KR20190089760A - 자체 조정가능한 rf 스위치 셀 - Google Patents

자체 조정가능한 rf 스위치 셀 Download PDF

Info

Publication number
KR20190089760A
KR20190089760A KR1020190008120A KR20190008120A KR20190089760A KR 20190089760 A KR20190089760 A KR 20190089760A KR 1020190008120 A KR1020190008120 A KR 1020190008120A KR 20190008120 A KR20190008120 A KR 20190008120A KR 20190089760 A KR20190089760 A KR 20190089760A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
current node
cell
coupled
transistor
Prior art date
Application number
KR1020190008120A
Other languages
English (en)
Inventor
빈프리트 바칼스키
Original Assignee
인피니언 테크놀로지스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인피니언 테크놀로지스 아게 filed Critical 인피니언 테크놀로지스 아게
Publication of KR20190089760A publication Critical patent/KR20190089760A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/08104—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/102—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/693—Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/9401—Calibration techniques

Landscapes

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

Abstract

RF 스위치는 둘 이상의 연결된 RF 스위치 셀을 포함하며, 각각의 RF 스위치 셀은 제1 소스/드레인 노드, 제2 소스/드레인 노드, 및 게이트 노드를 갖는 트랜지스터를 포함하고, 제1 버랙터는 제1 소스/드레인 노드와 게이트 노드 사이에 연결되고, 제2 버랙터는 제2 소스/드레인 노드와 게이트 노드 사이에 연결된다.

