CN115461995A - 降低射频开关中的寄生损耗的串联分流偏置方法 - Google Patents

降低射频开关中的寄生损耗的串联分流偏置方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115461995A
CN115461995A CN202180031964.0A CN202180031964A CN115461995A CN 115461995 A CN115461995 A CN 115461995A CN 202180031964 A CN202180031964 A CN 202180031964A CN 115461995 A CN115461995 A CN 115461995A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
gate
series
shunt
resistors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180031964.0A
Other languages
English (en)
Inventor
R·P·K·维杜拉
G·P·埃姆图尔恩
A·阿里亚加达
S·格科特佩里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN115461995A publication Critical patent/CN115461995A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/102—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04—Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04106—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • 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
    • H03K17/6871—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 the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6874—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 the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor in a symmetrical configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • 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
    • H03K17/693—Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0018—Special modifications or use of the back gate voltage of a FET
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0054—Gating switches, e.g. pass gates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

射频(RF)开关包括串联耦合的开关晶体管。RF开关包括与开关晶体管的栅极电极耦合的分布式栅极偏置网络。RF开关还包括与开关晶体管的体电极耦合的分布式体偏置网络。

Description

降低射频开关中的寄生损耗的串联分流偏置方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年1月15日提交的发明名称为“SERIES SHUNT BIASING METHODTO REDUCE PARASITIC LOSS IN A RADIO FREQUENCY SWITCH”的美国专利申请No.17,150,610的优先权，该申请要求于2020年5月11日提交的发明名称为“SERIES SHUNT BIASINGMETHOD TO REDUCE PARASITIC LOSS IN A RADIO FREQUENCY SWITCH”的美国临时专利申请No.63,022,817的权益,它们的公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本公开一般涉及集成电路(IC)。更具体地，本公开涉及一种用于减少射频(RF)开关中的寄生损耗的串联分流偏置(series shunt biasing)方法。
背景技术
针对移动射频(RF)收发器的设计挑战包括用于满足5G和未来6G传输频率规范的性能考虑。这些5G/6G性能规范要求(mandate)比当前传输频率标准显著提高的传输频率。晶体管通常被选择为在显著更高的频率下操作以支持通信增强，该频率诸如毫米波。这些晶体管可以是用于实现移动RF收发器的RF开关的开关晶体管。
例如，高性能互补金属氧化物半导体(CMOS)RF开关技术目前被制造来实现开关晶体管。一系列开关晶体管可以被配置作为RF开关。不幸的是，用于控制一系列开关晶体管的栅极偏置技术可能会降低RF开关的切换速度。当被实现在移动射频收发器中时，射频开关的切换速度降低可能会阻碍满足5G和未来6G传输频率规范。
发明内容
射频(RF)开关包括串联耦合的开关晶体管。RF开关包括与开关晶体管的栅极电极耦合的分布式栅极偏置网络。RF开关还包括与开关晶体管的体电极耦合的分布式体偏置网络。
描述了一种构建包括分布式栅极偏置网络的射频(RF)开关的方法。该方法包括从源极到漏极串联耦合开关晶体管。该方法还包括将分流(shunt)栅极电阻器耦合到每个开关晶体管的栅极。该方法还包括根据梯状(ladder)配置将串联栅极电阻器耦合到每个分流栅极电阻器。该方法还包括将分流体电阻器耦合到每个开关晶体管的体。该方法还包括根据梯状配置将串联体电阻器耦合到每个分流体电阻器。
描述了一种射频(RF)前端电路。RF前端电路包括具有串联耦合的开关晶体管的RF开关。RF开关还包括与开关晶体管的栅极电极耦合的分布式栅极偏置网络。RF开关还包括与开关晶体管的体电极耦合的分布式体偏置网络。RF前端电路还包括与RF开关耦合的天线。
这已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下详细描述。下面将描述本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应当了解，本公开可以容易地被用作修改或设计其他结构以实现本公开的相同目的的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构没有背离所附权利要求中阐述的本公开的教导。当结合附图考虑时，从以下描述中将更好地理解在其组织和操作方法两个方面被认为是本公开特性的新颖性特征、以及进一步的目的和优点。然而，要明确理解的是，每个附图都是仅出于说明和描述的目的而被提供，而不旨在作为对本公开内容的限制的定义。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现在对以下结合附图做出的描述进行参考。
图1是具有用于芯片组的无线局域网模块和射频(RF)前端模块的无线设备的示意图。
图2示出了包括开关场效应晶体管(FET)的射频集成电路(RFIC)的截面图。
图3是图示了根据本公开的各方面的堆叠式射频(RF)开关晶体管的配置的示意图。
图4A-图4D是图示了根据本公开的各方面的包括分布式栅极偏置网络和分布式体偏置网络的堆叠式射频(RF)开关的配置的示意图。
