DE102018211896B9 - HF-Schalter - Google Patents

Abstract

Eine Hochfrequenzschaltvorrichtung, HF-Schaltvorrichtung, (100, 600, 700, 800, 900, 1100, 1400, 1500, 1610, 1614, 1616), wobei die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist:- eine Mehrzahl von Schalteinheiten (102, M1-MN), wobei die Schalteinheiten (102, M1-MN) zwischen einem ersten Reihenanschluss (104, RF1) und einem zweiten Reihenanschluss (106, RF2) in Reihe geschaltet sind, um einen schaltbaren HF-Weg einzurichten; und- eine Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808, 1108), wobei jede Ballastkondensatoreinheit parallel zu einer jeweiligen Schalteinheit geschaltet ist, um eine wählbare Kapazität (CB1-CBN) parallel zu einem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit bereitzustellen, wobei jede Ballastkondensatoreinheit zumindest ein Ballastkondensatorschaltelement (206, 806, 807, 1174, 1176, MB1-MBN) aufweist, das dazu konfiguriert ist, die Kapazität (CB1-CBN) der Ballastkondensatoreinheit zwischen den Folgenden zu schalten:- einem ersten Kapazitätswert (CBFi) und- einem zweiten Kapazitätswert, wobei der zweite Kapazitätswert größer als der erste Kapazitätswert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist:- eine erste Gruppe (130) von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), so dass die ersten Kapazitätswerte (CBF1-CBF(N/2)) entlang einer vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen; und- eine zweite Gruppe (132) von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), so dass die ersten Kapazitätswerte (CBF(N/2)+1-CBFN) entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen, wobei die erste Gruppe (130) der zweiten Gruppe (132) entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht und die erste und zweite Gruppe (130, 132) zusammen zumindest die Mehrheit der Mehrzahl von Schalteinheiten der Schaltvorrichtung bilden.

