CN116896367A - 射频开关 - Google Patents

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CN116896367A
CN116896367A CN202310322950.5A CN202310322950A CN116896367A CN 116896367 A CN116896367 A CN 116896367A CN 202310322950 A CN202310322950 A CN 202310322950A CN 116896367 A CN116896367 A CN 116896367A
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transistor
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radio frequency
switch
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赵炳学
黄圆善
许信行
姜童逸
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

本公开提供一种射频(RF)开关，所述射频开关包括：开关晶体管；以及偏置晶体管，包括彼此连接的体端子和第一端子，具有二极管连接结构，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的体端子提供与施加到所述开关晶体管的控制端子的电压相对应的第一电流。

Description

射频开关
技术领域
本公开涉及一种射频(RF)开关。
背景技术
随着5G技术在射频(RF)通信系统中应用的增长，许多代(例如，2G、3G、LTE和5G)的技术可集成到移动电话系统中。由此，多个前端模块(FEM)可共用有限数量的天线，并且FEM配置可能是复杂的。FEM中的RF开关也可能是复杂的。RF开关可具有包括插入损耗(IL)、隔离度(ISO)和最大处理功率(Pmax)的性能指标。RF开关可位于FEM中的功率放大器(PA)的后端和低噪声放大器(LNA)的前端，所以IL性能可能是重要的。
随着RF开关的复杂性增加，用于驱动RF开关的电路的数量(例如，负电压发生器(NVG)和缓冲电路的数量)也可能增加。由此，可能有必要增加RF开关的芯片尺寸并且提升RF开关的驱动性能。由于为了操作包括在RF开关中的晶体管需要分别控制晶体管的栅极端子和体端子，所以负电压发生器(NVG)和缓冲电路的数量可能进一步增加。
以上信息仅作为背景信息来呈现，以帮助理解本公开。上述记载不应被解释为这些内容属于本公开的现有技术。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思，并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种射频(RF)开关包括：开关晶体管；以及偏置晶体管，包括彼此连接的体端子和第一端子，具有二极管连接结构，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的体端子提供与施加到所述开关晶体管的控制端子的电压相对应的第一电流。
所述RF开关还可包括：阻抗元件，连接在所述开关晶体管的第一端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径。
所述RF开关还可包括：阻抗元件，连接在所述开关晶体管的第二端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径。
所述阻抗元件可包括电阻器、电感器和二极管中的至少一者。
可按照所述开关晶体管的所述控制端子、所述偏置晶体管、所述开关晶体管的所述体端子、所述开关晶体管的所述第一端子、所述阻抗元件以及所述地的顺序形成所述第一电流的电流路径。
所述偏置晶体管的所述第一端子可以是源极端子。
所述偏置晶体管可以是p型晶体管。
所述偏置晶体管的所述体端子可连接到所述开关晶体管的所述体端子，以及所述偏置晶体管的第二端子和所述偏置晶体管的控制端子可连接到所述开关晶体管的所述控制端子。
所述偏置晶体管可以是n型晶体管。
所述偏置晶体管的所述体端子可连接到所述开关晶体管的所述控制端子，以及所述偏置晶体管的第二端子和所述偏置晶体管的控制端子可连接到所述开关晶体管的所述体端子。
所述开关晶体管可连接在第一端口与第二端口之间，所述RF开关还可包括附加开关晶体管，所述附加开关晶体管连接在所述第二端口与地之间，并且当所述开关晶体管导通时，所述附加开关晶体管断开，以及可通过连接在所述附加开关晶体管的第一端子与所述附加开关晶体管的第二端子之间的电阻器形成所述第一电流的电流路径。