图5A-图5D是图示了根据本公开的另外方面的包括分布式栅极偏置网络和分布式体偏置网络的堆叠式射频(RF)开关的配置的示意图。
图6是图示了根据本公开的各方面的构建包括分布式栅极偏置网络的堆叠式射频(RF)开关的方法的过程流程图。
图7是示出了在其中可以有利地采用本公开的配置的示例性无线通信系统的框图。
图8是图示了根据一种配置的被用于半导体组件的电路、布局和逻辑设计的设计工作站的框图。
具体实施方式
下文结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，而不旨在表示在其中可以实践所描述的概念的仅有配置。详细描述包括特定细节，目的是提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些实例中，众所周知的结构和组件以框图形式来示出以避免混淆这些概念。
如所描述的，术语“和/或”的使用旨在表示“包含性‘或’”。并且术语“或”的使用旨在表示“排他性‘或’”。如所描述的，在整个本说明书中使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”，并且不应必然被解释为比其他示例性配置更优选或有利。如所描述的，在整个本说明书中使用的术语“耦合”意指“连接，无论是直接连接或通过中间连接件(例如，开关)间接连接、电气连接、机械连接、或其他方式连接”，并且不一定限于物理连接。此外，连接可以是使得对象永久连接或对象连接是可释放的。连接可以通过开关。如所描述的，在整个本说明书中使用的术语“接近(proximate)”意指“相邻(adjacent)、非常接近(verynear)、紧邻(next to)或靠近(close to)”。如所描述的，在整个本说明书中使用的术语“在……上”在某些配置中意指“直接在……上”，而在其他配置中意指“间接在……上”。
5G/6G协议的传输频率规范要求比当前标准显著提高的传输频率(例如，每秒十吉比特(10Gbps))。此外，各种技术创新正在推动对大规模无线通信速度的需求。这些技术创新包括例如自动驾驶、工业物联网(IIOT)、远程医疗手术/资源共享、以及信息娱乐/游戏/教育。其他技术创新包括与人工智能(AI)和虚拟现实(VR)/人工现实(AR)/混合现实(MR)/扩展现实(XR)设备的交互协作。这些技术创新正在推动对空中接口的需求，该空中接口以10Gbps的速度操作，等待时间小于1毫秒(例如，<1ms等待时间)。
此外，媒体应用也在推动对大规模无线通信速度的需求。特别地，用于混合现实(MR)和扩展现实(XR)应用的实时高清(HD)视频(例如4K/8K)以及基于互联网协议的高频语音(HF VoIP)音频内容传输规定了远高于10Gbps的下行链路和上行链路速度两者。这些大规模数据传输速率可以通过可以提供更宽带宽的毫米波(mmWave)通信来实现。
用以满足5G/6G传输频率规范的针对移动射频(RF)收发器的设计挑战要求比当前标准显著提高的传输频率。为了支持这些通信增强，可以规定晶体管以显著更高的频率操作，诸如毫米波。这些晶体管可以是用于实现移动RF收发器的RF开关的开关晶体管。
例如，高性能互补金属氧化物半导体(CMOS)RF开关技术目前被制造来实现开关晶体管。RF前端(RFFE)模块或射频(RF)前端电路可以依靠这些高性能CMOS RF开关技术来成功操作。在实践中，一系列RF开关晶体管可以被配置作为RF开关。不幸的是，用于控制一系列开关晶体管的栅极和体偏置技术可能会降低RF开关的切换速度。当被实现在移动射频收发器中时，射频开关的切换速度降低可能会妨碍满足5G和未来6G传输频率规范。
特别地，RF开关晶体管的栅极可以被偏置以关断开关。为了从移动RF收发器的RF信号对直流(DC)偏置进行解耦，栅极电阻器(Rg)与栅极串联进行放置。堆叠式RF开关可以由串联耦合的RF开关晶体管组成，以阻止比单个RF开关晶体管能够处理的更大的电压。不幸的是，这些栅极电阻器会显著影响信号完整性。在操作中，栅极电阻器作为对地(toground)的电导而并联工作，这显著增加了RF开关堆叠中的耗散损耗。解决该问题的常规解决方案增加栅极电阻器的值。不幸的是，增加栅极电阻器的电阻值会对RF开关堆叠的切换速度产生不利影响。
本公开的各个方面提供了一种串联分流偏置方法以减少堆叠式射频(RF)开关中的寄生损耗。用于堆叠式RF开关的半导体制造的工艺流程可以包括前端制程(FEOL)工艺、中段制程(MOL)工艺和后端制程(BEOL)工艺。如所描述的，“分布式栅极偏置网络”是被用来连接一系列开关的栅极电极的无源元件的网络。如所描述的，“堆叠式开关”是串联堆叠的开关，以适应比相同类型的单个开关所能承受的更大的电压。如所描述的，“较高电压”开关更靠近高压源，并且“较低电压”开关更靠近信号终端或接地。
本公开的各方面涉及一种用于减少堆叠式RF开关中的寄生损耗的串联和分流偏置方法。在本公开的一个方面中，分流栅极电阻器(Rgshunt)和串联栅极电阻器(Rgseries)以梯状配置来耦合，以便为更高的电压节点提供更大的栅极电阻值。这种配置实现了由参数(Rp)来表示的较低总体对地寄生损耗(parasitic loss to ground)以及针对较低电压节点的较低栅极电阻值，从而实现较低的总体切换时间。尽管被示为电阻器，但是其他无源器件也可以被布置在梯状配置中。
在本公开的一个方面，比率(例如，Rgseries/Rgshunt)被维持在预定范围(例如，1/20到1/100之间的范围)以实现低RF损耗，同时维持低切换时间。与较低电压节点相比，梯状连接的栅极偏置网络具有增大较高电压节点处的电阻的优点。此外，与用于一系列栅极电阻器的单个栅极电阻器值相比，梯状连接的栅极偏置网络减少了切换时间和/或对地的寄生损耗(例如，Rp)更低。梯状连接的栅极偏置网络还通过使来自不同栅极节点的电流路由通过相同的电阻器来减小面积。此外，通过减少电阻器的数量，可以降低对电阻器的寄生电容。
图1是包括堆叠式射频(RF)开关的无线设备100(例如，蜂窝电话或智能手机)的示意图，开关包括梯状连接的栅极偏置网络。无线设备100具有用于芯片组110的无线局域网(WLAN)(例如，Wi-Fi)模块150和射频(RF)前端模块170。Wi-Fi模块150包括将天线164可通信地耦合到无线局域网模块(例如，WLAN模块152)的第一同向双工器162。第一RF开关160将第一同向双工器(diplexer)162可通信地耦合到WLAN模块152。RF前端模块170包括第二同向双工器190，第二同向双工器190通过双工器(duplexer，DUP)172将天线192可通信地耦合到无线收发器(WTR)120。第二RF开关180将第二同向双工器190可通信地耦合到双工器172。
WTR 120和Wi-Fi模块150的WLAN模块152耦合到调制解调器(MSM，例如基带调制解调器)130，调制解调器130由电源102通过电源管理集成电路(PMIC)140供电。芯片组110还包括电容器112和114以及(一个或多个)电感器116以提供信号完整性。PMIC 140、调制解调器130、WTR 120和WLAN模块152各自包括电容器(例如，142、132、122和154)并且根据时钟118操作。芯片组110中的各种电感器和电容器组件的几何形状和布置可以减少组件之间的电磁耦合。
无线设备的WTR 120通常包括移动RF收发器以发射和接收用于双向通信的数据。WTR 120和RF前端模块170可以使用高性能互补金属氧化物半导体(CMOS)RF开关技术来实现，以实现第一RF开关160和第二RF开关180的开关晶体管。RF前端模块170可以依赖于这些高性能CMOS RF开关技术来成功操作。在实践中，一系列RF开关晶体管可以被配置作为RF开关。RF开关晶体管如图2中所示。