Description

자체 조정가능한 RF 스위치 셀{SELF-ADJUSTABLE RF SWITCH CELL}
본 발명은 일반적으로 자체 조정가능한 RF 스위치 셀용 회로 및 장치에 관한 것이다.
다양한 응용분야에서 다양한 기능을 구현하기 위해 다양한 RF 회로에서 RF 스위치가 사용된다. 예를 들어, 하나의 응용으로 고전압 응용이 있다. 복수의 RF 셀이 통상적으로 함께 결합되어, 임의의 개별 RF 셀은, 고전압의 몇분의 1이며 따라서 이용되는 트랜지스터 제조 공정 동안 항복 전압 한도 내에 있는, 보다 낮은 전압만 견디면 된다. 복수의 RF 셀을 사용하면 이상적으로는 고전압이 개별 RF 셀에 걸쳐 저전압 부분들로 고르게 분배되겠지만, 실제로는 기생 요소들이나 기생 효과들 때문에 고전압의 분배가 고르지 않을 수 있다. 따라서 복수의 RF 셀을 사용하는 고전압 RF 스위치의 선형성 및 기타 성능이 영향을 받을 수 있다.
일 실시예에서, 자체 조정가능한 RF 스위치 셀은 제1 전류 노드, 제2 전류 노드, 및 제어 노드를 포함하는 트랜지스터와, 상기 제1 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 전압 조정가능한 용량성 소자를 구비한 제1 회로와, 상기 제2 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 상기 제1 회로에 매칭되는 전압 조정가능한 용량성 소자를 구비한 제2 회로를 포함하며, 상기 제1 및 제2 회로는 기판 기생 요소와 독립적으로 상기 자체 조정가능한 RF 스위치 셀의 동작 조건을 유지하도록 구성된다.
본 발명과 그 장점들을 보다 완전하게 이해하기 위해, 이제 첨부 도면과 함께 이하의 설명을 참조한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 RF 스위치에 사용하기에 적합한 RF 셀의 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 RF 셀에 사용되는 버랙터의 캐패시턴스와 전압의 함수관계이다.
도 1c, 2, 4, 5 및 6은 일 실시예에 따른 둘 이상의 연결된 RF 셀을 포함하는 RF 스위치의 션트 구현예의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 둘 이상의 연결된 RF 셀을 포함하는 RF 스위치의 직렬 구현예의 개략도이다.
RF 스위치 셀이 복수 개 연결된 RF 스위치는 때론, 바이어스된 기판을 사용하는 벌크 CMOS 기술을 이용하여 구현된다. RF 스위치 회로에 사용되는 트랜지스터는 트랜지스터의 소스와 그라운드 사이 및 트랜지스터의 드레인과 그라운드 사이에 결합된 기생 저항 및 기생 기판 캐패시턴스를 가질 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스 및 드레인의 전압은 트랜지스터 소스 및 드레인과 그라운드 사이에 대응하는 기생 전류가 흐르게 한다. 이들 기생 요소들 및 효과는 복수의 결합된 RF 스위치 셀 양단에 가해진 고전압이 개별 RF 스위치 셀 사이에 고르지 않게 분산되게 하며, 그에 대응하여 스위치의 선형성의 열화 및 다른 성능 특성의 열화를 일으킨다. 예를 들어, 복수의 결합된 RF 셀에서 RF 소스에 가장 가까운 첫 번째 RF 셀은 고전압 RF 입력 신호의 최대 부분을 가질 수 있는 반면에, 복수의 결합된 RF 셀에서 RF 소스로부터 가장 멀고 그라운드에 연결된 마지막 RF 셀은 고전압 RF 입력 신호의 최소 부분을 가질 수 있다. 이상적으로는, 복수의 결합된 RF 셀 내의 각각의 RF 셀이 모두 최대 선형성 및 회로 성능을 위해 고전압 RF 입력 전압의 동일한 부분을 가질 것이다.
실시예들에 따르면, 전술한 GIDL(Gate Induced Drain Leakage) 누설과 같은 누설 전류에 의해 자체 조정되는 RF 스위치 회로 내의 각 RF 스위치 셀에 가변 캐패시턴스가 추가된다. 스위치 셀 내부의 가변 캐패시턴스는 셀 트랜지스터의 드레인과 게이트 사이의 버랙터 및 셀 트랜지스터의 소스와 게이트 사이에 위치하는 버랙터와 같이 동작하는 RF 스위치 장치를 사용한다.
도 1a는 복수의 결합된 스위치를 갖는 고전압 스위치와 같은 RF 스위치에 사용하기에 적합한 RF 셀(140)의 개략도이다. RF 셀(140)은 노드(134)에 연결된 드레인을 갖는 셀 트랜지스터(Q1)를 포함하는데, 노드(134)는 이전 셀(도1a에 도시되어 있지 않음)에 결합된 신호 노드일 수 있다. 트랜지스터(Q1)는 노드(136)에 연결된 소스를 가지며, 노드(136)는 후속 셀(도1a에 도시되어 있지 않음)에 결합된 신호 노드일 수 있다. 트랜지스터(Q1)는 노드(138)에 연결되는 게이트를 갖는다. 노드(138)에 결합된 게이트와, 노드(134)에 결합된 소스/드레인을 갖는 버랙터로서 동작하는 캐패시터(Q2)가 또한 도시되어 있다. 버랙터로서 동작하는 캐패시터 접속 트랜지스터(Q3)는 노드(138)에 결합된 게이트와 노드(136)에 결합된 소스/드레인을 갖는다. RF 셀은 또한 노드들(132, 138) 사이에 결합된 게이트 저항(RG1) 및 노드들(134, 136) 사이에 결합된 소스/드레인 저항(RDS)을 포함한다.