在另一总体方面，一种射频(RF)开关包括：开关晶体管；以及偏置晶体管，具有连接到所述开关晶体管的体端子的体端子、连接到所述开关晶体管的控制端子的控制端子，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的所述体端子提供与施加到所述开关晶体管的所述控制端子的电压相对应的第一电流。
所述偏置晶体管的所述体端子可连接到所述偏置晶体管的第一端子，以及所述偏置晶体管的所述控制端子可连接到所述偏置晶体管的第二端子。
在另一总体方面，一种射频(RF)开关包括：开关晶体管；以及偏置晶体管，具有连接到所述开关晶体管的控制端子的体端子、连接到所述开关晶体管的体端子的控制端子，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的所述体端子提供与施加到所述开关晶体管的所述控制端子的电压相对应的第一电流。
所述偏置晶体管的所述体端子可连接到所述偏置晶体管的第一端子，以及所述偏置晶体管的所述控制端子可连接到所述偏置晶体管的第二端子。
在另一总体方面，一种射频(RF)开关包括：开关晶体管；以及偏置晶体管，被配置为降低所述开关晶体管的体端子与所述开关晶体管的第一端子之间的电压，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的所述体端子提供与施加到所述开关晶体管的控制端子的电压相对应的第一电流。
所述偏置晶体管可包括彼此连接的体端子和第一端子并且具有二极管连接结构。
所述偏置晶体管可包括连接到所述开关晶体管的所述体端子的体端子以及连接到所述开关晶体管的所述控制端子的控制端子。
所述偏置晶体管可包括连接到所述开关晶体管的所述控制端子的体端子以及连接到所述开关晶体管的所述体端子的控制端子。
所述RF开关还可包括：阻抗元件，连接在所述开关晶体管的所述第一端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径，其中，所述阻抗元件可包括电阻器、电感器和二极管中的至少一者。
通过下面的具体实施方式和附图，其他特征和方面将是易于理解的。
附图说明
图1示出了根据实施例的RF开关。
图2示出了根据实施例的阻抗元件的各种示例。
图3示出了当图1的RF开关接通时的等效电路。
图4示出了图3的等效电路的电流路径。
图5示出了关于一般RF开关和根据实施例的RF开关的仿真结果的曲线图。
图6示出了根据另一实施例的RF开关。
图7示出了当图6的RF开关接通时的等效电路。
图8示出了图7的等效电路的电流路径。
图9示出了根据另一实施例的RF开关。
图10示出了图9的RF开关的等效电路及其电流路径。
图11示出了根据另一实施例的RF开关。
图12示出了图11的RF开关的等效电路及其电流路径。
图13示出了根据实施例的RF开关系统。
图14示出了根据另一实施例的RF开关系统。
图15示出了根据另一实施例的RF开关系统。
图16示出了图15的RF开关系统的电流路径。
图17示出了根据另一实施例的RF开关系统。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的要素。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便，可夸大附图中的要素的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
在下文中，虽然参照所附附图详细描述了本公开的示例，但是注意的是，示例不限于此。
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型及等同方案将是易于理解的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本公开之后将易于理解的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域已知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例仅用于示出在理解本公开之后将易于理解的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的要素被描述为“在”另一要素“上”、“连接到”另一要素或“结合到”另一要素时，该要素可直接“在”另一要素“上”、直接“连接到”另一要素或直接“结合到”另一要素，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他要素。相比之下，当要素被描述为“直接在”另一要素“上”、“直接连接到”另一要素或“直接结合到”另一要素时，不存在介于它们之间的其他要素。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任何一项或者任何两项或更多项的任何组合；同样地，术语“……中的至少一个”包括相关所列项中的任何一项或者任何两项或更多项的任何组合。