[发明专利]开关电路及其操作方法

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及移动通信系统，更具体地，涉及一种开关电路及其操作方法。

背景技术

在能够发送和接收各种载波频带信号的移动通信系统中，通常通过射频(RF)开关电路来使各种相应的中频(IF)和/或基带电路共用天线。术语“RF”通常是指频率范围在约3kHz至300GHz之间的无线电波。当移动通信系统使用天线来根据预定的通信协议以预定的载波频带发送或接收信号时，RF开关电路被设为使天线与相应的IF和/或基频子电路耦合以及使天线与其它IF和/或基频子电路去耦。选择性地将公共端口耦合至多个RF开关端口之一的RF开关电路还被称为单刀多掷开关电路。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种开关电路，包括：公共端口；两个或多个开关端口；以及两个或多个开关单元。每一个开关单元都包括：第一节点，连接至所述公共端口；第二节点，连接至对应的一个开关端口；第三节点，被配置为连接至具有第一电压电平的第一电源节点；偏置节点，偏置节点和第二节点被配置为耦合至具有大于第一电压电平的第二电压电平的第二电源节点；第一开关单元，耦合在第一节点和第二节点之间并被配置为响应于信号摆幅在第一电压电平和第三电压电平之间的控制信号使第一节点和第二节点电连接和断开，第三电压电平大于第一电压电平，并且第三电压电平与第一电压电平之间的差值约为第二电压电平与第一电压电平之间的差值的两倍；第二开关单元，耦合在第一节点和偏置节点之间并被配置为响应于信号摆幅在第一电压电平和第三电压电平之间的另一控制信号使第一节点和偏置节点电连接和断开；和电容器，耦合在偏置节点和第三节点之间。

优选地，第一个高摆幅控制信号与第二个高摆幅控制信号逻辑互补。

优选地，第一节点通过第一偏置电阻器连接至第二电源节点，并且偏置节点通过第二偏置电阻器连接至第二电源节点。

优选地，第一偏置电阻器的电阻值不小于10kΩ，以及第二偏置电阻器的电阻值不小于10kΩ。

优选地，第一开关单元包括：晶体管，具有耦合至第一节点的源极、耦合至第二节点的漏极和栅极；以及电阻器，具有连接至晶体管的栅极的第一端和耦合至信号增强器的第二端。优选地，电阻器的电阻值不小于10kΩ。

优选地，第一开关单元包括：预定数量的晶体管，串联在第一节点和第二节点之间；以及预定数量的电阻器，每个电阻器均具有连接至对应的一个晶体管的栅极的第一端和耦合至信号增强器的第二端。

优选地，预定数量的范围在2至4之间。

优选地，第二开关单元包括：晶体管，具有耦合至偏置节点的源极、耦合至第一节点的漏极和栅极；以及电阻器，具有连接至晶体管的栅极的第一端和耦合至信号增强器的第二端。优选地，电阻器的电阻值不小于10kΩ。

优选地，第二开关单元包括：预定数量的晶体管，串联在第二节点和偏置节点之间；以及预定数量的电阻器，每个电阻器均具有连接至对应的一个晶体管的栅极的第一端和耦合至信号增强器的第二端。

优选地，预定数量的范围在2至4之间。

优选地，该开关电路进一步包括：电源单元，耦合至第二电源节点和第三电源节点并且被配置为在第二电源节点处接收第二电压电平以及在第三电源节点处生成第三电压电平。

优选地，电源单元包括：时钟发生电路，被配置为生成信号摆幅在第一电压电平和第二电压电平之间的时钟信号；以及倍压器，被配置为响应于时钟信号将第三电源节点充电至第三电压电平。

根据本发明的另一方面，提供了一种电耦合开关单元的第一节点和第二节点的方法，开关单元进一步包括连接至具有第一电压电平的第一电源节点的第三节点、偏置节点和耦合在偏置节点和第三节点之间的电容器，该方法包括：将第二节点和偏置节点偏置为大于第一电压电平的第二电压电平的直流(DC)电压电平；通过具有第三电压电平的第一控制信号导通耦合在第一节点和第二节点之间的第一开关单元，第三电压电平大于第一电压电平，并且第三电压电平与第一电压电平之间的差值约为第二电压电平与第一电压电平之间的差值的两倍；以及通过具有第一电压电平的第二控制信号关闭耦合在第二节点和偏置节点之间的第二开关单元。

优选地，导通第一开关单元包括导通具有连接至第一节点的源极和连接至第二节点的漏极的一个晶体管，或者导通串联在第一节点和第二节点之间的所有晶体管。

优选地，关闭第二开关单元包括截止具有连接至偏置节点的源极和连接至第二节点的漏极的一个晶体管，或者截止串联在偏置节点和第二节点之间的所有晶体管。