TWI608700B - 具有電阻式分壓器之切換裝置 - Google Patents

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拉維桑卡 普拉哈卡爾
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Description

具有電阻式分壓器之切換裝置
本揭示的實施例係關於電路的領域，尤其係關於利用場效應電晶體(FET)的切換裝置。
射頻(RF)切換裝置係被使用在許多應用上，例如無線通訊系統，用以選擇性地使一個射頻信號通過。對於包含場效應電晶體之切換裝置來說，可能需要將一個偏壓施加到一個閘極終端，用以偏壓該場效應電晶體進入「導通」狀態。在一些情況中，施加的電壓可造成該場效應電晶體的本體在一個不確定的電壓處「浮動」。
本發明的一個特色為一種電路，其係包括：一個金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，該金屬氧化物半導體場效應電晶體包含一個源極終端、一個閘極終端、一個汲極終端、和一個本體終端；以及一個電阻性分壓器，該電阻性分壓器具有一個第一電阻器和一個第二電阻器，並且係介於該閘極終端和該本體終端之間且與該閘極終端和該本體終端進行耦合。
本發明的另一個特色為一種電路，其係包括：一個電力源， 該電力源係被組構用於提供一個電力電壓；一接地源，該接地源係被組構用於提供一個接地電壓；以及一個或多個晶胞，該一個或多個晶胞係與該電力源及該接地源耦合。該一個或多個晶胞中的一個晶胞係包含：一個金屬氧化物半導體場效應電晶體，該金屬氧化物半導體場效應電晶體具有一個本體終端、一個閘極終端、一個源極終端、和一個汲極終端；以及一個電阻性分壓器，該電阻性分壓器包括一個第一電阻器和一個第二電阻器，該電阻性分壓器係被組構用以在該閘極終端的電壓不等於一個接地電壓時，對該本體終端的電壓進行偏壓於該閘極終端的電壓和該接地電壓之間。
本發明的另一個特色為一種方法，其係包括：將一個金屬氧化物半導體場效應電晶體與一個電力源和一個接地源進行耦合，該金屬氧化物半導體場效應電晶體包括一個汲極終端、一個本體終端、一個源極終端、和一個閘極終端；以及將該金屬氧化物半導體場效應電晶體的本體終端和閘極終端與一個電阻性分壓器進行耦合，使得該電阻性分壓器係定位於該本體終端和該閘極終端之間；其中當該閘極終端所處的一個閘極電壓不等於該接地源的一個接地電壓時，一個第一電阻器的電阻值和一個第二電阻器的電阻值係至少一部分基於該本體終端所希望的電壓。
100‧‧‧切換電路
104‧‧‧場效應電晶體
112‧‧‧汲極終端
116‧‧‧源極終端
120‧‧‧閘極終端
124‧‧‧本體終端
128‧‧‧電阻器
132‧‧‧電阻性分壓器
136‧‧‧第一電阻器
140‧‧‧第二電阻器
144‧‧‧接地
200‧‧‧汲極
204‧‧‧源極
208‧‧‧閘極
212‧‧‧本體
220‧‧‧汲極部分
224‧‧‧介電質
228‧‧‧源極部分
400‧‧‧切換電路
402‧‧‧第一FET
404‧‧‧第二FET
406‧‧‧本體終端
408‧‧‧汲極終端
410‧‧‧源極終端
412‧‧‧閘極終端
414‧‧‧本體終端
416‧‧‧汲極終端
418‧‧‧源極終端
420‧‧‧閘極終端
422‧‧‧第一直流電源供應器
424‧‧‧第二直流電源供應器
426‧‧‧電阻性分壓器
428‧‧‧第一電阻器
430‧‧‧第二電阻器
432‧‧‧接地
434‧‧‧電阻性分壓器
436‧‧‧第一電阻器
438‧‧‧第二電阻器
440‧‧‧RFin終端
442‧‧‧RFout終端
500‧‧‧無線通訊裝置
504‧‧‧射頻功率放大器模組
508‧‧‧射頻功率放大器
512‧‧‧射頻開關
514‧‧‧天線結構
518‧‧‧Tx/Rx開關
522‧‧‧收發器
526‧‧‧主要處理器
530‧‧‧記憶體
多個實施例係經由範例來例示，而不是受到後附圖式中各圖的限制，其中類似的元件符號係指出類似元件，且其中：
圖1係例示依據各種實施例之一個切換裝置的一個電路圖。
圖2係例示一個N型場效應電晶體的範例。
圖3係例示依據各種實施例中一種用於控制一個切換裝置的本體的電壓之方法的一個流程圖。
圖4係例示依據各種實施例之一個切換裝置的一個電路圖。
圖5係例示依據各種實施例之一個示範性無線通訊裝置的一個方塊圖。
所例示實施例之各種觀點將使用所屬領域的技術人員所經常運用的術語來作出說明，以將其工作的實質內容傳達給所屬領域的其它技術人員。然而，對所屬領域的技術人員顯明的是：替代性實施例可僅以一些上述的觀點來實作。為了解釋目的，特定裝置和組態係經提出以對該些所例示實施例提供一個全盤理解。然而，對所屬領域的技術人員顯明的是：替代性實施例可不需該些特定細節來實作。在其它範例中，眾所周知的特性係被省略，以避免使該些所例示實施例難以理解。
再者，各種操作係將被說明成多個獨立操作，並且依次以對理解本發明所有助益的方式來進行；然而，說明的順序不應被解讀成意謂該些操作必須相依的順序。具體來說，該些操作未必以呈現的說明來實行。