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”、“下面”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个要素与另一要素的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为相对于另一要素位于“上方”或“上面”的要素将相对于另一要素位于“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式被定位(例如，旋转90度或者处于其他方位)，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
在此使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、要素和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、要素和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可发生附图中所示的形状的变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的具体形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
在此，注意的是，关于示例的术语“可”的使用(例如，关于示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例，并不限于所有示例包括或实现这样的特征。
在此描述的示例的特征可按照在理解本公开之后将易于理解的各种方式进行组合。此外，尽管在此描述的示例具有各种配置，但是在理解本公开之后将易于理解的其他配置是可行的。
射频(RF)信号可具有(但不限于)以下形式：Wi-Fi(IEEE 802.11系列及其他系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列及其他系列)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、演进数据优化(EV-DO)、高速分组接入+(HSPA+)、高速下行链路分组接入+(HSDPA+)、高速上行链路分组接入+(HSUPA+)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)、全球移动通信系统(GSM)、全球定位系统(GPS)、通用分组无线服务(GPRS)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、增强型数字无绳电信(DECT)、蓝牙、第三代移动通信技术(3G)、第四代移动通信技术(4G)、第五代移动通信技术(5G)以及后来指定的任意其他有线协议和无线协议。
本公开可提供一种用于降低插入损耗(IL)的RF开关。
本公开可提供一种用于减少驱动电路的数量的RF开关。
图1示出了根据实施例的RF开关100a。
如图1所示，RF开关100a可包括开关晶体管110、偏置晶体管120a、电阻器RG、电阻器RDS和阻抗元件130。
开关晶体管110可连接在第一端口P1与第二端口P2之间，并且可切换在第一端口P1与第二端口P2之间形成的RF路径。当开关晶体管110导通时，第一端口P1连接到第二端口P2，并且可相应地传输RF信号。当开关晶体管110截止时，第一端口P1不连接到第二端口P2，并且可随后拦截RF信号。可利用各种类型的晶体管(诸如，用作开关的场效应晶体管(FET)和双极型晶体管)来实现开关晶体管110。在图1中示出n型开关晶体管110，并且可用p型开关晶体管代替n型开关晶体管110。为了更好地理解和便于描述，假设开关晶体管110是FET，但是可用其他晶体管代替FET。
开关晶体管110可包括栅极端子、漏极端子、源极端子和体端子。这里，栅极端子可以是控制端子。开关晶体管110的漏极端子可连接到第一端口P1，并且开关晶体管110的源极端子可连接到第二端口P2。开关晶体管110的栅极端子可连接到电阻器RG的第一端，并且栅极电压VG可施加到电阻器RG的第二端。栅极电压VG可以是开关晶体管110的导通电压且可具有正(+)电压，并且栅极电压VG可以是开关晶体管110的截止电压且可具有0V或负(-)电压。这里，电阻器RG是栅极电阻器，并且当开关晶体管110导通或截止时，电阻器RG可防止RF信号泄漏到开关晶体管110的栅极端子。当电阻器RG连接到开关晶体管110的体端子时，电阻器RG可防止在开关晶体管110导通或截止时RF信号泄漏到开关晶体管110的体端子。
电阻器RDS可连接在开关晶体管110的漏极端子与源极端子之间。当开关晶体管110截止时，电阻器RDS可保持开关晶体管110的漏极端子与源极端子之间的直流(DC)电压。
