專利名稱：高頻開關(guān)組件、發(fā)送器和方法
高頻開關(guān)組件、發(fā)送器和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可被用于例如高頻信號源中的高頻開關(guān)組件。進(jìn)一步的實(shí)施例提供了一種可被用在例如移動(dòng)無線電裝置中的發(fā)送器。對于存在的移動(dòng)無線電標(biāo)準(zhǔn)，在全球范圍內(nèi)，許多不同的頻率范圍已被管理機(jī)構(gòu)定義或分配。因此，對于移動(dòng)無線電電話的可能在全球范圍內(nèi)的且不受限的可使用性，制造商面臨著覆蓋這些不同頻帶的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)代應(yīng)用中，日益集成的復(fù)雜高頻電路被使用，這允許節(jié)省越來越多的早期在印刷電路板上必要的分立裝置。這些高頻芯片包括整個(gè)接收器、發(fā)送器、頻率產(chǎn)生、信號處理以及可能的供電電壓調(diào)節(jié)。
然而，目前為止，仍然不可能集成例如高頻范圍內(nèi)的非常有選擇性的高質(zhì)量濾波器，然而，由于系統(tǒng)操作的方式，在高頻信號路徑中需要所述濾波器。因此，要支持的每個(gè)頻帶將被單獨(dú)處理，并且所述路徑將借助于高頻信號復(fù)用器而在天線前面被直接組合。由于要支持的所有信號路徑在印刷電路板上被不同地處理，因此芯片制造商面臨著這樣的任務(wù)或者在高頻芯片上提供相應(yīng)數(shù)量的信號源(發(fā)送器輸出)和信號宿(sink)(接收器輸入)，或者可替換地提供較少數(shù)量的通用源和宿，然而所述通用源和宿然后能夠借助于另外的外部開關(guān)被連接到單獨(dú)的發(fā)送和接收路徑。這里，芯片制造商將更喜歡第二種方法，因此這耗費(fèi)較少的芯片區(qū)域和電路努力(circuit effort)，并且對他來說通常是不那么昂貴的替代方案。然而，電話制造商將寧愿嘗試使用第一種替代方案，即，更喜歡在印刷電路板上具有很少開關(guān)的盡可能簡單的布置。這節(jié)省了裝置成本、開發(fā)努力，并且由于缺少開關(guān)造成信號鏈內(nèi)的信號損耗而變得更小，因此通常允許更好質(zhì)量的信號鏈。信號路徑內(nèi)的開關(guān)自然導(dǎo)致由有限電導(dǎo)和寄生電容引起的信號損耗。因此，外部開關(guān)一般能夠通過使用特定技術(shù)而被建造得比那些通過半導(dǎo)體技術(shù)在芯片內(nèi)制造的開關(guān)具有更好的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種具有第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)的高頻開關(guān)組件。所述高頻開關(guān)組件包括具有初級側(cè)和次級側(cè)的發(fā)送器構(gòu)件，所述次級側(cè)具有第一次級端子和第二次級側(cè)端子。發(fā)送器構(gòu)件被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加到其初級側(cè)的高頻輸入信號(HF輸入信號)發(fā)送到其次級側(cè)。另外，所述高頻開關(guān)組件包括開關(guān)組件，所述開關(guān)組件被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下將第一參考電位施加到第一次級側(cè)端子，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一發(fā)送器輸出信號可在第二次級側(cè)端子處被抽出，第一發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號，并且所述開關(guān)組件被實(shí)現(xiàn)為在第二開關(guān)狀態(tài)下將第二參考電位施加到第二次級側(cè)端子，從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二發(fā)送器輸出信號可在第一次級側(cè)端子處被抽出，第二發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號。