图2示出了射频(RF)集成电路(RFIC)200的截面图。如图2中所示，RFIC 200包括有源器件210，有源器件210在由衬底202(例如，硅晶圆)支撑的绝缘层220(例如，掩埋氧化物(BOX))上。RFIC 200可以使用CMOS工艺而被制造为互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管。RFIC 200还包括互连件250，互连件250在第一电介质层206内耦合到有源器件210。绝缘层220上的有源器件210可以是CMOS晶体管。(图1的)RF前端模块170可以依赖于这些高性能CMOS RF技术来成功操作。RF集成电路200可以实现图1中的RF前端模块170。例如，有源器件210可以是Wi-Fi模块150的第一RF开关160和/或RF前端模块170的第二RF开关180的开关场效应晶体管(FET)(如图1中所示)。
RF前端模块170的配置可以依赖于高性能互补金属氧化物半导体(CMOS)RF开关技术。特别地，RF前端模块170可以依赖于这些高性能CMOS RF开关技术来成功操作第二RF开关180(和/或第一RF开关160)。在实践中，一系列RF开关晶体管可以被配置作为RF开关。不幸的是，用于控制一系列开关晶体管的栅极和体偏置技术可能会降低RF开关的切换速度。当被实现在移动RF收发器中时，RF开关的切换速度降低可能会阻碍满足5G和未来6G传输频率规范。
图3是图示了根据本公开的各方面的堆叠式射频(RF)开关晶体管的配置的示意图。在图3的示意性表示方式中，堆叠式RF开关300由串联耦合的RF开关晶体管310(310-1、...、310-N)组成，以阻止比单个RF开关晶体管能够处理的更大的电压。在此配置中，RF源302(例如，RF电压(Vrf))耦合到RF开关晶体管310(例如，N型CMOS开关)中的第一个晶体管(例如，310-1)的漏极(D)。RF开关晶体管310串联连接(例如，源极(S)到漏极(D))，负载304(Z0)耦合到RF开关晶体管310中的最后一个晶体管(例如，310-N)。
在此配置中，RF开关晶体管310被示为四端子器件，在该四端子器件中，RF开关晶体管310的栅极(G)和体(B)被偏置以关断开关。具体地，为了从例如移动RF收发器的RF信号对直流(DC)偏置进行解耦，将栅极电阻器(Rg)与每个RF开关晶体管310的栅极(G)串联放置。此外，将体电阻器(Rb)与每个RF开关晶体管310的体(body)(B)串联放置。不幸的是，这些栅极电阻器Rg和体电阻器Rb会显著影响RF信号的信号完整性。
在操作中，栅极电阻器Rg作为对地电导(conductance to ground)(例如，栅极电压(Vg)306)而并联工作，这显著增加了堆叠式RF开关300中的耗散损耗。类似地，体电阻器Rb作为对地电导而并联工作(例如，体电压(Vb)308)，这进一步增加了堆叠式RF开关300中的耗散损耗。该问题的常规解决方案增大栅极电阻器Rg和/或体电阻器Rb的电阻值。不幸的是，增大栅极电阻器Rg和/或体电阻器Rb的电阻值会对堆叠式RF开关300的切换速度产生不利影响。
特别地，来自堆叠式RF开关300中对地的寄生损耗的净效应由参数Rp表示。Rp由测量到的散射(s)-参数计算得出，等于1/real[Y(11)](例如，导纳Y-矩阵参数)。在低频处，寄生损耗Rp等于并联的栅极偏置电阻器(例如，栅极电阻器Rg)的值。用于改善寄生损耗Rp的标准方法是均匀地增大栅极电阻器(Rg)的电阻值。不幸的是，这会导致较大电阻-电容(RC)时间常数(例如，RgCox)的不期望的结果，其中Cox是与RF开关晶体管310相关联的电容。也就是说，栅极偏置电路的较大的RgCox时间常数延长了将RF开关晶体管310从导通切换到截止或从截止切换到导通所花费的时间。
在此配置中，当RF开关晶体管310截止时，RF源302(Vrf)除以RF开关晶体管310的截止状态电容。这导致在更靠近RF源302的RF开关晶体管310(例如，310-1)处的较高电压，以及在更靠近负载304的RF开关晶体管310(例如，310-N)处的较低电压。因此，在(例如，RF开关晶体管310-1的)较高电压漏极D和源极S节点处的栅极节点比在(例如，RF开关晶体管310-N的)较低电压漏极和源极节点处的栅极节点承受更高的电压。
图4A-图4D是图示了根据本公开的各方面的包括梯状连接的体偏置网络和栅极偏置网络的堆叠式射频(RF)开关的配置的示意图。在图4A的示意性表示方式中，堆叠式RF开关400由串联耦合的RF开关晶体管410(410-1、...、410-N)组成，以阻止比单个RF开关晶体管能够处理的更大的电压。在此配置中，RF源402(例如，RF电压(Vrf))耦合到RF开关晶体管410(例如，N型CMOS晶体管)中的第一个晶体管的漏极(D)。RF开关晶体管410串联连接(例如，源极(S)到漏极(D))，负载404(Z0)和接地(例如，栅极电压(Vg)406)耦合到RF开关晶体管410中的最后一个晶体管(例如，410-N)。
在本公开的一些方面，串联分流偏置方法形成分布式栅极偏置网络420。在一种配置中，分布式栅极偏置网络420由处于梯状配置中的分流栅极电阻器(Rgshunt)和串联栅极电阻器(Rgseries)组成。在此配置中，分布式栅极偏置网络420耦合到RF开关晶体管410的每个栅极G。通过以梯状配置连接分流栅极电阻器Rgshunt和串联栅极电阻器Rgseries，分布式栅极偏置网络420为RF开关晶体管410的较高电压节点(例如，410-1)提供较大的有效阻抗值，同时使用较小的栅极电阻值。为RF开关晶体管410的较高电压节点(例如，410-1)提供较大的有效阻抗值实现了较高的Rp阻抗(例如，较低的对地寄生损耗)。此外，分布式栅极偏置网络420为RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)提供较低的栅极电阻值。为RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)提供较低的栅极电阻值实现了较低的总切换时间。
在本公开的这个方面，串联分流偏置方法还形成分布式体偏置网络430。在一种配置中，分布式体偏置网络430由处于梯状配置中的分流体电阻器(Rbshunt)和串联体电阻器(Rbseries)组成。在此配置中，分布式体偏置网络430耦合到RF开关晶体管410的每个体B。此外，AC接地(例如，体电压(Vb)408)耦合到RF开关晶体管410中的最后一个晶体管(例如，410-N)。通过以梯状配置连接分流体电阻器Rbshunt和串联体电阻器Rbseries，分布式体偏置网络430为RF开关晶体管410的较高电压节点(例如，410-1)提供较大的体电阻值。为RF开关晶体管410的较高电压节点(例如，410-1)提供较大的体电阻值，实现了较低的RF对地寄生损耗(较高阻抗)。此外，分布式体偏置网络430为RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)提供较低的体电阻值。为RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)提供较低的体电阻值，实现了较低的总切换时间。
在本公开的一个方面，分布式栅极偏置网络420被配置为维持串联栅极电阻器与分流栅极电阻器之间的比率(例如，Rgseries/Rgshunt)。类似地，分布式体偏置网络430被配置成串联体电阻器与分流体电阻器之间的比率(例如，Rbseries/Rbshunt)。根据本公开的这个方面，Rgseries/Rgshunt比率(和/或Rbseries/Rbshunt比率)被维持在预定范围(例如，在1/20到1/100之间)以实现低RF寄生损耗，同时维持堆叠式RF开关400的低切换时间。
与RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)相比，分布式栅极偏置网络420和分布式体偏置网络430的这种配置具有增大RF开关晶体管410的较高电压节点(例如，410-1)处的电阻的优点。此外，与栅极电阻器Rgseries(和/或串联体电阻器Rbseries)的单个栅极电阻器值相比，分布式栅极偏置网络420和分布式体偏置网络430的梯状配置减少了切换时间和/或减少了对地寄生损耗(例如，更高的Rp)。分布式栅极偏置网络420和分布式体偏置网络430的梯状配置还通过将来自不同栅极节点(和/或体节点)的电流路由通过相同的电阻器Rgseries(和/或Rbseries)来减小面积。此外，由于电阻值较大导致的大面积的Rbshunt和Rgshunt固有的寄生电容可以通过电阻器Rgshunt和Rgseries(和/或Rbseries和Rbshunt)的较低的值来减小，从而实现更高的Rp阻抗。
在图4B的示意性表示方式中，堆叠式RF开关440也配置有图4A的堆叠式RF开关400的RF开关晶体管410(410-1、...、410-N)。在一种配置中，堆叠式RF开关440包括分布式栅极偏置网络450，分布式栅极偏置网络450是图4A中所示的分布式栅极偏置网络420的变体。在此示例中，分布式栅极偏置网络450包括耦合到分流栅极电阻器Rgshunt的最后一个栅极电阻器452，该分流栅极电阻器Rgshunt耦合到RF开关晶体管410中的最后一个晶体管(例如，410-N)。在此配置中，RF接地(例如，DC栅极电压(Vg)406)耦合到最后一个栅极电阻器452。
在一种配置中，堆叠式RF开关440还包括分布式体偏置网络460。在此示例中，分布式体偏置网络460是图4A中所示的分布式体偏置网络430的变体。例如，分布式体偏置网络460包括耦合到分流体电阻器Rbshunt的最后一个体电阻器462，该分流体电阻器Rbshunt耦合到RF开关晶体管410中的最后一个晶体管(例如，410-N)的体。在此配置中，RF接地(例如，DC体电压(Vb)408)耦合到最后一个体电阻器462。
在图4C的示意性表示方式中，堆叠式RF开关470也配置有图4A的堆叠式RF开关400的RF开关晶体管410(410-1、...、410-N)。在此配置中，堆叠式RF开关470包括分布式栅极偏置网络480，分布式栅极偏置网络480是图4A中所示的分布式栅极偏置网络420的变体。在此示例中，分布式栅极偏置网络480配置有串联栅极电阻器(Rgseries)482，串联栅极电阻器(Rgseries)482通过分流栅极电阻器(Rgshunt)484而耦合到RF开关晶体管410的中间栅极节点(例如，410-5)。根据本公开的各方面，RF开关晶体管410的中间栅极节点(例如，410-5)是基于根据有效阻抗Rp与切换时间之间的设计折衷来选择的。此外，AC接地(例如，DC栅极电压(Vg)406)耦合到串联栅极电阻器482。
在一种配置中，堆叠式RF开关470还包括分布式体偏置网络490，分布式体偏置网络490是图4A中所示的分布式体偏置网络430的变体。在此示例中，分布式栅极偏置网络480配置有串联体电阻器(Rbseries)492，串联体电阻器(Rbseries)492通过分流体电阻器(Rbshunt)494而耦合到RF开关晶体管410的中间体节点(例如，410-5)。根据本公开的各方面，RF开关晶体管410的中间RF开关晶体管(例如，410-5)是基于根据有效阻抗Rp和切换时间之间的设计折衷来选择的。该选择另外可以与栅极网络的中间节点选择的选择相同或不同。此外，RF接地(例如，DC体电压(Vb)408)耦合到串联体电阻器492。
在图4D的示意性表示方式中，堆叠式RF开关496也配置有图4A的堆叠式RF开关400的RF开关晶体管410(410-1、...、410-N)。RF开关晶体管410串联耦合，以阻止比单个RF开关晶体管能够处理的更大的电压。在此配置中，堆叠式RF开关496包括图4C的分布式栅极偏置网络480和分布式体偏置网络490。在此示例中，第一RF源402(例如，RF电压(Vrf2))耦合到RF开关晶体管410中的第一个晶体管(410-1)的漏极(D)，并且第二RF源409(例如，RF电压(Vrf2))耦合到RF开关晶体管410中的最后一个晶体管(例如，410-N)的源极(S)。
图5A-图5D是图示了根据本公开的另外方面的包括分布式栅极偏置网络和分布式体偏置网络的堆叠式射频(RF)开关的配置的示意图。在图5A的示意性表示方式中，堆叠式RF开关500由串联耦合的RF开关晶体管510(510-1、...、510-N)组成。在此配置中，第一RF源502(Vrf1)耦合到RF开关晶体管510中的第一个晶体管(例如，510-1)的漏极(D)。RF开关晶体管510串联连接(例如，源极(S)到漏极(D))，负载504(Z0)和接地(例如，栅极电压(Vg)506)耦合到RF开关晶体管510中的最后一个晶体管(例如，510-N)。
虽然图5A的堆叠式RF开关500类似于图4A的堆叠式RF开关400，但是堆叠式RF开关500包括分布式栅极偏置网络520和分布式体偏置网络530。根据本公开的这个方面，分布式栅极偏置网络520和分布式体偏置网络530增大了处于较高电压的RF开关晶体管510(例如，510-1)的栅极和体所经历(seen)的阻抗(例如，负载504(Z0))。
在本公开的这个方面，分布式栅极偏置网络520配置有分流栅极电阻器Rgshunt，分流栅极电阻器Rgshunt具有取决于在堆叠式RF开关500中的位置的可变电阻值(例如，Rgshunt1、Rgshunt2等)。此外，分布式栅极偏置网络520配置有串联栅极电阻器，串联栅极电阻器具有取决于在堆叠式RF开关500中的位置(例如，相应的位置)的可变电阻值(例如，Rgseries1、Rgseries2等)。例如，分流栅极电阻器Rgshunt具有根据相对于开关晶体管510的位置而变化的第一电阻值，并且串联栅极电阻器Rgseries具有根据相对于开关晶体管510的位置而变化的第二电阻值。
相比之下，在图4A中，分布式栅极偏置网络420使用具有相同值的分流栅极电阻器Rgshunt以及具有相同值的串联栅极电阻器Rgseries来配置。这种配置通过使用Rseries路径的组合来打破Rgshunt网络的固有并联性，并且因此导致较低的RF栅极电流和较低的损耗，从而增大了处于较高RF节点电压处的RF开关晶体管510(例如，510-1)的栅极所经历的阻抗。
在本公开的这个方面，分布式体偏置网络530还配置有分流体电阻器Rbshunt，分流体电阻器Rbshunt具有取决于在堆叠式RF开关500中的位置的可变电阻值(例如，Rbshunt1、Rbshunt2等)。此外，分布式体偏置网络530配置有串联体电阻器，串联体电阻器具有取决于在堆叠式RF开关500中的位置(例如，相应位置)的可变电阻值(例如，Rbseries1、Rbseries2等)。相比之下，在图4A中，分布式体偏置网络430使用具有相同值的分流体电阻器Rbshunt以及具有相同值的串联体电阻器Rbseries来配置。使用Rseries路径的组合来打破Rgshunt网络的固有并联性，并且因此导致较低的RF栅极电流和较低的损耗，这种配置增大了处于较高的RF节点电压处的RF开关晶体管510(例如，510-1)的体所经历的阻抗。
在图5B的示意性表示方式中，堆叠式RF开关540也配置有图5A的堆叠式RF开关500的RF开关晶体管510(510-1、...、510-N)。在此配置中，堆叠式RF开关540包括分布式栅极偏置网络550，分布式栅极偏置网络550是图5A中所示的分布式栅极偏置网络520的变体。在此示例中，分布式栅极偏置网络550包括耦合到分流栅极电阻器554(例如，Rgshunt_n)的最后一个串联栅极电阻器552(例如，Rgseries_n+1)，分流栅极电阻器554(例如，Rgshunt_n)耦合到RF开关晶体管510中的最后一个晶体管(例如，510-N)。在此配置中，RF接地(例如，DC栅极电压(Vg)506)耦合到最后一个串联栅极电阻器552。分布式栅极偏置网络550的这种配置可以类似于图4B中所示的分布式栅极偏置网络450的配置。