偏置晶体管120a可包括栅极端子、漏极端子、源极端子和体端子。这里，栅极端子可以是控制端子。例如，偏置晶体管120a可以是p型FET。偏置晶体管120a的体端子可连接到开关晶体管110的体端子，并且偏置晶体管120a的栅极端子可连接到开关晶体管110的栅极端子。由于偏置晶体管120a的栅极端子和漏极端子彼此连接，所以偏置晶体管120a具有二极管连接结构。偏置晶体管120a的体端子和源极端子彼此连接，并且偏置晶体管120a可向开关晶体管110的体端子提供漏电流。也就是说，偏置晶体管120a可对应于栅极电压VG，并且可向开关晶体管110的体端子提供漏电流。参照图1，施加到开关晶体管110的体端子的电压被称为体电压VB，并且开关晶体管110的栅极端子连接到偏置晶体管120a的栅极端子的节点处的电压被称为VX。这里，栅极电压VG可通过电阻器RG和偏置晶体管120a施加到开关晶体管110的体端子。
阻抗元件130可连接在开关晶体管110的源极端子与地之间。阻抗元件130可提供路径，使得通过偏置晶体管120a产生的漏电流可在该路径上流动。图2示出了根据实施例的阻抗元件的各种示例。参照图2所示的130a，阻抗元件130可以是电阻器RL，参照图2所示的130b，阻抗元件130可以是电感器LL，并且参照图2所示的130c，阻抗元件130可以是二极管DL。阻抗元件130可包括电阻器RL、电感器LL和二极管DL中的至少一者。在此将假设并描述阻抗元件130是电阻器RL的情况。
参照图1，当开关晶体管110导通时，可按照栅极电压VG、电阻器RG、偏置晶体管120a、开关晶体管110的体端子、开关晶体管110的源极端子、阻抗元件130以及地的顺序形成漏电流路径。通过漏电流路径，可产生体电压VB，并且可减小开关晶体管110的导通电阻RON。这将参照图3进行详细描述。
图3示出了当图1的RF开关100a接通时的等效电路。这里，假设阻抗元件130是电阻器RL。
参照图3，当开关晶体管110导通时，开关晶体管110可被等效为具有导通电阻RON、二极管D1和二极管D2。二极管D1形成在开关晶体管110的体端子与漏极端子之间，并且二极管D2形成在开关晶体管110的体端子与源极端子之间。
偏置晶体管120a可被等效为具有二极管D3、二极管D4和二极管D5。二极管D3示出了偏置晶体管120a具有二极管连接结构。二极管D4形成在偏置晶体管120a的源极端子与体端子之间，并且二极管D5形成在偏置晶体管120a的漏极端子与体端子之间。这里，当偏置晶体管120a的体端子和源极端子彼此连接时，二极管D4的阳极和阴极彼此连接。
图4示出了图3的等效电路的电流路径。
当开关晶体管110导通时，栅极电压VG可具有正(+)电压。这里，将正(+)栅极电压VG假设为电压VDD。在该情况下，形成电流IG。电流IG可表示为式1。
(式1)
电压VDD可被设置为使二极管D5和二极管D2导通。因此，可按照栅极电压VG、电阻器RG、二极管D5、二极管D2、电阻器RL以及地的顺序形成电流路径S410。电流路径S410表示参照图1描述的漏电流的路径。
通过电流路径S410，体电压VB可表示为式2。
(式2)
VB＝IG×RL+VD2
VD2是二极管D2的导通电压。
参照式2，体电压VB被设置为高于一般情况下的0V电压，并且开关晶体管110的导通电阻RON减小。通过减小导通电阻RON，可降低RF开关100a的插入损耗IL。这将更详细地进行描述。
开关晶体管110的导通电阻RON可表示为式3。
(式3)
这里，μn是沟道的电子迁移率，并且Cox是在栅极端子与沟道之间形成的电容器的每单位面积的电容。W是沟道的宽度，L是沟道的长度。VGS是栅极端子与源极端子之间的电压，VTH是阈值电压。
VTH可表示为式4。
(式4)
这里，VTH0是自然阈值电压，ΦF是多晶硅栅极的功函数和硅衬底的功函数之差。γ是体效应系数，并且VSB是开关晶体管110的源极端子和体端子之间的电压。
参照式2，关于根据实施例的开关晶体管110，体电压VB高于一般情况下的0V电压。因此，关于根据实施例的开关晶体管110，与一般情况相比，VSB减小，并且参照式4，VTH也减小。参照式3，当VTH减小时，开关晶体管110的导通电阻RON减小。当开关晶体管110的导通电阻RON减小时，可降低RF开关100a的插入损耗IL。换言之，可通过产生通过偏置晶体管120a的漏电流来降低RF开关100a的插入损耗IL。
RF开关100a可通过利用栅极电压VG施加体电压VB来减少驱动电路(例如，缓冲电路)的数量。也就是说，RF开关100a不需要用于施加体电压VB的附加驱动电路(例如，缓冲电路)。
图5示出了一般RF开关和根据实施例的RF开关100a的仿真结果的曲线图。
参照图5，横轴表示频率，纵轴表示插入损耗IL。这里，插入损耗IL可以是S21参数。曲线520示出了一般RF开关的仿真结果，并且曲线510示出了根据实施例的RF开关100a的仿真结果。一般RF开关在其接通时没有漏电流路径，并且一般RF开关向体端子施加0V的附加体电压。