該術語「一個實施例」係重複使用。該術語通常不會指稱相同的實施例；然而，如此也是可行。除非在前後文中另外敘及，否則該術語「包括」、「具有」和「包含」係屬同義。
在對被用來搭配各種實施例之文字提供澄清前後文上，該術語「A/B」和「A及/或B」係意謂(A)、(B)、或(A及B)；並且該術語「A、B、及/或C」係意謂(A)、(B)、(C)、(A及B)、(A及C)、(B及C)或(A、B及C)。
該術語「經耦合於」及其衍生詞可被使用在本文中。「經耦合」可意謂下述中的一者或更多。「經耦合」可意謂兩個或更多元件處於直接地實體或電性接觸。然而，「經耦合」同樣可意謂兩個或更多元件間接地接觸彼此，但彼此仍然共同操作或互動，並且可意謂一個或多個其它元件經耦合或連接在被認為彼此耦合一起的多個元件之間。
多個實施例可包含一個切換裝置或是一個包含場效應電晶體的切換電路。該場效應電晶體可包括本體、源極、汲極、和閘極。該電路可包含一個電阻性分壓器，其係與該場效應電晶體耦合。在多個實施例中。該電阻性分壓器可包括一個第一電阻器，其係與該場效應電晶體電性耦合於該場效應電晶體的本體和接地之間的一個電性位置。該電阻性分壓器可進一步包括一個第二電阻器，其係與該場效應電晶體電性耦合於該場效應電晶體的本體和閘極之間的一個電性位置。在一些實施例中，複數個場效應電晶體以及複數個電阻性分壓器可被使用於該切換裝置或切換電路中。
圖1係例示依據各種實施例之一個切換電路100。該切換電路100(也被稱為電路100)可包括一個場效應電晶體。該場效應電晶體104可包括汲極終端112、源極終端116、閘極終端120以及本體終端124，其係分別與該場效應電晶體的汲極、源極、閘極、和本體相耦合，如以下相關於圖2所描述。在一些實施例中，該汲極終端112及該源極終端116可彼此電性偶合，如圖1所示。在一些實施例中，在該汲極終端112及該源極終端116之間的電性耦合可包括一個電阻器128。在一些實施例中，該場效應電晶體104可為一個增強模式場效應電晶體。額外地或替代性地，該場效應電晶體104可為一個絕緣層上矽晶(silicon on insulator，SOI)裝置及/或一個本體互補式金屬氧化物半導體(CMOS)裝置。在一些實施例中，該場效應電晶體104可為一個金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，而在其他實施例中，該場效應電晶體104可被稱為絕緣閘場效應電晶體(IGFET)或金屬絕緣體半導體場效應電晶體(MISFET)。
各種實施例係提供要把該場效應電晶體104的本體電壓進行偏壓所使用之一個偏壓方案。該偏壓方案在本文中係參考一個N型增強模式的場效應應電晶體作出討論。然而，在其它實施例中，該偏壓方案可被使 用及/或經過修改以配合另一類型的場效應電晶體使用，諸如P型場效應電晶體。
在各種實施例中，該場效應電晶體104可選擇性地在一個「截止」狀態和一個「導通」狀態之間進行變遷，以促進一個傳輸信號的切換，於此之後稱為一個射頻(RF)信號。例如：該場效應電晶體104可在該源極終端116處接收該射頻信號，且若該場效應電晶體104係處於該「導通」狀態，讓該射頻信號通過該場效應電晶體104，並到該汲極終端112。若該場效應電晶體104處於該「截止」狀態，則該場效應電晶體104可避免該射頻信號在該汲極終端112和該源極終端116之間通過。
該場效應電晶體104可在該閘極終端120處接收一個控制信號，以使該場效應電晶體104在該「截止」狀態和該「導通」狀態之間變遷。舉例來說，相對於該汲極終端112及該源極終端116的直流電壓有+2.5V的直流電壓可被施加至該閘極終端120。在一些實施例中，該電壓可由一個解碼器(未顯示於圖1中)施行。該+2.5V可藉由讓該汲極終端112及該源極終端116之間的電阻值變得非常低而具有將該場效應電晶體104變為「導通」的效果，使得一個射頻信號可在該汲極終端112和該源極終端116之間通過。
將一個正電壓施加至該閘極終端120可允許該射頻信號流過該場效應電晶體104，因為該場效應電晶體104一般可包含四個部分，如圖2中的NMOS FET所示。該場效應電晶體104可包含一個連接至該汲極終端112之汲極200，一個連接至該源極終端116之源極204，以及一個連接至該閘極終端120之閘極208。在多個實施例中，該汲極200，該源極204，以及該閘極208皆可包含一個金屬或導電材料，舉例來說為鋁或銅。在多個實施例中，該汲極200，該源極204，以及該閘極208可包含相同材料或不同的材料。
該場效應電晶體104可進一步包含一個本體212，其係連接至該本體終端124。該場效應電晶體104可進一步包含一個N型的汲極部分220 以及一個N型的源極部分228，該N型的汲極部分220係定位於該汲極200和該本體212之間，該N型的源極部分228係定位於該源極204和該本體212之間，在下面會做進一步細節來說明。