Description

• Technisches Gebiet
• Das vorliegende Dokument bezieht sich auf eine Hochfrequenzschaltvorrichtung, HF-Schaltvorrichtung, und auf eine HF-Schaltanordnung. Das Dokument bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben eines HF-Schalters.
• Hintergrund
• Ein Hochfrequenzschalter, HF-Schalter, z. B. für eine drahtlose Antenne, kann eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Schaltern aufweisen. Eine HF-Spitzenspannung (die in manchen Fällen 80 V erreichen kann) kann zu der Erzeugung eines unerwünschten leitfähigen Wegs zwischen den Anschlüssen der Schalter und anderen Elementen wie beispielsweise Masse-Metall-Leitungen führen. Insbesondere neigen die näher zu dem Hochschaltungsanschluss liegenden Schalter dazu, einem höheren Spannungsabfall zu unterliegen, als die Schalter an dem Niedrigspannungsanschluss. Allgemein gilt, je mehr gestapelte Schalter vorliegen und/oder je größer die parasitäre Kapazität jedes Schalters zu der Masse ist, desto höher wird dieser Effekt betont. Deshalb werden unter den Schaltern ungleichmäßige Spannungsabfälle bewirkt.
• Jeder Schalter (der ein Transistor wie beispielsweise ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, MOSFET, sein kann) weist allgemein eine geringe Spannungsbelastbarkeit auf, und somit sind unterschiedliche Spannungsabfälle an unterschiedlichen Schaltern unerwünscht. In einem Versuch, die Spannungsabfälle an den unterschiedlichen Schaltern der Reihe auszugleichen, wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der Kondensatoren parallel zu den Schaltern geschaltet werden. Kondensatoren mit hoher Kapazität wurden Schaltern zugeordnet, die näher zu dem Hochspannungsanschluss liegen, während Kondensatoren mit geringer Kapazität Schaltern zugeordnet wurden, die näher zu dem Niedrigspannungsanschluss liegen.
• Diese Technik definiert eine eindeutige Richtung in der Reihe und ist lediglich für diejenigen Anwendungen vorteilhaft, bei denen a priori bestimmt ist, welcher der Anschlüsse der Hochspannungsanschluss der Reihe ist. Bei Anwendungen, bei denen die Reihe beispielsweise mit der entgegengesetzten Spannung betrieben wird, weisen die Kondensatoren den unerwünschten Effekt auf, dass die Ungleichheiten zwischen den Spannungsabfällen zunehmen.
• Die US 2018 / 0 159 530 A1 offenbart eine Technik zum Steuern der Kapazität, die zwischen den Drain-Anschlüssen und den Source-Anschlüssen von in Reihe geschalteten MOSFETs angelegt werden soll.
• Die US 8 786 002 B2 offenbart einen Antennenschalter mit einer Mehrzahl von Schaltern, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und Drehkondensatoren, die parallel zu den Schaltern geschaltet sind.
• Die US 9 240 770 B2 offenbart eine Technik zur Unterdrückung von Harmonischen eines HF-Schalters. Reaktoren werden parallel zu MOSFETs, die als Schalter arbeiten, verwendet.
• Die US 9 461 609 B2 offenbart eine Vorrichtung für Hochspannungs-Drehkondensatoren, die in einem Array organisiert sind.
• Die US 9 973 155 B2 offenbart eine Vorrichtung für abstimmbare Leistungsverstärker.
• Kurzdarstellung
• Die Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen definiert.
• Es ist eine Hochfrequenzschaltvorrichtung, HF-Schaltvorrichtung, bereitgestellt, wobei die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist:
• - eine Mehrzahl von Schalteinheiten, wobei die Schalteinheiten zwischen einem ersten Reihenanschluss und einem zweiten Reihenanschluss in Reihe geschaltet sind, um einen schaltbaren HF-Weg einzurichten; und
• - eine Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten, wobei jede Ballastkondensatoreinheit parallel zu einer jeweiligen Schalteinheit geschaltet ist, um eine wählbare Kapazität parallel zu einem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit bereitzustellen, wobei jede Ballastkondensatoreinheit zumindest ein Ballastkondensatorschaltelement aufweist, das dazu konfiguriert ist, die Kapazität der Ballastkondensatoreinheit zwischen den Folgenden zu schalten:
• - einem ersten Kapazitätswert und
• - einem zweiten Kapazitätswert, wobei der zweite Kapazitätswert größer als der erste Kapazitätswert ist.
• Gemäß einem Aspekt kann sich der erste Kapazitätswert einer ersten Ballastkondensatoreinheit der Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten von dem ersten Kapazitätswert einer zweiten Ballastkondensatoreinheit der Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten unterscheiden.
• Gemäß einem Aspekt kann sich der zweite Kapazitätswert der ersten Ballastkondensatoreinheit von dem zweiten Kapazitätswert der zweiten Ballastkondensatoreinheit unterscheiden.
• Die HF-Schaltvorrichtung weist folgende Merkmale auf:
• - eine erste Gruppe von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten, so dass die ersten Kapazitätswerte entlang einer vorbestimmten Richtung zunehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen; und
• - eine zweite Gruppe von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten, so dass die ersten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung zunehmen,
wobei die erste Gruppe der zweiten Gruppe entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht und die erste und zweite Gruppe zusammen zumindest die Mehrheit der Mehrzahl von Schalteinheiten der Schaltvorrichtung bilden.
• Gemäß einem Aspekt kann zumindest eine der Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten folgende Merkmale aufweisen:
• - zumindest ein erstes Kondensatorelement, das den ersten Kapazitätswert bereitstellt; und
• - zumindest ein zweites Kondensatorelement, das den zweiten Kapazitätswert bereitstellt,
wobei das zumindest eine Ballastkondensatorschaltelement dazu konfiguriert ist, abwechselnd zwischen den Folgenden zu schalten:
• - dem zumindest einen ersten Kondensatorelement, um den ersten Kapazitätswert auszuwählen; und
• - dem zumindest zweiten Kondensatorelement, um den zweiten Kapazitätswert auszuwählen.
• Gemäß einem Aspekt kann zumindest eine der Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten folgende Merkmale aufweisen:
• - zumindest ein permanentes Kondensatorelement, wobei das zumindest eine permanente Kondensatorelement permanent parallel zu dem Signalwert der jeweiligen Schalteinheit ist;
• - zumindest ein wählbares Kondensatorelement, wobei das zumindest eine wählbare Kondensatorelement so gewählt werden kann, dass dasselbe parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit ist, so dass der zweite Kapazitätswert durch Aktivieren des zumindest einen wählbaren Kondensatorelements gewählt werden kann,
wobei das zumindest eine Ballastkondensatorschaltelement dazu konfiguriert ist, Folgendes auszuwählen:
• - den ersten Kapazitätswert, indem das zumindest eine wählbare Kondensatorelement deaktiviert wird; und
• - den zweiten Kapazitätswert indem das zumindest eine wählbare Kondensatorelement aktiviert wird.
• Gemäß einem Aspekt:
• - umfasst der zumindest eine Ballastkondensatorschalter einen ersten Ballastkondensatorschalter und einen zweiten Ballastkondensatorschalter; und
• - das zumindest eine wählbare Kondensatorelement umfasst Folgendes:
  • ◯ ein erstes wählbares Kondensatorelement mit einem ersten Anschluss, der über den ersten Ballastkondensatorschalter mit einem ersten Anschluss der jeweiligen Schalteinheit gekoppelt ist, und ein zweites wählbares Kondensatorelement mit einem ersten Anschluss, der über den zweiten Ballastkondensatorschalter mit einem zweiten Anschluss der jeweiligen Schalteinheit gekoppelt ist;
  • ◯ eine Kapazitätsauswahlleitung, die zum Steuern der jeweiligen Schalteinheit konfiguriert ist, wobei die Kapazitätsauswahlleitung mit einem zweiten Anschluss des ersten wählbaren Kondensatorelements und mit einem zweiten Anschluss des zweiten wählbaren Kondensatorelements gekoppelt ist.
• Gemäß einem Aspekt sind die Ballastkondensatoreinheiten so konfiguriert, dass dieselben eine Gesamtreihenkapazität zwischen 1 fF und 100 fF (Femtofarad) aufweisen, und/oder wobei zumindest einer der zweiten Kapazitätswerte kleiner als 1 pF ist.
• Gemäß einem Aspekt ist zumindest eine der Ballastkondensatoreinheiten auf einem Silizium-auf-Isolator-Wafer, SOI-Wafer, gebildet.
• Gemäß einem Aspekt können die ersten Kapazitätswerte entlang des Signalwegs oder entlang der Ballastkondensatoreinheiten oder entlang der vorbestimmten Richtung einer quadratischen Funktion zumindest über eine Mehrheit der Hälfte der Ballastkondensatoreinheiten folgen.
• Gemäß einem Aspekt können die zweiten Kapazitätswerte entlang des Signalwegs oder entlang der Ballastkondensatoreinheiten oder entlang der vorbestimmten Richtung einer quadratischen Funktion oder einer anderen Funktion, die zwischen einer kubischen Funktion und einer proportionalen Funktion liegt, zumindest über eine Mehrheit der Hälfte der Ballastkondensatoreinheiten folgen.
• Gemäß einem Aspekt können die ersten Kapazitätswerte und die zweiten Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten so angeordnet sein, dass dieselben eine Steuerung ermöglichen, die zumindest einen der Folgenden definiert:
• - einen ersten Konfigurationsmodus, bei dem die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang einer vorbestimmten Richtung abnehmen;
• - einen zweiten Konfigurationsmodus, bei dem die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung des Signalwegs zunehmen;
• - einen dritten Konfigurationsmodus, bei dem:
  • ◯ die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der ersten Gruppe von Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen und
  • ◯ die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der zweiten Gruppe von Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung zunehmen; und
• - einen vierten Konfigurationsmodus, bei dem:
  • ◯ die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der ersten Gruppe von Ballastkondensatoreinheiten entlang der bestimmten Richtung zunehmen; und
  • ◯ die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der zweiten Gruppe von Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen.
• Gemäß einem Aspekt kann die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweisen:
• - eine erste Kapazitätsauswahlleitung, wobei die erste Kapazitätsauswahlleitung dazu konfiguriert ist, zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatorschaltelemente der ersten Gruppe der Ballastkondensatoreinheiten zu steuern; und
• - eine zweite Kapazitätsauswahlleitung, wobei die zweite Kapazitätsauswahlleitung dazu konfiguriert ist, zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatorschaltelemente der zweiten Gruppe der Ballastkondensatoreinheiten zu steuern, wobei die erste Gruppe der zweiten Gruppe entlang einer vorbestimmten Richtung vorausgeht,
so dass die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Steuerung so auszuüben, dass zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
• - in einem ersten Konfigurationsmodus:
  • ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe aus; und
  • ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen;
• - in einem zweiten Konfigurationsmodus:
  • ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe aus;
  und
  • ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung zunehmen;
• - in einem dritten Konfigurationsmodus:
  • ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe aus; und
  • ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten für einen ersten Abschnitt abnehmen und für einen zweiten Abschnitt zunehmen, wobei der erste Abschnitt dem zweiten Abschnitt entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht;
• - in einem vierten Konfigurationsmodus:
  • ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe aus; und
  • ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten für einen ersten Abschnitt zunehmen und für einen zweiten Abschnitt abnehmen, wobei der erste Abschnitt dem zweiten Abschnitt entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht.
• Gemäß einem Aspekt weist die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale auf:
• - eine erste Kapazitätsauswahlleitung, wobei die erste Kapazitätsauswahlleitung dazu konfiguriert ist, eine erste Anordnung von Kondensatorelementen zu steuern, die zumindest der Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten zugeordnet sind, wobei die Kapazitäten zumindest der Mehrheit der Kondensatorelemente der ersten Anordnung entlang einer vorbestimmten Richtung des HF-Wegs abnehmen; und
• - eine zweite Kapazitätsauswahlleitung, wobei die zweite Kapazitätsauswahlleitung dazu konfiguriert ist, eine zweite Anordnung von Kondensatorelementen zu steuern, die zumindest der Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten zugeordnet sind, wobei die Kapazitäten zumindest der Mehrheit der Kondensatorelemente der zweiten Anordnung entlang der vorbestimmten Richtung des HF-Wegs abnehmen,
wobei die Kondensatorelemente der ersten Anordnung wählbar sind und die Kondensatorelemente der zweiten Anordnung wählbar sind,
wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Steuerung so auszuüben, dass zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
• - in einem ersten Konfigurationsmodus wählt die erste Kapazitätsauswahlleitung die Kapazitätswerte der ersten Anordnung aus, so dass die Kapazitätswerte der zweiten Anordnung deaktiviert werden; und
• - in einem zweiten Konfigurationsmodus wählt die zweite Kapazitätsauswahlleitung die Kapazitätswerte der zweiten Anordnung aus, so dass die Kapazitätswerte der ersten Anordnung deaktiviert werden.
• Gemäß einem Aspekt kann der HF-Schalter dazu konfiguriert sein, zwischen dem ersten Reihenanschluss und dem zweiten Reihenanschluss den Anschluss zu bestimmen, der eine höhere Spitzenspannung aufweist, um den Kapazitätswert einer bestimmten Ballastkondensatoreinheit so zu wählen, dass derselbe höher als der Kapazitätswert einer nachfolgenden Ballastkondensatoreinheit ist, wobei die bestimmte Ballastkondensatoreinheit bei höherer Spannung näher zu dem Spannungsanschluss liegt als die nachfolgende Ballastkondensatoreinheit.
• Gemäß einem Aspekt ist der HF-Schalter dazu konfiguriert, zwischen dem ersten Reihenanschluss und/oder dem zweiten Reihenanschluss den Anschluss zu bestimmen, der eine höhere Spitzenspannung aufweist,
  um Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten so auszuwählen, dass bei einem Vorgehen entlang der Schalteinheiten von dem Reihenanschluss, der die höhere Spitzenspannung aufweist, zu dem anderen Reihenanschluss die Ballastkapazitätswerte monoton oder streng monoton abnehmen.
• Gemäß einem Aspekt ist die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert, zumindest eines der Folgenden zu erfassen: einen Gate-induzierten Drain-Leckstrom, GIDL-Strom, und eine GIDL-Spannung, die zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten zugeordnet sind, oder einen Gate-Leckstrom oder eine Gate-Leckspannung oder einen anderen Leckstrom oder eine andere Leckspannung, um die Kapazitätswerte der Ballastkondensatoren auf Basis des erfassten Leckstroms oder der Leckspannung auszuwählen.
• Gemäß einem Aspekt ist die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert, den GIDL-Strom und/oder die GIDL-Spannung zu verwenden, um zumindest eine einer Spitze in der Spannung zu erfassen oder zwischen dem ersten Reihenanschluss oder dem zweiten Reihenanschluss den Anschluss mit höherer Spannung zu erfassen.
• Gemäß einem Aspekt kann die HF eine Widerstandseinheit parallel zu zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten aufweisen, wobei die Widerstandseinheit zwischen den Folgenden wählbar ist:
• einem ersten Widerstandswert und
• einem zweiten Widerstandswert, wobei der zweite Widerstandswert größer als der erste Widerstandswert ist,
• wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest einen der Folgenden auszuwählen:
  • den ersten Widerstandswert gemäß der Auswahl des ersten Kapazitätswerts;
  • den zweiten Widerstandswert gemäß der Auswahl des zweiten Kapazitätswerts; und
wobei der erste Widerstandswert der Auswahl des ersten Kapazitätswerts entspricht.
• Gemäß einem Aspekt weist die HF-Schaltvorrichtung eine Widerstandseinheit parallel zu zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten auf, wobei die Widerstandseinheit gemäß zumindest einem Spannungspegel an dem ersten Reihenanschluss und einem zweiten Reihenanschluss modifizierbar ist.
• Gemäß einem Aspekt können die Kapazitätswerte gewählt werden, um eine gleichmäßige Verteilung von Spannungen über die Schaltelemente hinweg innerhalb einer Toleranz von +/- 20 % zu erhalten, falls in einem ersten Konfigurationszustand der Ballasteinheiten eine Spitzenspannung an dem ersten Reihenanschluss größer als eine Spitzenspannung an dem zweiten Reihenanschluss ist, und um eine gleichmäßige Verteilung von Spannungen über die Schaltelemente hinweg innerhalb einer Toleranz von +/- 20 % zu erhalten, falls in einem zweiten Konfigurationszustand der Ballasteinheiten eine Spitzenspannung an dem ersten Reihenanschluss kleiner als eine Spitzenspannung an dem zweiten Reihenanschluss ist.
• Gemäß einem Aspekt ist eine Hochfrequenzanordnung, HF-Anordnung, bereitgestellt, die folgende Merkmale aufweist:
• - eine Antenne, die einen Speisepunkt und einen Abstimmpunkt aufweist;
• - eine erste Hochfrequenzschaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die erste Hochfrequenzschaltvorrichtung zwischen einer Speiseleitung und dem Speisepunkt geschaltet ist; und
• - eine zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung zwischen dem Abstimmpunkt und einem Massepotentialleiter mit einem Impedanzelement in Reihe geschaltet ist;
wobei die erste Hochfrequenzschaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, eine unterschiedliche Verteilung von Ballastkapazitäten entlang der Mehrzahl von Schalteinheiten aufzuweisen.
• Gemäß einem Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines HF-Schalters bereitgestellt, der eine Reihenschaltung von Schaltelementen aufweist,
  wobei das Verfahren ein Einstellen einer Verteilung von Kapazitätswerten von Ballastkapazitäten, die parallel zu den Schaltelementen geschaltet sind, entlang der Reihe von Schaltelementen aufweist, abhängig von Konfigurationsinformationen oder abhängig von Pegeln [z. B. Spitzenpegeln], die an Anschlüssen der Schaltelemente vorliegen.
• Figurenliste
• - 1 zeigt eine HF-Schaltvorrichtung.
• - 2 zeigt eine Besonderheit der HF-Schaltvorrichtung von 1
• - 3 und 4 zeigen Diagramme, die Kapazitäten einer HF-Schaltvorrichtung darstellen.
• - 5 zeigt ein Diagramm, das Spannungen an Schalteinheiten des HF-Schaltelements darstellt.
• - 6 zeigt eine HF-Schaltvorrichtung.
• - 7 und 8 zeigen Elemente von HF-Schaltvorrichtungen.
• - 9 zeigt ein Layout einer HF-Schaltvorrichtung.
• - 10 zeigt ein Diagramm, das Spannungen an Schalteinheiten des HF-Schaltelements darstellen.
• - 11-15 zeigen Beispiele für HF-Schaltvorrichtungen.
• - 16 zeigt eine HF-Anordnung.
• Ausführliche Beschreibung der Beispiele
• 1 zeigt eine Hochfrequenzschaltvorrichtung, HF-Schaltvorrichtung 100 gemäß Beispielen. Die Schaltvorrichtung 100 kann eine Mehrzahl von Schalteinheiten 102 (M₁, M₂,...,M_N) mit einem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) und einem zweiten Reihenanschluss 106 (RF₂) aufweisen, um einen schaltbaren HF-Weg einzurichten. Die Schalteinheiten 102 (M₁-M_N) können zwischen dem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) und dem zweiten Reihenanschluss 106 (RF₂) in Reihe geschaltet sein (z. B. in einer gestapelten Struktur), um den schaltbaren HF-Weg (z. B. zwischen RF₁ und RF₂) einzurichten. Die HF-Schaltvorrichtung 100 kann eine Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten 108 (C_B1-C_BN) aufweisen. Jede Ballastkondensatoreinheit 108 kann mit einer jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) parallel geschaltet sein. Jede Ballastkondensatoreinheit 108 stellt eine wählbare Kapazität (C_Bi) parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 108 (M_i) bereit. Die Ballastkondensatoreinheit 108 kann eine Kapazität (C_Bi) bereitstellen, die zwischen den Folgenden liegen kann:
• - einem ersten Kapazitätswert und
• - einem zweiten Kapazitätswert, der größer als der erste Kapazitätswert ist.
• Deshalb kann zwischen unterschiedlichen Kapazitätswerten (C_Bi) gewählt werden, die je der jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) zugeordnet sein sollen. Für solche Schalteinheiten 102, die näher zu dem Hochspannungsanschluss liegen, kann deshalb der zweite (größere) Kapazitätswert gewählt werden. Für solche Schalteinheiten 102, die näher zu dem Niedrigspannungsanschluss liegen, kann der erste Kapazitätswert gewählt werden. Somit passen die Kapazitätswerte sich an die Richtung der HF-Spannung an und ermöglichen es, unerwünschte Spannungsschwankungen angemessen auszugleichen.
• Jede Schalteinheit 102 kann beispielsweise einen ersten Signalanschluss 110, einen zweiten Signalanschluss 114 und einen Steueranschluss 112 aufweisen.
• Zumindest eine (oder alle) der Schalteinheiten 102 (M₁-M_N) kann bzw. können einen MOSFET aufweisen (oder derselbe sein), mit einem Drain-Anschluss 110 (erster Signalanschluss), einem Gate-Anschluss 112 (Steueranschluss) und einem Source-Anschluss 114 (zweiter Signalanschluss). Der Signalweg kann zwischen dem Drain-Anschluss 110 und dem Source-Anschluss 114 liegen, unter der Steuerung, die durch den Gate-Anschluss 112 ausgeübt wird. Der MOSFET 102 kann gemäß der Spannung an dem Gate-Anschluss 114 Ladungsdurchgänge zwischen dem Drain-Anschluss 110 und dem Source-Anschluss 114 selektiv zulassen oder verhindern, wodurch ein Schalteffekt bewirkt wird. Bei Beispielen kann der Source-Anschluss 114 eines MOSFETs 102 (z. B. M₁) mit dem Drain-Anschluss 110 eines nachfolgenden MOSFETs 102 (z. B. M₂) verbunden sein. Ein erster Anschluss 116 einer Ballastkondensatoreinheit 108 kann mit dem Drain-Anschluss 110 eines MOSFETs 102 verbunden sein, und ein zweiter Anschluss 118 einer Ballastkondensatoreinheit 108 kann mit dem Source-Anschluss 114 des MOSFETs 102 verbunden sein. Der zweite Anschluss 118 eines Ballastkondensators 108 kann mit einem ersten Anschluss 116 eines nachfolgenden Ballastkondensators 108 verbunden sein.
• Zumindest einige der Schalteinheiten 102 (M₁-M₂) können über zumindest eine Schalteinheitsteuerleitung 120 gesteuert werden, die bei Beispielen einer Spannung V_G unterliegen kann. Die Spannung V_G kann durch ein externes Element, das mit einem Steuereingangsanschluss 122 verbunden ist, unter Vorspannung gesetzt sein. Das externe Element, das den Steuereingangsanschluss 122 steuert, kann beispielsweise ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor, DSP, usw. sein oder durch einen selben gesteuert werden. Das externe Element kann deshalb ein Element sein, das eine Anwendung für Funkkommunikation steuert (z. B. zum Empfangen/Senden von drahtlosen Signalen). Zwischen der Schalteinheitsteuerleitung 120 und dem Gate-Anschluss 112 jedes MOSFETs 102 kann ein Widerstand 124 (R_G) zwischengeschaltet sein.
• Bei Beispielen kann, wenn die HF-Schaltvorrichtung 100 aktiviert werden soll (EIN), um einen Stromdurchgang entlang des Signalwegs zu ermöglichen, eine positive Spannung V_G eingegeben werden, um jeden Gate-Anschluss 112 dahingehend zu steuern, den Ladungsdurchgang zwischen dem Drain-Anschluss 110 und dem Source-Anschluss 114 zuzulassen, wodurch der Stromdurchgang zwischen dem ersten und zweiten Reihenanschluss 104 und 106 ermöglicht wird. Wenn beabsichtigt ist, die HF-Schaltvorrichtung 100 zu deaktivieren (AUS), kann die Spannung V_G bis zu dem Punkt reduziert werden, dass das Gate jedes MOSFETs 102 den Ladungsdurchgang zwischen dem Drain-Anschluss 110 und dem Source-Anschluss 114 nicht zulässt und zwischen dem ersten und zweiten Reihenanschluss 104 und 106 der HF-Vorrichtung 100 kein Strom fließt. Das Vorhandensein von ungleichmäßigen Spannungen an unterschiedlichen Schalteinheiten 102 wird durch die Auswahl der am besten geeigneten Kapazitäten (C_BFi) an den Ballastkondensatoreinheiten 108 gemildert.
• Zahlreiche Beispiele von Ballastkondensatoreinheiten können bereitgestellt werden. Ein Beispiel ist die Ballastkondensatoreinheit 200 (108) von 2. Diese Ballastkondensatoreinheit 200 ist zwischen den Folgenden schaltbar (wählbar):
• - einem ersten Kapazitätswert (C_BFi); und
• - einem zweiten Kapazitätswert (C_BFi + C_BSi > C_BFi).
• Bei Beispielen kann die Ballastkondensatoreinheit 200 folgende Merkmale aufweisen:
• - zumindest ein permanentes Kondensatorelement 202 (C_BFi), das permanent parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) sein kann; und
• - zumindest ein wählbares Kondensatorelement 204 (C_BFi), das so gewählt werden kann, dass dasselbe parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) ist, so dass der zweite Kapazitätswert (C_BFi + C_BSi) durch Aktivieren des zumindest einen wählbaren Kondensatorelements 204 gewählt wird.
• Die Ballastkondensatoreinheit 200 (108) kann ein Ballastkondensatorschaltelement 206 (M_Bi) aufweisen, welches eine Auswahl zwischen dem ersten Kapazitätswert (C_BFi) und dem zweiten Kapazitätswert (C_BFi + C_BSi) betätigen kann, z. B. durch Aktivieren oder Deaktivieren des wählbaren Kondensatorelements 204. Das Ballastkondensatorschaltelement 206 kann deshalb die Kapazität der Ballastkondensatoreinheit 200 (108) steuern, indem zusätzlich zu dem permanenten Kondensatorelement 202 (welches die Kapazität C_BFi bereitstellt) ein zusätzliches Kondensatorelement (welches die Kapazität C_BSi bereitstellt) parallel geschaltet wird und die Parallelschaltung getrennt wird.
• Zumindest eine (oder alle) der Ballastkondensatorschalteinheiten 206 (M_i) kann bzw. können ein MOSFET sein, beispielsweise mit einem Drain-Anschluss 210, einem Gate-Anschluss 212 und einem Source-Anschluss 214. Die Auswahl des wählbaren Kondensatorelements 204 (C_BFi) kann erhalten werden, indem der Ladungsdurchgang zwischen dem Drain-Anschluss 210 und dem Source-Anschluss 214 unter einer Steuerung zugelassen wird, die durch den Gate-Anschluss 212 ausgeübt wird. Der MOSFET 206 (M_Bi) kann gemäß der Spannung an dem Gate-Anschluss 214 die Ladungsdurchgänge zwischen dem Drain-Anschluss 210 und dem Source-Anschluss 214 selektiv zulassen oder verhindern, wodurch ein Schalteffekt bewirkt wird, der das wählbare Kondensatorelement 204 parallel mit dem permanenten Kondensatorelement 202 verbindet, um die Kapazität an den Anschlüssen der Schalteinheit 102 zu verbessern. Bei Beispielen kann der MOSFET 206 (M_Bi) dieselben Charakteristika wie der MOSFET 102 aufweisen. Der MOSFET 206 kann unterschiedlich groß ausfallen und kann beispielsweise eine geringere Kanalbreite aufweisen.
• Jedes Ballastkondensatorelement 206 (M_Bi) kann durch eine Kapazitätsauswahlleitung 220 (221) gesteuert sein (z. B. an dem Gate-Anschluss 212), die einer Spannung unterliegen kann, welche den MOSFET 206 (M_Bi) zwingt, selektiv EIN oder AUS zu sein. Zwischen der Kapazitätsauswahlleitung 220 und jedem Gate-Anschluss 212 kann ein Widerstand 224 (R_GB) geschaltet sein.
• Bei Beispielen ist die Kapazitätsauswahlleitung 220 nicht eindeutig und steuert die Gesamtmenge der Ballastkondensatoreinheiten 200 (108) der HF-Schaltvorrichtung 100 nicht: Es ist beispielsweise möglich, dass unterschiedliche Gruppen von Ballastkondensatoreinheiten mit unterschiedlichen Kapazitätsauswahlleitungen 220 und 221 verbunden sind, um selektiv unterschiedliche Ballastkondensatorschalteinheiten 206 umzuschalten. Bei Beispielen ist es möglich, zwischen unterschiedlichen Gruppen von Schalteinheiten 102 auf Basis der unterschiedlichen Kapazitätsauswahlleitungen zu unterscheiden, die die unterschiedlichen wählbaren Kondensatorelemente 204 aktivieren/deaktivieren. Bei manchen Beispielen kann eine erste Gruppe 130 von Schalteinheiten (die beispielsweise die ersten N/2 Schalteinheiten M₁ ... M_N/2 umfassen können) von einer zweiten Gruppe 132 von Schalteinheiten unterschieden werden (die zum Beispiel die zweiten N/2 Schalteinheiten M_(N/2)+1 ... M_N umfassen können). Deshalb können die Ballastkondensatorschalteinheiten 206 (M₁ ... M_N/2) der ersten Gruppe 130 zusammen ausgewählt oder ihre Auswahl aufgehoben werden, während die Ballastkondensatorschalteinheiten 206 (M_(N/2)+1 ... M_N) der zweiten Gruppe 132 zusammen ausgewählt werden können oder ihre Auswahl aufgehoben werden kann. Die Steuerung der ersten Gruppe 130 kann unabhängig von der Steuerung der zweiten Gruppe 132 sein. Die erste Gruppe 130 kann der zweiten Gruppe 132 in einer vorbestimmten Richtung FWD (z. B. einer Richtung von dem ersten Reihenanschluss 104 zu dem zweiten Reihenanschluss 106) vorausgehen.
• Bei Beispielen kann ein Ballastkondensatorelement verwendet werden, das von der Ballastkondensatoreinheit 200 verschieden ist. Beispielsweise kann ein Kapazitätstuner verwendet werden, wobei die Schalteinheiten 102 mit den Anschlüssen 110 und 114 über andere Kondensatoren gekoppelt sind. Andere Beispiele werden in nachfolgenden Beispielen erörtert.
• Bei Beispielen können unterschiedliche Ballastkondensatoreinheiten 108 unterschiedliche erste oder zweite Kapazitätswerte aufweisen. Der erste Kapazitätswert (z. B. C_BF1) einer ersten Ballastkondensatoreinheit 108 kann von dem ersten Kapazitätswert (z.B. C_BF2) einer zweiten Ballastkondensatoreinheit 108 verschieden sein. Dieser Effekt kann bei dem Beispiel von 2 erhalten werden, indem wählbare Kondensatorelemente 204 mit unterschiedlichen Kapazitäten verwendet werden. Beispielsweise können die Kondensatoren so konfiguriert sein, dass C_BF1 < C_BF2 ist oder C_BF(N-1) > CBFN ist. Der zweite Kapazitätswert (z. B. C_BF1+ C_BS1) der ersten Ballastkondensatoreinheit 108 kann von dem zweiten Kapazitätswert (z. B. C_BF2 + C_BS2) einer zweiten Ballastkondensatoreinheit 108 verschieden sein. Dieser Effekt kann bei dem Beispiel von 2 erhalten werden, indem wählbare Kondensatorelemente 204 verwendet werden, die, wenn sie parallel zu den jeweiligen permanenten Kondensatorelementen 202 geschaltet sind, bewirken, dass Kapazitäten zwischen der ersten Ballastkondensatoreinheit 108 und der zweiten Ballastkondensatoreinheit 108 verschieden sind. Beispielsweise können die Kondensatoren derart konfiguriert sein, dass gilt: C_BF1 + C_BS1 > C_BF2 + C_BS2 oder C_BF(N-1) + C_BS(N-1) < C_BFN + C_BSN.
• Durch Auswählen geeigneter erster und zweiter Kapazitätswerte für unterschiedliche Ballastkondensatoreinheiten 108 und/oder durch selektives Steuern der Ballastkondensatorschaltelemente 206 können Ballastkapazitäten erhalten werden, die in angemessener Weise die Gleichförmigkeit der Spannungen an unterschiedlichen Schalteinheiten 102 erhöhen.
• Beispielsweise können die Kapazitäten (z. B. C_Bi) der Ballastkondensatoreinheiten so gewählt sein, dass dieselben von dem Hoch-HF-Spannungsanschluss (104 oder 106, je nachdem) zu dem Niedrig-HF-Spannungsanschluss absteigen. Falls eine entgegengesetzte Polarität erforderlich ist, können die Kapazitäten so gewählt werden, dass dieselben von dem neuen Hoch-HF-Spannungsanschluss zu dem Niedrig-HF-Spannungsanschluss absteigen. Im Vergleich zu den traditionellen Techniken kann deshalb dieselbe Hardware für Anwendungen verwendet werden, die unterschiedliche Richtungen erfordern.
• Ein Beispiel ist in 3 bereitgestellt. Die Abszisse ist den unterschiedlichen Schalteinheiten 102 (M_i=M1...M_N) zugeordnet. Die Ordinate ist der Kapazität C_Bi parallel zu jeder Schalteinheit 102 zugeordnet (z. B. Kapazität an den Anschlüssen 110 und 114 jedes MOSFETs 102).
• 4 bezieht sich auf dasselbe Beispiel von 3, zeigt jedoch (in der Ordinate) die Werte, die die Kapazitäten (C_BFi) des permanenten Kondensatorelements 202 (C_BFi) und die Kapazitäten (C_BSi) des wählbaren Kondensatorelements 204 aufweisen können, um die Werte von 3 zu erhalten. 4 zeigt nicht die Kapazitäten für (N/2)+1... N, die bezüglich einer Vertikalachse bei N/2 symmetrisch wären. Bei Beispielen kann zumindest eine der folgenden Beziehungen erfüllt sein: $${\text{C}}_{\text{BFi}}={\text{C}}_{\text{BF}\left(\text{N-i}\right)},{\text{ C}}_{\text{BSi}}={\text{C}}_{\text{BS}\left(\text{N-i}\right)},{\text{ C}}_{\text{Bi}}={\text{C}}_{\text{B}\left(\text{N-i}\right)}$$

