本發(fā)明涉及一種負(fù)壓偏置電路，同時(shí)也涉及相應(yīng)的負(fù)壓偏置方法，還涉及采用該負(fù)壓偏置電路的射頻開(kāi)關(guān)，屬于射頻集成電路。

背景技術(shù)：

1、隨著射頻集成電路的快速發(fā)展，對(duì)射頻開(kāi)關(guān)(rf?swi?t?ch)的性能要求也在不斷提高。在功率放大器(pa)系統(tǒng)中，射頻開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)不僅要滿足高功率傳輸和低插入損耗的需求，同時(shí)還必須在成本控制上做到經(jīng)濟(jì)高效。在射頻開(kāi)關(guān)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，正偏壓通常設(shè)置為電源電壓vdd(即最大可靠值vmax)，這樣在沒(méi)有射頻大信號(hào)(即具有較高功率或幅度的射頻信號(hào))的情況下，通過(guò)電荷泵(charge?pump)產(chǎn)生的負(fù)壓可以達(dá)到接近－vdd的水平。

2、然而，當(dāng)射頻大信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，負(fù)壓幅度會(huì)減小，其波動(dòng)幅度vsb(vswingback的縮寫(xiě))會(huì)根據(jù)射頻信號(hào)的大小而變化。參見(jiàn)圖1，射頻信號(hào)的電壓會(huì)被分配到串聯(lián)的多個(gè)nmos晶體管上，每個(gè)nmos晶體管的襯底(body)區(qū)域上的負(fù)壓幅度越大，其襯底與源極、漏極之間的寄生二極管導(dǎo)通所需的電壓就越高。因此，在非線性特性主要由電壓控制的情況下，負(fù)壓幅度越大越好。此外，為了減少開(kāi)關(guān)的插入損耗或減小芯片面積，有時(shí)需要減少晶體管的堆疊數(shù)量，這就需要保持盡可能高的負(fù)壓幅度。在許多射頻開(kāi)關(guān)產(chǎn)品中，電壓控制是主要的矛盾點(diǎn)，因此維持負(fù)壓幅度在可靠性范圍內(nèi)的最大化是非常有意義的。

3、在申請(qǐng)?zhí)枮?02011374512.6的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，公開(kāi)了一種射頻開(kāi)關(guān)負(fù)壓偏置電路及射頻開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，包括振蕩器、負(fù)壓產(chǎn)生電路及控制電路。其中，振蕩器用于在工作時(shí)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；負(fù)壓產(chǎn)生電路用于在時(shí)鐘信號(hào)的激勵(lì)下，為射頻開(kāi)關(guān)提供負(fù)壓偏置電壓；控制電路用于當(dāng)負(fù)壓偏置電壓降低到低于預(yù)設(shè)負(fù)參考電壓時(shí)，控制振蕩器停止工作；當(dāng)負(fù)壓偏置電壓上升到超過(guò)預(yù)設(shè)負(fù)參考電壓時(shí)，控制振蕩器開(kāi)始工作。該電路在原有的射頻開(kāi)關(guān)負(fù)壓偏置電路的基礎(chǔ)上引入反饋控制環(huán)路，使得振蕩器和負(fù)壓產(chǎn)生電路間斷性地消耗電流，從而降低電路總體功耗，降低振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)外部電路的干擾，提高外部電路的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題在于提供一種負(fù)壓偏置電路。

2、本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種負(fù)壓偏置方法。

3、本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種采用該負(fù)壓偏置電路的射頻開(kāi)關(guān)。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

5、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種用于射頻開(kāi)關(guān)的負(fù)壓偏置電路，包括射頻開(kāi)關(guān)模塊和非射頻開(kāi)關(guān)模塊；其中，

6、所述射頻開(kāi)關(guān)模塊包括數(shù)字邏輯電路、解碼電路和驅(qū)動(dòng)器電路，所述數(shù)字邏輯電路連接所述解碼電路，所述解碼電路連接所述驅(qū)動(dòng)器電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路連接射頻核心電路；

7、所述非射頻開(kāi)關(guān)模塊包括電荷泵、時(shí)鐘電路、邏輯判斷電路和晶體管；所述時(shí)鐘電路連接所述電荷泵，所述電荷泵連接所述驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)所述邏輯判斷電路的輸出信號(hào)也接入所述驅(qū)動(dòng)電路；所述晶體管的源極連接在所述電荷泵與所述驅(qū)動(dòng)電路之間，柵極直接連接所述驅(qū)動(dòng)電路，漏極連接電阻后接地；

8、所述電荷泵產(chǎn)生的負(fù)壓直接連接到所述驅(qū)動(dòng)器電路，為射頻開(kāi)關(guān)提供偏置電壓。

9、其中較優(yōu)地，所述射頻開(kāi)關(guān)模塊采用soi工藝實(shí)現(xiàn)。

10、其中較優(yōu)地，所述非射頻開(kāi)關(guān)模塊采用cmos工藝實(shí)現(xiàn)。

11、其中較優(yōu)地，所述非射頻開(kāi)關(guān)模塊還包括低壓差線性穩(wěn)壓器，所述低壓差線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生兩組不同的電壓，分別給所述射頻開(kāi)關(guān)模塊和所述非射頻開(kāi)關(guān)模塊供電。