在本文中所使用的「終端」一般將會被稱為該場效應電晶體104的元件，其中該場效應電晶體104係連接至一個電路中的另一個元件。在一些實施例中，該汲極200和該汲極終端112可被認為係相同元件，舉例而言，該場效應電晶體104可經由在電路中該汲極200及該元件之間的直接連結而連接至該電路中的另一個元件。在其他實施例中，該汲極終端112可為一個終端，舉例而言為一個導電引線，其係與該汲極200電性耦合。舉例而言，在此等其他實施例中，該場效應電晶體104可經由該汲極終端112與電路中的另一個元件相連接，其可為金屬引線，像是銅，或其他導電引線，因而可與該汲極200相耦合。類似地，該源極204和該源極終端116彼此可為相同，或彼此互相電性耦合，如以上關於該汲極200和該汲極終端112所說明一樣。類似地，該閘極208和該閘極終端120彼此可為相同，或彼此互相電性耦合。最後，該本體212和該本體終端124彼此可為相同，或彼此互相耦合。在一些實施例中，該本體終端124可與該源極終端116直接耦合。在本文中，給予此等元件的名稱的目的係區分該場效應電晶體104中的各個元件，並且不同的實施例可使用不同名稱，舉例而言，會將N型的汲極部分220稱為該場效應電晶體104的「汲極」，或是將N型的源極部分228稱為該場效應電晶體104的「源極」。
以該場效應電晶體104的使用為例，一個直流電壓將被施加至該閘極終端120來討論，該閘極終端120因而可造成該閘極208獲得特定的電壓。然而，在一些實施例中，該直流電壓可被直接施加至該閘極208。以另一個範例來說，該射頻信號可在該源極204或是該源極終端116處接收，並且在該場效應電晶體為「導通」時會通過該場效應電晶體104而到該汲極200 或是該汲極終端112。
該本體212可由P型材料組成，舉例而言為一個IV族元素，像是矽或鍺，而以III族元素，像是硼或鋁，來進行摻雜。該N型的汲極部分220和源極部分228可包含一個IV族元素，像是矽或鍺，並且以V族元素，像是砷或磷，來進行摻雜。該N型的汲極部分220和源極部分228可藉由該本體212而將彼此分開。一般來說，一個P型材料係缺乏電子，且被稱為具有「電洞」。一個N型材料係具有額外的電子，其能夠在該N型材料之內或外部流動作為電流，且因此被稱為具有「移動電子」。
如上應注意的係，該場效應電晶體104的閘極208可包含一個導電金屬，像是銅或鋁。在其他實施例中，該閘極208可包含鉭，鎢或氮化鉭。在其他實施例中，該場效應電晶體104的閘極208可包含多晶矽材料。該汲極200，該源極204，該閘極208，以及該本體212全都可藉由一個介電質224將彼此分開，該介電質224舉例而言為二氧化矽，氮氧化矽，或一些其它高K的介電質，其係避免電子在該汲極200和該源極204之間流動。
當該閘極208由於一個正電壓被施加至該閘極終端120時而獲得一個正電壓時，一個靜電場可建立於該閘極208和該場效應電晶體104的其他地方之間。該正閘極電壓可排斥該本體212的P型材料中的電洞，同時吸引該本體212的P型材料中的自由電子。在同一時間，該正閘極電壓可吸引在該N型的汲極部分220和源極部分228中的移動電子。當該閘極208的正電壓相較於該汲極200和該源極204的直流電壓(一個稱為「臨界電壓」之電壓)來說變得足夠高時，該本體212的P型材料中的排斥力，以及該本體212中的自由電子與該N型的汲極部分220和源極部分228中的移動電子的吸引力可建立一個電性通道。該電性通道有時候被稱為一個「反轉層(inversion layer)」，且可以介於該N型的汲極部分220和源極部分228之間，且直接在該介電質224底下。換句話說，介於該N型的汲極部分220和源極部分228之間 的該電性通道可直接地介於該本體212和該介電質224之間。在一些實施例中，增加施加至該閘極終端120的電壓可增加該閘極208的電壓，其係增加該靜電場的大小。該靜電場的增加可增加該電性通道的大小，且因此增加可在該汲極200和該源極204之間通過的電流量。
類似地，一個-2.5V的電壓可被該解碼器施加至該閘極終端120。該-2.5V可造成該場效應電晶體104在該汲極終端112和該源極終端116之間所測量到的電阻值變得非常高，使得沒有信號可在該汲極終端112和該源極終端116之間通過。該電阻值變高係因為在該閘極終端120處的負電壓造成該閘極208獲得一個負電壓，藉此建立一個負靜電場。該負靜電場同時吸引在P型本體212中的電洞，並且排斥在該N型的汲極部分220和源極部分228中的移動電子，藉此抵銷在該源極204和該汲極200之間傳輸電子的可能性。在使用一個PMOS FET而非NMOS FET 104的其他實施例中，該本體212可為一個N型材料，且該汲極部分220和源極部分228可為一P型材料。
在一些實例中，其希望該本體212的電壓「跟隨」或是具有類似該閘極208的電壓。此係所希望的，因為舉例來說，假如該本體212在一個正電壓被施加至該閘極208或該閘極終端120時而獲得一個正電壓的話，那麼在該汲極200和該源極204之間的電性通道可被增加，藉此增加該場效應電晶體104的效率。類似地，假如該本體212在一個負電壓被施加至該閘極208或該閘極終端120時而獲得一個負電壓的話，那麼該N型的汲極部分220和源極部分228之間的排斥力可被增加，其將會增加該場效應電晶體104的電阻值並減少任何的信號漏失。