RF 스위치 셀(140)은 트랜지스터(Q1)의 "오프(off)" 캐패시턴스("Coff")을 자동으로 변경하며, 따라서 복수의 개별 RF 스위치 셀(140)을 포함하는 RF 스택이 신호 전압에 대해 대칭된다. 즉, RF 스위치 셀 내의 버랙터들(Q2, Q3)의 동작이 (위에서 논의된 기생 효과로 인한)고르지 않게 분산된 입력 전압을 사용하여 입력 전압의 보다 고른 분산을 확립한다. 그러나, 버랙터들(Q2, Q3)은 자체 조정을 수행하기 위해 높은 RF 전압 스윙이 존재하는 전압 "정보"를 필요로 한다.
기생 GIDL은 필요한 전압 정보를 RF 셀(140)에 제공하는데 사용될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에 상세히 설명한다. 트랜지스터 벌크를 음으로 바이어싱하면, 높은 RF 전압 스윙이 트랜지스터(Q1)의 소스/드레인 노드를 음으로 충전할 수 있다. 트랜지스터(Q1)의 소스 및 드레인 노드(134, 136)가 충전되면, 버랙터들(Q2, Q3) 양단의 바이어스 전압은 거의 0볼트로 다운된다. OFF 상태의 일례에서, 노드들(132, 138)은 모두, 예컨대 -2.5 볼트의 동일한 전압으로 될 것이지만, 노드들(134, 136)은 0볼트로 되어, 트랜지스터(Q1)의 Vgs 및 Vgd는 음으로 바이어스된다. 기판으로부터의 누설 전류는 RDS 저항 값 및 RF 전압 스윙에 따라 노드들(134, 136)을, 예컨대 -1.0볼트 내지 -2.5볼트로 음으로 충전할 것이다.
예시적인 버랙터 곡선(150)이 도 1b에 도시되어 있다. 캐패시턴스 C(V)이 버랙터 양단의 전압에 대해 나타나 있다. 볼 수 있듯이, 예컨대 0볼트에서의 캐패시턴스는 음의 바이어스 전압에서의 캐패시턴스보다 훨씬 더 높다. 캐패시턴스와 전압의 단위는 버랙터를 형성하기 위해 이용된 프로세스에 따라 변할 수 있다. 주어진 프로세스 내에서도, 버랙터 캐패시턴스는 버랙터를 형성하기 위해 사용된 트랜지스터의 길이에 대한 폭의 비(W/L)에 따라 변할 수 있다.
따라서, RF 전압이 RF 트랜지스터(Q1) 양단에 인가되자마자, GIDL 누설 전류는 드레인 및 소스 노드(134, 136)를 음으로 충전하고, 따라서 버랙터(Q2, Q3)의 캐패시턴스가 급격하게 증가한다. 트랜지스터(Q1)는 버랙터(Q2, Q3)에서의 캐패시턴스의 증가에 의해 자체 보호하기 시작하며 그에 대응하여 스택의 내부를 로컬 RF 전압에 적응시킨다. 전술한 효과는 개별 RF 셀 양단의 상대 전압에 따라 다소 차이가 날 수 있다.
RF 셀(140)의 일 실시예의 메커니즘은 다음과 같다는 것, 즉, RF 입력 신호의 높은 부분(portion)(이상적인 고른 부분에 비해)을 경험하는 셀은 보다 높은 버랙터 캐패시턴스를 갖도록 자체 조정될 것이고, 이는 다시 RF 셀 양단의 전압을 낮출 것이며, RF 입력 신호의 보다 작은 부분(이상적인 고른 부분에 비해)을 경험하는 셀은 보다 작은 버랙터 캐패시턴스로 자체 조정될 것이고, 이는 다시 RF 셀 양단의 전압을 높일 것이라는 것을 아는 것은 중요하다. 두 경우 모두에서, RF 입력 신호 전압의 보다 고른 분산이 실현될 것이다. 이 프로세스의 추가적인 설명은 도 6과 관련하여 아래에 설명한다.
트랜지스터(Q1)의 벌크/바디 전압이 0볼트인 ESD의 경우에, 캐패시턴스가 크게 증가하여, 낮은 Z(임피던스) 값이 ESD(인체 모형(HBM)) 인시던트에 존재하게 한다. 따라서, 이 자체 조정 메커니즘은 본 명세서에 기술된 다른 성능의 특징에 더하여 긍정적인 ESD 보호 효과를 갖는다.
직렬 연결된 RF 셀(102, 104, 106)을 포함하는 대응하는 RF 스택(100)(RF 스위치 회로)이 도 1c에 도시되어 있다. 제1 RF 셀(102)은 RF 신호 입력부에 연결되고 정정되지 않은 RF 셀 내의 입력 전압의 가장 큰 부분을 경험한다. 마지막 RF 셀(106)은 그라운드에 연결되고 정정되지 않은 RF 셀 내의 입력 전압의 가장 작은 부분을 경험할 것이다. RF 스택(100)은 또한 드라이버(108)에 전원 공급을 하기 위한 입력 스위치 신호 노드(110)를 포함한다. 드라이버(108)의 출력은 공통 게이트 저항(RGC)에 연결되고, 이 저항은 다시 각각의 RF 셀의 개별 게이트 저항(RG1)에 연결된다.
