[发明专利]一种单刀单掷开关及单刀双掷开关

说明书

本发明公开了一种单刀单掷开关及单刀双掷开关。所述单刀单掷开关包括晶体管、电感和电容；晶体管的第一端与电感的一端连接，电感的另一端与电容的一端连接，电容的另一端与晶体管的第三端连接；晶体管的第二端与控制电压连接；当控制电压取高电平时晶体管导通，此时并联的电感和电容，在中心频率处形成并联谐振，开关处于关断状态。当控制电压取低电平时，此时晶体管关断，可等效为关断电容，关断电容和电感在中心频率处形成串联谐振，开关处于导通状态。可见，本发明的开关在处于导通状态时，本发明的晶体管的关断电容不但没有降低开关性能，反而作为串联谐振的一部分，提高了开关的性能，而且，晶体管串联在电路中，具有很强的功率处理能力。

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种单刀单掷开关及单刀双掷开关。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，现代无线通信系统对于集成度和成本的要求越来越高。互补金属氧化物半导体(CMOS)技术具有成本低，可靠性高等优点。最重要的是CMOS技术可以将无线收发系统的所有模块集成在一片芯片上，大大提高了集成度。因此，基于CMOS工艺的相控阵收发系统越来越成为近年来的研究热点。

但是相控阵收发系统中的开关的性能，直接影响了相控阵收发系统的性能，为了改善开关的性能，科技界和工业界已经研究出了很多的开关结构。申请号201710225103.1，申请公布号CN106972845A，提供一种CMOS射频开关，利用了晶体管串叠技术，通过分压来改善射频开关的功率处理能力，并使用大电阻为晶体管提供直流偏置及栅体悬浮，具有较好的插损和隔离度。相比于其他工艺成本大大降低，与此同时具有和其他工艺一样的高性能。

但是随着频率的升高，晶体管衬底的导电性的影响将越来越明显，同时，晶体管的关断电容对信号造成的泄漏也越发明显。为了能使开关应用于更高的频段(如毫米波频段)，可以减小晶体管的尺寸。但是这样功率性能又会有所限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种单刀单掷开关及单刀双掷开关，以满足相控阵收发系统的高频段工作及高功率性能需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种单刀单掷开关，所述单刀单掷开关包括晶体管、电感和电容；

所述晶体管的第一端与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述电容的一端连接，形成单刀单掷开关的输出端；所述电容的另一端与所述晶体管的第三端连接，形成单刀单掷开关的输入端；

所述晶体管的第二端与控制电压连接；

所述电容的电容值C、所述电感的电感值L与中心频率f₀的关系为：

所述晶体管的关断电容值C_OFF、所述电感的电感值L与中心频率f₀的关系为：

可选的，所述单刀单掷开关还包括浮栅电阻；

所述浮栅电阻连接在所述控制电源和所述晶体管的第二端之间。

可选的，所述晶体管为双极性晶体管，所述双极性晶体管的发射极、基极和集电极分别对应所述晶体管的第一端、第二端和第三端。

可选的，所述晶体管为场效应晶体管，所述场效应晶体管的源极、栅极和漏极分别对应所述晶体管的第一端、第二端和第三端。

可选的，所述中心频率为26GHz。

本发明还提供一种应用于相控阵收发系统的单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括两个单刀单掷开关，分别为第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关；

所述第一单刀单掷开关的输入端和所述第二单刀单掷开关的输入端分别与天线连接；