在一些案例中，一個主動元件，例如一個PMOS FET，已被使用當作一個二極體，並且係與該該場效應電晶體104耦合於該本體終端124和該閘極終端120之間。當在該閘極終端120處的電壓變為負的，舉例來說為-2.5V，該二極體可使得該本體212的電壓變為負的，且在多個實施例中，該 本體212的電壓可非常接近該閘極終端120的電壓。舉例來說，假如在該閘極終端120處的電壓係-2.5V的話，該本體212的電壓可為-2.3V。此過程可稱為「閂鎖現象(bootstrapping)」。在一些實施例中，其希望該本體212的電壓維持接近該閘極終端120的電壓，且在其他實施例中，其希望該本體212的電壓只有變動非常小的量，舉例來說在一個+2.5V或-2.5V的電壓被施加到該閘極終端120時，變動零點多伏特。
然而，當一個PMOS FET被使用當作一個二極體時，該閘極208的電壓變為正的話，該本體212的電壓可變為一個任意值。在此案例中，可以說該本體212的電壓係「浮動」的。該本體212的浮動電壓係有問題的，因為如果該本體212的確切電壓和電流係未知的話，可使得電路設計變得困難。
詳細而言，如上所述，藉由個別地增加或減少該本體212的電壓，在該源極204和該汲極200之間的該射頻信號傳輸可被加強或減少。應注意的係，假如在該閘極的電壓為正時而該本體212的電壓係增加的話，那麼該N型的汲極部分220和源極部分228之間的通道可變得更大，並且經增加的電流可留過該場效應電晶體104。然而，假如不知道該本體212的電壓為何的話，那麼可能很難預測流過該場效應電晶體104的射頻信號電流為何。額外地，假如該本體212的電壓變得太高的話，如果其係浮動的話那麼該射頻信號的電流可變得非常高且不受控制。此高電流可造成該場效應電晶體104加熱，其可造成該場效應電晶體104、使用該場效應電晶體104的電路、或者甚至是使用該場效應電晶體104之裝置損壞。
在一些實施例中，一個電阻性分壓器132可被使用以取代該PMOS FET。該電阻性分壓器132可包括一第一電阻器136以及一第二電阻器140。該第一電阻器136可被放置於該本體終端124和接地144之間。該第二電阻器140可被放置於該本體終端124和該閘極終端120之間。
如圖1所顯示的該電阻性分壓器132可提供比起上述使用二極體(舉例來說，主動式PMOS FET)相當多的益處。詳細而言，該電阻性分壓器132可允許該本體212的電壓跟隨該閘極208的電壓於一個已知的電壓處，無論由該解碼器所施加至該閘極208電壓係為正電壓或負電壓。換句話說，假如該閘極的電壓係正的，該電阻性分壓器132可削減該本體212的「浮動」電壓，而取而代之地，該本體212的電壓可為一個估計值。
額外地，該PMOS FET二極體可需要額外的電力輸入用以將該該PMOS FET「導通」或「截止」。使用該電阻器分壓器132的電路可為被動式的，且因此不需要額外的電力輸入，因為該PMOS FET沒有出現。電路輸入的減少可簡化電路設計，並且降低了使用該場效應電晶體104的電路之成本。
該第一電阻器136和該第二電阻器140的電阻值可相關於以下之一者或多者來作選擇：該場效應電晶體104、在該閘極終端120處的電壓、在該汲極終端112處的電壓、在該源極終端160處的電壓、及/或該本體212的電壓係按所希望般來跟隨該閘極208的電壓。以一個例子來說，假如希望當該閘極的電壓係+2.5V時，該本體212的電壓為+1.0V的話，那麼該第一電阻器136和該第二電阻器140之一者或兩者的電阻值可以不相同，而不是希望當該閘極的電壓為+2.5V時，該本體212的電壓為+2.3V。在一些實施例中，在該閘極208於一給定的電壓處時，該本體212的電壓可基於該第一電阻器136和該第二電阻器140的電阻值比例的至少一部分。
圖3係例示依據各種實施例中一種用於當一個電壓係被施加至閘極終端(例如，閘極終端120)時而將一個場效應電晶體的本體(例如，場效應電晶體104的本體212)進行偏壓之方法300的一個流程圖。詳細而言，在308，一個第一電阻器，舉例來說，第一電阻器136，可在該本體終端124和接地144之間與該場效應電晶體進行耦合。接著，在304，一個第二電阻器， 舉例來說，第二電阻器140，可在該閘極終端120和該本體終端124之間與該場效應電晶體104進行電性耦合。
藉由適當地選擇該第一電阻器136和該第二電阻器140的電阻值，該本體212的電壓可被偏壓，使得其會跟隨該閘極208或閘極終端120的電壓。換句話說，當一個正電壓係施加至該閘極終端120時，該本體212可具有一個已知的正電壓。相反地，當一個負電壓係施加至該閘極120終端時，該本體212可具有一個已知的負電壓。在一些實施例中，相比於該閘極208，該本體212的電壓可基於該第一電阻器136和該第二電阻器140的電阻值比例的至少一部分。
在一些實施例中，該場效應電晶體104以及該電阻性分壓器可一起被稱為一晶胞。在一些實施例中，一開關可包括複數個場效應電晶體以及電阻性分壓器，亦即多個晶胞。在這些實施例中，複數個晶胞可彼此互相並聯。其希望將複數個晶胞以並聯耦合，因為如上注意的係，當該場效應電晶體104變成「截止」時，在該源極終端116和該汲極終端112之間係建立一個大電阻值。假如該射頻信號的電流非常大的話，那麼該場效應電晶體104可能損壞。藉由將複數個場效應電晶體以並聯耦合，由大的射頻信號所建立的負載可被分配，使得每一個場效應電晶體係承受該負載的一部分。以此方式，該場效應電晶體的生命期可被延長。