以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖示出圖Ia是根據(jù)用于單相HF輸入信號的實(shí)施例的高頻開關(guān)組件的等效圖；圖Ib是根據(jù)用于差分HF輸入信號的實(shí)施例的高頻開關(guān)組件的等效圖；圖2a是根據(jù)用于標(biāo)準(zhǔn)CMOS半導(dǎo)體工藝的實(shí)施例的高頻開關(guān)組件的等效圖；圖2b是圖2a中示出的電路的可能實(shí)施方式的等效圖；圖3是通過可開關(guān)阻抗對圖2b中示出的電路的可能擴(kuò)展；圖4是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)送器的框圖；以及圖5是根據(jù)實(shí)施例的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下面基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例之前，應(yīng)該注意，在附圖中等同的元件或具有相同功能的元件被設(shè)置了相同的參考標(biāo)號，并且對這些元件的重復(fù)描述被省略。因此，對設(shè)置有相同參考標(biāo)號的元件的描述是可互換的。圖Ia不出根據(jù)實(shí)施例的聞?lì)l開關(guān)組件100的等效圖。聞?lì)l開關(guān)組件包括第一開關(guān)狀態(tài)和第~■開關(guān)狀態(tài)。另外，聞?lì)l開關(guān)組件100包括具有初級側(cè)103和次級側(cè)105的發(fā)送器構(gòu)件100。次級側(cè)105包括第一次級側(cè)端子SI和第二次級側(cè)端子S2。發(fā)送器構(gòu)件101被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加到其初級側(cè)102的HF輸入信號107發(fā)送到其次級側(cè)105。另外，高頻開關(guān)組件100包括開關(guān)組件109，所述開關(guān)組件109被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下將第一參考電位Vrefl施加到或提供給發(fā)送器構(gòu)件101的次級側(cè)105的第一次級側(cè)端子SI，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一發(fā)送器輸出信號Illa可在第二次級側(cè)端子S2處被抽出，第一發(fā)送器輸出信號Illa基于施加到發(fā)送器構(gòu)件101的初級側(cè)103的HF輸入信號107。另外，所述開關(guān)組件109被實(shí)現(xiàn)為在第二開關(guān)狀態(tài)下將第二參考電位Vref2施加到或提供給發(fā)送器構(gòu)件101的次級側(cè)105的第二次級側(cè)端子S2，從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二發(fā)送器輸出信號Illb可在第一次級側(cè)端子Fl處被抽出，第二發(fā)送器輸出信號Illb基于施加到發(fā)送器構(gòu)件101的初級側(cè)103的HF輸入信號107。圖I中不出的聞?lì)l開關(guān)組件100實(shí)現(xiàn)了 依據(jù)聞?lì)l開關(guān)組件100的開關(guān)狀態(tài)(并依據(jù)發(fā)送器構(gòu)件101的發(fā)送器比率)，HF輸入信號107可在第一次級側(cè)端子SI處或第二次級側(cè)端子S2處被抽出，而參考電位(例如，Vrefl或Vref2)被施加到相應(yīng)的另一次級側(cè)端子。因此，在信號情況下高頻開關(guān)組件100可被布置為所謂的分路開關(guān)，其中高頻開關(guān)組件100的一端(次級側(cè)端子S1、S2之一)被分別連接到參考電位(以及尤其連接到高頻接地)，并且因此并不是開關(guān)(或高頻開關(guān)組件100)的兩個(gè)端子S1、S2都被施加高頻輸入信號107。這使得圖Ia中示出的開關(guān)或圖Ia中示出的高頻開關(guān)組件100可被制造得具有更低的歐姆值且更加線性，從而HF輸入信號107比其在可能已知的高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)中的情況下受影響更少。
