[发明专利]RF开关

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2009年4月22日提交的题为“Electronic Circuits including a MOSFET and a Dual-Gate JFET and having a High Breakdown Voltage”的美国临时专利申请No.61/171,689，于2008年2月13日提交的题为“High Breakdown Voltage Double-Gate Semiconductor Device”的美国专利申请No.12/070,019，以及于2010年1月13日提交的题为“Electronic Circuits including a MOSFET and a Dual-Gate JFET”的美国专利申请No.12/686,573，上述三者全部通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般性地涉及半导体设备，并且更具体地涉及用于在RF应用中使用的射频(RF)开关。

背景技术

图1图示了耦合至天线110的现有技术的示例性收发器100。收发器100包括被配置为在功率放大器130和接收器放大器140之间进行切换的开关120，诸如固态单刀双掷开关。收发器100还包括部署在开关120和天线110之间的滤波器150。

在现有技术中，天线110有时耦合至各自包括开关120、功率放大器130和接收器放大器140的多个电路，其中每个这样的电路专用于特定频带。这里，收发器100例如对一个或多个高频带和/或一个或多个低频带进行处理。在这些实例中，滤波器150有选择地去除该电路专用的特定频带之外的频率。

功率放大器130所产生的大部分功率处于一些所期望的频率处，然而一些功率也会进入该主要频率的谐波中。因此，滤波器150的另一个功能是去除所传送信号的较高谐波以使得天线110仅以所期望的频率进行传送。

在操作中，收发器100通过将功率放大器130耦合至天线110来传送RF信号，并且通过将接收器放大器140耦合至天线110来接收RF信号。然而，将要意识到的是，由于功率放大器130和接收器放大器140都耦合至相同的开关120，所以开关120会无意地将高功率传送的RF信号耦合到接收器传输线路160上，该效应被称作寄生泄露。

此外，开关120需要能够应对功率放大器所产生的处于大约15至30伏范围内的高电压。这样的电压对于金属氧化物半导体(MOS)开关而言是过高而无法承受的。

发明内容

本发明的示例性制品包括半导体设备、收发器和通信设备。在各个实施例中，该制品使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术而完全实施于硅衬底上。示例性制品包括功率放大器、接收器放大器以及第一和第二传输线路。第一传输线路在功率放大器和天线端口之间延伸，而第二传输线路则在接收器放大器和天线端口之间延伸。示例性实施例还包括第一和第二阀。第一阀被配置为改变第一传输线路的阻抗，而第二阀则被配置为改变第二传输线路的阻抗。在示例性实施例中，第一和第二阀是可控的以使得当一个开启时另一个关闭。在各个实施例中，该制品附加地包括被配置为对第一和第二阀进行相反控制的控制逻辑。在该制品包括通信设备的那些实施例中，例如，该制品能够进一步包括耦合至天线端口的天线。

在各个实施例中，第一阀和/或第二阀能够包括双栅极半导体设备，其可被控制以将阀耦合至接地端或者使得阀从接地端脱离耦合以便分别开启和关闭阀。而且在各个实施例中，第一传输线路包括传输线路分段并且第一阀和/或第二阀可以包括都在节点处接合至第一传输线路的第一和第二线路。在这些实施例中，第一线路包括沿传输线路的分段部署的第一线路分段，并且第二线路包括沿传输线路的分段部署的第二线路分段。

在一些实施例中，示例性制品在功率放大器和天线之间并不包括用于去除主频率的谐波的滤波器，原因在于即使在第一传输线路上在工作频率周围的衰减微不足道时，整个电路也在高于功率放大器主频率的频率处在第一传输线路上引起了频率的强烈衰减。在各个实施例中，第一和/或第二阀具有小于0.5dB的插入损耗。而且在各个实施例中，第一阀能够在功率放大器的主频率处提供至少22dB的隔离。