圖4係例示一個切換電路400與複數個晶胞彼此互相串聯的一個範例。其他實施例可具有額外的晶胞。在一些實施例中，該切換電路400可和該信號路徑串聯或並聯。詳細而言，圖4係描述具有兩個場效應電晶體(一個第一場效應電晶體402和一個第二場效應電晶體404)的一個切換電路400的一個實施例。該第一場效應電晶體402可包括一個本體終端406、一個汲極終端408、一個源極終端410、以及一個閘極終端412，其係分別與該第一場效應電晶體402的一個本體、一個汲極、一個源極、以及一個閘極(未 顯示)耦合。類似地，該第二場效應電晶體404可包括一個本體終端414、一個汲極終端416、一個源極終端418、以及一個閘極終端420，其係分別與該第二場效應電晶體404的一個本體、一個汲極、一個源極、以及一個閘極(未顯示)耦合。該第一場效應電晶體402的閘極終端412可與一個第一直流電源供應器422電性耦合，該第一直流電源供應器係組構用於提供一個直流電壓至該閘極終端412，而該第二場效應電晶體404的閘極終端420可與一個第二直流電源供應器424電性耦合，該第二直流電源供應器係組構用於提供一個直流電壓至該閘極終端420。在一些實施例中，該第一直流電源供應器422和該第二直流電源供應器424可被稱為「解碼器」。
如上相關於圖1說明，該第一場效應電晶體402可與一個電阻性分壓器426耦合，該電阻性分壓器426係包括一個第一電阻器428以及一個第二電阻器430，該第一電阻器428係電性耦合於該本體終端406和接地432之間，該第二電阻器430電性耦合於該本體終端406和該閘極終端412之間。類似地，該第二場效應電晶體404可與一個電阻性分壓器434耦合，該電阻性分壓器434係包括一個第一電阻器436以及一個第二電阻器438，該第一電阻器436係電性耦合於該本體終端414和接地432之間，該第二電阻器438電性耦合於該本體終端414和該閘極終端420之間。
在該切換電路400的一些實施例中，該兩個晶胞可彼此以串聯互相耦合。在這些實施例中，該第二場效應電晶體404的汲極終端416可與該第一場效應電晶體402的源極終端410耦合。此外，該第一場效應電晶體402的汲極終端408可與一個RFin終端440耦合，而該第二場效應電晶體404的源極終端418可與一個RFout終端442耦合。在此實施例中，該RFin終端440可為該射頻信號的源頭，該射頻信號係在該切換電路400的該第一場效應電晶體402和該第二場效應電晶體404係「導通」時，通過該切換電路400。在該RFout終端442中，該射頻信號可出去該開關。該RFin終端440、該RFout終端442以 及信號流係相關於以下圖5作更多細節的說明。
在一些實施例中，該RFout終端442可被連接至接地，而該RFin終端440可被連接至一個電源供應器。如上應注意，所描述的組態係關於N型或NMOS FET來說明；然而，P型或PMOS FET也可對該切換電路440的組態作出些許的修改而使用於該切換電路400。在其他實施例中，該RFin終端440和該RFout終端442可被連接至一個電路之其他元件。該RFin終端440和該RFout終端442的連結可相依於該切換電路400所使用的應用。
在一些實施例中，該第一場效應電晶體402的該第一電阻器428的電阻值可與該第二場效應電晶體404的該第一電阻器436的電阻值相同。在其他實施例中，此兩個第一電阻器428、436的電阻值可以不同。類似地，該第二電阻器430、438的電阻值可以相同或不同，其係取決於該切換電路400或該場效應電晶體402、404的類型、應用或使用。
依據一些實施例之一個示範性無線通訊裝置500的一個方塊圖係例示於圖5。無線通訊裝置500可具有一個射頻功率放大器(PA)模組504，其包括一個或多個射頻功率放大器508。射頻功率放大器模組504可進一步包括一個或多個射頻開關512，其係與該射頻功率放大器508中的一者或多者耦合。該射頻開關512可相似於切換電路100及/或400，及/或該射頻開關512可包含切換電路100及/或400。
除了該射頻功率放大器模組504之外，該無線通訊裝置500可具有一個天線結構514、一個Tx/Rx開關518、一個收發器522、一個主要處理器526、以及一個記憶體530，如圖所示係至少彼此耦合。雖然該無線通訊裝置500係被顯示具有傳送和接收的能力，但是其他的實施例可包含僅有傳送或僅有接收能力的裝置。雖然射頻開關512係被顯示包含於射頻功率放大器模組504中，在其他的實施例中，射頻開關512可被包含於該無線通訊裝置500的其他構件中，像是Tx/Rx開關518及/或收發器522，以及射頻功率放大器 模組504或沒有射頻功率放大器模組504。在其他實施例中，該射頻開關512可為一個射頻前端、一個射頻傳送器、或一個電源轉換器的構件。