另外，圖Ia中示出的組件允許舍棄串聯(lián)開關(guān)，其中，HF輸入信號107將被施加到所述串聯(lián)開關(guān)的兩個(gè)端子，并且從而由于損耗和失真將導(dǎo)致較低的性能。根據(jù)一些實(shí)施例，第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)在時(shí)間上可以是連續(xù)的，從而在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)，或者第一發(fā)送器輸出信號Illa基于HF輸入信號107或者第二發(fā)送器輸出信號11 Ib基于HF輸入信號107。換句話說,在第一開關(guān)狀態(tài)下,第二次級側(cè)端子S2處的電位或HF信號基于發(fā)送器構(gòu)件101的初級側(cè)103上的HF輸入信號107，并且在第一次級側(cè)端子SI處的電位對應(yīng)于第一參考電位VrefI。在第二開關(guān)狀態(tài)下，這是相反的，即，第一次級側(cè)端子SI處的電位或HF信號基于發(fā)送器構(gòu)件101的初級側(cè)上的HF輸入信號107，并且第二次級側(cè)端子S2處的電位基于第二參考電位Vref2。因此，在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)，HF輸入信號107總是僅在這兩個(gè)次級側(cè)端子SI、S2中的一個(gè)上被發(fā)送，因?yàn)殚_關(guān)組件109在另一相應(yīng)次級側(cè)端子處提供參考電位Vrefl、Vref 2中的一個(gè)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，高頻開關(guān)組件100還可包括第一輸出端子113a和第二輸出端子113b。輸出端子113a、113b可形成例如在其上集成高頻開關(guān)組件100的芯片的端子。第一輸出端子113a可被耦合至第二次級側(cè)端子S2，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，與第一發(fā)送器輸出信號Illa相等或至少基于第一發(fā)送器輸出信號Illa的第一 HF輸出信號115a可在第一輸出端子113a處被抽出。第二輸出端子113b可被耦合至第一次級側(cè)端子SI，從而在第 二開關(guān)狀態(tài)下，與第二發(fā)送器輸出信號Illb相等或至少基于第二發(fā)送器輸出信號Illb的第二 HF輸出信號115b可在第二輸出端子113b處被抽出。在本申請中，耦合意味著直接低歐姆耦合以及中間連接一個(gè)裝置或若干個(gè)裝置的間接耦合，從而第二電路節(jié)點(diǎn)處的信號取決于耦合至第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)的第一電路節(jié)點(diǎn)處的信號。換句話說，在相互耦合的兩個(gè)端子之間，可連接另外的裝置，特別是無源裝置，諸如電阻器或電容器(處于交流電壓信號中)或者諸如開關(guān)或晶體管之類的有源裝置的可開關(guān)路徑(開關(guān)路徑)。利用耦合的端子，裝置可以連接在這些端子之間但不是必須連接在這些端子之間，從而兩個(gè)耦合的端子還可直接相互連接(即，通過低歐姆導(dǎo)電連接)。 另外，根據(jù)本申請，當(dāng)施加到第二端子的信號與施加到第一端子的信號等同時(shí)，第一端子被直接連接到第二端子，其中，由于導(dǎo)體電阻引起的寄生效應(yīng)或小損耗將被忽略。因此，兩個(gè)直接連接的端子典型地經(jīng)由導(dǎo)電跡線或?qū)Ь€連接，而中間沒有連接附加的裝置。另外，發(fā)送器構(gòu)件101的初級側(cè)103可包括第一初級側(cè)端部端子121a和第二初級側(cè)端部端子121b。另外，第一初級側(cè)端部端子121a可形成高頻開關(guān)組件100的第一輸入端子。HF輸入信號107可被施加到第一初級側(cè)端部端子121a(并且還被施加到高頻開關(guān)組件100的第一輸入端子)。在第二初級側(cè)端部端子121b處，例如，用于HF輸入信號107的參考電位可被施加(例如，參考電位Vrefl、Vref2中的一個(gè)或另外的參考電位或供電電壓或接地)。在圖I中示出的示例中，供電電壓僅僅被示例性地施加到第二初級側(cè)端部端子121b。另外，第二初級側(cè)端部端子121b可形成高頻開關(guān)組件100的第二輸入端子，向該第二輸入端子施加用于HF輸入信號107的參考電位。第一輸出端子113a可被耦合至開關(guān)組件109，從而在第二開關(guān)狀態(tài)下(當(dāng)?shù)诙⒖茧娢籚ref2被施加到第二次級側(cè)端子S2時(shí))第一輸出端子113a處的電位(例如，第一HF輸出信號115a)獨(dú)立于HF輸入信號107。