一种用于在至少四个状态之间切换的双极双通开关（100）。该开关包含诸如N沟道金属氧化物半导体晶体管的四个晶体管（120、124、128、132），使得在每个状态，至多一个晶体管处于“导通”状态，且其他晶体管处于“截止”状态。每个晶体管（120、124、128、132）具有其自己的控制电路，该控制电路向晶体管的漏极提供零或负电压，向晶体管的源极提供正电压，且向晶体管的栅极提供交流电压。开关（100）可以针对设备片上使用。这种设备可以包括基站或无绳电话的手持机。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及开关,且尤其涉及用于实现片上双极双通(double pole doublethrough, DPDT)开关的方案。
技术介绍
诸如通信设备且尤其是无线电话的消费产品早已变成标准商品。存在很多这种设备的制造商，这导致激烈竞争和价格战。限制价格降低的因素之一是包括二极管、电阻器或电容器的设备组件的实际成本，这些组件在组成设备核心的芯片或芯片组外部。然而，由于使用的不同技术，不可能在设备上布置这些组件。例如，由于其在标准CMOS工艺中的不可用性，PIN 二极管不能布置在芯片上。在芯片或芯片组外部的这些组件以很多方式增加设备的价格:它们必须被制造或购买，它们在设备内的组装产生包括装置和劳力的资源，且它们还占用印刷电路板(PCB)的面积，使得需要较大的板。因而在本领域中需要能够以比常规设备更低成本制造的通信设备及制造这种设备的方法，其能够实现价格降低而不影响设备的能力。
技术实现思路
—种用于在各个选项之间选择的片上开关以及使用该开关的无线设备。本公开的一个方面涉及用于在四个选项之间选择的开关，该开关包含四个或更多晶体管，其中在任意时刻，至多一个晶体管处于“导通”状态，其中该开关是片上开关。开关可选地是双极双通开关。开关可选地用在无绳电话的基站中。开关可选地在两个天线之间以及发射和接收状态之间选择。在开关内，该至少四个晶体管中的至少一个可选地是N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。开关还可以包含向晶体管中的一个或更多个提供电压的控制电路。在开关内，控制电路可选地包含:用于向一个或更多晶体管的漏极提供零或负电压的组件；用于向一个或更多晶体管的源极提供正电压的组件；以及用于向一个或更多晶体管的栅极提供交流电压的组件。在开关内，晶体管中的一个或更多个可选地是N沟道金属氧化物半导体。本公开的另一方面涉及具有手持机和基站的无线通信设备，该基站包含:第一天线和第二天线，该第一和第二天线中的每一个操作为发射和接收数据；以及开关，用于在发射或接收模式中操作第一或第二天线，该开关包含四个晶体管，该四个晶体管中的每一个具有其自己的控制电路，该开关位于基站的芯片上。在无线通信设备内，手持机可选地包含具有四个晶体管的开关，该开关位于手持机的芯片上。附图说明结合附图将从下面的详细描述更完整地理解和认知本公开，附图中，相应或相同的数字或字符指示相应或相同的组件。除非明确指示，附图提供本公开的示例性实施例或方面且不限制本公开的范围。在附图中:图1是DPDT开关的四晶体管实现的一般方案。图2是四晶体管实现及其控制电路的详细方案。具体实施例方式典型的无绳电话手持机通常包含一个天线，而基站可以包含彼此以空间角布置的一个或两个天线。在每个时间点，应用空间分集，例如使用直接波和反射波创建建设性干涉而非破坏性干涉的天线。发射/接收(T/R)开关在很多射频(RF)前端电路中是基本构建块。这种开关例如操作为确定特定天线是将用在发射状态还是接收状态。用于增强的性能，诸如无绳电话的移动通信设备的基站或手持机需要两个开关，一个用于选择优选天线，且另一个用于选择通信方向——发射或接收。开关的常规实现包含双极双通(DTOT)开关，其包含两对二极管加上诸如电阻器、阻抗匹配组件或其他组件的外围组件。为了降低成本，希望将开关布置到芯片上。然而，在商用CMOS技术中，PIN晶体管不能布置在芯片上，因为PIN 二极管在CMOS工艺或技术中不可用。在本公开的优选实施例中，一对开关实现为四个晶体管的布置。