在各種實施例中，該無線通訊裝置500可為但不限制於一個行動電話、一個傳呼裝置、一個個人數位助理、一個文字發訊裝置、一個可攜式電腦、一個桌上型電腦、一個基地站台、一個用戶站台、一個存取點、一個雷達站、一個衛星通訊裝置、或者是具有能夠無線傳送/接收射頻信號之任何其它裝置。
該主要處理器526可執行在該記憶體530中所儲存的一個基礎作業系統程式，以用於控制該無線通訊裝置500的整體操作。舉例來說，該主要處理器526可控制由該收發器522所進行的信號接收和信號傳送。該主要處理器526能夠執行駐留在該記憶體530中的其它程序或程式，並且可視所需而藉由一個執行程序以將資料移入或移出該記憶體530。
該收發器522可接收來自該主要處理器526之外送資料(例如：語音資料、網站資料、電子郵件、發訊資料等)，可產生該RFin信號以代表該外送資料，並且將該RFin信號提供至該射頻功率放大器模組504。該收發器522亦可控制該射頻功率放大器模組504，而在一個選定頻帶中並且以全功率模式或功率回退(backed-off)模式進行操作。在一些實施例中，該收發器522可使用正交分頻多工(OFDM)調變以產生該RFin信號。
如在本文中所述，該射頻功率放大器模組504可將該RFin信號放大以提供RFout信號。該RFout信號可被轉送至該Tx/Rx開關518，並且接著被轉送至該天線結構514以進行一個無線(over-the-air，OTA)傳輸。在一些實施例中，該Tx/Rx開關518可包含一個雙工器。以一個類似方式，該收發器522可透過該Tx/Rx開關518以接收來自該天線結構514的一個內送無線傳輸信號。該收發器522可處理該內送信號並且將其傳送至該主要處理器526，作為進一步處理。
該一個或多個射頻開關512可被用來選擇性地讓射頻信號(例如：RFin信號及/或RFout信號)通過而到該無線通訊裝置500的構件、從該無線通訊裝置500的構件通過、及/或在該無線通訊裝置500的構件內通過。
在各種實施例中，該天線結構514可包含一個或多個指向性及/或全向性天線，包含：例如一個雙極天線、一個單極天線、一個貼片天線、一個環狀天線、一個微帶天線、或者是適合用於射頻信號之無線(OTA)傳輸/接收之任何其它類型的天線。
熟習該項技術人士將體認出：該無線通訊裝置500係經由實例來給定，並且為簡單和清楚之目的，最多僅僅顯示及說明到要理解該實施例所需之無線通訊裝置500的建構和操作。各種實施例係設想到任何合適的構件或構件組合，以根據特定需求而聯合該無線通訊裝置500來實行任何合適的任務。再者，要理解到：該無線通訊裝置500不應被解讀成受到多個實施例可實施之裝置類型的限制。
本文係提供各種方法和設備。在某些實施例中，一個電路可包括一個金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，該MOSFET包含一個源極終端、一個閘極終端、一個汲極終端、和一個本體終端。該電路可進一步包含一個電阻性分壓器，該電阻性分壓器可具有一個第一電阻器和一個第二電阻器，並且可介於該閘極終端和該本體終端之間且與該閘極終端和該本體終端進行耦合。在一個實施例中，該MOSFET可為一個N型MOSFET。在一個實施例中，該MOSFET可為一個P型MOSFET。在一些實施例中，該第一電阻器可包括與一個接地耦合之一個第一連結以及與該本體終端耦合之一個第二連結。在一些實施例中，該第二電阻器可包括與該本體終端耦合之一個第一連結和與該閘極終端耦合之一個第二連結。在一個實施例中，該電阻性分壓器可被組構用以在該閘極終端的電壓不等於一個 接地電壓時，對該本體終端的電壓進行偏壓於該閘極終端的電壓和該接地電壓之間。在其他實施例中，該本體終端的電壓可以係至少一部分基於該第一電阻器的電阻值以及該第二電阻器的電阻值之一個預定電壓。在一個實施例中，其中該閘極終端的電壓相對於該接地電壓可以係正的。在一個實施例中，該閘極終端的電壓相對於該接地電壓可以係負的。在一個實施例中，該電路可進一步包括一個開關，其包含該MOSFET以及該電阻性分壓器；以及一個射頻前端、一個射頻傳送器、或包含該開關之一個電力轉換器。
在一個實施例中，一個電路可包括：一個電力源，其係被組構用於提供一個電力電壓；一接地源，其係被組構用於提供一個接地電壓；以及一個或多個晶胞，其係與該電力源及該接地源耦合。該一個或多個晶胞中的一個晶胞可包含：一個金屬氧化物半導體場效應電晶體，其係具有一個本體終端、一個閘極終端、一個源極終端、和一個汲極終端；以及一個電阻性分壓器，其係包括一個第一電阻器和一個第二電阻器，該電阻性分壓器係被組構用以在該閘極終端的電壓不等於一個接地電壓時，對該本體終端的電壓進行偏壓於該閘極終端的電壓和該接地電壓之間。在一些實施例中，該MOSFET可以係一個P型MOSFET。在一些實施例中，該MOSFET可以係一個N型MOSFET。在一些實施例中，該第一電阻器可包括與該接地源耦合之一個第一連結以及與該本體終端耦合之一個第二連結。在一些實施例中，該第二電阻器可包括與該本體終端耦合之一個第一連結和與該閘極終端耦合之一個第二連結。在一些實施例中，該電阻性分壓器可介於該閘極終端和該本體終端之間且與該閘極終端和該本體終端進行耦合。在一些實施例中，該本體終端的電壓可以係至少一部分基於該電阻性分壓器的電阻值之一個預定電壓。在一些實施例中，該閘極終端的電壓相對於該接地電壓可以係正的。在一些實施例中，該閘極終端的電壓相對於該接地電 壓可以係負的。
