性能的降低。

在本实施例的另一个具体实施方式中，还可以通过在电阻上产生压降的方式产生该电压反馈信号，此时该分压电路包括第三电阻R3和电流源Is，如图3所示。该第三电阻的一端与电荷泵的输出端连接、另一个端与电流源的输入端连接，电流源的输出端接地，第三电阻与电流源的连接点作为该反馈电压输出端。

该电流源的电流值为Vbg/r，其中Vbg为带隙基准源的输出值，r为第三电阻的阻值。

实施例二

图4为本申请实施例的一种射频开关的电路图。

如图4所示，本实施例提供的射频开关包括上一实施例提供的电荷泵稳压电路与控制逻辑电路和多个开关元件RF1……RFn。

电荷泵稳压电路用于为控制逻辑电路输出驱动电压，该控制逻辑电路基于相应的开关控制信号control控制开关元件的开启或关断。该电路应用于射频开关，具体包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容。电荷泵稳压电路的检测点为电荷泵的输出端，当漏电很小时候，PMOS管的输出可以通过电荷泵的升压得到开关元件的驱动电压。当漏电变大，电路使得PMOS管的输出电压升高，升高的幅度会刚刚好使得电荷泵的输出依然稳定在该开关元件的驱动电压。这样一来，电荷泵稳压电路输出的开启电压就不会因射频信号的增加而下跌，从而避免了射频开关性能的降低。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种电荷泵稳压电路，应用于射频开关，其特征在于，所述电荷泵稳压电路包括运算放大器、PMOS管、电荷泵、分压电路和环路补偿电容，其中：

所述运算放大器的反相输入端用于接收参考电压，所述运算放大器的输出端分别与所述PMOS管的栅极、所述环路补偿电容的一端电连接；

所述PMOS管的漏极用于接收驱动电压、源极与所述电荷泵的输入端电连接；

所述电荷泵的输出端用于作为所述电荷泵稳压电路的输出端，且与所述分压电路的一端电连接，还与所述环路补偿电容的另一端电连接；

所述分压电路的另一端接地，且设置有反馈信号输出端，所述反馈信号输出端用于向所述运算放大器的正相输入端输出电压反馈信号。

2.如权利要求1所述的电荷泵稳压电路，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，其中：

所述第一电阻的一端与所述电荷泵的输出端电连接、另一端用于作为所述反馈信号输出端，且所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端电连接；

所述第二电阻的另一端接地。

3.如权利要求1所述的电荷泵稳压电路，其特征在于，所述分压电路包括第三电阻和电流源，其中：

所述第三电阻的一端与所述电荷泵的输出端电连接、另一端用于作为所述反馈信号输出端，且所述第三电阻的另一端与所述电流源的输入端电连接；

所述电流源的输出端接地。

4.如权利要求1所述的电荷泵稳压电路，其特征在于，所述电荷泵的升压倍数为二倍或多倍。

5.一种射频开关，其特征在于，设置有如权利要求1～4任一项所述的电荷泵稳压电路。

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