CN220798250U - 一种射频开关用的电平转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及射频开关技术领域,公开了一种射频开关用的电平转换电路，包括第一开关管、第二开关管、第一压降单元、第二压降单元、第一电阻支路、第二电阻支路、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜和信号整形单元；第一电流镜包括第一主支路和第一从支路，第二电流镜包括第二主支路和第二从支路，第三电流镜包括第三主支路和第三从支路；在使用时，本实用新型通过第一压降单元、第一电阻支路来降低压降以及通过第二压降单元和第二电阻支路来降低压降，然后利用第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜来实现电压转换，并通过信号整形单元对输出信号进行整形，使输出信号的波形符合要求，从而避免高压击穿MOS管和提高信号转换速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频开关技术领域，具体涉及一种射频开关用的电平转换电路。
背景技术
在低掷数射频开关中，GaAs pHEMT技术能提供良好的功率和线性度性能，同时占用较少的芯片面积，具有更小的封装尺寸；对SOI MOSFET开关，由于有集成正负电压发生器的要求以及较低的功率容量和较高的FET损耗，因此通常会占用较大的芯片面积，但是由于其能够在低于+1.6V的电压下工作，并且能够灵活地在芯片上集成CMOS逻辑电路，使得SOIMOSFET开关在低控制电压和高掷数开关应用中具有一定的优势，例如公开号为CN217985030U的实用新型专利就公开了一种电源选择器电路及射频开关，该专利通过如图1所示的电源选择器电路来实现电压源V1和电压源V2的切换，其中当电压源V1是高电平时，电压源V2是低电平，当电压源V2是高电平时，电压源V1是低电平。
随着射频开关的应用领域不断变化，电压源V1或者电压源V2的最高电压能达到5V，但是对于图1所示的电路中的电平转换器，由于其包括的MOS管的耐压值大多是2.5V，因此当电压源的电压为5V时，由于5V电压直接输入到MOS管的栅极，因此存在MOS管击穿爆炸的问题。
实用新型内容
鉴于背景技术的不足，本实用新型提供了一种射频开关用的电平转换电路，所要解决的技术问题是现有射频开关用的电平转换电路在接入5V电压时存在MOS管击穿的问题。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种射频开关用的电平转换电路，包括第一开关管、第二开关管、第一压降单元、第二压降单元、第一电阻支路、第二电阻支路、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜和信号整形单元；所述第一电流镜包括第一主支路和第一从支路，所述第二电流镜包括第二主支路包括第二从支路，所述第三电流镜包括第三主支路和第三从支路；
所述第一开关管的输入端用于输入第一电压源，所述第二开关管的输入端用于输入第二电压源，所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端用于输入控制信号；
所述第一开关管的输入端通过第一压降单元与第一开关管的输出端电连接，所述第一开关管的输出端通过第一电阻支路与第一主支路电连接，所述第一从支路与第二主支路电连接；
所述第二开关管的输入端通过第二压降单元与第二开关管的输出端电连接，所述第二开关管的输出端通过第二电阻支路与第三主支路电连接，所述第三从支路分别与所述第二从支路和信号整形单元电连接。
在某种实施方式中，所述第一开关管和第二开关管均为PMOS管，所述PMOS管的源极为开关管的输入端，所述PMOS管的栅极为开关管的控制端，所述PMOS管的漏极为开关管的输出端。
在某种实施方式中，所述第一压降单元包括二极管D1，所述第二压降单元包括二极管D2，第一开关管的输入端与二极管D1的正极电连接，第一开关管的输出端与二极管D1的负极电连接，第二开关管的输入端与二极管D2的正极电连接，第二开关管的输出端与二极管D2的负极电连接。
在某种实施方式中，所述第一电阻支路包括串联的电阻R4和电阻R5，电阻R4的第一连接端与第一开关管的输出端电连接，电阻R5的第二连接端与所述第一主支路电连接；
所述第二电阻支路包括电阻R6，电阻R6的第一连接端与第二开关管的输出端电连接，电阻R6的第二连接端与第三主支路电连接。
在某种实施方式中，所述第一主支路包括NMOS管N7，所述第一从支路包括NMOS管N5，所述NMOS管N7的漏极分别与第一电阻支路、NMOS管N7的栅极和NMOS管N5的栅极电连接，NMOS管N5的源极和NMOS管N7的源极接地，NMOS管N5的漏极与第二主支路电连接。
在某种实施方式中，所述第三主支路包括NMOS管N8，所述第三从支路包括NMOS管N6，所述NMOS管N8的漏极分别与第二电阻支路、NMOS管N8的栅极和NMOS管N6的栅极电连接，NMOS管N8的源极和NMOS管N6的源极接地，NMOS管N6的漏极与第二从支路电连接。
在某种实施方式中，所述第二主支路包括PMOS管P5，所述第二从支路包括PMOS管P6，PMOS管P5的源极和PMOS管P6的源极电连接，PMOS管P5的栅极分别与PMOS管P5的漏极、NMOS管N5的漏极和PMOS管P6的栅极电连接，PMOS管P6的漏极与NMOS管N6的漏极和信号整形单元电连接。