그러나, 도시된 RF 스위치는 각 버랙터의 최소 캐패시턴스로 인해 총 OFF 캐패시턴스를 악화(증가)시킨다. 따라서, 개별 RF 셀 양단의 입력 신호 전압을 보다 고르게 분산할 수 있도록 버랙터의 W/L의 가중이 이용된다. 소정의 폭(W)에 대해, 각 버랙터의 길이는 도 2에 도시된 바와 같이 변한다. 예를 들어, RF 셀(102)은 15㎛의 트랜지스터 길이를 갖는 버랙터(Q2, Q3)를 사용하고, RF 셀(104)은 13㎛의 트랜지스터 길이를 갖는 버랙터(Q2, Q3)를 사용한다. 트랜지스터 길이의 점진적인 감소는 마지막 RF 셀(106)이 1㎛의 트랜지스터 길이를 갖는 버랙터(Q2, Q3)를 사용할 때까지 계속된다. RF 셀(102) 내의 15㎛의 최대 트랜지스터 길이가 RF 소스에 가장 가깝고 RF 셀(106) 내의 1㎛의 최대 트랜지스터 길이가 그라운드에 가장 가깝게 보이고, 트랜지스터 길이는 RF 셀들 사이에 2㎛씩 고르게 감소한다는 점에서, 선형 가중이 도 2에 도시되어 있다. RF 소스에 가까울수록 RF 셀 내에서 트랜지스터 길이가 비교적 크게 감소하고, 그라운드에 가까울수록 RF 셀 내에서 트랜지스터 길이의 감소가 점진적으로 보다 작게 감소하는 다른 이차 가중(quadratic weighting)이 이루어질 수 있다. 다른 가중도 사용될 수 있다. 어떤 가중치를 사용할지에 대한 선택은 사용된 정확한 제조 프로세스, 응용, 및 필요한 스위치의 정확도 및 선형성의 수준에 의존한다. 많은 응용에서, 선형 가중이면 충분할 것이다.
직렬 모드 스위치는 전압 분산에 자동으로 맞게 조정할 수 있으므로, 직렬 모드 스위치를 허용하는 자체 조정 RF 셀을 이용하는 실시예가 또한 구현될 수 있다. (전술한 션트 모드와 대조적인)직렬 모드의 이러한 RF 스위치 실시예가 도 3에 도시되어 있다. RF 스위치(200)는 제1 RF 소스(RF1)와 제2 RF 소스(RF2) 사이에 연결된 전술한 복수의 RF 셀(202, 204, 206, 208, 210, 212)을 보여준다. 임의의 수의 RF 셀이 사용될 수 있다. 드라이버(216)는 도시된 바와 같이 입력 노드(214)와 공통 게이트 저항(RGC) 사이에 연결된다. 또한, 공통 게이트 저항(RGC)은 각각의 RF 셀의 개별 게이트 저항(RG1)에 연결된다. 제각기의 RF 신호 입력(RF1, RF2)에 가장 가까운 RF 셀(202, 212)은 가장 긴 트랜지스터 길이(15㎛) 및 가장 큰 캐패시턴스를 갖는다. RF 셀(204, 210)은 13㎛의 트랜지스터 길이를 갖는다. RF 셀(206, 208)은 11㎛의 트랜지스터 길이를 갖는다. 트랜지스터 길이는 도 3에 도시된 RF 셀 체인의 중간지점에 있는 트랜지스터 셀과 함께 최소 트랜지스터 길이(및 최소 캐패시턴스)가 발견될 때까지 감소한다. 도 3의 스위치(200)에는 선형 가중이 이용되는데, 이는 2㎛의 일정한 트랜지스터 길이 감소가 사용되기 때문이다. 전술한 이차 가중 또는 다른 가중이 스위치(200)에 대해 전술한 방식으로 사용될 수도 있다.
도 4에 도시된 게이트-저항-게이트 바이어스 실시예(100B)는 RF 스위치가 게이트 저항을 형성하는데 사용되는 폴리 레지스터(poly-resistor)에 대한 (RF 소스 세기 증가로 인한)열응력을 극복하게 할 수 있다. 도 4에서, 게이트 저항(RG1)은 도 1c에 도시된 구성에서의 공통 게이트 저항(RGC)에 연결되는 대신에 각 셀(102, 104, 106)의 입력(게이트) 사이에 연결된다. 열응력은 게이트 저항(RG1)을 크게 하거나 또는 더 높은 저항값을 사용(이는 스위칭 시간에 영향을 줄 수 있음)함으로써 극복된다.
RF 트랜지스터 셀의 드레인-소스 노드의 충전은 드레인-소스 저항(RDS)의 크기에 크게 의존한다는 것을 아는 것은 중요하다. 저항(RDS)가 낮을수록, 보다 낮은 충전이 일어난다. 버랙터(Q2, Q3)는 덜 효율적으로 될 수 있다.
일부 경우에, RDS 저항도 적응적으로 만드는 것이 유리하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 저항(RDS)은 손실이 있는 높은 Ron 스위치 트랜지스터(Q4)로 대체되거나 또는 보충될 수 있다. 트랜지스터(Q4)에 대해 긴 게이트 길이(예컨대, 10㎛) 및 좁은 폭이 사용될 수 있다. 각 트랜지스터(Q4)가 게이트에서 바이어스되면, 게이트 전압이 RDS의 값을 조정하는데 사용될 수 있다. RF 스위치(100C)는 RF 셀(102A, 104A, 105A, 106A)을 포함하는 전술한 바와 같은 RF 스위치 부분과, 개별 게이트 저항(RG1), 공통 게이트 저항(RGC) 및 드라이버를 포함한다. RF 스위치(100C)는 또한 브레이크 셀(102B, 104B, 105B, 106B)을 포함하는 Roff 브레이크 부분(112)을 포함한다. 각각의 브레이크 셀은 트랜지스터(Q4) 및 게이트 저항(RG2)을 포함한다. 게이트 저항(RG2)은 공통 노드에서 함께 연결되며, 공통 노드는 저항(RG3)의 제1 단부에 연결된다. 저항(RG3)의 다른 단부는 일정한 바이어스 전압(114)의 소스와 연결된다. 일 실시예에서, 일정한 바이어스 전압(114)은 1.5 볼트로 설정된다.