12、其中較優(yōu)地，所述邏輯判斷電路監(jiān)測(cè)所述負(fù)壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值，以此控制所述驅(qū)動(dòng)電路輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)。

13、其中較優(yōu)地，當(dāng)所述邏輯判斷電路輸出高電平，所述晶體管導(dǎo)通，允許電荷泵產(chǎn)生的負(fù)壓從－vdd－vsb放電至－vdd；當(dāng)所述邏輯判斷電路輸出低電平，所述晶體管關(guān)閉，停止放電過(guò)程，維持穩(wěn)定的負(fù)壓水平。

14、其中較優(yōu)地，在射頻大信號(hào)輸入的情況下，負(fù)壓從－vdd－vsb開(kāi)始抬升；如果抬升幅度不超過(guò)－vdd，所述晶體管繼續(xù)工作，將負(fù)壓維持在－vdd水平；如果抬升幅度超過(guò)－vdd，最終負(fù)壓穩(wěn)定在接近－vdd的水平，從而在射頻大信號(hào)下保持負(fù)壓幅度的最大化。

15、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種負(fù)壓偏置方法，基于上述的負(fù)壓偏置電路實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

16、(1)電荷泵產(chǎn)生負(fù)壓，邏輯判斷電路持續(xù)監(jiān)測(cè)負(fù)壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值；

17、(2)晶體管根據(jù)邏輯判斷電路的輸出來(lái)導(dǎo)通或截止；其中，邏輯判斷電路輸出高電平，晶體管導(dǎo)通，允許電荷泵產(chǎn)生的負(fù)壓放電至－vdd；當(dāng)射頻大信號(hào)輸入時(shí)，負(fù)壓開(kāi)始抬升；

18、(3)邏輯判斷電路監(jiān)測(cè)負(fù)壓抬升的幅度，如果抬升幅度不超過(guò)－vdd，晶體管繼續(xù)導(dǎo)通，維持負(fù)壓在－vdd水平；如果抬升幅度超過(guò)－vdd，晶體管關(guān)閉以停止放電過(guò)程，維持穩(wěn)定的負(fù)壓水平。

19、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供一種射頻開(kāi)關(guān)，其中包括上述的負(fù)壓偏置電路。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明實(shí)施例提供的負(fù)壓偏置電路通過(guò)在soi工藝部分上產(chǎn)生負(fù)壓，能夠提供穩(wěn)定的負(fù)壓源。當(dāng)射頻大信號(hào)通過(guò)時(shí)，通過(guò)精確的負(fù)壓偏置和反饋控制機(jī)制，確保即使在射頻大信號(hào)通過(guò)時(shí)，負(fù)壓幅度也能保持在工藝可靠性所允許的最大值。該設(shè)計(jì)不僅顯著提升了射頻開(kāi)關(guān)在處理射頻大信號(hào)時(shí)的諧波性能，而且通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，在不犧牲性能的前提下降低了成本。此外，本發(fā)明通過(guò)有效抑制射頻電路的非線性失真，確保了在低插入損耗的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的信號(hào)處理性能，有效增強(qiáng)了射頻開(kāi)關(guān)的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種用于射頻開(kāi)關(guān)的負(fù)壓偏置電路，其特征在于包括射頻開(kāi)關(guān)模塊和非射頻開(kāi)關(guān)模塊；其中，

2.如權(quán)利要求1所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

3.如權(quán)利要求2所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

4.如權(quán)利要求1所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

5.如權(quán)利要求1所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

6.如權(quán)利要求1所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

7.如權(quán)利要求6所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

8.如權(quán)利要求7所述的負(fù)壓偏置電路，其特征在于：

9.一種負(fù)壓偏置方法，基于權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的負(fù)壓偏置電路實(shí)現(xiàn)，其特征在于包括如下步驟：

10.一種射頻開(kāi)關(guān)，其特征在于其中包括權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的負(fù)壓偏置電路。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)壓偏置電路、方法及相應(yīng)的射頻開(kāi)關(guān)。該負(fù)壓偏置電路通過(guò)在SOI工藝部分上產(chǎn)生負(fù)壓，能夠提供穩(wěn)定的負(fù)壓源。當(dāng)射頻大信號(hào)通過(guò)時(shí)，通過(guò)精確的負(fù)壓偏置和反饋控制機(jī)制，確保即使在射頻大信號(hào)通過(guò)時(shí)，負(fù)壓幅度也能保持在工藝可靠性所允許的最大值。本發(fā)明不僅顯著提升了射頻開(kāi)關(guān)在處理射頻大信號(hào)時(shí)的諧波性能，而且通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，有效增強(qiáng)了射頻開(kāi)關(guān)的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：程夏禹,李艷麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：唯捷創(chuàng)芯（天津）電子技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6