[发明专利]在射频设备中的集成CMOS发送/接收开关

说明书

相关申请的交叉引用

与本申请一起提交的申请数据表中标识了对其的外国或国内优先权主张的任何和所有申请通过37CFR 1.57下的引用被合并于此。

背景技术

领域

本发明的实施例涉及电子系统，并且具体涉及提供与一个或多个功率放大器和/或其他组件集成的发送/接收开关的射频(RF)系统。

相关技术说明

功率放大器可被包含在移动设备中，以放大射频(RF)信号，以便通过天线发送。例如，在具有时分多址(TDMA)架构和频分多址(FDMA)的移动设备中，例如在全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)和宽带码分多址(W-CDMA)系统中的发现的那些移动设备中，功率放大器可被用于在所分配的发送时隙期间提供放大。此外，在使用频分双工(FDD)的移动设备中，例如在使用长期演进(LTE)的系统中，功率放大器可被用于向一个或多个发送载波频率提供放大。

为了满足操作规范，移动电话和其他RF设备中的功率放大器通常被设计为产生相对较大的输出信号和对应的功率电平。这在历史上使得将功率放大器与其他组件集成变得困难。

发明内容

根据本公开的某些方面，提供了包括功率放大器的互补金属氧化物半导体(CMOS)裸芯。功率放大器包含具有初级绕组和次级绕组的变压器。功率放大器可以被配置为在发送模式中，以放大在初级绕组上所接收的射频(RF)发送信号并且在次级绕组的天线侧上提供所放大的RF发送信号。功率放大器还可以被配置为在接收模式中，以将RF接收信号从次级绕组的天线侧发送到次级绕组的接收侧。CMOS裸芯还可以包含在次级绕组的接收侧和裸芯的接合焊盘(pad)之间的发送/接收开关。可以使用例如传统的体(bulk)CMOS工艺(例如，不使用绝缘体上半导体[SOI]工艺技术)形成CMOS裸芯。

在发送模式中，发送/接收开关可以被配置为闭合，产生从次级绕组的接收侧到接合焊盘的低阻抗路径。在接收模式中，发送/接收开关可以被配置为断开，产生从次级绕组的接收侧到接合焊盘的高阻抗路径。

CMOS裸芯还可以还包括与次级绕组的接收侧电连通的接收端口。开关可以包含与次级绕组的接收侧电连通的第一端子、与接合焊盘电连通的第二端子以及接收发送/接收控制信号的控制输入。例如，发送/接收开关可以是单个晶体管。

CMOS裸芯还可以包括被放置在开关和接合焊盘之间的补偿电路。补偿电路可以被配置为在发送模式中改善接收端口与RF发送信号的隔离。例如，补偿电路可以包含电容器。补偿电路可以抵消位于接合焊盘和开关之间的路径中的接合线的电抗。

各种实现是可能的。例如，接合焊盘可以连接到地参考。此外，功率放大器可以包含被连接到初级绕组的多个放大器驱动器级。

在一些实现方式中，初级绕组接收一组偏置信号，这组偏置信号在发送模式具有第一组值以将初级绕组偏置在第一状态，并且在接收模式中具有第二组值以将初级绕组偏置在第二状态，在第二状态中初级绕组和次级绕组的中心频率之间的差大于当初级绕组被偏置在第一状态时初级绕组和次级绕组的中心频率之间的差。

功率放大器可以是分布式有源变压器型功率放大器。在一些配置中，次级绕组的几何形状大致与初级绕组的几何形状相匹配。例如，在一些实现方式中，初级绕组具有大致符合次级绕组的内部边界的内绕组和大致符合次级绕组的外部边界的外绕组。

根据本公开的另外的方面，提供了一种包括射频(RF)天线和半导体裸芯的无线设备。半导体裸芯可以具有功率放大器，该功率放大器包含具有初级绕组和次级绕组的变压器。功率放大器可以被配置为在发送模式中以放大在初级绕组上所接收的RF发送信号并且在次级绕组的天线侧上提供所放大的RF发送信号。功率放大器还可以被配置为在接收模式中以将RF接收信号从次级绕组的天线侧发送到次级绕组的接收侧。裸芯还可以包含在次级绕组的接收侧和裸芯的接合焊盘之间的发送/接收开关。

在发送模式中，发送/接收开关可以被配置为闭合，产生从次级绕组的接收侧到接合焊盘的低阻抗路径，以及在接收模式中，发送/接收开关被配置为断开，产生从次级绕组的接收侧到接合焊盘的高阻抗路径。

在一些实现方式中，半导体裸芯是互补金属氧化物半导体(CMOS)裸芯。例如，可以使用传统的体CMOS工艺(例如，不使用SOI工艺技术)形成CMOS裸芯。