参照曲线510和曲线520，发现与一般RF开关相比，RF开关100a的插入损耗IL降低。
图6示出了根据另一实施例的RF开关100b。
如图6所示，RF开关100b可包括开关晶体管110、偏置晶体管120b、电阻器RG、电阻器RDS和阻抗元件130。由于除了偏置晶体管120b是n型晶体管之外，图6所示的RF开关100b类似于图1所示的RF开关100a，所以将不提供重复描述。
偏置晶体管120b可具有栅极端子、漏极端子、源极端子和体端子。栅极端子可以是控制端子。例如，偏置晶体管120b可以是n型FET。偏置晶体管120b的体端子可连接到开关晶体管110的栅极端子，并且偏置晶体管120b的源极端子可连接到开关晶体管110的栅极端子和偏置晶体管120b的体端子。偏置晶体管120b的栅极端子和漏极端子可连接到开关晶体管110的体端子。由于偏置晶体管120b的栅极端子和漏极端子彼此连接，所以偏置晶体管120b具有二极管连接结构。这里，由于偏置晶体管120b的体端子和源极端子彼此连接，所以偏置晶体管120b可向开关晶体管110的体端子提供漏电流。偏置晶体管120b可对应于栅极电压VG，并且可向开关晶体管110的体端子提供漏电流。
参照图6，当开关晶体管110导通时，可按照栅极电压VG、电阻器RG、偏置晶体管120b、开关晶体管110的体端子、开关晶体管110的源极端子、阻抗元件130以及地的顺序形成漏电流路径。通过漏电流路径产生体电压VB，并且开关晶体管110的导通电阻RON可减小。这将参照图7进行详细描述。
图7示出了当图6的RF开关100b接通时的等效电路。这里，假设阻抗元件130是电阻器RL。
参照图7，当开关晶体管110导通时，开关晶体管110可等效为具有导通电阻RON、二极管D1和二极管D2。二极管D1形成在开关晶体管110的体端子与漏极端子之间，并且二极管D2形成在开关晶体管110的体端子与源极端子之间。
偏置晶体管120b可等效为具有二极管D3、二极管D4'和二极管D5'。二极管D3示出了偏置晶体管120b具有二极管连接结构。二极管D4'形成在偏置晶体管120b的体端子与漏极端子之间，二极管D5'形成在偏置晶体管120b的体端子与源极端子之间。当偏置晶体管120b的体端子和源极端子彼此连接时，二极管D5'的阳极和阴极彼此连接。
图8示出了图7的等效电路的电流路径。
当开关晶体管110导通时，栅极电压VG可以是正(+)电压，并且正(+)栅极电压VG将被假设为电压VDD。在该情况下，形成电流IG。电流IG可表示为式1。
VDD可被设置为使二极管D4'和二极管D2导通。因此，可按照栅极电压VG、电阻器RG、二极管D4'、二极管D2、电阻器RL以及地的顺序形成电流路径S810。电流路径S810是漏电流路径。
通过电流路径S810，体电压VB可表示为式2。体电压VB被设置为高于一般情况下的0V电压，并且如参照式3和式4的描述，开关晶体管110的导通电阻RON减小。通过减小导通电阻RON，可降低RF开关100b的插入损耗IL。
根据本实施例的RF开关100b可通过利用栅极电压VG施加体电压VB来减少驱动电路(例如，缓冲电路)的数量。
此外，当RF开关100b通过利用栅极电压VG来施加体电压VB时，可减少驱动电路(例如，缓冲电路)的数量。
图9示出了根据另一实施例的RF开关100c。图10示出了图9的RF开关100c的等效电路及其电流路径。假设阻抗元件130是电阻器RL。
除了图1的RF开关100a中的阻抗元件130的位置改变之外，图9所示的RF开关100c类似于图1所示的RF开关100a，所以将不提供重复描述。如图9所示，阻抗元件130可连接在开关晶体管110的漏极端子与地之间。参照图10，在开关晶体管110的等效电路中，二极管D2和二极管D1彼此对称。因此，当阻抗元件130连接在开关晶体管110的漏极端子与地之间时，阻抗元件130可提供漏电流路径。也就是说，当开关晶体管110导通时，按照栅极电压VG、电阻器RG、偏置晶体管120a、开关晶体管110的体端子、开关晶体管110的漏极端子、阻抗元件130以及地的顺序形成漏电流路径。
参照图10，可按照栅极电压VG、电阻器RG、二极管D5、二极管D1、电阻器RL以及地的顺序形成电流路径S1010。电流路径S1010是漏电流路径。通过电流路径S1010，体电压VB可表示为式5。
(式5)
VB＝IG×RL+VD1
这里，VD1是二极管D1的导通电压。当将式2与式5进行比较时，除了式2中的VD2被VD1代替之外，式5等同于式2。
体电压VB被设置为高于一般情况下的0V电压，并且如式3和式4所示，开关晶体管110的导通电阻RON减小。当导通电阻RON减小时，可降低RF开关100c的插入损耗IL。
图11示出了根据另一实施例的RF开关100d。图12示出了图11的RF开关100d的等效电路及其电流路径。假设阻抗元件130是电阻器RL。