  
• Wie aus 3 und 4 verständlich ist, können bei Beispielen die ersten Kapazitätswerte (C_Bfi) einer quadratischen Funktion oder einer anderen Funktion folgen, die zwischen einer kubischen Funktion und einer proportionalen Funktion liegt, zumindest über eine Mehrheit der Hälfte der Ballastkondensatoreinheiten. Die zweiten Kapazitätswerte (z. B. C_BF2 + C_BS2) können einer quadratischen Funktion oder einer anderen Funktion folgen, die zwischen einer kubischen Funktion und einer proportionalen Funktion liegt, zumindest über eine Mehrheit der Hälfte der Ballastkondensatoreinheiten (oder sogar über eine Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten).
• Falls der Hoch-HF-Spannungsanschluss der Anschluss 104 (RF₁) ist, kann eine bevorzugte Konfiguration für die Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten (C_Bi) durch eine (monoton oder streng monoton) absteigende Kurve 302 beschrieben sein, beispielsweise derart, dass C_Bi > C_B(i+1), 1 ≤ i ≤ N ist. Die absteigende Kurve 203 kann wie folgt gebildet sein:
• - durch eine erste absteigende Halbkurve 302a an einer ersten Gruppe 130 von Ballastkondensatoreinheiten (z. B. der ersten Hälfte der Schalteinheiten 102, d. h. M₁...M_N/2), so dass die Kapazitätswerte (C_Bi) der Ballastkondensatoreinheiten der ersten Gruppe 130 die zweiten (größeren) Kapazitätswerte sind (z. B. C_BFi + C_BSi);
• - durch eine zweite absteigende Halbkurve 302b an einer zweiten Gruppe 132 von Ballastkondensatoreinheiten (z. B. der zweiten Hälfte der Schalteinheiten, d. h. M_(N/2+1)...M_N), so dass die Kapazitäten (C_Bi) der Ballastkondensatoreinheiten der zweiten Gruppe 132 die ersten (kleineren) Kapazitätswerte sind (z. B. C_BFi).
• Falls der Hoch-HF-Spannungsanschluss der Anschluss 106 (RF₂) ist, kann eine bevorzugte Konfiguration für die Kapazität der Ballastkondensatoreinheiten (C_Bi) durch eine (monoton oder streng monoton) aufsteigende Kurve 304 beschrieben sein, beispielsweise derart, dass C_Bi < C_B(i+1), 1 ≤ i ≤ N ist. Die aufsteigende Kurve 304 kann wie folgt gebildet sein:
• - durch eine erste aufsteigende Halbkurve 304a an einer ersten Gruppe 130 von Ballastkondensatoreinheiten (z. B. der erste Hälfte der Schalteinheiten, d. h. M₁...M_N/2), so dass die Kapazitätswerte (C_Bi) der Ballastkondensatoreinheiten der ersten Gruppe 130 die ersten (kleineren) Kapazitätswerte sind (z. B. C_BFi);
• - durch eine zweite aufsteigende Halbkurve 304b an einer zweiten Gruppe 132 von Ballastkondensatoreinheiten (z. B. der zweiten Hälfte der Schalteinheiten, d. h. M_(N/2+1)...M_N), so dass die Kapazitätswerte (C_Bi) der Ballastkondensatoreinheiten der zweiten Gruppe 132 der zweite (größere) Kapazitätswert sind (z. B. C_BFi + C_BSi).
• Bei den Beispielen sind die Werte des ersten und zweiten Kapazitätswerts so gewählt, dass dieselben bezüglich der Mitte der Schaltvorrichtung symmetrisch sind (z. B. zwischen der N-ten und der (N+1)-ten Schalteinheit 102).
• Falls die Kapazitäten (C_BFi) des permanenten Kondensatorelements 202 (C_BSi) und die Kapazitäten (C_BFi) des wählbaren Kondensatorelements 204 entsprechend gewählt werden und die Ballastkondensatorschaltelemente 206 angemessen gewählt werden, können daher zumindest einige der Konfigurationsmodi erhalten werden: Tabelle 1

