具有陷波器結(jié)構(gòu)的高隔離度射頻開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種射頻開關(guān)，特別涉及一種具有陷波器結(jié)構(gòu)的高隔離度射頻開關(guān)，它直接應(yīng)用于微波IC中的各類射頻開關(guān)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻開關(guān)是用于控制射頻信號傳輸路徑的控制器件，是通信等電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能的關(guān)鍵部件，在蜂窩GSM、UMTS,電纜調(diào)制解調(diào)器、直播廣播系統(tǒng)、點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)廣播系統(tǒng)等商業(yè)RF通信系統(tǒng)以及雷達(dá)、電子對抗等軍事領(lǐng)域中得到廣泛的運(yùn)用，隨著信息傳輸復(fù)雜特性的增加，對射頻開關(guān)隔離度、工作帶寬、可集成化的要求也不斷提高。
[0003]傳統(tǒng)射頻開關(guān)如圖1所示，由于通常采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS/BiCMOS工藝限制，使得射頻開關(guān)的參考地需要通過鍵合絲與地連接，由于鍵合絲寄生電感的影響，導(dǎo)致射頻開關(guān)的隔離度降低。射頻開關(guān)的參考地與地連接之間的寄生參數(shù)越小，對射頻開關(guān)性能的影響越小。在實(shí)際運(yùn)用中，與地連接的鍵合絲引入的寄生電感Lla值一般為0.3?0.5nHo
[0004]隔離度作為射頻開關(guān)的關(guān)鍵性指標(biāo)，直接決定了射頻開關(guān)性能和應(yīng)用，為了得到更好的隔離度指標(biāo)，GaAs/GaN等工藝引入了到地通孔來取代鍵合絲，取得了較好的效果。但由于GaAs/GaN工藝存在成本較高，控制電平高、集成度較低等不足，隨著信號處理系統(tǒng)越來越向低價(jià)、低壓、集成化發(fā)展，其應(yīng)用受到很大限制。
[0005]而在標(biāo)準(zhǔn)工藝條件下，為了提高射頻開關(guān)的隔離度，一般采用增加射頻開關(guān)串并聯(lián)FET晶體管級數(shù)的方法，這種方法增加了射頻開關(guān)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，不僅會增大電路的版圖面積，而且由于增加了信號通路上串聯(lián)和并聯(lián)FET晶體管級數(shù)，導(dǎo)致插入損耗變大，工作帶寬變窄，輸入/輸出駐波系數(shù)變差等一系列問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明提供一種具有陷波器結(jié)構(gòu)的高隔離度射頻開關(guān)，通過利用晶體管關(guān)斷態(tài)寄生電容，使射頻開關(guān)單元與橋T型陷波器單元相結(jié)合，使射頻開關(guān)在選定頻段的隔離度得到提高。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種具有陷波器結(jié)構(gòu)的高隔離度射頻開關(guān)，包括單刀單擲射頻開關(guān)單元，所述單刀單擲射頻開關(guān)單元包括MOS管Mlb、MOS管M2b、M0S管M3b、M0S管M4b、M0S管M5b和分別與MOS管M 4)3的源極、MOS管M *的源極連接的鍵合絲寄生電感Llb，所述射頻開關(guān)還包括橋T型陷波單元，所述橋T型陷波單元包括鍵合絲寄生電感L2b、電感L3b、鍵合絲寄生電感L4b、電阻R7b、MOS管Mlb和MOS管M 2b在關(guān)斷態(tài)時(shí)源極與漏極之間形成的寄生電容和MOS管M4b在導(dǎo)通態(tài)時(shí)源極與漏極之間形成的寄生電阻；所述鍵合絲寄生電感L2b、電感L3b、鍵合絲寄生電感L4b依次連接后并聯(lián)于MOS管M 1)3的漏極與MOS管M2b的源極之間，鍵合絲寄生電感L 2)3與MOS管M lb的漏極連接，鍵合絲寄生電感L 4)3與MOS管M2b的源極連接，所述電阻R 7b串聯(lián)于MOS管M 4b的源極與鍵合絲寄生電感L lb之間，鍵合絲寄生電感Llb接地。
[0008]優(yōu)選的，所述單刀單擲射頻開關(guān)單元還包括電阻Rlb、電阻R2b、電阻R3b、電阻R4b、電阻R5b、和電阻R6b，所述MOS管Mlb的漏極與信號輸入端V IN連接，MOS管M 1)3的源極與MOS管M2b的漏極連接，MOS管M 2)3的源極與MOS管M 3b的漏極連接，MOS管M 3b的源極與信號輸出端連接，所述MOS管Mlb的柵極經(jīng)電阻R lb與第一控制端連接，MOS管M 2b的柵極經(jīng)電阻R 2)3與第一控制端連接，MOS管M2b的柵極經(jīng)電阻R 3b與第一控制端連接；所述MOS管M 4)3的漏極分別與MOS管Mlb的源極、MOS管M 2b的漏極連接，MOS管M 4b的柵極經(jīng)電阻R 4)3與第二控制端連接；所述MOS管M5b的漏極分別與MOS管M 2)3的源極、MOS管M 3b的漏極連接，MOS管M 5b的柵極經(jīng)電阻R5b與第二控制端連接，MOS管M5b的源極經(jīng)鍵合絲寄生電感L lb接地；所述電阻Rfib并聯(lián)于MOS管M3b的源極與漏極之間。