除了图6的RF开关100b中的阻抗元件130的位置改变之外，图11的RF开关100d类似于图6的RF开关100b，所以将不提供重复描述。如图11所示，阻抗元件130可连接在开关晶体管110的漏极端子与地之间。参照图12，在开关晶体管110的等效电路中，二极管D2和二极管D1彼此对称。因此，当阻抗元件130连接在开关晶体管110的漏极端子与地之间时，阻抗元件130可提供漏电流路径。也就是说，当开关晶体管110导通时，可按照栅极电压VG、电阻器RG、偏置晶体管120b、开关晶体管110的体端子、开关晶体管110的漏极端子、阻抗元件130以及地的顺序形成漏电流路径。
参照图12，可按照栅极电压VG、电阻器RG、二极管D4'、二极管D1、电阻器RL以及地的顺序形成电流路径S1210。电流路径S1210是漏电流路径。通过电流路径S1210，体电压VB可表示为式5。
体电压VB被设置为高于一般情况下的0V电压，并且如参照式3和式4的描述，开关晶体管110的导通电阻RON减小。通过减小导通电阻RON，可降低RF开关100d的插入损耗IL。
图13示出了根据实施例的RF开关系统1300a。
如图13所示，RF开关系统1300a可包括多个开关单元1310a、1320a和1330a。关于RF开关系统1300a，为了改善耐受电压，多个开关单元1310a、1320a和1330a可堆叠在第一端口P1与第二端口P2之间。图13示出了堆叠三个开关单元1310a、1320b和1330b，并且可堆叠至少两个开关单元。
如图13所示，各个开关单元1310a、1320a和1330a可以是图1的RF开关100a。可用图6的RF开关100b、图9的RF开关100c和图11的RF开关100d中的一者代替各个开关单元1310a、1320a和1330a。栅极电压VG共同施加到开关单元1310a、1320a和1330a(例如，开关单元1310a、1320a和1330a的栅极电压VG是通用的)，由此，开关单元1310a、1320a和1330a同时接通或断开。
图14示出了根据另一实施例的RF开关系统1300b。
如图14所示，RF开关系统1300b可包括多个开关单元1310b、1320b和1330b。除了通过一个电阻器RL提供漏电流路径之外，图14的RF开关系统1300b类似于图13的RF开关系统1300a。包括在图13的各个开关单元1310a、1320a和1330a中的电阻器RL可组合成如图14所示的一个电阻器RL。也就是说，可如图13所示设置三个电阻器RL，并且可如图14所示设置一个电阻器RL。此外，在图14中，电阻器RL可位于第二端口P2与地之间。或者电阻器RL可位于第一端口P1与第二端口P2之间的路径上的点与地之间。通过各个开关单元1310b、1320b和1330b产生的漏电流可通过电阻器RL流到地。
图15示出了根据另一实施例的RF开关系统1500。
如图15所示，RF开关系统1500可包括串联开关1510和分路开关1520。串联开关1510可连接在第一端口P1与第二端口P2之间，并且分路开关1520可连接在第二端口P2与地之间。当串联开关1510接通时，分路开关1520断开。当串联开关1510断开时，分路开关1520接通。也就是说，RF开关系统1500可具有单刀单掷(SPST)结构。
串联开关1510可包括多个开关单元1511、1512和1513，并且开关单元1511、1512和1513可堆叠在第一端口P1与第二端口P2之间以改善耐受电压。由于栅极电压VG共同施加到开关单元1511、1512和1513(例如，开关单元1511、1512和1513的栅极电压VG是通用的)，所以开关单元1511、1512和1513同时接通或断开。各个开关单元1511、1512和1513可以是图1的RF开关100a、图6的RF开关100b、图9的RF开关100c和图11的RF开关100d中的一者，但不包括它们中的电阻器RL。也就是说，为了便于描述，图15示出了开关单元1511、1512和1513是图1的RF开关100a，但它们可以是图6的RF开关100b、图9的RF开关100c和图11的RF开关100d中的一者。
分路开关1520可包括多个开关单元1521、1522和1523，并且开关单元1521、1522和1523可堆叠在第二端口P2与地之间以便改善耐受电压。由于栅极电压共同施加到开关单元1521、1522和1523(例如，开关单元1521、1522和1523的栅极电压/>是通用的)，所以开关单元1521、1522和1523同时接通或断开。由于栅极电压/>具有与栅极电压VG的相位相反的相位，因此分路开关1520以与串联开关1510相反的方式切换。
如图15所示，各个开关单元1521、1522和1523可具有与开关单元1511、1512和1513的开关结构不同的开关结构。也就是说，各个开关单元1521、1522和1523不具有偏置晶体管。各个开关单元1521、1522和1523可包括开关晶体管F1、电阻器RG和电阻器RDS。电阻器RG可连接到开关晶体管F1的栅极端子，并且电阻器RDS可连接在开关晶体管F1的漏极端子与源极端子之间。体电压VB'可共同施加到开关晶体管F1的体端子。体电压VB'可通过附加驱动电路施加。这里，图15的电阻器RG可执行与图1的电阻器RG相同的功能，并且图15的电阻器RDS可执行与图1的电阻器RDS相同的功能。此外，开关晶体管F1的体端子可连接到电阻器RB的第一端，并且体电压VB'可施加到电阻器RB的第二端。