  Modus	Ballastschalter MB1...MB(N/2) der ersten Gruppe 130	Ballastschalter MB(N/2+1)...MBN der zweiten Gruppe 132	HF-Spannung an Umschaltports	Verwendungszweck
  1	EIN-Zustand (CBi = CBFi + CBSi)	AUS-Zustand (CBi = CBF1)	VRF1 > VRF2	Spannung an RF1 ist bekannterweise größer als Spannung an RF2: absteigende Kurve 302
  2	AUS-Zustand (CBi = CBF1)	EIN-Zustand (CBi = CBFi + CBSi)	VRF1 < VRF2	Spannung an RF1 ist bekannterweise kleiner als Spannung an RF2. Ansteigende Kurve 304
  3	EIN-Zustand (CBi = CBFi + CBSi)	EIN-Zustand (CBi = CBFi + CBSi)	beliebig	Nicht bekannt, an welchem Port größere Spannung anliegt. Kann für Speisepunktabstimmung verwendet werden. Konkave Kurve gebildet durch Halbkurven 302a und 304b
  4	AUS-Zustand (CBi = CBF1)	AUS-Zustand (CBi = CBF1)	beliebig	Niedrigspannungsanwendungen, niedrigste Kapazität des Schalters. Konvexe Kurve gebildet durch Halbkurven 204a und 304b.