一些實施例可提供一種方法，其係包括：將一個金屬氧化物半導體場效應電晶體與一個電力源和一個接地源進行耦合。該金屬氧化物半導體場效應電晶體可包括一個汲極終端、一個本體終端、一個源極終端、和一個閘極終端。該方法可進一步包括將該金屬氧化物半導體場效應電晶體的本體終端和閘極終端與該電阻性分壓器進行耦合，使得該電阻性分壓器可定位於該本體終端和該閘極終端之間。當該閘極終端所處的一個閘極電壓不等於該接地源的一個接地電壓時，該第一電阻器的電阻值和該第二電阻器的電阻值可以至少一部分基於該本體終端所希望的電壓。在一些實施例中，該MOSFET可以係一個N型MOSFET。在一些實施例中，該MOSFET可以係一個P型MOSFET。在一些實施例中，該第一電阻器可進一步包括將該第一電阻器之一個第一連結與該接地源進行耦合，以及將該第一電阻器之一個第二連結與該本體終端進行耦合。在一些實施例中，該方法可進一步包括將該第二電阻器之一個第一終端與該閘極終端進行耦合，以及將該第二電阻器之一個第二終端與該本體終端進行耦合。在一些實施例中，該本體終端之所希望的電壓可介於該閘極電壓和該接地電壓之間。在一些實施例中，該閘極電壓相對於該接地電壓可以係正的。在一些實施例中，該閘極電壓相對於該接地電壓可以係負的。
儘管本發明已依照上文所例示之實施例作出說明，然而熟習該項技術人士將理解到：打算達成相同目標之廣泛種類的替代及/或等效實施方式可取代所示和所述的特定實施例，而不會悖離本發明的範疇。熟習該項技術人士將輕易理解到：本揭示內容之教示可以多樣廣泛種類的實施例來實施。此發明說明係傾向被視作為例示用而非限制用。
100‧‧‧切換電路
104‧‧‧場效應電晶體
112‧‧‧汲極終端
116‧‧‧源極終端
120‧‧‧閘極終端
124‧‧‧本體終端
128‧‧‧電阻器
132‧‧‧電阻性分壓器
136‧‧‧第一電阻器
140‧‧‧第二電阻器
144‧‧‧接地

Claims (27)

  1. 一種切換電路，其係包括：一個金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，其係包含一個源極終端、一個閘極終端、一個汲極終端、和一個本體終端；以及一個電阻性分壓器，其係具有一個第一電阻器和一個第二電阻器，該電阻性分壓器係介於該閘極終端和該本體終端之間且與該閘極終端和該本體終端進行耦合，並且進一步與一個接地源和一個DC電壓源進行耦合；其中該DC電壓源係進一步與該閘極終端進行耦合，並且係經組構用於提供一恆定的DC電壓至該閘極終端和該電阻性分壓器，且其中該閘極終端的DC電壓和該本體終端的電壓係取決於該恆定的DC電壓以及該接地源的接地電壓，且獨立於該源極終端的電壓以及該汲極終端的電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切換電路，其中該MOSFET係一個N型MOSFET。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之切換電路，其中該MOSFET係一個P型MOSFET。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之切換電路，其中該第一電阻器係包括與該接地源耦合之一個第一連結以及與該本體終端耦合之一個第二連結。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之切換電路，其中該第二電阻器係包括與該本體終端耦合之一個第一連結和與該閘極終端耦合之一個第二連結。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之切換電路，其中該電阻性分壓器係被組構用以在該閘極終端的DC電壓不等於該接地電壓時，對該本體終端的電壓進行偏壓於該閘極終端的DC電壓和該接地電壓之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之切換電路，其中該本體終端的電壓係至少一部分基於該第一電阻器的電阻值以及該第二電阻器的電阻值之一個預 定電壓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之切換電路，其中該閘極終端的DC電壓相對於該接地電壓係正的。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之切換電路，其中該閘極終端的DC電壓相對於該接地電壓係負的。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之切換電路，其係進一步包括：一個開關，其係包含該MOSFET以及該電阻性分壓器；以及一個射頻(RF)前端、一個射頻傳送器、或包含該開關之一個電力轉換器。