전술한 버랙터와 유사하게, RDS 저항 값은 자체 조정되도록 구성될 수 있으며, 따라서 소스 및 드레인 노드의 충전은 RDS 값의 자동 감소를 일으킨다. RDS 값의 자동 감소는 버랙터의 C(V) 곡선을 변화시키는 온도 효과를 보상하는데 사용될 수 있다. RDS 값의 변화는 조정된 게이트 전압에 비례하여, 실제로 RDS 값의 2/3의 인자의 변화가 달성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 가중된 버랙터를 이용하면, 높은 GIDL 또는 누설 레벨이 발생하기 전에, RF 스택을 대칭으로 할 수 있다. 이는 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 RF 소스, RF 셀(102, 102, 104, 105, 106) 및 드라이버(108) 및 입력(110)를 포함하는 전술한 션트 RF 스택(100)을 보여준다. 각각의 셀 양단의 전압(116)이 도시되어 있는데, 제1 RF 셀(102)은 불균등하게 큰 전압을 가지며, 마지막 RF 셀(106)은 불균등하게 작은 전압을 갖는다. 중간의 RF 셀(104, 105)은 대응하는 중간 크기의 RF 전압(116)을 갖는다. 각 RF 셀에 대한 대응하는 누설 전류(118)가 도시되어 있는데, 여기서 제1 RF 셀(102)은 가장 큰 누설 전류를 가지며, 마지막 RF 셀(106)은 가장 작은 누설 전류를 갖는다. 이에 대응하여, 제1 RF 셀(102)은 셀 버랙터에 의한 가장 큰 캐패시턴스 조정으로 인해 가장 높은 캐패시턴스 값(120)을 갖는다. 마지막 RF 셀(106)은 셀 버랙터에 의한 가장 작은 캐패시턴스 조정으로 인해 가장 작은 캐패시턴스 값(120)을 갖는다. 실시예들에 따라 내부 셀 조정이 자동으로 수행되면 마지막 RF 전압(122)은 실질적으로 동일한 것으로 보인다.
제1 실시예에서, 자체 조정가능한 RF 스위치 셀은 제1 전류 노드, 제2 전류 노드, 및 제어 노드를 포함하는 트랜지스터와, 상기 제1 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 전압 조정가능한 용량성 소자를 구비한 제1 회로와, 상기 제2 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 상기 제1 회로에 매칭되는 전압 조정가능한 용량성 소자를 구비한 제2 회로를 포함하며, 상기 제1 및 제2 회로는 기판 기생 요소와 독립적으로 상기 자체 조정가능한 RF 스위치 셀의 동작 조건을 유지하도록 구성된다. 상기 기판 기생 요소는 기생 전류, 저항, 또는 캐패시턴스 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제1 회로 및 제2 회로는 각각 버랙터 또는 캐패시터 접속 트랜지스터를 포함한다. 자체 조정가능한 RF 스위치 셀은 상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 저항 및 상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 전류 경로와 일정한 전압 소스에 연결된 추가적인 제어 노드를 구비한 추가 트랜지스터를 더 포함한다.
제2 실시예에서, RF 스위치는 복수의 직렬 연결된 RF 스위치 셀을 포함하고, 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 제1 전류 노드, 제2 전류 노드, 및 제어 노드를 포함하는 트랜지스터와, 상기 제1 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 제1 버랙터와, 상기 제2 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 제2 버랙터를 포함한다. 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 트랜지스터는 상기 제1 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제2 전류 노드에 연결된 소스, 및 상기 제어 노드에 연결된 게이트를 구비한 제1 n-채널 트랜지스터를 포함한다. 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 제1 버랙터는 상기 제1 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제1 전류 노드에 연결된 소스, 및 상기 제어 노드에 연결된 게이트를 구비한 제2 n-채널 트랜지스터를 포함한다. 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 제2 버랙터는 상기 제2 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제2 전류 노드에 연결된 소스, 및 상기 제어 노드에 연결된 게이트를 구비한 제3 n-채널 트랜지스터를 포함한다. 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 저항을 더 포함한다. 