另外，第二輸出端子113b可被f禹合至開關(guān)組件109，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下(其中，第一參考電位Vrefl被施加到第一次級側(cè)端子SI)第二輸出端子113b處的電位(例如，第二 HF輸出信號115b)獨(dú)立于HF輸入信號107。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，輸出端子113a、113b可被電容性地耦合至次級側(cè)端子SI、S2。換句話說，第一(可選的)耦合電容器C4可被連接到第一輸出端子113a和第二次級側(cè)端子S2之間，從而施加到第一次級側(cè)端子S2的信號被無DC地發(fā)送到第一輸出端子113a。另外，第二輸出端子113b也可借助于第二(可選的)耦合電容器C3被耦合至第一次級側(cè)端子SI，從而施加到第一次級側(cè)端子SI的信號被無DC地發(fā)送到第二輸出端子113b。因此，可在輸出端子113a、113b處提供關(guān)于將被外部連接的信號鏈的電位自由，不過在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一發(fā)送器輸出信號Illa圍繞第一參考電位Vrefl振蕩，并且在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二發(fā)送器輸出信號Illb圍繞第二參考電位Vref2振蕩。換句話說，由于每個(gè)信號電平圍繞電位Vrefl或Vref2振蕩，因此可通過片上電容或片外電容C3或C4提供關(guān)于將被外部連接的信號鏈的電位自由。耦合電容器C3、C4可被定尺寸，從而例如作為阻抗匹配的一部分，它們針對HF輸入信號107或發(fā)送器輸出信號IllaUllb的頻率范圍、將外部布線盡可能最優(yōu)地適配于內(nèi)部阻抗以便進(jìn)行傳輸最優(yōu)化。耦合電容器可例如被選擇為使得外部布線的阻抗偏離內(nèi)部布線(例如，在次級側(cè)端子SI、S2處)的阻抗最多達(dá)±5%、±10%、±25%。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，為了對發(fā)送器輸出信號IllaUllb提供高頻接地，高頻開關(guān)組件100可包括一個(gè)或若干個(gè)隔直流電容器，其連接在參考電位端子(例如，接地端子117)與開關(guān)組件109之間。因此，高頻開關(guān)組件100可包括例如第一隔直流電容器Cl，所述第一隔直流電容器Cl連接在接地端子117與用于提供第一參考電位Vrefl的第一參考電位端子119a之間。另外，高頻開關(guān)組件100可包括第二隔直流電容器C2，所述第二隔直流電容器C2連接在接地端子117與用于提供第二參考電位Vref2的第二參考電位端子119b之間。因此，在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一隔直流電容器Cl可為發(fā)送器輸出信號111或第一HF輸出信號115a提供高頻接地節(jié)點(diǎn)。另外，在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二隔直流電容器C2可為第二發(fā)送器輸出信號Illb或第二 HF輸出信號115b提供高頻接地節(jié)點(diǎn)。因此，隔直流電容器C1、C2可被選擇為使得隔直流電容器C1、C2針對HF輸入信號107或發(fā)送器輸出信號IllaUllb的頻率范圍具有最優(yōu)阻抗。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，隔直流電容器C1、C2還可被省略，例如當(dāng)(外來的)供電源(諸如低阻抗電壓源)被施加到參考電位端子119a、119b時(shí)，所述參考電位端子119a、119b本身為發(fā)送器輸出信號IllaUllb或HF輸出信號115a、115b提供高頻接地節(jié)點(diǎn)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，開關(guān)組件109可包括第一開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2。從而，第一開關(guān)SWl可連接在第一參考電位端子119a與第一次級側(cè)端子SI之間。