各个开关单元1511、1512和1513是图1的RF开关100a、图6的RF开关100b、图9的RF开关100c和图11的RF开关100d中的一者，从而产生参照图1至图14描述的漏电流。这里，可能需要用于提供漏电流可在其上流动的路径的阻抗元件130(例如，电阻器RL)，并且参照图15，分别包括在开关单元1521、1522和1523中的电阻器RDS可起到如上所述的提供漏电流的作用。这将参照图16进行详细描述。
图16示出了图15的RF开关系统的电流路径。
当串联开关1510接通时，分路开关1520断开。也就是说，多个开关单元1511、1512和1513同时导通，并且多个开关单元1521、1522和1523同时断开。这里，可通过包括在开关单元1511、1512和1513中的偏置晶体管产生漏电流。可按照开关单元1521的电阻器RDS、开关单元1522的电阻器RDS、开关单元1523的电阻器RDS以及地的顺序形成漏电流路径S1510。也就是说，按照串联开关1510、开关单元1521的电阻器RDS、开关单元1522的电阻器RDS、开关单元1523的电阻器RDS以及地的顺序形成漏电流路径S1510。开关单元1521的电阻器RDS、开关单元1522的电阻器RDS和开关单元1523的电阻器RDS可起到与图13和图14的电阻器RL的作用相同的作用。
图17示出了根据另一实施例的RF开关系统1500'。
如图17所示，RF开关系统1500'可包括串联开关1510、分路开关1520、电容器C1以及电容器C2。除了电容器C1和电容器C2被添加到图15的RF开关系统1500之外，图17的RF开关系统1500'类似于图15的RF开关系统1500，所以将不提供重复描述。
电容器C1可连接在第一端口P1与串联开关1510之间，并且电容器C2可连接在串联开关1510和分路开关1520之间的节点与第二端口P2之间。可能因漏电流而在图17的RF开关系统1500'中产生直流(DC)电压，并且电容器C1和电容器C2可阻隔DC电压。
根据在此公开的一个或更多个实施例，可通过偏置晶体管将漏电流供应到开关晶体管，因此可降低RF开关的插入损耗(IL)。
根据在此公开的一个或更多个实施例，可通过偏置晶体管将体电压供应到开关晶体管的体端子，从而减少驱动电路的数量。
虽然上面已经示出和描述了具体示例，但在理解本公开之后将易于理解的是，在不脱离权利要求及其等同方案的精神及范围的情况下，可在这些示例中作出形式和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被理解为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或通过其他组件或它们的等同组件替换或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案的范围内的全部变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (28)

1.一种射频开关，包括：
开关晶体管；以及
偏置晶体管，包括彼此连接的体端子和第一端子，具有二极管连接结构，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的体端子提供与施加到所述开关晶体管的控制端子的电压相对应的第一电流。
2.如权利要求1所述的射频开关，所述射频开关还包括：
阻抗元件，连接在所述开关晶体管的第一端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径。
3.如权利要求1所述的射频开关，所述射频开关还包括：
阻抗元件，连接在所述开关晶体管的第二端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径。
4.如权利要求2所述的射频开关，其中，
所述阻抗元件包括电阻器、电感器和二极管中的至少一者。
5.如权利要求2所述的射频开关，其中，
按照所述开关晶体管的所述控制端子、所述偏置晶体管、所述开关晶体管的所述体端子、所述开关晶体管的所述第一端子、所述阻抗元件以及所述地的顺序形成所述第一电流的电流路径。
6.如权利要求1所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管的所述第一端子是源极端子。
7.如权利要求1所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管是p型晶体管。
8.如权利要求7所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管的所述体端子连接到所述开关晶体管的所述体端子，以及