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 상기 제1 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제2 전류 노드에 연결된 소스, 및 일정한 전압 소스에 연결된 게이트를 구비한 제4 n-채널 트랜지스터를 더 포함한다. RF 스위치에서, 제1 스위치 셀이 RF 전압 소스에 연결되고, 마지막 스위치 셀이 그라운드에 연결된다. 제1 RF 스위치 셀이 제1 RF 전압 소스에 연결될 수 있고, 마지막 RF 스위치 셀이 제2 RF 전압 소스에 연결될 수 있다. 제1 RF 스위치 셀의 상기 트랜지스터는 제1 채널 길이를 가지며, 제2 스위치 셀의 상기 트랜지스터는 상기 제1 채널 길이와 다른 제2 채널 길이를 갖는다. N번째 RF 스위치 셀의 상기 제1 전류 노드는 (N-1)번째 RF 스위치 셀의 상기 제2 전류 노드에 연결되고, 상기 N번째 RF 스위치 셀의 상기 제2 전류 노드는 (N+1)번째 RF 스위치 셀의 상기 제1 전류 노드에 연결된다. RF 스위치에서, 드라이버가 상기 직렬 연결된 RF 스위치 셀 각각의 상기 제어 노드에 연결된다.
제3 실시예에서, 복수의 RF 스위치 셀을 포함하는 RF 스위치 - 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 트랜지스터를 포함함 - 를 작동하는 방법은, 상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀 양단의 전압에 따라 상기 트랜지스터의 제1 전류 노드와 상기 트랜지스터의 제어 노드 사이에 연결된 제1 캐패시터를 조정하는 단계와, 상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀 양단의 전압에 따라 상기 트랜지스터의 제2 전류 노드와 상기 트랜지스터의 상기 제어 노드 사이에 연결된 제2 캐패시터를 조정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 저항을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 저항을 조정하는 단계는 상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀 양단의 전압에 따라 상기 저항을 조정하는 것을 포함한다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 예시적인 실시예의 다양한 수정 및 조합 및 본 발명의 다른 실시예들은 설명을 참조하면 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 첨부 된 청구범위는 임의의 그러한 변형예 또는 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 자체 조정가능한(self-adjustable) RF 스위치 셀로서,
    제1 전류 노드, 제2 전류 노드, 및 제어 노드를 포함하는 트랜지스터와,
    상기 제1 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 전압 조정가능한 용량성 소자를 구비한 제1 회로와,
    상기 제2 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결되어 있으며 상기 제1 회로에 매칭되는 전압 조정가능한 용량성 소자를 구비한 제2 회로를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 회로는 기판 기생 요소와 독립적으로 상기 자체 조정가능한 RF 스위치 셀의 동작 조건을 유지하도록 구성되는
    자체 조정가능한 RF 스위치 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 기생 요소는 기생 전류, 저항, 또는 캐패시턴스 중 적어도 하나를 포함하는
    자체 조정가능한 RF 스위치 셀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로 및 제2 회로는 각각 버랙터를 포함하는
    자체 조정가능한 RF 스위치 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로 및 제2 회로는 각각 캐패시터 접속 트랜지스터를 포함하는
    자체 조정가능한 RF 스위치 셀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 저항을 더 포함하는
    자체 조정가능한 RF 스위치 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 전류 경로와 일정한 전압 소스에 연결된 추가적인 제어 노드를 구비한 추가 트랜지스터를 더 포함하는
    자체 조정가능한 RF 스위치 셀.
  7. RF 스위치로서,
    복수의 직렬 연결된 RF 스위치 셀을 포함하되,
    상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은
