[发明专利]用于多晶体管串联射频开关的电压均匀化方法及射频开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压均匀化方法，尤其涉及一种用于多晶体管串联射频开关的电压均匀化方法，同时也涉及采用该电压均匀化方法的射频开关及相应的通信终端，属于射频集成电路技术领域。

背景技术

在通信系统的收发电路中，通常采用开关切换技术使收发通道共用同一个天线，从而减小电路的体积和冗余。射频开关是用于控制射频信号传输路径及信号大小的控制器件之一，在无线通信、电子对抗、雷达系统等许多领域中有广泛用途。目前，在高功率的射频集成电路领域，经常会采用由多晶体管串联构成的射频开关(简称为多晶体管串联射频开关)。

如图1所示，由多晶体管串联构成的射频开关由N个晶体管(M1～MN)的源极和漏极依次连接，构成串联结构。具体地说，第一个晶体管的源极(或漏极)连接射频信号输入端RFin，最后一个晶体管的漏极(或源极)连接射频信号输出端RFout。当射频开关断开后，射频信号输入端和射频信号输出端之间的电压将降落在整个串联的晶体管链上，每个晶体管的源极和漏极之间将分担部分电压(V1～VN)。晶体管的数量越多，每个晶体管的源极和漏极之间分担的电压就越低，晶体管就越不容易击穿。但由于电压从各个晶体管逐渐降落，各个晶体管之间寄生电容不同等原因，每个晶体管分担的电压不同。为了保证晶体管不被击穿，就需要增加晶体管个数，使分担最高电压的晶体管进入到安全电压范围。

在申请号为201410858446.8的中国专利申请中，美国Skyworks公司提供了一种射频开关模块，包括：封装基底，被配置为容纳多个组件；以及半导体裸芯，安装在封装基底上，该半导体裸芯包含具有多个开关元件的开关器件，该多个开关元件串联连接以形成堆栈，该开关元件具有参数的非均匀分布，该参数的非均匀分布使得该堆栈具有比对应于具有该参数的基本均匀分布的类似堆栈的第二电压处理能力大的第一电压处理能力、比对应于该类似堆栈的第二导通电阻值小的第一导通电阻值以及比对应于该类似堆栈的第二线性性能更好的第一线性性能中的一个或多个。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于多晶体管串联射频开关的电压均匀化方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种采用该电压均匀化方法的射频开关及相应的通信终端。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于多晶体管串联射频开关的电压均匀化方法，该方法在串联组成射频开关的各晶体管的源极和漏极之间分别增设电容作为寄生电容，通过调整各晶体管的寄生电容实现各晶体管的压降均匀性。

其中较优地，所述寄生电容通过各晶体管上设置的金属条以及各晶体管自身的金属层予以实现。

其中较优地，所述射频开关由N个晶体管的源极和漏极依次连接，构成包括N+1个节点的串联结构；

每个节点通过金属与硅接触孔连接到在金属层1上的第一金属条上，同时在金属层2上有一个或多个第二金属条，所述第二金属条与部分第一金属条相连；所述第一金属条、所述第二金属条与N+1个节点构成N个寄生电容；

通过调整第一金属条的尺寸和间距、第二金属条的尺寸和间距以及第一金属条与第二金属条之间的位置关系，分别调节N个寄生电容的大小；其中，N为正整数。

其中较优地，在栅宽方向增加/减小金属条尺寸以增加/减小金属条之间的寄生电容面积，从而增大/减小寄生电容。

其中较优地，在栅长方向增加/减小金属条间距以增加/减小电容极板间距，从而减小/增大寄生电容。

其中较优地，所述第二金属条有M个，分别与金属层1上的前M个第一金属条垂直连接，其中M为正整数且不大于N。

其中较优地，所述第二金属条有M个，保持浮空状态；所述第二金属条在水平方向上分布在第一金属条之间的间距中，在垂直方向上与第一金属条在金属条边缘处存在少量交叠或无交叠。

其中较优地，所述第二金属条有M个，分别与金属层1中的M个第一金属条连接，从而与金属层1中的N+1－M个金属条构成层间寄生电容，其中M为正整数且不大于N。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种射频开关，由多个晶体管的源极和漏极依次连接构成，该射频开关采用上述的电压均匀化方法实现各晶体管的压降均匀性。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种通信终端，其中包括有上述的射频开关。