所述偏置晶体管的第二端子和所述偏置晶体管的控制端子连接到所述开关晶体管的所述控制端子。
9.如权利要求1所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管是n型晶体管。
10.如权利要求9所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管的所述体端子连接到所述开关晶体管的所述控制端子，以及
所述偏置晶体管的第二端子和所述偏置晶体管的控制端子连接到所述开关晶体管的所述体端子。
11.如权利要求1所述的射频开关，其中，
所述开关晶体管连接在第一端口与第二端口之间，
所述射频开关还包括附加开关晶体管，所述附加开关晶体管连接在所述第二端口与地之间，并且当所述开关晶体管导通时，所述附加开关晶体管截止，以及
通过连接在所述附加开关晶体管的第一端子与所述附加开关晶体管的第二端子之间的电阻器形成所述第一电流的电流路径。
12.一种射频开关，包括：
开关晶体管；以及
偏置晶体管，包括连接到所述开关晶体管的体端子的体端子、连接到所述开关晶体管的控制端子的控制端子，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的所述体端子提供与施加到所述开关晶体管的所述控制端子的电压相对应的第一电流。
13.如权利要求12所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管的所述体端子连接到所述偏置晶体管的第一端子，以及
所述偏置晶体管的所述控制端子连接到所述偏置晶体管的第二端子。
14.如权利要求13所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管是p型晶体管。
15.如权利要求12所述的射频开关，所述射频开关还包括：
阻抗元件，连接在所述开关晶体管的第一端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径。
16.如权利要求15所述的射频开关，其中，
所述阻抗元件包括电阻器、电感器和二极管中的至少一者。
17.如权利要求15所述的射频开关，其中，
按照所述开关晶体管的所述控制端子、所述偏置晶体管、所述开关晶体管的所述体端子、所述开关晶体管的所述第一端子、所述阻抗元件以及所述地的顺序形成所述第一电流的电流路径。
18.一种射频开关，包括：
开关晶体管；以及
偏置晶体管，包括连接到所述开关晶体管的控制端子的体端子、连接到所述开关晶体管的体端子的控制端子，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的所述体端子提供与施加到所述开关晶体管的所述控制端子的电压相对应的第一电流。
19.如权利要求18所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管的所述体端子连接到所述偏置晶体管的第一端子，以及
所述偏置晶体管的所述控制端子连接到所述偏置晶体管的第二端子。
20.如权利要求19所述的射频开关，其中，
所述偏置晶体管是n型晶体管。
21.如权利要求18所述的射频开关，所述射频开关还包括：
阻抗元件，连接在所述开关晶体管的第一端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径。
22.如权利要求21所述的射频开关，其中，
所述阻抗元件包括电阻器、电感器和二极管中的至少一者。
23.如权利要求21所述的射频开关，其中，
按照所述开关晶体管的所述控制端子、所述偏置晶体管、所述开关晶体管的所述体端子、所述开关晶体管的所述第一端子、所述阻抗元件以及所述地的顺序形成所述第一电流的电流路径。
24.一种射频开关，包括：
开关晶体管；以及
偏置晶体管，被配置为降低所述开关晶体管的体端子与所述开关晶体管的第一端子之间的电压，并且所述偏置晶体管被配置为向所述开关晶体管的所述体端子提供与施加到所述开关晶体管的控制端子的电压相对应的第一电流。
25.如权利要求24所述的射频开关，其中，所述偏置晶体管包括彼此连接的体端子和第一端子，并且具有二极管连接结构。
26.如权利要求24所述的射频开关，其中，所述偏置晶体管包括连接到所述开关晶体管的所述体端子的体端子以及连接到所述开关晶体管的所述控制端子的控制端子。
27.如权利要求24所述的射频开关，其中，所述偏置晶体管包括连接到所述开关晶体管的所述控制端子的体端子以及连接到所述开关晶体管的所述体端子的控制端子。
28.如权利要求24所述的射频开关，所述射频开关还包括：
阻抗元件，连接在所述开关晶体管的所述第一端子与地之间，并且为所述第一电流提供电流路径，
其中，所述阻抗元件包括电阻器、电感器和二极管中的至少一者。
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