• 5 zeigt die Amplitude von HF-Spannung (Ordinate) zwischen dem Drain-Anschluss 110 und dem Source-Anschluss 114 an jeder Schalteinheit 102 (M₁ ... M_N, Abszisse) gemäß den unterschiedlichen Konfigurationsmodi. Wie anhand der Modi 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Spannung für jede der Schalteinheiten 102 dieselbe.
• Aus diesem Grund sind bei den Modi 1 und 2 die parasitären Kapazitäten angemessen ausgeglichen, und die Spannungen unter den unterschiedlichen Schalteinheiten 102 werden einheitlich wiedergegeben. Ohne die Definition der wählbaren Kapazitäten der Ballastkondensatorschaltelemente wäre es nicht möglich, sowohl Konfigurationsmodus 1 (zum Umgang mit den Anwendungen, für die der Hoch-HF-Spannungsanschluss der Anschluss 104 ist) als auch den Konfigurationsmodus 2 zuzulassen (zum Umgang mit den Anwendungen, für die der Hoch-HF-Spannungsanschluss der Anschluss 106 ist).
• 6 zeigt eine Variante 600 der HF-Schaltvorrichtung 100. Die HF-Schaltvorrichtung 600 kann (ähnlich der Vorrichtung 100) Folgendes aufweisen:
• - eine Mehrzahl von Schalteinheiten 102 (M₁-M_N), die zwischen einem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) und einem zweiten Reihenanschluss 106 (RF₂) in Reihe geschaltet sind, um einen schaltbaren HF-Weg einzurichten; und
• - eine Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten 608 (C_B1-C_BN), die jeweils parallel zu einer jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) geschaltet sind, um eine wählbare Kapazität (z. B. zwischen C_BFi und C_BFi + C_BSi) parallel zu einem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) bereitzustellen.
• Die HF-Schaltvorrichtung 600 kann in gestapelten Zellen 609 angeordnet sein. Zumindest eine (oder alle) der Ballastkondensatoreinheiten kann bzw. können auf einem Siliziumauf-Isolator-Wafer, SOI-Wafer, gebildet sein. Die HF-Schaltvorrichtung 600 kann eine gestapelte Struktur aufweisen.
• Jede Ballastkondensatoreinheit 608 kann (ähnlich der Vorrichtung 100) Folgendes aufweisen:
• - zumindest ein permanentes Kondensatorelement 202 (C_BFi), das permanent parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) sein kann;
• - zumindest ein wählbares Kondensatorelement 204 (C_BSi), das aktiviert werden kann, um parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 102 (M_i) zu sein, so dass der zweite Kapazitätswert (C_BFi + C_BSi) durch Aktivieren des zumindest einen wählbaren Kondensatorelements 204 gewählt wird;
• - zumindest eine Ballastkondensatorschalteinheit 206 (z. B. ein MOSFET), die eine Auswahl treffen kann zwischen:
  • ◯ einem ersten kleineren Kapazitätswert (C_BFi), z. B. durch Deaktivieren des wählbaren Kondensatorelements 204; und
  • ◯ einen zweiten größeren Kapazitätswert (C_BFi + C_BSi), z. B. durch Aktivieren des wählbaren Kondensatorelements 204.
• Die HF-Schaltvorrichtung 600 kann hochohmige Widerstände 650 (R_DS) aufweisen, die mit den Anschlüssen jeder Ballastkondensatorschalteinheit 206 verbunden sind (z. B.
• Drain-Anschluss und der Source-Anschluss). Hochohmige Widerstände 652 (R_DS) können außerdem an den Anschlüssen des wählbaren Kondensatorelements 204 verbunden sein. Entlang einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Schalteinheiten 102 kann die Abfolge der Widerstände 650 und 652 eine hochohmige Leiter bilden, die mit einer Gleichstromvorspannung (z. B. einem allgemeinen Masseanschluss) über einen hochohmigen Widerstand 640 (R_DSC) verbunden ist. Dementsprechend wird eine Gleichstromvorspannung allen Schalteinheiten 102 zugeführt (z. B. an der Source und dem Drain jedes MOSFETs).
• Die Ballastkondensatorschalteinheit 206 kann durch Kapazitätsauswahlleitungen 220 und 221 gesteuert werden. Beispielsweise kann die Kapazitätsauswahlleitung 220 die Ballastkondensatorschalteinheiten 206 der ersten Gruppe 130 von Schalteinheiten (M₁...M_N/2) unabhängig steuern, und die Kapazitätsauswahlleitung 221 kann die Ballastkondensatorschalteinheiten 206 der zweiten Gruppe 132 von Schalteinheiten (M_N/2...M_N) unabhängig steuern. Insbesondere können die (z. B. durch eine externe Quelle erzeugten) Spannungen V_BG1 und V_BG2 die Gate-Anschlüsse der Ballastkondensatorschalteinheiten 206 steuern. In den Kapazitätsauswahlleitungen 220 und 221 können hochohmige Widerstände 660 zwischen Gate-Anschlüssen von aufeinanderfolgenden Schalteinheiten eingefügt sein.
• Die Gate-Steuerspannungen V_BG1 und V_BG2 können unter Verwendung beispielsweise einer der folgenden Techniken erzeugt werden:
• • Diskrete Spannungspegel V_niedrig und V_hoch, die dem AUS- und EIN-Zustand der HF-Schalteinheit 102 entsprechen. Typische Werte für V_niedrig und V_hoch können -2,5 V und 2,5 V oder -2 V und 3 V oder andere Werte sein;
• • V_BG1 und V_BG2 können durch Spannungen in der Nähe der Schwellenspannung der MOSFETs M_B1...M_BN unter Vorspannung gesetzt werden. Auf diese Weise kann der Widerstand des Kanals von Transistoren M_B1...M_BN graduell reduziert werden, falls der Drain-/Source-Betriebspunkt aufgrund des Einflusses eines angelegten HF-Signals zu dem Hochspannungs-HF-Schalter abwärts driftet (Laden durch GIDL).
• Die Gate-Steuerspannungen V_BG1 und V_BG2 können unabhängig voneinander gemäß den in Tabelle 1 beschriebenen Betriebsmodi festgelegt sein.
• 7 zeigt eine andere Variante 700 (gezeigt ist lediglich eine gestapelte Zelle 709, wobei die Zelle 709 die Zellen 609 von 6 ersetzt) mit einer Ballastkondensatoreinheit 608 wie in dem Beispiel von 6. Hier ist, während ein hochohmiger Widerstand 756 (R_DSB) mit den Anschlüssen des wählbaren Kondensatorelements 204 (z. B. dem Drain-Anschluss und dem Source-Anschluss des MOSFETs 204) verbunden ist, ein hochohmiger Widerstand 754 (R_DS) mit dem permanenten Kondensatorelement 202 (C_BFi) und außerdem mit der Reihe verbunden, die durch das wählbare Kondensatorelement 204 (insbesondere den Source-Anschluss) und das wählbare Kondensatorelement 204 (C_BFi) gebildet ist.
• 8 zeigt eine andere Variante 800 (gezeigt ist lediglich eine gestapelte Zelle 809, wobei die Zelle 809 die Zelle 609 von 6 ersetzt). Hier kann zumindest eine Ballastkondensatoreinheit 808 Folgendes umfassen:
• - zumindest ein permanentes Kondensatorelement 802 (C_BFi), das permanent parallel zu dem Signalweg der Schalteinheit 102 (M_i) sein kann;
• - eine Mehrzahl von (z. B. ein erstes und ein zweites) wählbaren Kondensatorelementen 804, 805 und
• - eine Mehrzahl von (z. B. ein erster und ein zweiter) Ballastkondensatorschalter 806, 807 (z. B. MOSFETs), beispielsweise für das jeweilige Aktivieren und Deaktivieren der wählbaren Kondensatorelemente 804, 805.
• Das erste wählbare Kondensatorelement 804 kann einen ersten Anschluss 804a aufweisen, der mit einem Anschluss (z. B. Drain-Anschluss 110) der Schalteinheit 102 über den ersten Ballastkondensatorschalter 806 gekoppelt ist. Das zweite wählbare Kondensatorelement 805 kann einen ersten Anschluss 805a aufweisen, der mit einem Anschluss (z. B. Source-Anschluss 114) der Schalteinheit 102 über den zweiten Ballastkondensatorschalter 807 gekoppelt ist.
• Eine Kapazitätsauswahlleitung 220 (221) kann dazu konfiguriert sein, die Schalteinheit 102 zu steuern (in einem Fall mit Zwischenschaltung eines Widerstands 224, R_GB). Die Kapazitätsauswahlleitung 220 (221) kann mit einem zweiten Anschluss 804b des ersten wählbaren Kondensatorelements 804 und einem zweiten Anschluss des zweiten wählbaren Kondensatorelements 805 gekoppelt sein.
• Bei dieser Variante wird aufgrund der Reihenschaltung zwischen den ersten und zweiten Ballastkondensatorschalter 806 und 807 der Wert jedes Kondensators im Vergleich zu den Implementierungen von 6 und 7 verdoppelt. Da jeder des ersten und zweiten Ballastkondensatorschalters 806 und 807 eine doppelt so niedrige HF-Spannung wie bei den Implementierungen von 6 und 7 sieht, kann zu diesem Zweck ein dünnerer Gate-Oxid-Transistor verwendet werden.
• Die obigen Beispiele können beispielsweise wie folgt betrieben werden:
• - durch eine erste Kapazitätsauswahlleitung 220, die dazu konfiguriert ist, zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatorschaltelemente (z. B. M_B1-M_B(N/2)) einer ersten Gruppe 130 der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808) zu steuern; und
• - durch eine zweite Kapazitätsauswahlleitung 221, die dazu konfiguriert ist, zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatorschaltelemente (z. B. M_B(N/2+1)-M_BN) einer zweiten Gruppe 132 der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808) zu steuern.
• Dementsprechend kann jede Gruppe 130, 132 dahingehend gesteuert werden, die in 3 gezeigten Kapazitäten auszuwählen und gemäß der Konfigurationsmodi zu arbeiten:
• - erster Konfigurationsmodus (Modus 1):
  • ◯ die erste Steuerleitung 220 wählt die zweiten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi + C_BSi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe 130 aus und
  • ◯ die zweite Steuerleitung 221 wählt die ersten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe 132 aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen (wobei die vorbestimmte Richtung von Anschluss 104 zu Anschluss 106 führt, wie in 3 gezeigt ist); und/oder
• - zweiter Konfigurationsmodus (Modus 2):
  • ◯ die erste Steuerleitung 220 wählt die ersten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe 130 aus; und
  • ◯ die zweite Steuerleitung 221 wählt die zweiten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi + C_BSi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe 132 aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung zunehmen; und/oder
• - dritter Konfigurationsmodus (Modus 3):
  • ◯ die erste Steuerleitung 220 wählt die zweiten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi + C_BSi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe 130 aus; und
  • ◯ die zweite Steuerleitung 221 wählt die zweiten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi + C_BSi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe 132 aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten für einen ersten Abschnitt abnehmen und für einen zweiten Abschnitt zunehmen, wobei der erste Abschnitt dem zweiten Abschnitt entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht (z. B. durch die Halbkurven 302a und 304b gebildete konkave Kurve in 3); und/oder
• - vierter Konfigurationsmodus (Modus 4):
  • ◯ die erste Steuerleitung 220 wählt die ersten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe 130 aus; und
  • ◯ die zweite Steuerleitung 221 wählt die ersten Kapazitätswerte (z. B. C_BFi) für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe 132 aus;
  • ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten für einen ersten Abschnitt zunehmen und für einen zweiten Abschnitt abnehmen, wobei der erste Abschnitt dem zweiten Abschnitt entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht (z. B. durch die Halbkurven 304a und 302b gebildete konvexe Kurve in 3).
• 9 zeigt ein Beispiel einer Schaltvorrichtung 900, das eines der oben erläuterten Beispiele (z. B. 100, 600, 700) implementieren kann. Die Schaltvorrichtung 900 kann eine gestapelte Struktur aufweisen. Beispielsweise kann die Struktur als ein Stapel von Stapelzellen 609, 709 und 809 erhalten werden. Die gestapelte Struktur kann eine Fingerstruktur mit Schalteinheiten 102 (M_i), permanenten Kondensatorelementen 202 (C_BFi), wählbaren Kondensatorelementen 204 (C_BSi) und Ballastkondensatorschaltelementen 206 (M_Bi) aufweisen.
• In einer vorbestimmten Richtung, d. h. von links nach rechts (von Anschluss 104 zu Anschluss 106) nehmen die permanenten Kondensatorelemente 202 (C_BF1 ... C_BF16) der ersten Gruppe 130 in Dimension (sowie in Kapazität) zu, analog zu der Halbkurve 304a von 3 und 4. In derselben vorbestimmten Richtung nehmen die Dimensionen (und Kapazitäten) der wählbaren Kondensatorelemente 204 (C_BS1...C_BS16) ab, wie in 4 gezeigt ist. Für die zweite Gruppe 132 folgen die Dimensionen und Kapazitäten dem entgegengesetzten Trend. Hier können Kapazitäten ausgewählt werden, die bei Zusammenstellung abnehmen können (wie bei Kurve 302, Konfigurationsmodus 1) oder zunehmen können (wie bei Kurve 304, Modus 2).
• Eine Simulation der Schaltvorrichtung 900 (600) wurde durchgeführt. Bei der Simulation wurde die Schaltvorrichtung 900 durch ein 80-V-HF-Signal (oder zumindest durch ein HF-Signal von mehr als 50 V) getrieben. Die Amplitude von Drain-Source-Spannungen an jedem Transistor in dem Stapel sind in 10 grafisch dargestellt. Die Spannungsverteilung in dem Schalter ohne Ballast ist entlang des Stapels mit einem Maximalwert von 4,1 V nicht gleichförmig. Wenn gemäß den Einstellungen von Modus 1 oder Modus 2 Ballast aktiviert ist, ist die Verteilung auf dem Pegel von ungefähr 2,5 V für alle Transistoren in dem Stapel ausgeglichen. Wenn die Vorrichtung 900 im Modus 3 mit bipolarem Ballast arbeitet, dann erreicht die Spitzenspannung die Werte von 2,9 V, was 0,4 V mehr als in dem Fall mit optimalem Ballast (Modus 1 oder Modus 2) ist.
• Bei Beispielen können die Kapazitätswerte (z. B. C_BFi, C_BFi + C_BSi) als Vor-Auswahlen gewählt sein: Falls eine Anwendung für den ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) eine größere HF-Spannung als die HF-Spannung des zweiten Anschlusses 106 (RF₂) erfordert, werden die Kapazitäten so ausgewählt, dass dieselben abnehmen (z. B. Konfigurationsmodus 1, der absteigenden Kurve 302 in 3 folgend), während das Gegenteil (z. B. Konfigurationsmodus 2, der absteigenden Kurve 304 in 3 folgend) ausgewählt wird, falls eine Anwendung für den zweiten HF-Anschluss 106 (RF₂) eine größere HF-Spannung als für den ersten HF-Anschluss 104 (RF₂) erfordert.
• Bei Beispielen kann eine Echtzeitsteuerung durchgeführt werden: Ein Detektor (in 1, 6 und 9 nicht gezeigt) kann den Reihenanschluss mit höherer Spannung (zwischen Anschlüssen 104 und 106) erfassen und die Kapazitäten entsprechend umschalten. Beispielsweise können die Kapazitätsauswahlleitungen 220 und 221 in Echtzeit gesteuert werden, um zwischen den Folgenden zu wählen:
• - einer absteigenden Reihenfolge (Konfigurationsmodus 1), wenn der Detektor erfasst, dass die HF-Spannung an dem ersten Reihenanschluss 104 größer als die HF-Spannung an dem zweiten Reihenanschluss 106 ist; und
• - einer aufsteigenden Reihenfolge (Konfigurationsmodus 2), wenn der Detektor erfasst, dass die HF-Spannung an dem ersten Reihenanschluss 104 kleiner als die HF-Spannung an dem zweiten Reihenanschluss 106 ist.
• Wenn der Detektor erfasst, dass die Spannung entgegengesetzt ist, kann die Reihenfolge in Echtzeit umgekehrt werden, indem einfach von dem Konfigurationsmodus 1 zu dem Konfigurationsmodus 2 gewechselt wird oder umgekehrt.
• Andere Arten von Detektoren sind ebenfalls möglich (z. B. Detektoren, die beispielsweise den Leckstrom an den Schalteinheiten 102 erfassen).
• 11, 12 und 13 beziehen sich auf ein Beispiel einer HF-Schalteinheit 1100. Die HF-Schalteinheit 1100 weist folgende Merkmale auf:
• - eine Mehrzahl von Schalteinheiten 102 (die z. B. eine Schalteinheitsanordnung 1102 bilden), die zwischen einem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) und einem zweiten Reihenanschluss 106 (RF₂) in Reihe geschaltet sind, um einen schaltbaren HF-Weg einzurichten; und
• - eine Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten 1108, die jeweils parallel zu einer jeweiligen Schalteinheit 102 geschaltet sind, um eine wählbare Kapazität parallel zu einem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit 102 bereitzustellen.
• Jede Kondensatoreinheit 1108 kann eine erste Kondensatorzelle 1160 und eine zweite Kondensatorzelle 1162 aufweisen. Jede der ersten Kondensatorzelle 1160 und der zweiten Kondensatorzelle 1162 kann für zumindest die Mehrheit (oder alle) der Mehrzahl von Schalteinheiten 102 modular wiederholt sein (z. B. in einer gestapelten Anordnung).
• Jede Kondensatoreinheit 1108 kann ein erstes Kondensatorelement 1170 aufweisen, das zum Beispiel durch ein erstes Schaltelement 1174 (das ein MOSFET sein kann) aktiviert werden kann. Jede Kondensatoreinheit 1108 kann ein zweites Kondensatorelement 1172 aufweisen, das beispielsweise durch ein erstes Schaltelement 1176 (das ein MOSFET sein kann) aktiviert werden kann.
• Durch Aktivieren und/oder Deaktivieren der Kondensatoreinheit 1108 und insbesondere der ersten Kondensatorelemente 1170 und 1172 (z. B. durch Steuern des ersten und zweiten Schaltelements 1174 und 1176) kann Folgendes ausgewählt werden:
• - ein erster Kapazitätswert (z. B. durch das erste Kondensatorelement 1170 bereitgestellt) und
• - ein zweiter Kapazitätswert (z. B. durch das zweite Kondensatorelement 1176 bereitgestellt).
• Zumindest für die Mehrheit der Kondensatoreinheiten 1108 unterscheidet sich der erste Kapazitätswert von dem zweiten Kapazitätswert, um die Wahl zwischen einem höheren Kapazitätswert und einem niedrigeren Kapazitätswert zu ermöglichen und den beabsichtigen Ballasteffekt zuzulassen.
• Es können eine erste Anordnung 1180, die zumindest die Mehrheit (oder alle) der ersten Kondensatorelemente 1170 aufweist, und eine zweite Anordnung 1182 definiert werden, die zumindest die Mehrheit (oder alle) der zweiten Kondensatorelemente 1172 aufweist.
• Bei Beispielen nehmen die Kapazitäten der ersten Kondensatorelemente 1170 (erste Anordnung 1180) beispielsweise entlang einer vorbestimmten Richtung (z. B. die FWD-Richtung in 13, d. h. von dem ersten Reihenanschluss 104 zu dem zweiten Reihenanschluss 106) ab, um der Kurve 302 von 3 zu folgen. Bei Beispielen nehmen die Kapazitäten der zweiten Kondensatorelemente 1172 (zweite Anordnung 1182) beispielsweise entlang der vorbestimmten Richtung FWD (d. h. von dem ersten Reihenanschluss 104 zu dem zweiten Reihenanschluss 106) zu, um der Kurve 304 von 3 zu folgen.
• Bei Beispielen kann, durch Auswählen der ersten Kapazitäten (z. B. durch Aktivieren der ersten Kondensatorelemente 1170 der ersten Anordnung 1180) für zumindest die Mehrheit (oder alle) der Kondensatoreinheiten 1108 ein Konfigurationsmodus 1 (mit absteigenden Kapazitäten) erhalten werden, insbesondere, wenn die höhere HF-Spannung an dem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) vorliegt. Durch Auswählen der zweiten Kapazitäten (beispielsweise durch Aktivieren der zweiten Kondensatorelemente 1172 der zweiten Anordnung 1182) für zumindest die Mehrheit (oder alle) der Kondensatoreinheiten 1108, kann ein Konfigurationsmodus 2 (mit aufsteigenden Kapazitäten) erhalten werden, insbesondere, wenn die höhere HF-Spannung an dem zweiten Reihenanschluss 106 (RF₂) vorliegt.
• Bei einigen Beispielen werden die ersten Kondensatorelemente 1170 alternativ zu den zweiten Kondensatorelementen 1172 gewählt (bzw. ihre Auswahl aufgehoben).
• Eine erste Kapazitätsauswahlleitung 1120 kann die Mehrheit (oder alle) der ersten Kondensatorelemente 1170 steuern (z. B. durch Bereitstellen der erforderlichen Spannung an dem Gate-Anschluss jedes der ersten Schaltelemente 1174), während eine zweite Kapazitätsauswahlleitung 1121 die Mehrheit (oder alle) der zweiten Kondensatorelemente 1172 steuern kann (z. B. durch Bereitstellen der erforderlichen Spannung an dem Gate-Anschluss jedes der zweiten Schaltelemente 1176).
• Bei Beispielen erreicht jede Kapazitätsauswahlleitung 1120, 1121 jede (oder zumindest eine Mehrheit) der Kondensatoreinheiten 1108. Dies unterscheidet sich von der Schaltvorrichtung 600, bei der die Kapazitätsauswahlleitung 220 eine einzelne Gruppe (130 oder 132) steuert.
• Die Konfigurationsmodi können beispielsweise auf Vor-Auswahlen basieren.
• Die HF-Schaltvorrichtung 1100 kann jedoch eine Erfassung des Anschlusses durchführen, der unter den Anschlüssen 104 und 106 die höhere Spitzenspannung aufweist.
• So kann beispielsweise ein erster Spannungsdetektor (z. B. ein Spitzendetektor) 1190 die HF-Spannung an dem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) erfassen. Der erste Spannungsdetektor 1190 kann zum Beispiel die ersten Schaltelemente 1174 der ersten Anordnung 1180 auf Basis der HF-Spannung an dem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) steuern. Ein zweiter Spannungsdetektor (z.B. ein Spitzendetektor) 1192 kann die HF-Spannung an dem zweiten Reihenanschluss 106 (RF₂) erfassen. Der zweite Spannungsdetektor 1192 kann die zweiten Schaltelemente 1176 der zweiten Anordnung 1182 auf Basis der HF-Spannung an dem ersten Reihenanschluss 104 (RF₁) steuern.
• Zumindest einer des ersten und zweiten Spannungsdetektors 1190 und 1192 kann den Spannungswert des jeweiligen Reihenanschlusses (104 oder 106) mit einem Schwellenwert (jeweils 1196 oder 1197) vergleichen. So kann beispielsweise ein MOSFET 1198 so verbunden bereitgestellt sein, dass ein Hochspannungswert nur dann der Leitung 1120 oder 1121 bereitgestellt wird, wenn die Spannung an dem Reihenanschluss 104 oder 106 größer als der Schwellenwert 1196 oder 1997 ist.
• 14 zeigt eine Schaltvorrichtung 1400, die sich von der Schaltvorrichtung 1100 dadurch unterscheidet, dass die beiden Spannungsdetektoren 1190 anstelle einer direkten Steuerung der ersten und zweiten Schaltanordnung 1180 und 1182 die erfassten Spannungswerte 1990' und 1992' an einen Spannungskomparator 1490 ausgeben, der die erste und zweite Anordnung 1180 und 1182 steuert, indem die erfassten Spannungswerte 1190' und 1192' mit Schwellenwerten 1486 und 1497 verglichen werden (z.B. können die Werte -2,2 V und 3,3 V betragen).
• Bei Beispielen kann ein Detektor dazu konfiguriert sein, einen Leckstrom oder eine Leckspannung wie beispielsweise den Gate-induzierten Drain-Leckstrom, GIDL-Strom, und/oder eine GIDL-Spannung, die zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten 102 zugeordnet sind, zu erfassen. Dementsprechend können die Kapazitätswerte der Ballastkondensatoren auf Basis des erfassten GIDL-Stroms und/oder der GIDL-Spannung ausgewählt werden. Zusätzlich oder alternativ können auch andere Leckströme oder Leckspannungen wie z.B. Gate-Leckströme oder Gate-Leckspannungen erfasst werden.
• Die für die obigen Schaltvorrichtungen 1100 und 1400 offenbarten Detektoren können auch für die Beispiele von 1-10 verwendet werden. In diesen Fällen können die Kapazitätsauswahlleitungen 220 und 221 auf einfache Weise dahingehend gesteuert werden, dass Kapazitätswerte erhalten werden, die von dem Anschluss mit höherer Spannung zu dem Anschluss mit niedrigerer Spannung abnehmen.
• Bei manchen Beispielen kann die Aktivierung der ersten oder zweiten Anordnung graduell erfolgen, z. B. durch allmähliches Erhöhen oder Verringern der Spannung an den Steuerleitungen 1220 und 1221. Alternativ kann die Spannung abrupt geändert werden, um die Kapazität an allen Kondensatoreinheiten impulsiv zu verändern.
• 15 zeigt ein Layout 1500, das die HF-Schaltvorrichtung 1100 oder 1400 verkörpern kann. Wie ersichtlich ist, nehmen die Kondensatoreinheiten der ersten Anordnung 1180 in Dimension (und in Kapazität) entlang der vorbestimmten Richtung von dem ersten Reihenanschluss 104 zu dem zweiten Reihenanschluss 106 ab, während die Kondensatoreinheiten der zweiten Anordnung 1182 in Dimension (und in Kapazität) entlang derselben vorbestimmten Richtung zunehmen.
• Bei den obigen Beispielen kann zumindest eine der Kapazitäten und der Kondensatorelemente beispielsweise durch einen Varaktor verkörpert sein. Zumindest eine der Kapazitäten und der Kondensatorelemente kann durch einen statischen Kondensator verkörpert sein. Zumindest einer der Kondensatoren kann ein linearer Kondensator sein. Zumindest einer der Kondensatoren kann ein MOS-Kondensator sein. Zumindest einer der Kondensatoren kann ein (Metall-Isolator-Metall-)MIM-Kondensator sein.
• Bei den obigen Beispielen können die Ballastkondensatoreinheiten eine Gesamtreihenkapazität zwischen 1 fF und 100 fF (Femtofarad) aufweisen. Zumindest einer der zweiten Kapazitätswerte kann kleiner als 1 pF sein.
• Bei den obigen Beispielen können die Kapazitätswerte so gewählt sein, dass dieselben Folgendes erhalten:
• - eine gleichmäßige Verteilung von Spannungen über die Schaltelemente hinweg mit einer Toleranz von +/-20% für einen Fall, bei dem eine Spitzenspannung an dem ersten Reihenanschluss 104 größer als eine Spitzenspannung an dem zweiten Reihenanschluss 106 ist, in einem ersten Konfigurationszustand der Ballasteinheiten; und
• - eine gleichmäßige Verteilung von Spannungen über die Schaltelemente hinweg mit einer Toleranz von +/-20% für einen Fall, bei dem eine Spitzenspannung an dem ersten Reihenanschluss 104 kleiner als eine Spitzenspannung an dem zweiten Reihenanschluss 106 ist, in einem zweiten Konfigurationszustand der Ballasteinheiten.
• Es wurde festgestellt, dass die GIDL-induzierte Vorspannungsverschiebung durch Einführen einer niedrigeren Widerstands ausglichen werden kann. Insbesondere kann eine Widerstandseinheit parallel zu zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten konfiguriert werden, wobei die Schalteinheit zwischen den Folgenden wählbar ist:
• einem ersten Widerstandswert und
• einem zweiten Widerstandswert, wobei der zweite Widerstandswert größer als der erste Widerstandswert ist,
• wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest einen der Folgenden auszuwählen:
  • den ersten Widerstandswert gemäß der Auswahl des ersten Kapazitätswerts und
  • den zweiten Widerstandswert gemäß der Auswahl des zweiten Kapazitätswerts; und
wobei der erste Widerstandswert der Auswahl des ersten Kapazitätswerts entspricht.
• Bei den Beispielen von 1-10 kann ein niedrigohmiger Widerstand (z. B. ein Widerstand, dessen GIDL-induzierter Spannungsabfall niedriger als 1mV ist, z. B. ein Widerstand mit einem Widerstandswert von unter 10 KOHM und insbesondere zwischen 0,5 und 1,5 KOHM) parallel zu der wählbaren Kapazität (C_BSi) ausgewählt werden.
• Ein analoger Effekt kann durch eine geeignete Konfiguration der Widerstände 1130, 1131, 1132, 1133 in 13 erreicht werden. Wenn das Ballastkondensatorschaltelement 1174 deaktiviert (AUS) ist, ist der Widerstandswert parallel zum Signalweg des MOSFETs 102 (und zum GIDL) die Summe der Widerstandswerte der Widerstände 1130 und 1131. Wenn das Ballastkondensatorschaltelement 1174 aktiviert (EIN) ist, ist der Widerstandswert parallel zum Signalweg des MOSFETs 102 lediglich der Widerstandswert des Widerstands 1131 (da der Widerstand 1130 kurzgeschlossen ist). Dasselbe gilt für die Widerstände 1132 und 1133 in Bezug auf das Ballastkondensatorschaltelement 1176.
• 16 zeigt ein Beispiel einer Hochfrequenzanordnung, HF-Anordnung 1600, die folgende Merkmale aufweist:
• - eine Antenne 1692, die einen Speisepunkt 1604 und einen Abstimmpunkt (1606 oder 1608) wie beispielswese den Aperturpunkt 1 (1606) oder den Aperturpunkt 2 (1608) aufweist;
• - eine erste Hochfrequenzschaltvorrichtung 1610, z. B. gemäß einem der obigen Beispiele (z. B. 100, 600, 700, 800, 900, 1100, 1400, 1500), wobei die erste Hochfrequenzschaltvorrichtung zwischen einer Speiseleitung 1612 und dem Speisepunkt 1604 geschaltet ist; und
• - eine zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung (1614 oder 1616), z. B. gemäß einem der obigen Beispiele, wobei die zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung (1614 oder 1616) zwischen dem Abstimmpunkt (1606 oder 1608) und einem Massepotentialleiter 1618 mit einem Impedanzelement (1620 oder 1622) in Reihe geschaltet ist.
• Jede der HF-Schaltvorrichtungen 1610, 1614, 1616 kann gemäß einem der in 1-15 gezeigten Beispiele vorliegen. Die HF-Schaltvorrichtungen 1610, 1614, 1616 können zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 104 (RF₁) und 106 (RF₂) zwischen den Folgenden platziert sein:
• - einer geschlossenen Position, so dass der erste und zweite Anschluss 104 (RF₁) und 106 (RF₂) miteinander und mit einem dritten Anschluss 1607 (RF_C) verbunden sind; und
• - einer offenen Position, so dass der erste und zweite Anschluss 104 (RF₁) und 106 (RF₂) voneinander und von dem dritten Anschluss 1607 (RF_C) getrennt sind.
• Die erste Hochfrequenzschaltvorrichtung 1610 kann dazu konfiguriert sein, eine unterschiedliche Verteilung von Ballastkapazitäten entlang der Mehrzahl von Schalteinheiten (z. B. ein unterschiedliches Verteilungsmuster) im Vergleich zu der zweiten Hochfrequenzschaltvorrichtung (1614 oder 1616) aufzuweisen.
• Die Schaltelemente der Schaltvorrichtungen können als gestapelte MOSFET-Vorrichtungen (siehe oben) auf einem Siliziumsubstrat (SOI oder Bulk-CMOS) implementiert sein. Die angelegte HF-Spannung kann entlang des Stapels geteilt sein, so dass der Spannungsabfall an jedem MOSFET in dem Stapel nicht die Durchbruch- und Begrenzungs(Clipping)-Spannung desselben überschreitet.
• Die parasitäre Kapazität zwischen jedem Knoten des Stapels und der Wechselstrom-Masse 1618 (d. h. Substrat, Masse-Metall-Leitungen usw.) würden Ungleichgewichte in der Spannungsteilung entlang des Stapels bewirken, was bedeutet, dass die Transistoren auf der Heißseite (höhere Spitzen-HF-Spannung zwischen den Reihenanschlüssen 104 und 106) der HF-Schaltvorrichtung einem höheren Spannungsabfall unterliegen als die Transistoren auf der Kaltseite.
• 16 zeigt das Beispiel, wie ein einpoliger Umschalter (single pole dual throw switch, SPDT) für das Abstimmeng von Impedanz und Apertur der Kompaktantenne 1602 verwendet werden kann:
• • Aperturpunkt 1 (1606): Die Schaltvorrichtung 1614 wird in Nebenschlusskonfiguration (Shunt-Konfiguration) mit einem gemeinsamen Anschluss 1607 verwendet, der gegen die Masse 1618 kurzgeschlossen ist. Bei diesem Verwendungsfall sind die Anschlüsse der Reihenanschlüsse 104 (RF₁) und (RF₂) einer höheren HF-Spannung ausgesetzt als der (mit dem Speisepunkt 1604 verbundene) RF_C-Anschluss.
• • Aperturpunkt 2 (1608): Die Schaltvorrichtung 1616 wird in Shunt-Konfiguration mit einem gemeinsamen Anschluss 1624 verwendet, der an dem Aperturpunkt 2 (1608) angebracht ist. Je nach den Werten von Komponenten und der Betriebsfrequenz können zwei Fälle berücksichtigt werden:
  • ◯ Für den Umschalter mit dem Induktor L₃ ist der RF_C-Anschluss einer höheren HF-Spannung als der RF₁-Port ausgesetzt, falls die Betriebsfrequenz unter der Resonanzfrequenz des Abstimmumschalters liegt, genauer gesagt: $$f_{RF}<\frac{1}{2\pi \sqrt{L_3{C}_{AUS}}},$$
    
