[发明专利]使用开关谐振器的CMOS天线开关的系统、方法和设备

说明书

相关申请

本申请要求于2006年6月4日提交的题为“使用开关谐振器的互补金属氧化物半导体(CMOS)天线开关的系统、方法和设备”的美国临时申请No.60/803873，其全部内容结合与此作为参考。

技术领域

本发明通常涉及一种天线开关，更具体地，涉及一种CMOS(互补金属氧化物半导体)天线开关。

背景技术

在过去的十年里，无线通信产业经历了爆发性成长，反而加速了集成电路(IC)产业的发展。特别是在IC产业中，许多移动应用系统(例如，低噪声放大器(LNAs)、混频器、和压控振荡器(VCOs))都被集成到CMOS技术中。两个重要的移动应用组件-功率放大器和射频(RF)开关-在商业上还没有集成到CMOS技术中。

然而，IC产业研究正在快速发展，已将功率放大器集成到CMOS技术中。例如，当前的研究指出，对于移动通信，CMOS功率放大器也许是可用的，并且可以提供大功率，也许超过2W。因此，当功率放大器集成到CMOS技术中时，将会对集成到CMOS技术中的RF开关有需求。

然而，当前的CMOS技术对于其在RF开关中的应用存在许多困难，例如，CMOS材料的特性(包括有损耗衬底以及由于电子的低迁移率造成的低击穿电压)阻碍了将CMOS技术应用于RF开关，该RF开关要求多频带工作、高功率水平、和/或与其他的设备和电路集成。

发明内容

本发明的实施例可以提供一种CMOS RF开关，其可被称作CMOS SP4T开关。根据本发明的实施例，可以使用多种工艺来生产CMOS RF开关，包括0.18μm工艺。事实上，在不背离本发明的实施例的情况下也可以使用其它工艺。为了在CMOS RF开关的多频带工作(例如，大约900MHz和1.9GHz)中提供高功率处理能力，LC开关的谐振器方案可被应用于接收器开关中。根据本发明的实施例，在一个或多个频带处，包括多频带(例如大约900MHz和1.9GHz)，CMOS RF开关可以在发送(TX)模式提供较高的阻止能力，以及可以在接收(RX)模式提供低插入损耗。作为示例性实施例，在TX模式中，CMOS RF开关分别在900MHz和1.9MHz时可以达到P1 dB瓦特水平的功率处理能力，在两个频带(900MHz和1.9GHz)处的插入损耗为-1.4dB。同样，在RX模式中，在大约900MHz和1.9GHz处，CMOS RF开关也可以分别达到-0.9dB和-1.4dB的插入损耗。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于设置CMOS天线开关的方法。该方法可以包括设置天线用于在至少一个射频(RF)频带上发送和接收信号的操作，以及将天线连接到发送开关，其中，在该发送开关接通以使第一信号发送到天线，并且断开以防止第一信号发送到天线。该方法还可以包括将天线连接到接收器开关，当接通时形成滤波器，当断开时形成谐振电路，滤波器用于接收由天线接收的第二信号，并且谐振电路用于阻止至少第一信号的接收。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于CMOS天线开关的系统。该系统可以包括天线，用于在至少一个射频(RF)频带上发送和接收信号，发送开关，连接到天线，其中，发送开关被接通以将相应的第一信号发送到天线，并且发送开关被断开以防止第一信号发送到天线；以及接收器开关，连接到天线，其中，当接通时接收器开关形成滤波器，当断开时形成谐振电路，滤波器用于接收由天线接收的第二信号，并且谐振电路阻止至少第一信号的接收。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于CMOS天线开关的系统。该系统可以包括天线，在多个射频(RF)频带上工作。该系统还可以包括用于将第一信号发送到天线的装置，以及用于接收来自于天线的第二信号的装置，其中，当用于接收的装置工作时，关于接收的装置形成滤波器，并且其中当用于发送的装置工作时，用于接收的装置形成谐振电路。

附图说明

因此，现在参照附图详细描述了本发明，附图不必按比例进行描绘，其中，

图1A和1B示出了根据本发明实施例的接收器开关的简化操作。

图2示出了根据本发明实施例的在TX模式时使用开关谐振器的CMOS开关。

图3示出了根据本发明实施例的在RX模式时使用开关谐振器的CMOS开关。

图4A示出了根据本发明实施例的在TX路径处的多堆叠开关(multi-stacked switch)。

图4B示出了根据本发明实施例的使用具有信号流的浮体技术(body floating technique)开关的接通状态开关的简化等价模型。