在此示例中，堆叠式RF开关540包括分布式体偏置网络560，分布式体偏置网络560是图5A中所示的分布式体偏置网络530的变体。在此示例中，分布式体偏置网络560包括耦合到分流体电阻器564(例如，Rbshunt_n)的最后一个串联体电阻器562(例如，Rbseries_n+1)。例如，分流体电阻器564耦合到RF开关晶体管510中的最后一个晶体管(例如，510-N)。在此配置中，RF接地(例如，DC体电压(Vb)508)耦合到最后一个串联体电阻器562。分布式体偏置网络560的这种配置可以类似于图4B中所示的分布式体偏置网络460的配置。
在图5C的示意性表示方式中，堆叠式RF开关570也配置有图5A的堆叠式RF开关500的RF开关晶体管510(510-1、...、510-N)。在此配置中，堆叠式RF开关570包括分布式栅极偏置网络580，分布式栅极偏置网络580是图5A中所示的分布式栅极偏置网络520的变体。在此示例中，分布式栅极偏置网络580基于设计优化折衷而配置有串联栅极电阻器582(例如，Rgseries_n+1)，串联栅极电阻器582(例如，Rgseries_n+1)通过分流栅极电阻器584而耦合到RF开关晶体管510的中间节点(例如，510-x)。此外，RF接地(例如，DC栅极电压(Vg)506)耦合到串联栅极电阻器582。分布式栅极偏置网络580的这种配置可以类似于图4C中所示的分布式栅极偏置网络480的配置。
在一种配置中，堆叠式RF开关570还包括分布式体偏置网络590，分布式体偏置网络590是图5A中所示的分布式体偏置网络530的变体。在此示例中，分布式体偏置网络590基于设计优化折衷而配置有串联体电阻器592(例如，Rbseries_n+1)，串联体电阻器592(例如，Rbseries_n+1)通过分流体电阻器594而被耦合到RF开关晶体管510的中间节点(例如，510-5)。此外，RF接地(例如，DC体电压(Vb)508)耦合到串联体电阻器592。分布式体偏置网络590的这种配置可以类似于图4C中所示的分布式体偏置网络490的配置。
在图5D的示意性表示方式中，堆叠式RF开关596也配置有图5A的堆叠式RF开关500的RF开关晶体管510(510-1、...、510-N)。RF开关晶体管510串联耦合，以阻止比单个RF开关晶体管能够处理的更大的电压。在此配置中，堆叠式RF开关596包括图5C的分布式栅极偏置网络580和分布式体偏置网络590。在此示例中，第一RF源502(例如，第一RF电压(Vrf1))耦合到RF开关晶体管510中的第一个晶体管(例如，510-1)的漏极(D)，并且第二RF源509(例如，RF电压(Vrf2))耦合到RF开关晶体管510中的最后一个晶体管(例如，510-N)的源极(S)。堆叠式RF开关596的这种配置可以类似于图4D中所示的堆叠式RF开关496的配置。
例如，堆叠式RF开关596可以被实现在单刀多掷(SPnT)配置中。在此配置中，第一射频源502(例如Vrf1)是天线端口，并且第二RF源509(例如，Vrf2)耦合到滤波器或者低噪声放大器(LNA)。在替代性配置中，堆叠式RF开关596被实现为单刀单掷(SPST)配置。在这种替代性配置中，投掷是接地轨(ground rail)，例如并联开关晶体管对地(GND)(transistor-to-ground)或负载(例如Z0)。
图6是图示了根据本公开的各方面的构建包括分布式栅极偏置网络的射频(RF)开关的方法的过程流程图。方法600开始于框602，其中将开关晶体管从源极到漏极串联耦合。例如，如图4A中所示，RF开关晶体管410在RF源402与负载404(例如，阻抗Z0)之间串联连接(例如，源极(S)到漏极(D))。在框604处，将分流栅极电阻器耦合到开关晶体管中的每个开关晶体管的栅极。例如，如图4A中所示，分流栅极电阻器(Rgshunt)耦合到RF开关晶体管410中的每个RF开关晶体管的栅极G。在框606处，将串联栅极电阻器根据梯状配置耦合到每个分流栅极电阻器。例如，如图4A中所示，串联栅极电阻器(Rgseries)耦合到每个分流栅极电阻器(Rgshunt)。
在图4A的这种配置中，分布式栅极偏置网络420耦合到RF开关晶体管410的栅极G中的每个栅极。通过以梯状配置连接分流栅极电阻器Rgshunt和串联栅极电阻器Rgseries，分布式栅极偏置网络420为RF开关晶体管410的较高电压节点(例如，410-1)提供较大的栅极电阻值，这为堆叠式晶体管实现了较高的有效阻抗以及较低的对地寄生损耗。此外，分布式栅极偏置网络420为RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)提供较低的栅极电阻值。为RF开关晶体管410的较低电压节点(例如，410-N)提供较低的栅极电阻值，实现了较低的总切换时间从而能够进行高频切换。
再次参考图6，在框608处，将分流体电阻器耦合到开关晶体管中的每个开关晶体管的体。例如，如图4A中所示，分流体电阻器(Rbshunt)耦合到RF开关晶体管410中的每个RF开关晶体管的体B。在框610处，将串联体电阻器根据梯状配置耦合到每个分流体电阻器。例如，如图4A中所示，串联体电阻器(Rbseries)耦合到每个分流体电阻器(Rbshunt)。
方法600还包括将分流电阻器配置为具有根据相对于开关晶体管的位置的可变电阻值，例如如图5A中所示。方法600还包括将串联电阻器配置为具有根据相对于开关晶体管的位置的可变电阻值，例如如图5B中所示。方法600还包括将分流电阻器配置为具有相同电阻值，例如，如图4A中所示。该方法还包括将串联电阻器配置为具有相同电阻值，例如，如图4B中所示。
根据本公开的各方面，描述了包括分布式栅极偏置网络的堆叠式RF开关。堆叠式射频开关具有用于开关的部件。开关部件可以是RF开关晶体管410/510，如图4A-图4D和图5A-图5D中所示。在另一方面，前述部件可以是被配置为执行由前述部件记载的功能的任何模块或任何装置。
图7是示出了在其中可以有利地采用本公开的一个方面的示例性无线通信系统700的框图。为了说明的目的，图7示出了三个远程单元720、730和750以及两个基站740。将认识到，无线通信系统可以具有多得多的远程单元和基站。远程单元720、730和750包括IC设备725A、725B和725C，IC设备725A、725B和725C包括所公开的射频集成电路(RFIC)。将认识到，其他设备也可以包括所公开的RFIC，诸如基站、交换设备和网络设备。图7示出了从基站740到远程单元720、730和750的前向链路信号780，以及从远程单元720、730和750到基站740的反向链路信号790。
在图7中，远程单元720被示为移动电话，远程单元730被示为便携式计算机，并且远程单元750被示为无线本地环路系统中的固定位置远程单元。例如，远程单元可以是移动电话、手持个人通信系统(PCS)单元、诸如个人数字助理(PDA)之类的便携式数据单元、支持GPS的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、诸如抄表设备之类的固定位置数据单元、或存储或检索数据或计算机指令的其他通信设备、或它们的组合。尽管图7图示了远程单元，但是根据本公开的各方面，本公开不限于这些示例性图示的单元。本公开的各方面可以适当地被用于包括所公开的RFIC的许多设备中。
图8是图示了用于半导体组件(诸如上面所公开的射频(RF)设备)的电路、布局和逻辑设计的设计工作站的框图。设计工作站800包括硬盘801，硬盘801包含操作系统软件、支持文件、以及诸如Cadence或OrCAD之类的设计软件。设计工作站800还包括显示器802以促进电路设计810或堆叠式RF开关812。提供存储介质804以用于有形地存储电路设计810或堆叠式RF开关812。电路设计810或堆叠式RF开关812可以以诸如GDSII或GERBER之类的文件格式而被存储在存储介质804上。存储介质804可以是CD-ROM、DVD、硬盘、闪存存储器或其他合适的设备。此外，设计工作站800包括驱动装置803，驱动装置803用于接受来自存储介质804的输入或将输出写入到存储介质804。
实施方式示例在以下编号的条款中进行描述：
1.一种射频(RF)开关，包括：
串联耦合的多个开关晶体管；