建议的解决方案通过将组件功能性集成到芯片而减小在芯片外部的多个组件。在标准CMOS工艺中实现晶体管开关，且相关网络基于具有闻质量因子的键合线。晶体管开关的性能类似于外部二极管实现的性能。公开的开关包含四(4)个晶体管。在一些实施方式中，使用N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。每个晶体管具有其自己的相应控制电路且与其他晶体管自治地操作。开关具有4个端口:用于天线的两(2)个、发射输出端口 Tx以及接收输入Rx。在每一个状态(状态是:从天线I发射、从天线2发射、通过天线I接收、通过天线2接收)，仅一个晶体管处于“导通”状态且前向偏置，而其他晶体管处于“截止”状态。为了实现低插入损耗和高隔离，其他三个晶体管被反向偏置。控制电路针对每个晶体管控制其栅极、漏极和源极。与现有技术开关相比，该结构和控制电路提供诸如几微安培例如10μ A以下的低电流损耗以及高隔离和灵活性。现在参考图1，示出DPDT开关的四晶体管实现的一个实施例的一般说明。该结构接收需要发射的Tx信号112，且输出接收的信号Rxll6。电路还连接到天线 I (104)和天线 2 (108)。该结构包括四个晶体管:晶体管I (120)、晶体管2 (124)、晶体管3 (128)和晶体管4 (132)。每个晶体管具有其自己的控制和电压，且根据需要断开或闭合。因而，晶体管I (120)当且仅当单元处于通过天线I (104)的发射模式时闭合且在所有其他状态断开，晶体管2 (124)当且仅当单元处于通过天线I (104)的接收模式时闭合且在所有其他状态断开，晶体管3 (128)当仅当单元处于通过天线2 (108)的发射模式时闭合且在所有其他状态断开，且晶体管4 (132)当仅当单元处于通过天线2 (108)的接收模式时闭合且在所有其他状态断开。该结构实现单元在芯片上的布置，使得不需要专门基板且可以使用诸如10欧姆厘米(ohm-cm)的标准掺杂的娃树脂。四晶体管结构减小了当第四晶体管处于“导通”状态时处于“截止”状态的三个晶体管的总等价寄生电容。在每个开关状态中，所有寄生电容串联且因而无需感应线圈来减小总寄生电容。在公开的结构中，每个晶体管根据它是否应当断开或闭合来接收正确的电压。当晶体管中的任意一个需要正Vbias时，其他晶体管需要其负值。现在参考图2，示出四晶体管结构及其控制电路的详细方案。为了针对每个晶体管传送AC，其必须布置在其栅极DC电压上。用于产生DC电压，组件204向晶体管I (120)的漏极提供零或负电压，且组件208向晶体管I (120)的源极提供相同的电压。组件212向晶体管I (120)的栅极提供互补电压，该电压根据在组件204,208的零或正电压和组件212的互补电压之间的控制信号交替，以断开或闭合晶体管I(120)。组件204、208和212被包括在晶体管I (120)的控制电路中。组件204、208、212提供终止，使得天线相对于地具有恒定阻抗。组件204、208、212中的每一个用作低通滤波器，这使得信号不能返回其源极。晶体管232、234、236、238、240、242、244和246操作为DC阻断，消除从一个晶体管向相邻晶体管泄露的DC。应当意识到公开的控制电路仅是示例性的，且其他组件可以用于实现晶体管功能，使得其中的每一个根据控制信号以正确时序断开和闭合。晶体管和所有组件可以布置在芯片上，因而降低了单元价格。还应当意识到与晶体管1( 120)相关的组件204、208、212和其他组件是代表性的，且分别针对晶体管2 (124)、晶体管3 (128)和晶体管4 (132)提供对称控制电路220、224和 228。在一些实施例中，传输112经过分离的电容器232和234以避免本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·哈森，A·莫斯托夫，
申请(专利权)人：DSP集团有限公司，
类型：
国别省市：
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