    제1 전류 노드, 제2 전류 노드, 및 제어 노드를 포함하는 트랜지스터와,
    상기 제1 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 제1 버랙터와,
    상기 제2 전류 노드와 상기 제어 노드 사이에 연결된 제2 버랙터를 포함하는
    RF 스위치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 트랜지스터는 상기 제1 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제2 전류 노드에 연결된 소스, 및 상기 제어 노드에 연결된 게이트를 구비한 제1 n-채널 트랜지스터를 포함하는
    RF 스위치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 제1 버랙터는 상기 제1 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제1 전류 노드에 연결된 소스, 및 상기 제어 노드에 연결된 게이트를 구비한 제2 n-채널 트랜지스터를 포함하는
    RF 스위치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 제2 버랙터는 상기 제2 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제2 전류 노드에 연결된 소스, 및 상기 제어 노드에 연결된 게이트를 구비한 제3 n-채널 트랜지스터를 포함하는
    RF 스위치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 저항을 더 포함하는
    RF 스위치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 상기 제1 전류 노드에 연결된 드레인, 상기 제2 전류 노드에 연결된 소스, 및 일정한 전압 소스에 연결된 게이트를 구비한 제4 n-채널 트랜지스터를 더 포함하는
    RF 스위치.
  13. 제7항에 있어서,
    제1 스위치 셀이 RF 전압 소스에 연결되고, 마지막 스위치 셀이 그라운드에 연결되는
    RF 스위치.
  14. 제7항에 있어서,
    제1 RF 스위치 셀이 제1 RF 전압 소스에 연결되고, 마지막 RF 스위치 셀이 제2 RF 전압 소스에 연결되는
    RF 스위치.
  15. 제7항에 있어서,
    제1 RF 스위치 셀의 상기 트랜지스터는 제1 채널 길이를 가지며, 제2 스위치 셀의 상기 트랜지스터는 상기 제1 채널 길이와 다른 제2 채널 길이를 갖는
    RF 스위치.
  16. 제7항에 있어서,
    N번째 RF 스위치 셀의 상기 제1 전류 노드는 (N-1)번째 RF 스위치 셀의 상기 제2 전류 노드에 연결되고, 상기 N번째 RF 스위치 셀의 상기 제2 전류 노드는 (N+1)번째 RF 스위치 셀의 상기 제1 전류 노드에 연결되는
    RF 스위치.
  17. 제7항에 있어서,
    상기 직렬 연결된 각각의 RF 스위치 셀의 상기 제어 노드에 연결된 드라이버를 더 포함하는
    RF 스위치.
  18. 복수의 RF 스위치 셀을 포함하는 RF 스위치 - 상기 RF 스위치 셀 중 적어도 하나의 RF 스위치 셀은 트랜지스터를 포함함 - 를 작동하는 방법으로서,
    상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀 양단의 전압에 따라 상기 트랜지스터의 제1 전류 노드와 상기 트랜지스터의 제어 노드 사이에 연결된 제1 캐패시터를 조정하는 단계와,
    상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀 양단의 전압에 따라 상기 트랜지스터의 제2 전류 노드와 상기 트랜지스터의 상기 제어 노드 사이에 연결된 제2 캐패시터를 조정하는 단계를 포함하는
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀의 상기 제1 전류 노드와 상기 제2 전류 노드 사이에 연결된 저항을 조정하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 저항을 조정하는 단계는 상기 RF 스위치 셀 중 상기 적어도 하나의 RF 스위치 셀 양단의 전압에 따라 상기 저항을 조정하는 것을 포함하는
    방법.
KR1020190008120A 2018-01-22 2019-01-22 자체 조정가능한 rf 스위치 셀 KR20190089760A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/876,972 US10374595B1 (en) 2018-01-22 2018-01-22 Self-adjustable RF switch cell
US15/876,972 2018-01-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190089760A true KR20190089760A (ko) 2019-07-31

