[发明专利]高速开关射频开关

说明书

本文描述的实施例包括射频(RF)开关。一般来说，本文描述的实施例选择性地偏置在所述RF开关中的一个或多个开关晶体管的输出端。这类耦合能够提供显著降低栅极滞后效应的偏置。在一个实施例中，所述RF开关包括天线节点、第一输入/输出(I/O)节点、第二I/O节点、场效应晶体管(FET)、FET堆叠和偏置耦合电路。在此实施例中，所述偏置耦合电路将所述FET的栅极端电耦合到所述FET堆叠的一个或多个FET输出端，以将偏置电压提供到所述一个或多个输出端。

技术领域

本文描述的主题的实施例大体上涉及射频(RF)开关，并且具体地说涉及用于高速开关和高功率处置的RF开关。

背景技术

射频(RF)开关广泛用于各种RF应用，包括RF功率放大、RF信号发射和RF信号接收。在各种应用中，这些RF开关需要提供高速开关和高功率处置两者。为了便于高功率处置，许多RF开关使用场效应晶体管(FET)的一个或多个堆叠，其中每个堆叠包括串联耦合布置的几个FET。在这类装置中，每个FET可为单块晶体管装置，该单块晶体管装置包括在漏极和源极端之间的可变导电率沟道以及定位在沟道上方的一个或多个栅极。提供到栅极的电信号控制在FET操作期间沟道的导电率。因此以这类FET的堆叠实施的RF开关可提供相对较高的功率处置能力。

然而，这类RF开关的一个问题是提供提高的开关速度同时仍然提供高功率处置能力的能力。例如，一些RF开关的开关速度可为受在一些FET中发现的“栅极滞后”现象限制的速度，其中这类栅极滞后可导致“缓慢尾部”开关。一般来说，栅极滞后现象为由在晶体管的栅极下捕获电子引起的漏极电流的延迟。例如，在由III-V型材料形成的一些FET(例如砷化镓(GaAs)和氮化镓(GaN)FET)中，不期望的表面捕获可导致显著的栅极滞后。这种栅极滞后可导致缓慢稳态稳定，这降低RF开关的高速开关能力。因此，仍持续需要可提供高功率处置和高速开关两者的改进的RF开关。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种射频(RF)开关，包括：

天线节点；

第一输入/输出(I/O)节点；

第二I/O节点；

在所述天线节点和所述第一I/O节点之间耦合的第一场效应晶体管(FET)，所述第一FET具有第一栅极端；

在所述天线节点和所述第二I/O节点之间耦合的第一FET堆叠，所述第一FET堆叠具有第一多个输出端；和

将所述第一栅极端电耦合到所述第一多个输出端的一个或多个输出端的第一偏置耦合电路。

根据一个或多个实施例，所述第一偏置耦合电路包括第一多个阻抗元件，所述第一多个阻抗元件中的每个阻抗元件耦合到所述第一多个输出端中的一个输出端。

根据一个或多个实施例，所述第一偏置耦合电路包括第一多个电阻器，所述第一多个电阻器中的每个电阻器电耦合到所述第一多个输出端中的一个输出端。

根据一个或多个实施例，所述第一多个电阻器中的所述每个电阻器的电阻大于10K欧姆。

根据一个或多个实施例，RF开关另外包括：

在所述第一I/O节点和第一参考节点之间耦合的第二FET堆叠，所述第二FET堆叠具有第二多个输出端；和

将所述第一栅极端电耦合到所述第二多个输出端的第二偏置耦合电路。

根据一个或多个实施例，所述第二偏置耦合电路包括第二多个电阻器，所述第二多个电阻器中的每个电阻器电耦合到所述第二多个输出端中的一个输出端。

根据一个或多个实施例，所述第一FET和所述第一FET堆叠中的每个在基于砷化镓(GaAs)的衬底或基于氮化镓(GaN)的衬底上形成。