[实用新型]一种射频开关及射频通信装置

说明书

本实用新型公开了一种射频开关及射频通信装置，该射频开关包括用于输入射频信号的输入端、用于输出射频信号的输出端、及连接在输入端和输出端之间的MOS器件串联结构，MOS器件串联结构包括串联连接的第一MOS器件、第二MOS器件和第三MOS器件、且第三MOS器件连接在第一MOS器件和第二MOS器件之间；第一MOS器件的沟道长度大于第三MOS器件的沟道长度，和/或，第二MOS器件的沟道长度大于第三MOS器件的沟道长度。

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，更具体地，涉及一种射频开关及射频通信装置。

背景技术

射频开关广泛应用于无线通信装置的设计中，可应用于各种需要对射频传输信号的导通或者截止状态进行有效控制的场合，譬如射频发射开关、接收开关、通道选择开关、天线调谐开关等等。射频开关主要性能指标有插入损耗(Insertion Loss)、隔离度(Isolation)、功率等级等。其中，前两个指标与射频开关的射频信号输入端和射频信号输出端的导通电阻和寄生电容有关。功率等级主要指与可以通过开关的信号的功率大小，譬如包含功率放大器的射频前端模组的输出功率一般为23dBm以上，那么模组输出端的射频开关必须能够加载该功率水平的射频信号，通常要求还会更高一些。信号功率越大，电压摆幅也越大。对于射频开关来讲，意味着所使用器件的耐电压值必须满足相应要求。

目前移动通信终端应用中主要采用在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层(SOI)，生成互补金属氧化物半导体(CMOS)的工艺制作射频开关芯片。其中单个MOS器件在一般直流条件下源漏耐压值只有2.5V左右。所以对于较大功率的射频开关，都会在设计中将多个相同尺寸的MOS器件串联使用，以满足耐压需求，如图1所示。图1中虚线框内的MOS器件串联结构中，每个MOS器件的栅极分别通过对应的电阻Rg1～Rgn连接，每个MOS器件的衬底分别通过对应的电阻Rb1～Rbn连接。但这会导致射频开关芯片面积的大幅增加，并且会增加导通电阻造成插入损耗和隔离度变差。

图2中实线框内部分为图1中虚线框内的MOS器件串联结构在截止状态下的等效电路图。根据SOI CMOS工艺和MOS器件一般原理，在MOS器件截止状态下，主要考虑寄生电容，其中包括MOS器件栅极与漏极的寄生电容Cgd1～Cgdn、栅极与源极的寄生电容Cgs1～Cgsn、体区与源极的寄生电容Cbs1～Cbsn、体区与漏极的寄生电容Cbd1～Cbdn等。除此以外，对于SOI CMOS工艺，与衬底有关的寄生电阻电容网络也非常重要。如图2所示，在MOS器件串联结构与衬底之间以及衬底内部存在等效的寄生电容Csub和寄生电阻Rsub网络。正是由于该寄生网络的存在，尽管MOS器件串联结构中的MOS器件之间尺寸相同，仍会导致MOS器件串联结构中的MOS器件并非均匀的分担接收到的射频信号，进而导致MOS器件串联结构整体的耐压能力较差。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的是提供一种提高射频开关中MOS器件串联结构的耐压能力的新的技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种射频开关，包括用于输入射频信号的输入端、用于输出射频信号的输出端、及连接在所述输入端和所述输出端之间的MOS器件串联结构，所述MOS器件串联结构包括串联连接的第一MOS器件、第二MOS器件和第三MOS器件、且所述第三MOS器件连接在所述第一MOS器件和所述第二MOS器件之间；所述第一MOS器件的沟道长度大于所述第三MOS器件的沟道长度，和/或，所述第二MOS器件的沟道长度大于所述第三MOS器件的沟道长度。

可选的，所述第一MOS器件的沟道长度和所述第二MOS器件的沟道长度相同。

可选的，所述第一MOS器件的沟道长度和所述第二MOS器件的沟道长度均为0.32μm，所述第三MOS器件的沟道长度为0.24μm。

可选的，所述第一MOS器件、所述第二MOS器件和所述第三MOS器件在所述射频开关中的占用面积相同。