[0009]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果:
[0010]本發(fā)明在基本匹配式單刀單擲射頻開關(guān)單元的基礎(chǔ)上增加了電阻R7b、鍵合絲寄生電感L2b、鍵合絲寄生電感L4b和電感L 3bo在射頻開關(guān)為關(guān)斷態(tài)時(shí)，電感L2b、電感L4b和電感L3b相串聯(lián)形成的電感L 2b+3b+41^P MOS管M lb、M0S管M2b在關(guān)斷態(tài)時(shí)源漏極之間形成的寄生電容，與MOS管M4b在導(dǎo)通態(tài)時(shí)源漏極之間形成的寄生電阻和電阻R7b構(gòu)成橋T型陷波器結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整橋T型陷波器電阻R7b和電感L 3b的值可以有針對性的決定所需抑制頻率，使用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以在選定頻段獲得比傳統(tǒng)射頻開關(guān)高10?15dB的隔離度。
[0011]由于本發(fā)明電路在射頻開關(guān)為導(dǎo)通態(tài)時(shí)，構(gòu)成橋T型陷波器單元MOS管Mlb和MOS管M2b此時(shí)的寄生參數(shù)主要為源漏極之間的寄生電阻，且電阻值非常小，通過優(yōu)化電感L 3b值，電感L2b+3b+4b支路阻抗值遠(yuǎn)大于射頻開關(guān)信號通路，因此基本不會影響射頻開關(guān)插入損耗等電特性，避免了插入損耗、輸入IdB壓縮點(diǎn)、輸入電壓駐波系數(shù)、輸出電壓駐波系數(shù)惡化等問題。
【附圖說明】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0013]圖1為傳統(tǒng)射頻開關(guān)電路圖；
[0014]圖2為本發(fā)明具有陷波器結(jié)構(gòu)的高隔離度射頻開關(guān)電路圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的橋T型陷波器單元。
[0016]圖4為本發(fā)明與傳統(tǒng)射頻開關(guān)插入損耗對比示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明與傳統(tǒng)射頻開關(guān)隔離度對比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]本發(fā)明具體實(shí)施的具有陷波器結(jié)構(gòu)的高隔離度射頻開關(guān)的電路圖如圖2所示。它包括一個(gè)基本匹配式單刀單擲射頻開關(guān)單元和一個(gè)橋T型陷波器單元。
[0020]所述單刀單擲射頻開關(guān)單元包括MOS管Mlb、MOS管M2b、MOS管M3b、MOS管M4b、MOS管M5b，電阻Rlb、電阻R2b、電阻R3b、電阻R4b、電阻R5b、電阻R6b和鍵合絲寄生電感L lb。其中，MOS管Mlb的漏極與信號輸入端V IN相連，MOS管M lb的源極分別與MOS管M 2)3的漏極、MOS管M4b的漏極相連，MOS管M 2b的源極分別與MOS管M 3b的漏極、MOS管M %的漏極、電阻R %的一端相連，連接點(diǎn)為D，MOS管M3b的源極分別與電阻R 6)3的另一端、信號輸出端V QUT連接，MOS管M4b的源極與電阻R 7b—端相連，電阻R 7b另一端分別與MOS管M 5b的源極、鍵合絲寄生電感Llb—端相連，連接點(diǎn)為C，鍵合絲寄生電感L lb另一端接地。電阻R 1)3的一端與MOS管M Jf極相連，電阻Rlb的另一端分別與第一控制端B、電阻R 2)3的一端、電阻R 3b的一端連接，電阻R2b的另一端與MOS管M 2b的柵極連接，電阻R 3b的另一端與MOS管M 3b的柵極連接，電阻R 4b的一端與MOS管M4b的柵極相連，電阻R 4)3的另一端與第一控制端A連接、電阻R 5)3的一端與MOS管M5b的柵極相連，電阻R 5)3的另一端與第一控制端A連接。
[0021]所述橋T型陷波器單元包括鍵合絲寄生電感L2b、電感L3b、鍵合絲寄生電感L4b、電阻R7b、M0S管Mlb和MOS管M 2b在關(guān)斷態(tài)時(shí)源極與漏極之間形成的寄生電容，MOS管M 4b在導(dǎo)通態(tài)時(shí)源極與漏極之間形成的寄生電阻。其中，鍵合絲寄生電感L2b的一端與MOS管M 1)3的漏極和信號輸入端Vin連接，鍵合絲寄生電感L2b的另一端與電感L3b的一端相連，電感L %的另一端與鍵合絲寄生電感L4b的一端相連，鍵合絲寄生電感L 4b的另一端與D點(diǎn)相連。
[0022]本發(fā)明的電路的工作原理如下:
[0023]通過第一控制端B和第二控制端A控制射頻開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)