与多个开关晶体管的栅极电极耦合的分布式栅极偏置网络；以及
与多个开关晶体管的体电极耦合的分布式体偏置网络。
2.根据条款1的RF开关，其中分布式栅极偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流栅极电阻器和多个串联栅极电阻器。
3.根据条款2的RF开关，其中多个分流栅极电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
4.根据条款2-3中任一项的RF开关，其中多个串联栅极电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
5.根据条款2的RF开关，其中多个分流栅极电阻器具有相同电阻值。
6.根据条款2和5中任一项的RF开关，其中多个串联栅极电阻器具有相同电阻值。
7.根据条款2-6中任一项的RF开关，其中多个串联栅极电阻器的电阻值与多个分流栅极电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
8.根据条款7的RF开关，其中预定范围包括1/20到1/100的范围。
9.根据条款1-8中任一项的RF开关，其中分布式体偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流体电阻器和多个串联体电阻器。
10.根据条款9的RF开关，其中多个分流体电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
11.根据条款9-10中任一项的RF开关，其中多个串联体电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
12.根据条款9的RF开关，其中多个分流体电阻器具有相同电阻值。
13.根据条款9和12中任一项的RF开关，其中多个串联体电阻器具有相同电阻值。
14.根据条款9-13中任一项的RF开关，其中多个串联体电阻器的电阻值与多个分流体电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
15.根据条款14的RF开关，其中预定范围包括1/20到1/100的范围。
16.根据条款1-15中任一项的RF开关，该RF开关被集成到RF前端模块中，该RF前端模块被并入到以下至少一项中：音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、移动电话和便携式计算机。
17.一种构建射频(RF)开关的方法，该方法包括：
将多个开关晶体管串联耦合；
将分流栅极电阻器耦合到多个开关晶体管中的每个开关晶体管的栅极；
根据梯状配置将串联栅极电阻器耦合到每个分流栅极电阻器；将分流体电阻器耦合到多个开关晶体管中的每个开关晶体管的体；以及
根据梯状配置将串联体电阻耦合到每个分流体电阻器。
18.根据条款17的方法，还包括将分流栅极电阻器和分流体电阻器配置为具有根据相对于多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
19.根据条款17-18中任一项的方法，还包括将串联栅极电阻器和串联体电阻器配置为具有根据相对于多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
20.根据条款17的方法，还包括将分流栅极电阻器和分流体电阻器配置为具有相同电阻值。
21.根据条款17和20中任一项的方法，还包括将串联栅极电阻器和串联体电阻器配置为具有相同电阻值。
22.根据条款17-21中任一项的方法，还包括将RF开关集成到RF前端模块中，该RF前端模块被并入到以下至少一项中：音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、移动电话和便携式计算机。
23.一种射频(RF)前端电路，包括：
RF开关，其包括串联耦合的多个开关晶体管、与多个开关晶体管的栅极电极耦合的分布式栅极偏置网络、以及与多个开关晶体管的体电极耦合的分布式体偏置网络；以及
与RF开关耦合的天线。
24.根据条款23的RF前端电路，其中分布式栅极偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流栅极电阻器和多个串联栅极电阻器。
25.根据条款24的RF前端电路，其中多个分流栅极电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的第一可变电阻值，并且多个串联栅极电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的第二可变电阻值。
26.根据条款24-25中任一项的RF前端电路，其中多个串联栅极电阻器的电阻值与多个分流栅极电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
27.根据条款23-26中任一项的RF前端电路，其中分布式体偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流体电阻器和多个串联体电阻器。
28.根据条款27的RF前端电路，其中多个分流体电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的第一可变电阻值，并且多个串联体电阻器具有根据相对于多个开关晶体管的位置的第二可变电阻值。
29.根据条款27-28中任一项的RF前端电路，其中多个串联体电阻器的电阻值与所述多个分流体电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
被记录在存储介质804上的数据可以指定逻辑电路配置、用于光刻掩模的图案数据、或用于诸如电子束光刻之类的串行写入工具的掩模图案数据。该数据还可以包括逻辑验证数据，诸如与逻辑仿真相关联的时序图或网络电路。在存储介质804上提供数据通过减少用于设计半导体晶圆的工艺数量来促进电路设计810或堆叠式RF开关812的设计。
对于固件和/或软件实施方式，方法可以用执行所描述的功能的模块(例如，过程、功能等)来实现。有形地体现指令的机器可读介质可以被用于体现(embody)所描述的方法。例如，软件代码可以被存储在存储器中并由处理器单元执行。存储器可以在处理器单元内或在处理器单元外部实现。如所使用的，术语“存储器”是指长期、短期、易失性、非易失性或其他存储器的类型，并且不限于特定类型的存储器或特定数量的存储器，也不局限存储器存储在其上的介质类型。
如果以固件和/或软件来实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码而被存储在计算机可读介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质以及用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是计算机可以访问的可用介质。作为示例而非限制，此类计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者可以被用来以指令或数据结构形式存储期望程序代码并且可由计算机访问的其他介质。所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和
Figure BDA0003915419970000211
光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘则用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
除了存储在计算机可读介质上之外，指令和/或数据还可以作为信号而被提供在包括在通信装置中的传输介质上。例如，通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置为使一个或多个处理器实现权利要求中概述的功能。
