[发明专利]具有自举驱动器的用于连续运行的电源开关

说明书

公开了一种具有自举驱动器的用于连续运行的电源开关。在一个示例性方面，电源开关选择性地将电源管理电路连接到射频(RF)前端的一个或多个功率放大级。自举驱动器在电源开关的启用状态期间提供恒定的栅源电压，使得开关元件可以在存在通过电源开关的变化信号(例如，变化的电源信号)的情况下保持闭合且具有接近恒定的闭合开关电阻。自举驱动器可以使用可变时钟频率来快速闭合电源开关，并使用电阻电容(RC)滤波来降低噪声对通过电源开关的信号路径的影响。在一些示例中，恒定电压基准提供电源开关的栅源电压的电池独立电压控制。

相关申请

本申请要求于2/08/2019提交的临时专利申请第62/802,934号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及功率切换，例如用于射频(RF)电路。

背景技术

包含大功率开关在内的电源开关广泛用于移动设备(例如蜂窝电话)的射频(RF)前端。在这些移动设备中，RF传输信号通常在通过天线发射之前由一个或多个功率放大级放大。为了提高电源效率，功率放大级的输入功率由电源管理电路控制。电源开关可以选择性地将电源管理电路连接到一个或多个功率放大级。电源开关包含基于半导体的开关元件(例如，晶体管)，其必须在宽电压范围(例如，从移动设备的地电压到电池电压)内运行。

图1示出了传统的并联晶体管电源开关10。并联晶体管电源开关10包括与P型场效应晶体管(PFET)14并联耦合的N型场效应晶体管(NFET)12。在接近地电压的较低输入电压下，NFET 12导电；在中等电压下，PFET 12和NFET 14都导电；在接近直流(DC)源电压的较高电压下，PFET 12导电。当开关闭合时，并联晶体管电源开关10将PFET 12栅极电压Vdrv_p设置为地电压，并将NFET 14栅极电压Vdrv_n设置为DC源电压。

然而，对于变化的输入信号VIN(例如，变化的电源信号)，并联晶体管电源开关10在PFET 12和/或NFET 14处经历变化的源栅电压，从而导致高度可变的闭合开关电阻，该电阻可能高于期望值，并导致过度的电力损耗和调制信号失真。

发明内容

本公开涉及一种具有自举驱动器的用于连续运行的电源开关。在一个示例性方面，电源开关选择性地将电源管理电路连接到射频(RF)前端的一个或多个功率放大级。自举驱动器在电源开关的启用状态期间提供恒定的栅源电压，使得开关元件可以在存在通过电源开关的变化信号(例如，变化的电源信号)的情况下保持接近恒定的闭合开关电阻。自举驱动器可以使用可变时钟频率来快速闭合电源开关，并使用电阻电容(RC)滤波来降低噪声对通过电源开关的信号路径的影响。在一些示例中，恒定电压基准提供电源开关的栅源电压的电池独立电压控制。在一些示例中，电源开关可以以不同方式实现，例如选择性地将天线连接到发射器或接收器电路。

示例性实施例涉及开关电路。开关电路包含开关晶体管，该开关晶体管具有耦合到可变电压输入端口的源极和耦合到输出端口的漏极。开关电路还包含耦合到可变电压输入端口并耦合到开关晶体管的栅极的开关驱动器。所述开关驱动器被配置为：在启用状态下，闭合开关晶体管，并保持开关晶体管的栅源电压等于或高于目标电压；且在禁用状态下，保持开关晶体管打开。

另一示例性实施例涉及RF电路。RF电路包含开关晶体管，该开关晶体管包括源极端子、漏极端子和栅极端子。RF电路还包含耦合到源极端子并被配置为接收可变电压信号的输入端口和耦合到漏极端子的输出端口。RF电路还包含被配置为提供参考电压的参考电压发生器电路和耦合到参考电压发生器电路和输入端口的开关驱动器。开关驱动电路被配置为：在启用状态下，通过基于参考电压和可变电压信号向栅极端子提供栅极电压来启用开关晶体管；在禁用状态下，禁用开关晶体管。

本领域技术人员可以在结合附图阅读对优选实施例的以下详细说明之后，理解本公开的范围并认识到本公开的其它方面。

附图说明