在某种实施方式中，所述信号整形单元包括M个反相器，M为偶数，所有反相器依次串联。
在某种实施方式中，所述信号整形单元包括N个反相器，N为奇数，当N大于1时，所有反相器依次串联。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：本实用新型通过第一压降单元、第一电阻支路来降低压降以及通过第二压降单元和第二电阻支路来降低压降，然后利用第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜来实现电压转换，并通过信号整形单元对输出信号进行整形，使输出信号的波形符合要求，从而避免高压击穿MOS管和提高信号转换速度。
附图说明
图1为现有专利中的电路结构图；
图2为本实用新型的电路图；
图3为现有第一电压源V1和第二电压源V2进行控制的示意图
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图2所示，一种射频开关用的电平转换电路，包括第一开关管、第二开关管、第一压降单元1、第二压降单元2、第一电阻支路3、第二电阻支路4、第一电流镜5、第二电流镜7、第三电流镜6和信号整形单元8；第一电流镜5包括第一主支路51和第一从支路50，第二电流镜7包括第二主支路70和第二从支路71，第三电流镜6包括第三主支路60和第三从支路61；
第一开关管的输入端用于输入第一电压源V1，第二开关管的输入端用于输入第二电压源V2，第一开关管的控制端和第二开关管的控制端用于输入控制信号；
第一开关管的输入端通过第一压降单元1与第一开关管的输出端电连接，第一开关管的输出端通过第一电阻支路3与第一主支路51电连接，第一从支路50与第二主支路70电连接；
第二开关管的输入端通过第二压降单元2与第二开关管的输出端电连接，第二开关管的输出端通过第二电阻支路4与第三主支路60电连接，第三从支路61分别与第二从支路71和信号整形单元8电连接。
对于本实用新型，通过第一压降单元1、第一电阻支路3来降低压降以及通过第二压降单元2和第二电阻支路4来降低压降，然后利用第一电流镜5、第二电流镜7和第三电流镜6来实现电压转换，并通过信号整形单元8对输出信号进行整形，使输出信号的波形符合要求，从而避免高压击穿MOS管和提高信号转换速度。
具体地，本实施例中，第一开关管和第二开关管均为PMOS管，其中PMOS管P7为第一开关管，PMOS管P8为第二开关管，PMOS管的源极为开关管的输入端，PMOS管的栅极为开关管的控制端，PMOS管的漏极为开关管的输出端。在实际使用时，第一电压源V1和第二电压源V2分别输入到PMOS管P7的源极和PMOS管P8的源极，而不是输入到PMOS管的栅极，这样能避免PMOS管的耐压问题出现。
另外如图3所示，现有电压源在进行控制时，由于电压源可能为5V电压，为了避免图3中的NMOS管出现击穿，用电阻R1和电阻R2进行分压，一般电阻R1与电阻R2的阻值相同，但是当电压源为1.6V时，经电阻R1和电阻R2分压后输入到NMOS管的栅极电压为0.8V，此时NMOS管存在打开困难或者打开速度较慢的问题，从而影响控制信号的传输时间。
具体地，本实施例中，第一压降单元1包括二极管D1，第二压降单元2包括二极管D2，第一开关管的输入端与二极管D1的正极电连接，第一开关管的输出端与二极管D1的负极电连接，第二开关管的输入端与二极管D2的正极电连接，第二开关管的输出端与二极管D2的负极电连接。
具体地，本实施例中，第一电阻支路3包括串联的电阻R4和电阻R5，电阻R4的第一连接端与第一开关管的输出端电连接，电阻R5的第二连接端与第一主支路电连接；
第二电阻支路4包括电阻R6，电阻R6的第一连接端与第二开关管的输出端电连接，电阻R6的第二连接端与第三主支路电连接。
在实际使用时，电阻R4、电阻R5和电阻R6用于限流。另外由于第一电压源V1和第二电压源V2是一高一低的信号，因此为了避免在出现异常使第一电压源V1和第二电压源V2均为高电平而导致输出信号不明确的问题出现，在本实施例中，电阻R4的阻值加上电阻R5的阻值大于电阻R6的阻值。
具体地，本实施例中，第一主支路51包括NMOS管N7，第一从支路50包括NMOS管N5，NMOS管N7的漏极分别与第一电阻支路4、NMOS管N7的栅极和NMOS管N5的栅极电连接，NMOS管N5的源极和NMOS管N7的源极接地，NMOS管N5的漏极与第二主支路70电连接。
具体地，本实施例中，第三主支路60包括NMOS管N8，第三从支路61包括NMOS管N6，NMOS管N8的漏极分别与第二电阻支路4、NMOS管N8的栅极和NMOS管N6的栅极电连接，NMOS管N8的源极和NMOS管N6的源极接地，NMOS管N6的漏极与第二从支路71电连接。
具体地，本实施例中，第二主支路70包括PMOS管P5，第二从支路71包括PMOS管P6，PMOS管P5的源极和PMOS管P6的源极电连接，PMOS管P5的栅极分别与PMOS管P5的漏极、NMOS管N5的漏极和PMOS管P6的栅极电连接，PMOS管P6的漏极与NMOS管N6的漏极和信号整形单元8电连接。
具体地，本实施例中，信号整形单元8包括两个反相器，两个反相器依次串联。在某种实施方式中，信号整形单元8可以包括其余偶数个反相器。
