[发明专利]一种增加低频射频信号承载能力的MOS管堆叠结构

说明书

本发明公开了一种增加低频射频信号承载能力的MOS管堆叠结构，包括若干个MOS管，MOS管的源级、栅级依次相连堆叠成开关栈，开关栈连接高压信号Vin的一端为高阶，连接低压信号Vout的一端为低阶，射频信号从高阶输入，低阶输出，所述每个MOS管的漏极和源极之间并联接入阻抗元件，每个阻抗元件的阻抗值从低价开始向高价逐级递减。本发明设计了MOS管的源漏并联阻抗元件，每级源漏并联阻抗元件并不相同，源漏并联阻抗元件阻抗值大小与其所在阶数的位置关系有关。每级源漏并联阻抗元件大小呈递减关系。利用改变源漏并联阻抗元件来匹配栅极泄露电流，以平衡级间电压分布。

技术领域

本发明涉及一种增加低频射频信号承载能力的MOS管堆叠结构，属于半导体集成电路制造技术领域。

背景技术

芯片上堆叠成栈的集成晶体管存在到地寄生电容，当开关处于关断状态时，MOS管可以等效为电容。当开关处于关断状态，若有大功率射频信号施加在开关上，理想状态下开关各级晶体管的承受电压是相同的。但由于到地寄生电容的效应，部分电流通过寄生电容流向地，使得各级开关晶体管实际承受压降（Δv）不同，从而影响了开关的大功率承载能力。由于增加晶体管级数的同时，到地寄生电容也会相应增加，所以很难单纯通过增加开关级数来增大开关承压能力。

现有技术中为解决关断MOS管电流泄露的问题，一般会在源漏之间接入电容来进行平衡，电容结构对频率较高的信号会有改善，但对低频信号并没有调节效果。低频信号会通过栅极电阻泄露，存在缺陷，其低频电压承压能力并未提高。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种增加低频射频信号承载能力的MOS管堆叠结构。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种增加低频射频信号承载能力的MOS管堆叠结构，包括若干个MOS管，MOS管的源级、栅级依次相连堆叠成开关栈，开关栈连接高压信号Vin的一端为高阶，连接低压信号Vout的一端为低阶，射频信号从高阶输入，低阶输出，所述每个MOS管的漏极和源极之间并联接入阻抗元件，每个阻抗元件的阻抗值从低价开始向高价逐级递减。

作为优选方案，每个阻抗元件的阻抗值计算公式如下：

其中，Rds_n为第n阶源漏之间并联阻抗值，Rds₁为第一阶源漏之间并联阻抗值，为给定值，单位为欧姆，Rgb为电阻参数，单位为欧姆。

作为优选方案，阻抗元件采用电阻。

作为优选方案，阻抗元件采用电感。

作为优选方案，阻抗元件采用电容。

作为优选方案，阻抗元件采用电阻、电感、电容至少其中两个的串联、并联或者串并联结构。

作为优选方案，所述MOS管采用PMOS管。

作为优选方案，所述MOS管采用NMOS管。

有益效果：本发明提供的一种增加低频射频信号承载能力的MOS管堆叠结构，其优点如下：

1. 设计了MOS管的源漏并联阻抗元件，每级源漏并联阻抗元件并不相同，源漏并联阻抗元件阻抗值大小与其所在阶数的位置关系有关。

2. 每级源漏并联阻抗元件大小呈递减关系。

3. 利用改变源漏并联阻抗元件来匹配栅极泄露电流，以平衡级间电压分布。

附图说明

图1为MOS管截面示意图。

图2为MOS管开关栈示意图。

图3为无递减源漏并联阻抗开关栈的级间电压差分布图。