    wobei C_AUS die AUS-Kapazität des Umschalters ist. Wenn zum Beispiel L₃ = 5 nH und C_AUS=150 fF ist, dann sollte der Schalter bei weniger als 3 GHz arbeiten, um zu garantieren, dass RF_C einer höheren Spannung als RF₁ ausgesetzt ist.
  • ◯ Für den Umschalter mit dem Kondensator C₃ ist der RF_C-Port bei einer beliebigen Frequenz einer höheren Spannung als RF₁ ausgesetzt, falls C₃ >> C_AUS ist, wobei C_AUS die AUS-Kapazität des Umschalters ist. Zum Beispiel kann davon ausgegangen werden, dass ein 2-pF-Kondensator die Bedingung C₃ >> C_AUS erfüllt.
• • Speisepunkt: Der Schalter arbeitet im Reihenmodus, und es kann nur schwer vorhergesagt werden, welcher Port des Schalters einer höheren HF-Spannung ausgesetzt ist. Jedoch ist die HF-Spannung an dem Antennenspeisepunkt gewöhnlich niedriger als die HF-Spannung an den Hohe-Impedanz-Aperturpunkten.
• Für das Produkt ist es von Vorteil, dass die HF-Schaltvorrichtung gemäß dem Verwendungsfall konfiguriert ist, um optimale HF-Spannungsbelastbarkeiten zu erzielen, falls Betriebsbedingungen vorhersagbar sind. Ein universelles rekonfigurierbares Produkt kann bei unterschiedlichen Anwendungen oder Verwendungsbedingungen eingesetzt werden.
• Die Erfindung kann auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer HF-Schaltvorrichtung (z. B. eine der obigen HF-Schaltvorrichtungen), die eine Reihenschaltung von Schaltelementen aufweist, implementiert werden. Das Verfahren kann ein Einstellen einer Verteilung von Kapazitätswerten von Ballastkapazitäten aufweisen, die parallel zu den Schaltelementen geschaltet sind, entlang der Reihe von Schaltelementen, abhängig von Konfigurationsinformationen oder abhängig von Pegeln [z. B. Spitzenpegeln], die an Anschlüssen der Schaltelemente vorliegen.
• Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Beispiele in Hardware implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums durchgeführt werden, zum Beispiel einer Diskette, einer Digital Versatile Disc (DVD), einer Blu-Ray Disc, einer Compact Disc (CD), eines Nur-Lese-Speichers (Read-only Memory, ROM), eines programmierbaren Nur-Lese-Speichers (Programmable Read-only Memory, PROM), eines löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speichers (Erasable and Programmable Read-only Memory, EPROM), eines elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speichers (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM) oder eines Flash-Speichers mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuersignalen, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken (oder zusammenwirken können), dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
• Einige Beispiele weisen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen auf, die mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, so dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
  Im Allgemeinen können Beispiele als Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen implementiert sein, wobei die Programmbefehle zur Durchführung eines der Verfahren wirksam sind, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Die Programmbefehle können beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sein.
• Weitere Beispiele sind das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Beispiel für ein Verfahren daher ein Computerprogramm mit Programmbefehlen zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.
• Ein weiteres Beispiel für die Verfahren ist daher ein Datenträgermedium (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), das darauf aufgezeichnet das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist. Das Datenträgermedium, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind materiell und/oder nicht flüchtig, im Gegensatz zu Signalen, die nicht materiell und flüchtig sind.
• Ein weiteres Beispiel weist eine Verarbeitungseinheit, zum Beispiel einen Computer, oder eine programmierbares Logikbauelement auf, die eines der hierin beschriebenen Verfahren durchführt.
• Ein weiteres Beispiel weist einen Computer auf, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
• Ein weiteres Beispiel weist eine Vorrichtung oder ein System auf, das ein Computerprogramm zum Durchführen eines der beschriebenen Verfahren (z. B. elektronisch oder optisch) an einen Empfänger überträgt. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder dergleichen sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Dateiserver zum Übertragen des Computerprogramms an den Empfänger aufweisen.
• Bei manchen Beispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (z. B. ein feldprogrammierbares Gatterarray) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Beispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein können die Verfahren seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt werden.
• Die oben beschriebenen Beispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der oben erörterten Prinzipien dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Details einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass eine Beschränkung durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten vorliegt, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Beispiele hierin präsentiert wurden.
• Bezugszeichenliste