图2所示电路的工作过程如下：向PMOS管P7的栅极和PMOS管P8的栅极输入2.5V电压的控制信号，当第一电压源V1是5V信号，第二电压源V2是0V时，PMOS管P7导通，此时NMOS管N7导通，NMOS管N5导通，PMOS管P5导通，PMOS管P6导通，NMOS管N6关断，信号整形单元8的输入端输入高电平信号，该高电平信号的电压由电压vreg_ana提供，经过两个反相器INV整形后可以输出稳定的高电平信号；当第一电压源V1为0V信号，第二电压源V2为5V信号时，PMOS管P8导通，NMOS管N8和NMOS管N6导通，信号整形单元8输入低电平信号，经过两个反相器INV反相后仍输出低电平信号，从而实现电平转换。
另外，信号整形单元还可包括N个反相器，N为奇数，当N大于1时，所有反相器依次串联。
综上，本实用新型通过第一压降单元1、第一电阻支路3来降低压降以及通过第二压降单元2和第二电阻支路4来降低压降，然后利用第一电流镜5、第二电流镜7和第三电流镜6来实现电压转换，并通过信号整形单元8对输出信号进行整形，使输出信号的波形符合要求，从而避免高压击穿MOS管和提高信号转换速度。
上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，包括第一开关管、第二开关管、第一压降单元、第二压降单元、第一电阻支路、第二电阻支路、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜和信号整形单元；所述第一电流镜包括第一主支路和第一从支路，所述第二电流镜包括第二主支路和第二从支路，所述第三电流镜包括第三主支路和第三从支路；
所述第一开关管的输入端用于输入第一电压源，所述第二开关管的输入端用于输入第二电压源，所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端用于输入控制信号；
所述第一开关管的输入端通过第一压降单元与第一开关管的输出端电连接，所述第一开关管的输出端通过第一电阻支路与第一主支路电连接，所述第一从支路与第二主支路电连接；
所述第二开关管的输入端通过第二压降单元与第二开关管的输出端电连接，所述第二开关管的输出端通过第二电阻支路与第三主支路电连接，所述第三从支路分别与所述第二从支路和信号整形单元电连接。
2.根据权利要求1所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管均为PMOS管，所述PMOS管的源极为开关管的输入端，所述PMOS管的栅极为开关管的控制端，所述PMOS管的漏极为开关管的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述第一压降单元包括二极管D1，所述第二压降单元包括二极管D2，第一开关管的输入端与二极管D1的正极电连接，第一开关管的输出端与二极管D1的负极电连接，第二开关管的输入端与二极管D2的正极电连接，第二开关管的输出端与二极管D2的负极电连接。
4.根据权利要求1所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述第一电阻支路包括串联的电阻R4和电阻R5，电阻R4的第一连接端与第一开关管的输出端电连接，电阻R5的第二连接端与所述第一主支路电连接；
所述第二电阻支路包括电阻R6，电阻R6的第一连接端与第二开关管的输出端电连接，电阻R6的第二连接端与第三主支路电连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述第一主支路包括NMOS管N7，所述第一从支路包括NMOS管N5，所述NMOS管N7的漏极分别与第一电阻支路、NMOS管N7的栅极和NMOS管N5的栅极电连接，NMOS管N5的源极和NMOS管N7的源极接地，NMOS管N5的漏极与第二主支路电连接。
6.根据权利要求5所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述第三主支路包括NMOS管N8，所述第三从支路包括NMOS管N6，所述NMOS管N8的漏极分别与第二电阻支路、NMOS管N8的栅极和NMOS管N6的栅极电连接，NMOS管N8的源极和NMOS管N6的源极接地，NMOS管N6的漏极与第二从支路电连接。
7.根据权利要求6所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述第二主支路包括PMOS管P5，所述第二从支路包括PMOS管P6，PMOS管P5的源极和PMOS管P6的源极电连接，PMOS管P5的栅极分别与PMOS管P5的漏极、NMOS管N5的漏极和PMOS管P6的栅极电连接，PMOS管P6的漏极与NMOS管N6的漏极和信号整形单元电连接。
8.根据权利要求7所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述信号整形单元包括M个反相器，M为偶数，所有反相器依次串联。
9.根据权利要求7所述的一种射频开关用的电平转换电路，其特征在于，所述信号整形单元包括N个反相器，N为奇数，当N大于1时，所有反相器依次串联。
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