  11. 一種切換電路，其係包括：一個DC電力源，其係被組構用於提供一個恆定的DC電壓；一接地源，其係被組構用於提供一個接地電壓；以及一個或多個晶胞，其係與該DC電力源及該接地源耦合，該一個或多個晶胞中的一個晶胞係包含：一個金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，其係具有一個本體終端、一個閘極終端、一個源極終端、和一個汲極終端，該閘極終端係與該DC電力源耦合，使得該DC電力源係被組構用以提供該DC電壓至該閘極終端；及一個電阻性分壓器，其不包含一個電容器，該電阻性分壓器係與該DC電力源耦合，使得該DC電力源係被組構用以提供該DC電壓至該電阻性分壓器，該電阻性分壓器係包括一個第一電阻器和一個第二電阻器，且係被組構用以在該DC電壓不等於該接地電壓時，對該本體終端的電壓進行偏壓於該DC電壓和該接地電壓之間，使得該本體終端的電壓和該閘極終端的DC電壓係取決於該DC電壓以及該接地電壓，且獨立於該源極終端的電壓以及該汲極終端的電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之切換電路，其中該MOSFET係一個P型MOSFET。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之切換電路，其中該MOSFET係一個N型MOSFET。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之切換電路，其中在該第一電阻器係包括與該接地源耦合之一個第一連結以及與該本體終端耦合之一個第二連結。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之切換電路，其中該第二電阻器係包括與該本體終端耦合之一個第一連結和與該閘極終端耦合之一個第二連結。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之切換電路，其中該電阻性分壓器係介於該閘極終端和該本體終端之間且與該閘極終端和該本體終端進行耦合。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之切換電路，其中該本體終端的電壓係至少一部分基於該電阻性分壓器的電阻值之一個預定電壓。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之切換電路，其中該DC電壓相對於該接地電壓係正的。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之切換電路，其中該DC電壓相對於該接地電壓係負的。
  20. 一種用於控制切換電路之方法，其係包括：將一個金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)與一個DC電力源和一個接地源進行耦合，該MOSFET係包括一個汲極終端、一個本體終端、一個源極終端、和一個閘極終端；將一個第一電阻器直接地耦合至一個第二電阻器，以形成一個電阻性分壓器；以及將該MOSFET的本體終端和閘極終端與該電阻性分壓器進行耦合，使得該電阻性分壓器係定位於該本體終端和該閘極終端之間，使得在該本體終 端和該閘極終端處的電壓係取決於由該DC電力源所提供的一個恆定的DC電壓以及該接地源的接地電壓，且獨立於該源極終端的電壓以及該汲極終端的電壓；其中當該閘極終端處於由該DC電力源所提供的恆定的DC閘極電壓，且該DC閘極電壓不等於該接地源的接地電壓時，在該電阻性分壓器內的該第一電阻器的電阻值和該第二電阻器的電阻值係至少一部分基於該本體終端所希望的電壓。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該MOSFET係一個N型MOSFET。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該MOSFET係一個P型MOSFET。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其係進一步包括將該第一電阻器之一個第一連結與該接地源進行耦合，以及將該第一電阻器之一個第二連結與該本體終端進行耦合。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其係進一步包括將該第二電阻器之一個第一終端與該閘極終端進行耦合，以及將該第二電阻器之一個第二終端與該本體終端進行耦合。
  25. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該本體終端之所希望的電壓係介於該DC閘極電壓和該接地電壓之間。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該DC閘極電壓相對於該接地電壓係正的。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該DC閘極電壓相對於該接地電壓係負的。
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