Family

ID=65200668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190008120A KR20190089760A (ko) 2018-01-22 2019-01-22 자체 조정가능한 rf 스위치 셀

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10374595B1 (ko)
EP (1) EP3514959A1 (ko)
KR (1) KR20190089760A (ko)
CN (1) CN110071709A (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7330146B2 (ja) * 2020-08-07 2023-08-21 株式会社東芝 スイッチ回路
US11687147B1 (en) * 2020-09-18 2023-06-27 Marvell Asia Pte, Ltd. Reducing leakage power in low-power mode of an integrated circuit device
US11139813B1 (en) 2020-09-22 2021-10-05 Infineon Technologies Ag RF-switch with enhanced voltage robustness
US11329642B1 (en) * 2021-03-15 2022-05-10 Psemi Corporation Bypass circuitry to improve switching speed

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5999461A (en) * 1996-06-07 1999-12-07 Ramtron International Corporation Low voltage bootstrapping circuit
US20090181630A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Radio frequency switch circuit
JP4630922B2 (ja) * 2008-09-25 2011-02-09 株式会社東芝 高周波スイッチ回路
JP5706103B2 (ja) 2010-05-25 2015-04-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP5632663B2 (ja) 2010-06-29 2014-11-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US9240770B2 (en) * 2013-03-15 2016-01-19 Rf Micro Devices, Inc. Harmonic cancellation circuit for an RF switch branch
CN103973291B (zh) 2014-04-22 2017-02-01 华为技术有限公司 射频天线开关
US10044349B2 (en) * 2016-01-08 2018-08-07 Qorvo Us, Inc. Radio frequency (RF) switch with on and off switching acceleration
DE102016111641A1 (de) 2016-06-24 2017-12-28 Infineon Technologies Ag Schalter

Also Published As

Publication number Publication date
EP3514959A1 (en) 2019-07-24
US20190229720A1 (en) 2019-07-25
CN110071709A (zh) 2019-07-30
US10374595B1 (en) 2019-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190089760A (ko) 자체 조정가능한 rf 스위치 셀
US20210258009A1 (en) Tuning Capacitance to Enhance FET Stack Voltage Withstand
US10700642B2 (en) Gate drivers for stacked transistor amplifiers
KR101802648B1 (ko) 무선 주파수 스위치를 구동하기 위한 시스템 및 방법
US7391282B2 (en) Radio-frequency switch circuit and semiconductor device
US20180234094A1 (en) System and Method for a Driving a Radio Frequency Switch
US10277201B2 (en) Temperature compensated digital step attenuator
CN107040255B (zh) 用于可切换电容的系统和方法
EP1487103A2 (en) High-frequency switching device and semiconductor device
US9876480B2 (en) System and method for a tunable capacitance circuit
US20090184785A1 (en) Attenuator
CN111971899A (zh) 具有可选dc阻断电路的正逻辑开关
WO2020049877A1 (ja) 可変容量回路、および、無線通信装置
US5534819A (en) Circuit and method for reducing voltage error when charging and discharging a variable capacitor through a switch
US20230308085A1 (en) RF Switch with Switching Time Acceleration
EP3534539B1 (en) Bias circuit and method for a high-voltage rf switch
US20220337233A1 (en) Bias networks for dc or extended low frequency capable fast stacked switches
US11916546B2 (en) RF switch with compensation and gate bootstrapping
US20200403613A1 (en) Radio-frequency switch with voltage equalization
KR20220040517A (ko) 향상된 전압 강건성을 갖는 rf 스위치
US20180191344A1 (en) Low distortion rf switch
KR20240027555A (ko) 개선된 esd 강건성을 갖는 mosfet 기반 rf 스위치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application