尽管已经详细描述了本公开及其优点，但是应当理解，在不背离由所附权利要求限定的本公开的技术的情况下，可以进行各种改变、替换和变更。例如，相对于衬底或电子器件使用诸如“上方”和“下方”之类的关系术语。当然，如果衬底或电子器件倒置，则上方变为下方，反之亦然。此外，如果侧向定向，则上方和下方可以指的是衬底或电子器件的侧面。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、和物质组成、部件、方法、和步骤的特定配置。正如本领域普通技术人员从本公开中容易了解的那样，根据本公开，可以利用目前已有的或以后要开发的、执行与所述对应配置基本上相同的功能或实现基本上相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、部件、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将此类过程、机器、制造、物质组成、部件、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (29)

1.一种射频(RF)开关，包括：
多个开关晶体管，被串联耦合；
分布式栅极偏置网络，与所述多个开关晶体管的栅极电极耦合；以及
分布式体偏置网络，与所述多个开关晶体管的体电极耦合。
2.根据权利要求1所述的RF开关，其中所述分布式栅极偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流栅极电阻器和多个串联栅极电阻器。
3.根据权利要求2所述的RF开关，其中所述多个分流栅极电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
4.根据权利要求2所述的RF开关，其中所述多个串联栅极电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
5.根据权利要求2所述的RF开关，其中所述多个分流栅极电阻器具有相同电阻值。
6.根据权利要求2所述的RF开关，其中所述多个串联栅极电阻器具有相同电阻值。
7.根据权利要求2所述的RF开关，其中所述多个串联栅极电阻器的电阻值与所述多个分流栅极电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
8.根据权利要求7所述的RF开关，其中所述预定范围包括1/20到1/100的范围。
9.根据权利要求1所述的RF开关，其中所述分布式体偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流体电阻器和多个串联体电阻器。
10.根据权利要求9所述的RF开关，其中所述多个分流体电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
11.根据权利要求9所述的RF开关，其中所述多个串联体电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
12.根据权利要求9所述的RF开关，其中所述多个分流体电阻器具有相同电阻值。
13.根据权利要求9所述的RF开关，其中所述多个串联体电阻器具有相同电阻值。
14.根据权利要求9所述的RF开关，其中所述多个串联体电阻器的电阻值与所述多个分流体电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
15.根据权利要求14所述的RF开关，其中所述预定范围包括1/20到1/100的范围。
16.根据权利要求1所述的RF开关，所述射频开关被集成到RF前端模块中，所述RF前端模块被并入到以下至少一项中：音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、移动电话和便携式计算机。
17.一种构建射频(RF)开关的方法，所述方法包括：
将多个开关晶体管串联耦合；
将分流栅极电阻器耦合到所述多个开关晶体管中的每个开关晶体管的栅极；
根据梯状配置将串联栅极电阻器耦合到每个分流栅极电阻器；
将分流体电阻器耦合到所述多个开关晶体管中的每个开关晶体管的体；以及
根据所述梯状配置将串联体电阻耦合到每个分流体电阻器。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括将分流栅极电阻器和分流体电阻器配置为有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括将串联栅极电阻器和串联体电阻器配置为具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的可变电阻值。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括将分流栅极电阻器和分流体电阻器配置为具有相同电阻值。
21.根据权利要求17所述的方法，还包括将串联栅极电阻器和串联体电阻器配置为具有相同电阻值。
22.根据权利要求17所述的方法，还包括将所述RF开关集成到RF前端模块中，所述RF前端模块被并入到以下至少一项中：音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、移动电话和便携式计算机。
23.一种射频(RF)前端电路，包括：
RF开关，包括串联耦合的多个开关晶体管、与所述多个开关晶体管的栅极电极耦合的分布式栅极偏置网络、以及与所述多个开关晶体管的体电极耦合的分布式体偏置网络；以及
天线，与所述RF开关耦合。
24.根据权利要求23所述的RF前端电路，其中所述分布式栅极偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流栅极电阻器和多个串联栅极电阻器。
25.根据权利要求24所述的RF前端电路，其中所述多个分流栅极电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的第一可变电阻值，并且所述多个串联栅极电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的第二可变电阻值。
26.根据权利要求24所述的RF前端电路，其中所述多个串联栅极电阻器的电阻值与所述多个分流栅极电阻器的电阻值之间的比率在预定范围内。
27.根据权利要求23所述的RF前端电路，其中所述分布式体偏置网络包括以梯状配置耦合的多个分流体电阻器和多个串联体电阻器。
28.根据权利要求27所述的RF前端电路，其中所述多个分流体电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的第一可变电阻值，并且所述多个串联体电阻器具有根据相对于所述多个开关晶体管的位置的第二可变电阻值。
29.根据权利要求27所述的RF前端电路，其中所述多个串联体电阻的电阻值与所述多个分流体电阻的电阻值之间的比率在预定范围内。
CN202180031964.0A 2020-05-11 2021-03-31 降低射频开关中的寄生损耗的串联分流偏置方法 Pending CN115461995A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063022817P 2020-05-11 2020-05-11
US63/022,817 2020-05-11
US17/150,610 US11683065B2 (en) 2020-05-11 2021-01-15 Series shunt biasing method to reduce parasitic loss in a radio frequency switch
US17/150,610 2021-01-15
