[发明专利]一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法

说明书

本发明提供一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法，第一至第N晶体管，其栅极分别连接一个第一电阻的一端；每个第一电阻的另一端共同连接至第二电阻的一端，第二电阻的另一端作为栅控制端连接栅电压VG；第一至第N晶体管的源漏两端分别连接一第三电阻；第一至第N晶体管的基极分别连接一第四电阻的一端，第四电阻的另一端共同连接至第五电阻的一端，第五电阻的另一端作为衬底控制端连接电压。本发明对传统天线调谐开关电路建立简化的等效电容电路，并导出了各级堆栈中寄生对地电容的解析表达式，用以确定各叠层电容器的值，以实现每一级堆栈相等电压分压，改善开关性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，移动通信设备通常需要支持多模、多频带的要求，并且多输入多输出(MIMO)由于新频段的引入，需要更多的天线；同时需要天线调谐开关使天线工作在更广的频段范围。目前实现高峰值电压(Vpeak)的天线调谐开关有巨大技术挑战，而传统多级层叠的天线调谐开关每一级的电压分布是不均匀的，传统的天线调谐器开关采用多个堆叠场效应晶体管(FET)实现，然而，关态开关与地之间的耦合电容会导致电压分布不均匀，从而导致堆栈内前几个FET的电压降更大，并导致过早击穿。人们对传统的天线调谐开关的研究工作进一步优化了不平衡分压和功率处理能力，但没有给出场效应管堆栈的简化等效电路。虽然后续给出了场效应管堆栈的简化等效电路，提出了几种改善电压分布的有效方法，如基于前馈电容的补偿技术和体节点电压补偿技术。然而，这些技术是经验性的，需要大量的迭代才能得到期望的结果。此外，这些技术很难获得理想的均匀电压分布，而且会导致隔离性能下降。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种天线调谐开关及提高其峰值电压的方法，用于解决现有技术中天线调谐开关电路中每一级电压分布不均匀以及峰值电压低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提高天线调谐开关，至少包括：

N个依次串联的晶体管；所述N个依次串联的晶体管包括第一至第N晶体管；所述第一晶体管中未与所述第二晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输入端，所述第N晶体管未与所述第N-1晶体管连接的源漏一端作为所述天线调谐开关的信号输出端；所述第一至第N晶体管中，相邻晶体管之间的宽度关系为：其中Wn+1为第N个晶体管的宽度，Wn为第N-1个晶体管的宽度；

所述第一至第N晶体管的栅极分别连接一个第一电阻的一端；所述每个第一电阻的另一端共同连接至第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端作为栅控制端连接栅电压VG；

所述第一至第N晶体管的源漏两端分别连接一第三电阻；所述第一至第N晶体管的基极分别连接一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端共同连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端作为衬底控制端连接电压VB。

优选地，所述第一至第N晶体管为相同类型的MOS管。

优选地，所述第一至第N晶体管为相同尺寸的NMOS管。

优选地，所述第一至第N晶体管为相同尺寸的PMOS管。

本发明提供一种提高天线调谐开关的峰值电压的方法，至少包括：

步骤一、将所述天线调谐开关的电路进行简化等效形成第一电路模型，所述第一电路模型至少包括：

N个依次串联且大小相等的源漏电容Cds，所述源漏电容Cds为所述天线调谐开关电路的第一至第N晶体管中每个晶体管源漏之间的电容；所述N个依次串联的源漏电容Cds形成的串联电路的首尾端分别作为所述第一电路模型的信号输入端和信号输出端，并且所述N个源漏电容Cds从所述信号输出端至所述信号输入端依次分别形成第一级堆栈至第N级堆栈；