[发明专利]一种高切换速度的SOI CMOS射频开关

说明书

本发明涉及射频开关技术领域,公开了一种高切换速度的SOICMOS射频开关，包括三态控制电路和包括射频开关电路，射频开关电路包括一个固定端和多个选择端，每个选择端与固定端之间构成一条通道，每条通道的主路径为多个级联的开关管，每条通道的所有开关管的栅极并联，三态控制电路向每条通道的开关管的栅极提供控制电压，三态控制电路的控制电压输出端与每条通道的开关管的栅极的线路上分别设有电压切换电路，电压切换电路在对应的通道的开关管的控制电压从正电压变为负电压或者从负电压变为正电压时，使开关管的栅极与接地端电连接，在使用时，通过电压切换电路，可以在射频开关逻辑切换时能迅速将控制电压快速拉至地电压，从而加快逻辑切换速度。

技术领域

本发明涉及射频开关技术领域，具体涉及一种高切换速度的SO I CMOS射频开关。

背景技术

目前，5G网络支持波束成形技术，可以向终端定向发射。而基站要想定向发射，首先得探测到终端的位置、传输通路的质量等，从而使基站的资源更精准的分配给每个终端。终端发送探测参考信号(Sound i ng Reference Signa l，SRS)即是用于基站探测终端位置和信道质量的方式之一。而这里的信道切换是通过射频开关来实现。5G数据帧结构的特点要求了射频开关需要具备相比4G LTE射频开关更高的切换速度。切换时间一般需要做到2us以下。一般的射频开关出于优化射频性能的考虑会采用正电压控制开关管导通，负电压控制开关管关闭。而物理上来说，每个开关管的栅极和基极只能连接固定控制线，所以就需要添加三态驱动电路(正电压，负电压，零电压)来对开关管进行驱动控制。详细结构请参阅图1。

由射频开关切换时间的定义(from 50％Vtr l on to 10％and 90％RF ready)可以看出，切换时间取决于两个部分：1)控制电平切换之后控制电路的响应速度，即控制电平切换之后，到三态驱动电路开始响应的时延。2)从三态驱动电路开始响应，直到射频开关管的栅极和基极的电压完成建立和转换的时间。

如上文所述，5G系统的SRS功能对于射频开关的切换时间有很高的要求。那么，就需要从上文所述的两个方面去优化切换时间。一般来说第一部分的时延很小，占整个切换时间比例也非常小。优化的方向会从第二部分的时延着眼。射频开关管栅极和基极电压的建立取决于驱动级的驱动能力和射频开关管的负载。驱动能力的强弱取决于三态驱动电路中的驱动管的尺寸。射频开关管的负载情况取决于所需要的开关管尺寸大小和控制线上等效电阻大小。传统的射频开关一般是通过付出更大面积来增大驱动管的尺寸，以获得更快的切换时间。除了需要耗费更大的芯片面积之外，优化程度也有限，一般只能优化到2-2.5us量级。并不能完全满足5G SRS功能的需求。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种高切换速度的SO I CMOS射频开关，能够满足5G SRS射频开关高速切换的需求。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高切换速度的SO I CMOS射频开关，包括三态控制电路和包括射频开关电路，射频开关电路包括一个固定端和多个选择端，每个选择端与固定端之间构成一条通道，每条通道的主路径为多个级联的开关管，每条通道的所有开关管的栅极并联，三态控制电路向每条通道的开关管的栅极提供控制电压，三态控制电路的控制电压输出端与每条通道的开关管的栅极的线路上分别设有电压切换电路，电压切换电路在对应的通道的开关管的控制电压从正电压变为负电压或者从负电压变为正电压时，使开关管的栅极与接地端电连接。