PCT/US2021/025256 WO2021230988A1 (en) 2020-05-11 2021-03-31 Series shunt biasing method to reduce parasitic loss in a radio frequency switch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115461995A true CN115461995A (zh) 2022-12-09

Family

ID=78413440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180031964.0A Pending CN115461995A (zh) 2020-05-11 2021-03-31 降低射频开关中的寄生损耗的串联分流偏置方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11683065B2 (zh)
EP (1) EP4150764A1 (zh)
CN (1) CN115461995A (zh)
TW (1) TW202211624A (zh)
WO (1) WO2021230988A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170093442A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-30 Skyworks Solutions, Inc. Integrated front-end architecture for carrier aggregation
US20240030944A1 (en) * 2022-07-25 2024-01-25 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Configurable radio frequency (rf) multiplexing switch for rf front end in 4g/5g applications

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5996378B2 (ja) 2012-11-01 2016-09-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 高周波スイッチ回路
US20170134016A1 (en) 2015-10-14 2017-05-11 Peregrine Semiconductor Corporation Reduced Dissipation Switch FET Gate Biasing
US10270437B2 (en) 2016-01-08 2019-04-23 Qorvo Us, Inc. RF switch having reduced signal distortion
WO2020125816A1 (zh) * 2018-12-20 2020-06-25 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 射频开关电路、芯片及通信终端
US11476849B2 (en) * 2020-01-06 2022-10-18 Psemi Corporation High power positive logic switch

Also Published As

Publication number Publication date
TW202211624A (zh) 2022-03-16
WO2021230988A1 (en) 2021-11-18
US20210351811A1 (en) 2021-11-11
US11683065B2 (en) 2023-06-20
EP4150764A1 (en) 2023-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6771616B2 (ja) 集積回路素子内でキャパシタをデジタル処理で同調するときに用いられる方法及び装置
US9166640B2 (en) Adjustable impedance matching network
CN108292911B (zh) 低相移高频衰减器
US6803680B2 (en) Apparatus, methods, and articles of manufacture for a switch having sharpened control voltage
US9300286B2 (en) Antenna transmit receive switch
CN115461995A (zh) 降低射频开关中的寄生损耗的串联分流偏置方法
WO2022022439A1 (zh) 射频模组设计方法、射频模组及通信设备
US10027029B2 (en) Matching circuit for antenna and associated method
US9876513B2 (en) LC filter layer stacking by layer transfer to make 3D multiplexer structures
KR102164669B1 (ko) 손실을 감소시키기 위한 패터닝된 라디오 주파수 차폐 구조물을 갖는 온-칩 커플링 커패시터
JP2005123740A (ja) 高周波スイッチモジュール
KR20160005064A (ko) 3-차원(3d) 집적 회로들(ic) 내의 튜닝가능한 다이플렉서들 및 관련 컴포넌트들 및 방법들
US20190319607A1 (en) Signal switching systems and electronic devices using same
US20200169248A1 (en) High power silicon on insulator switch
KR101509313B1 (ko) 모바일 통신 디바이스
US7761064B2 (en) Radio frequency matching control apparatus and method for portable communication terminal
US10615113B2 (en) Rotated metal-oxide-metal (RTMOM) capacitor
EP4073930A1 (en) Compact antenna impedance tuner
EP3471140A1 (en) Integrated circuit including a plurality of components including a transformer
Hao et al. A DC to 25 GHz 6‐bit digital attenuator based on 0.18 μm SiGe BiCMOS technology
Wang et al. High isolation and high power of 0.13 µm CMOS SPDT switch using deep‐N‐well transistors and floating‐body technique in K‐band
US20220109441A1 (en) High performance switches with non-volatile adjustable threshold voltage
US9780048B1 (en) Side-assembled passive devices
Kuboki et al. A 16Gbps laser-diode driver with interwoven peaking inductors in 0.18-µm CMOS

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination