[发明专利]一种带新型体接触控制电路的射频开关单元及其电路

说明书

本发明公开一种带新型体接触控制电路的射频开关单元及其电路，所述射频开关单元包括：栅极偏置电路，用于将栅极控制电压VG传输至开关电路的开关管的栅极；开关电路，用于传输或关断射频链路；体接触控制电路，用于将所述开关电路的开关管的栅极电压或源漏电压转换为衬底控制电压以根据开关状态与栅极控制偏置实现自适应切换体接触的直流与交流状态，从而改善射频性能，通过本发明，可改善射频开关电路的射频性能。

技术领域

本发明涉及射频开关技术领域，特别是涉及一种带新型体接触控制电路的射频开关单元及其电路。

背景技术

SOI(Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅)开关器件的体区驱动方式对击穿电压及工艺FOM((Figure Of Merit，品质因子)至关重要。合理的体区驱动方式不仅有助于优化射频开关功率能力及谐波、插损与隔离度等性能，而且可以简化电路设计，节省芯片面积。

图1为现有技术一种体区单独大电阻偏置的射频开关电路的电路示意图。如图1所示，现有技术的射频开关电路包括栅极电压控制模块10、开关模块20和体极电压控制模块30，栅极电压控制模块10由一个栅极偏置电阻Rg1组成，体极电压控制模块30由一个体极偏置电阻Rb1组成，开关模块20由1个NMOS开关管M1和一个通路电阻Rds1组成，射频输入RFin连接至NMOS开关管M1的漏极，射频输出RFout连接至NMOS开关管M1的源极，通常，栅极偏置电阻Rg1、体极偏置电阻Rb1和通路电阻Rds1使用50K欧或以上电阻以减小射频损耗。导通时，Vb＝0V，Vg为正电源电压Vdd，截止时，Vg为负电源电压－Vdd。该电路具有谐波等射频性能好的优点，但需要如电平位移器(levelshift)或三态门(tristate)电路等复杂的额外体区驱动电路。

图2为现有技术一种体区二极管(Diode)自适应偏置的可改善射频开关特性的射频开关电路，其包括栅极电压控制模块10、开关模块20和体极电压控制模块30。其中，栅极电压控制模块10由一个栅极偏置电阻Rg1组成，用于提供射频开关导通和截止的电压；开关模块20由1个NMOS开关管M1和一个通路电阻Rds1组成，用于接通和断开射频信号通路；体极电压控制模块30由多个级联的体极偏置二极管Dk(k＝1，2，……，n，n≥2)组成，用于在射频开关导通和截止时进一步减小导通电阻Ron和减小关断电容Coff。射频输入RFin连接至NMOS开关管M1的漏极，射频输出RFout连接至NMOS开关管M1的源极，通路电阻Rds1跨接在NMOS开关管M1的漏极和源极间，栅极偏置电压Vg通过栅极偏置电阻Rg1连接至NMOS开关管M1的栅极和偏置二极管D1的阴极，偏置二极管D1的阳极连接偏置二极管D2的阴极，……，偏置二极管D(n-1)的阳极连接偏置二极管Dn的阴极，偏置二极管Dn的阳极连接NMOS开关管M1的体极。较佳地，栅极偏置电阻Rg1、体极偏置电阻Rds1使用50K欧或以上电阻以减小射频损耗，二极管可以使用漏极或源极与栅极短接的NMOS形成。这种射频开关电路连接简单，但是其体区电压自适应栅电压时有二极管(diode)压降，影响射频性能。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种带新型体接触控制电路的射频开关单元及其电路，以改善射频开关电路的射频性能。

为达上述及其它目的，本发明提出一种带新型体接触控制电路的射频开关单元，包括：

栅极偏置电路，用于将栅极控制电压VG传输至开关电路的开关管的栅极；

开关电路，用于传输或关断射频链路；

体接触控制电路，用于将所述开关电路的开关管的栅极电压或源漏电压转换为衬底控制电压以根据开关状态与栅极控制偏置实现自适应切换体接触的直流与交流状态，从而改善射频性能。

优选地，所述栅极偏置电路包括栅极偏置电阻Rgi，所述开关电路包括NMOS开关管Mswi以及通路电阻Rdsi，所述体接触控制电路包括第一NMOS管N1i、第二NMOS驱动N2i、第三NMOS管N3i、第四NMOS驱动N4i。