102

Schalteinheit (z. B. MOSFET)

110

Erster Signalanschluss (Drain-Anschluss) der Schalteinheit 102

112

Steueranschluss (Gate-Anschluss) der Schalteinheit 102

114

Zweiter Signalanschluss (Source-Anschluss) der Schalteinheit 102

116

Erster Anschluss der Ballastkondensatoreinheit 108

118

Zweiter Anschluss der Ballastkondensatoreinheit 108

120

Schalteinheitsteuerleitung

122

Steuereingangsanschluss

210

Drain-Anschluss der Ballastkondensatorschalteinheit

212

Gate-Anschluss der Ballastkondensatorschalteinheit

214

Source-Anschluss der Ballastkondensatorschalteinheit

1102

Schalteinheitsanordnung

100, 600, 700, 800,

 

900, 1100, 1400, 1500

HF-Schaltvorrichtung

108, 200, 608, 608,

 

808, 1108

Ballastkondensatoreinheit

1180, 1182

Erste und zweite Kondensatoranordnung

1190, 1192

Erster und zweiter Spannungsdetektor

1190', 1192'

Erfasste Spannungswerte

1496, 1497

Schwellenwerte

206, 806, 807, 1174,

 

1176

Ballastkondensatorschaltelement

220, 221

Ballastkondensatorschaltelementsteuerleitung

224, 1130, 1131, 1132,

 

1133

Widerstand

1600

HF-Anordnung

1602

Antenne

1604

Speisepunt

1606, 1608

Abstimmpunkt

1610

Erste Hochfrequenzschaltvorrichtung

1614, 1616

Zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung

1618

Massepotentialleiter

104, 106, 1607

Anschlüsse der HF-Schaltvorrichtung

Claims (19)

1. Eine Hochfrequenzschaltvorrichtung, HF-Schaltvorrichtung, (100, 600, 700, 800, 900, 1100, 1400, 1500, 1610, 1614, 1616), wobei die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist: - eine Mehrzahl von Schalteinheiten (102, M₁-M_N), wobei die Schalteinheiten (102, M₁-M_N) zwischen einem ersten Reihenanschluss (104, RF₁) und einem zweiten Reihenanschluss (106, RF₂) in Reihe geschaltet sind, um einen schaltbaren HF-Weg einzurichten; und - eine Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808, 1108), wobei jede Ballastkondensatoreinheit parallel zu einer jeweiligen Schalteinheit geschaltet ist, um eine wählbare Kapazität (C_B1-C_BN) parallel zu einem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit bereitzustellen, wobei jede Ballastkondensatoreinheit zumindest ein Ballastkondensatorschaltelement (206, 806, 807, 1174, 1176, M_B1-M_BN) aufweist, das dazu konfiguriert ist, die Kapazität (C_B1-C_BN) der Ballastkondensatoreinheit zwischen den Folgenden zu schalten: - einem ersten Kapazitätswert (C_BFi) und - einem zweiten Kapazitätswert, wobei der zweite Kapazitätswert größer als der erste Kapazitätswert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist: - eine erste Gruppe (130) von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), so dass die ersten Kapazitätswerte (C_BF1-C_BF(N/2)) entlang einer vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen; und - eine zweite Gruppe (132) von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), so dass die ersten Kapazitätswerte (C_BF(N/2)+1-C_BFN) entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen, wobei die erste Gruppe (130) der zweiten Gruppe (132) entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht und die erste und zweite Gruppe (130, 132) zusammen zumindest die Mehrheit der Mehrzahl von Schalteinheiten der Schaltvorrichtung bilden.
2. Die HF-Schaltvorrichtung (1100, 1400, 1500) gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten (1108) folgende Merkmale aufweist: - zumindest ein erstes Kondensatorelement (1170), das den ersten Kapazitätswert bereitstellt; und - zumindest ein zweites Kondensatorelement (1172), das den zweiten Kapazitätswert bereitstellt, wobei das zumindest eine Ballastkondensatorschaltelement (1174, 1176) dazu konfiguriert ist, abwechselnd zwischen den Folgenden zu schalten: - dem zumindest einen ersten Kondensatorelement (1170), um den ersten Kapazitätswert auszuwählen; und - dem zumindest einen zweiten Kondensatorelement (1172), um den zweiten Kapazitätswert auszuwählen.
3. Die HF-Schaltvorrichtung (100, 600, 700, 800, 900) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808) folgende Merkmale aufweist: - zumindest ein permanentes Kondensatorelement (202, 802), wobei das zumindest eine permanente Kondensatorelement (202, 802) permanent parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit (102) ist; - zumindest ein wählbares Kondensatorelement (204, 804, 805), wobei das zumindest eine wählbare Kondensatorelement (204, 804, 805) so gewählt werden kann, dass dasselbe parallel zu dem Signalweg der jeweiligen Schalteinheit (102) ist, so dass der zweite Kapazitätswert durch Aktivieren des zumindest einen wählbaren Kondensatorelements (204, 804, 805) gewählt werden kann, wobei das zumindest eine Ballastkondensatorschaltelement (206, 806, 807, M_B1-M_BN) dazu konfiguriert ist, Folgendes auszuwählen: - den ersten Kapazitätswert, indem das zumindest eine wählbare Kondensatorelement (204, 804, 805) deaktiviert wird; und - den zweiten Kapazitätswert, indem das zumindest eine wählbare Kondensatorelement (204, 804, 805) aktiviert wird.
4. Die HF-Schaltvorrichtung (800) gemäß Anspruch 3, bei der: - der zumindest eine Ballastkondensatorschalter einen ersten Ballastkondensatorschalter (806) und einen zweiten Ballastkondensatorschalter (807) umfasst und - das zumindest eine wählbare Kondensatorelement Folgendes umfasst: ◯ ein erstes wählbares Kondensatorelement (804) mit einem ersten Anschluss (804a), der über den ersten Ballastkondensatorschalter (806) mit einem ersten Anschluss (110) der jeweiligen Schalteinheit (102) gekoppelt ist, und ein zweites wählbares Kondensatorelement (805) mit einem ersten Anschluss (805a), der über den zweiten Ballastkondensatorschalter (807) mit einem zweiten Anschluss (114) der jeweiligen Schalteinheit (102) gekoppelt ist; ◯ eine Kapazitätsauswahlleitung (220), die zum Steuern der jeweiligen Schalteinheit (102) konfiguriert ist, wobei die Kapazitätsauswahlleitung (220) mit einem zweiten Anschluss (804b) des ersten wählbaren Kondensatorelements (804) und mit einem zweiten Anschluss (805b) des zweiten wählbaren Kondensatorelements (805) gekoppelt ist.
5. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ballastkondensatoreinheiten so konfiguriert sind, dass dieselben eine Gesamtreihenkapazität zwischen 1 fF und 100 fF (Femtofarad) aufweisen, und/oder wobei zumindest einer der zweiten Kapazitätswerte kleiner als 1 pF ist.
6. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest eine der Ballastkondensatoreinheiten auf einem Silizium-auf-Isolator-Wafer, SOI-Wafer, gebildet ist.
7. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die ersten Kapazitätswerte (C_BFi) entlang des Signalwegs oder entlang der Ballastkondensatoreinheiten oder entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) einer quadratischen Funktion (302b, 304a) zumindest über eine Mehrheit der Hälfte der Ballastkondensatoreinheiten folgen und/oder bei der die zweiten Kapazitätswerte entlang des Signalwegs oder entlang der Ballastkondensatoreinheiten oder entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) einer quadratischen Funktion (302a, 304b) oder einer anderen Funktion, die zwischen einer kubischen Funktion und einer proportionalen Funktion liegt, zumindest über eine Mehrheit der Hälfte der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808, 1108) folgen.
8. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die ersten Kapazitätswerte (C_BF1-C_BFN) und die zweiten Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808, 1108) so angeordnet sind, dass dieselben eine Steuerung ermöglichen, die zumindest einen der Folgenden definiert: - einen ersten Konfigurationsmodus, bei dem die Kapazitätswerte (C_B1-C_BN) zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang einer vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen; - einen zweiten Konfigurationsmodus, bei dem die Kapazitätswerte (C_B1-C_BN) zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung des Signalwegs zunehmen; - einen dritten Konfigurationsmodus, bei dem: ◯ die Kapazitätswerte (C_B1-C_B(N/2)) zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der ersten Gruppe (130) von Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen und ◯ die Kapazitätswerte (C_B(N/2+1)-C_BN) zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der zweiten Gruppe (132) von Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung zunehmen; und - einen vierten Konfigurationsmodus, bei dem: ◯ die Kapazitätswerte (C_B1-C_B(N/2)) zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der ersten Gruppe (130) von Ballastkondensatoreinheiten entlang der bestimmten Richtung (FWD) zunehmen und ◯ die Kapazitätswerte (C_B(N/2+1)-C_BN) zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der zweiten Gruppe (132) von Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen.
9. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist: - eine erste Kapazitätsauswahlleitung (220), wobei die erste Kapazitätsauswahlleitung (220) dazu konfiguriert ist, zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatorschaltelemente (206, 806, 807, M_B1-M_B(N/2)) der ersten Gruppe (130) der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808) zu steuern; und - eine zweite Kapazitätsauswahlleitung (221), wobei die zweite Kapazitätsauswahlleitung (221) dazu konfiguriert ist, zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatorschaltelemente (206, 806, 807, M_B(N/2+1)-M_BN) der zweiten Gruppe (132) der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808) zu steuern, so dass die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Steuerung so auszuüben, dass zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: - in einem ersten Konfigurationsmodus: ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung (220) wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe (130) aus; und ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung (221) wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe (132) aus; ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung abnehmen (302); - in einem zweiten Konfigurationsmodus: ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung (220) wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe (130) aus; und ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung (221) wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe (132) aus; ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen (304); - in einem dritten Konfigurationsmodus: ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung (220) wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe (130) aus; und ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung (221) wählt die zweiten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe (132) aus; ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten für einen ersten Abschnitt abnehmen (302a) und für einen zweiten Abschnitt zunehmen (304b), wobei der erste Abschnitt dem zweiten Abschnitt entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) vorausgeht; - in einem vierten Konfigurationsmodus: ◯ die erste Kapazitätsauswahlleitung (220) wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der ersten Gruppe (130) aus; und ◯ die zweite Kapazitätsauswahlleitung (221) wählt die ersten Kapazitätswerte für zumindest die Mehrheit der Ballastkondensatoren der zweiten Gruppe (132) aus; ◯ so dass die Kapazitätswerte zumindest der Mehrheit der ausgewählten Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten für einen ersten Abschnitt zunehmen (304a) und für einen zweiten Abschnitt abnehmen (302b), wobei der erste Abschnitt dem zweiten Abschnitt entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) vorausgeht.
10. Die HF-Schaltvorrichtung (1100, 1400, 1500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist: - eine erste Kapazitätsauswahlleitung (1120), wobei die erste Kapazitätsauswahlleitung (1120) dazu konfiguriert ist, eine erste Anordnung (1180) von Kondensatorelementen (1170) zu steuern, die zumindest der Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten (1108) zugeordnet sind, wobei die Kapazitäten zumindest der Mehrheit der Kondensatorelemente (1170) der ersten Anordnung (1180) entlang einer vorbestimmten Richtung (FWD) des HF-Wegs abnehmen; und - eine zweite Kapazitätsauswahlleitung (1221), wobei die zweite Kapazitätsauswahlleitung (1221) dazu konfiguriert ist, eine zweite Anordnung (1182) von Kondensatorelementen (1172) zu steuern, die zumindest der Mehrheit der Ballastkondensatoreinheiten (1108) zugeordnet sind, wobei die Kapazitäten zumindest der Mehrheit der Kondensatorelemente (1172) der zweiten Anordnung entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) des HF-Wegs abnehmen, wobei die Kondensatorelemente (1170) der ersten Anordnung (1180) wählbar sind und die Kondensatorelemente (1172) der zweiten Anordnung (1182) wählbar sind, wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Steuerung so auszuüben, dass zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: - in einem ersten Konfigurationsmodus wählt die erste Kapazitätsauswahlleitung (1220) die Kapazitätswerte der ersten Anordnung (1180) aus, so dass die Kapazitätswerte der zweiten Anordnung (1182) deaktiviert werden; und - in einem zweiten Konfigurationsmodus wählt die zweite Kapazitätsauswahlleitung (1221) die Kapazitätswerte der zweiten Anordnung (1182) aus, so dass die Kapazitätswerte der ersten Anordnung (1280) deaktiviert werden.
11. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der HF-Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen dem ersten Reihenanschluss (104, RF₁) und dem zweiten Reihenanschluss (106, RF₂) den Anschluss zu bestimmen, der eine höhere Spitzenspannung aufweist, um den Kapazitätswert (C_Bi) einer Ballastkondensatoreinheit (108, 608, 808, 1108) so zu wählen, dass derselbe höher als der Kapazitätswert (C_B(i+1)) einer nachfolgenden Ballastkondensatoreinheit ist, wobei die Ballastkondensatoreinheit bei höherer Spannung näher zu dem Spannungsanschluss liegt als die nachfolgende Ballastkondensatoreinheit.
12. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der HF-Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen dem ersten Reihenanschluss (104, RF₁) und/oder dem zweiten Reihenanschluss (106, RF₂) den Anschluss zu bestimmen, der eine höhere Spitzenspannung aufweist, um Kapazitäten der Ballastkondensatoreinheiten so auszuwählen, dass bei einem Vorgehen entlang der Schalteinheiten (102) von dem Reihenanschluss, der die höhere Spitzenspannung aufweist, zu dem anderen Reihenanschluss die Ballastkapazitätswerte monoton oder streng monoton abnehmen (302).
13. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest eines der Folgenden zu erfassen: einen Gate-induzierten Drain-Leckstrom, GIDL-Strom, und eine GIDL-Spannung, die zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten (102, M₁-M_N) zugeordnet sind, oder einen Gate-Leckstrom oder eine Gate-Leckspannung oder einen anderen Leckstrom oder eine andere Leckspannung, um die Kapazitätswerte der Ballastkondensatoren auf Basis des erfassten Leckstroms oder der erfassten Leckspannung auszuwählen.
14. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, den GIDL-Strom und/oder die GIDL-Spannung zu verwenden, um eine Spitze in der Spannung zwischen dem ersten Reihenanschluss (104, RF₁) und dem zweiten Reihenanschluss (106, RF₂) zu erfassen, oder zu erfassen, welcher Anschluss aus dem ersten Reihenanschluss und dem zweiten Reihenanschluss der mit höherer Spannung ist.
15. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Widerstandseinheit parallel zu zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten (102, M₁-M_N) aufweist, wobei die Widerstandseinheit zwischen den Folgenden wählbar ist: einem ersten Widerstandswert und einem zweiten Widerstandswert, wobei der zweite Widerstandswert größer als der erste Widerstandswert ist, wobei die HF-Schaltvorrichtung dazu konfiguriert ist, zumindest einen der Folgenden auszuwählen: den ersten Widerstandswert gemäß der Auswahl des ersten Kapazitätswerts; den zweiten Widerstandswert gemäß der Auswahl des zweiten Kapazitätswerts; und wobei der erste Widerstandswert der Auswahl des ersten Kapazitätswertes entspricht.
16. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Widerstandseinheit parallel zu zumindest einer der Mehrzahl von Schalteinheiten (102, M₁-M_N) aufweist, wobei die Widerstandseinheit gemäß zumindest einem Spannungspegel an dem ersten Reihenanschluss (104, RF₁) und einem zweiten Reihenanschluss (104, RF₁) modifizierbar ist.
17. Die HF-Schaltvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kapazitätswerte gewählt werden, um eine gleichmäßige Verteilung von Spannungen über die Schaltelemente hinweg innerhalb einer Toleranz von +/-20 % zu erhalten, falls in einem ersten Konfigurationszustand der Ballasteinheiten eine Spitzenspannung an dem ersten Reihenanschluss (104) größer als eine Spitzenspannung an dem zweiten Reihenanschluss (106) ist, und um eine gleichmäßige Verteilung von Spannungen über die Schaltelemente hinweg innerhalb einer Toleranz von +/-20 % zu erhalten, falls in einem zweiten Konfigurationszustand der Ballasteinheiten eine Spitzenspannung an dem ersten Reihenanschluss (104) kleiner als eine Spitzenspannung an dem zweiten Reihenanschluss (106) ist.
18. Eine Hochfrequenzanordnung, HF-Anordnung, (1600), die folgende Merkmale aufweist: - eine Antenne (1602), die einen Speisepunkt (1604) und einen Abstimmpunkt (1606, 1608) aufweist; - eine erste Hochfrequenzschaltvorrichtung (1610) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Hochfrequenzschaltvorrichtung (1610) zwischen eine Speiseleitung (1612) und den Speisepunkt (1604) geschaltet ist; und - eine zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung (1614, 1616) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Hochfrequenzschaltvorrichtung (1614, 1616) zwischen den Abstimmpunkt (1606, 1608) und einen Massepotentialleiter (1618) mit einem Impedanzelement in Reihe geschaltet ist, wobei die erste Hochfrequenzschaltvorrichtung (1610) dazu konfiguriert ist, eine unterschiedliche Verteilung von Ballastkapazitäten entlang der Mehrzahl von Schalteinheiten aufzuweisen.
19. Ein Verfahren zum Betreiben einer HF-Schaltvorrichtung, die eine Reihenschaltung von Schaltelementen und Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), aufweist die parallel zu den Schaltelementen geschaltet sind, wobei die HF-Schaltvorrichtung folgende Merkmale aufweist: - eine erste Gruppe (130) von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), so dass die ersten Kapazitätswerte (C_BF1-C_BF(N/2)) entlang einer vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen; und - eine zweite Gruppe (132) von aufeinanderfolgenden Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808), so dass die ersten Kapazitätswerte (C_BF(N/2)+1-C_BFN) entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) abnehmen, während die zweiten Kapazitätswerte entlang der vorbestimmten Richtung (FWD) zunehmen, wobei die erste Gruppe (130) der zweiten Gruppe (132) entlang der vorbestimmten Richtung vorausgeht und die erste und zweite Gruppe (130, 132) zusammen zumindest die Mehrheit der Mehrzahl von Schalteinheiten der Schaltvorrichtung bilden, wobei das Verfahren ein Einstellen einer Verteilung von Kapazitätswerten der Ballastkondensatoreinheiten (108, 608, 808) entlang der Reihe von Schaltelementen aufweist, abhängig von Konfigurationsinformationen oder abhängig von Pegeln, die an Anschlüssen der Schaltelemente vorliegen.

Images