[发明专利]用于多频带射频耦合的PIN二极管网络

说明书

技术领域

本发明总体上涉及射频(RF)网络，更具体地，涉及用于多频带RF 耦合的PIN二极管网络。

背景技术

PIN二极管通常用于RF开关。PIN二极管是具有被本征区所分离的 重掺杂的p型区和n型区的半导体器件。当被正向偏置或“导通”时， PIN二极管表现为可变电阻器。当PIN二极管被零偏置或反向偏置(截 止)时，该PIN二极管表现为具有基本上独立于偏置电压的“寄生”电 容的平行板电容器。

PIN二极管在各种波形因子和性能属性下是可用的。通常，驱动PIN 二极管的成本的一个性能属性是寄生电容。在给定的工作频率下，具有相 对较低的寄生电容的PIN二极管典型地比具有较高寄生电容的PIN二极 管更为昂贵。

在RF开关应用中对PIN二极管的限制是由于PIN二极管在零偏压 或反向偏压下的寄生电容而导致的隔离降低。

发明内容

一种PIN二极管网络，其包括输入端口、输出端口、PIN二极管、 第一电感器以及第二电感器。所述PIN二极管被配置成通过向该PIN二 极管施加正向偏压而将输入端口选择性地耦合到输出端口。PIN二极管在 所述正向偏压被去除时的截止状态下具有寄生电容。所述第一电感器与 PIN二极管相并联，并被配置成当所述PIN二极管处于截止状态时在PIN 二极管网络的第一工作频率下与PIN二极管的寄生电容一起进行自谐振。 所述第二电感器与PIN二极管相并联，并被配置成当所述PIN二极管处 于截止状态时在PIN二极管网络的第二工作频率下与PIN二极管的寄生 电容一起进行自谐振。

与输入端口和输出端口之间的单独的PIN二极管的隔离相比，所述 PIN二极管网络在所述第一工作频率下可以具有输入端口与输出端口之 间的改善的隔离。与所述PIN二极管相并联的第一电感器可以被配置成 在所述第一工作频率下构成等效谐振电路。

一方面，一种方法包括将第一频率和第二频率接收到输入端口中，所 述输入端口经由PIN二极管而选择性地耦合到输出端口。如果所述PIN 二极管被正向偏置，则所述方法包括将第一频率和第二频率耦合到输出端 口，在另外的情况下，所述方法包括通过第一电感器与所述PIN二极管 的寄生电容的自谐振来阻隔(block)所述第一频率，并通过第二电感器 与所述PIN二极管的寄生电容的自谐振来阻隔所述第二频率。通过自谐 振阻隔所述第一频率可以包括由第一电感器和PIN二极管构成等效谐振 电路。

附图说明

现在将参照表示本发明的优选实施例的图示来描述本发明。在所述图 示中，相似的元件具有相同的附图标记。所示出的实施例旨在举例说明而 非限定本发明。所述图示包括以下图示：

图1A示出了根据本发明的一个实施例中的、用于改善PIN二极管的 隔离的简化电路结构；

图1B示出了根据本发明的一个实施例中的、当所述PIN二极管截止 (被零偏置或反向偏置)时图1A的简化电路结构的等效电路；

图2示出了根据本发明的一个实施例中的、用于多频带耦合网络的印 制电路板(PCB)上的部分布局；以及

图3示出了根据本发明的一个实施例中的、图2的多频带耦合网络的 工作方法。

具体实施方式

图1A示出了根据本发明的一个实施例中的、用于改善PIN二极管 100的隔离的简化电路结构。通常，电感器L 110被放置成与PIN二极管 100相并联，并被选择以使得电感器L 110增加PIN二极管100的寄生电 容，如在此进一步描述的。图1B示出了根据本发明的一个实施例中的、 当所述PIN二极管100截止(即，被零偏置或反向偏置)时图1A的简化 电路结构的等效电路。电感器L 110具有等效的寄生电容C_L。PIN二极 管100在其截止时具有寄生电容C_STRAY。

与电容器C_L和C_STRAY相并联的电感器L 110构成了谐振电路。选择 并联电感器L 110的寄生电容C_L，以使其与PIN二极管100的寄生电容 C_STRAY相并联时，所述等效谐振电路的自谐振频率(SRF)处于PIN二极 管100的期望工作频率处。针对包括并联电感器L 110和PIN二极管100 的理想谐振电路的SRF可以计算为：