第二開關(guān)SW2可連接在第二參考電位端子11%與第二次級側(cè)端子S2之間。第一開關(guān)SWl可被實(shí)現(xiàn)為在高頻開關(guān)組件100的第一開關(guān)狀態(tài)下在第一次級側(cè)端子SI處提供或施加第一參考電位Vrefl0第二開關(guān)SW2可被實(shí)現(xiàn)為在高頻開關(guān)組件100的第二開關(guān)狀態(tài)下在第二次級側(cè)端子S2處提供或施加第二參考電位Vref2。在閉合狀態(tài)下，第一開關(guān)SWl可將例如第一參考電位端子119a連接到第一次級側(cè)端子SI。另外，在閉合狀態(tài)下，第二開關(guān)SW2可將第二參考電位端子119b連接到次級側(cè)端子S2。在本申請中，開關(guān)的閉合狀態(tài)是指在開關(guān)的兩個(gè)端子之間存在低歐姆連接的狀態(tài)；開關(guān)的斷開狀態(tài)是在所述開關(guān)的兩個(gè)端子之間存在高歐姆連接的狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，這兩個(gè)開關(guān)SWl、SW2被互補(bǔ)地控制，從而第一開關(guān)SWl在第二開關(guān)SW2斷開時(shí)閉合，并且第一開關(guān)SWl在第二開關(guān)SW2閉合時(shí)斷開。在圖Ia中示出的示例中，在高頻開關(guān)組件100的第一開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)SWl閉合且第二開關(guān)SW2斷開，在高頻開關(guān)組件100的第二開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)SWl斷開且第二開關(guān)SW2閉合。換句話說，第一開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2彼此互補(bǔ)地被控制，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)SWl導(dǎo)電而第二開關(guān)SW2不導(dǎo)電，并且從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二開關(guān)SW2導(dǎo)電而第一開關(guān)SWl不導(dǎo)電。根據(jù)一些實(shí)施例，發(fā)送器構(gòu)件101可被實(shí)現(xiàn)為變壓器，其中，初級側(cè)103形成變壓 器的初級繞組，以及次級側(cè)105形成變壓器的次級繞組。在下面，圖Ia中示出的電路的功能被簡要概括。開關(guān)組件100的基本布置包括變壓器101,發(fā)送器輸出信號(HF輸入信號107)被饋送到所述變壓器101的初級側(cè)。在圖Ia中，初級側(cè)103是單相(所謂的“單端”，例如參考電位相關(guān))發(fā)送器輸出信號被饋送到其中的簡單線圈。在次級側(cè)105上獲得的發(fā)送器輸出信號11 la、11 Ib還作為關(guān)于連接到高頻接地節(jié)點(diǎn)117的接地的單相(“單端”)信號存在。因此，在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一發(fā)送器輸出信號Illa圍繞第一參考電位Vrefl振蕩，并且在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二發(fā)送器輸出信號Illb圍繞第二參考電位Vref2振蕩。另外，發(fā)送器構(gòu)件101或變壓器101還可具有初級繞組，所述初級繞組是具有中心抽頭的線圈或包括一個(gè)中心抽頭，差分發(fā)送器輸出信號被饋送至所述初級繞組的外部(端部)端子中(如以下將關(guān)于圖Ib示出的)。次級側(cè)105或次級繞組105的兩個(gè)端部S1、S2均被連接到(高頻開關(guān)組件100的)芯片的輸出，并形成所述組件的兩個(gè)開關(guān)高頻輸出113a、113b (也被稱為Outl和0ut2)。另外，所述組件包括(例如，與高頻開關(guān)組件100—起集成在芯片上的)可交替斷開和閉合的兩個(gè)內(nèi)部開關(guān)SW1、SW2。當(dāng)開關(guān)SWl閉合時(shí)，處于閉合狀態(tài)的次級繞組105的一個(gè)端部SI被鉗位到第一參考電位Vref I，而隨后(依據(jù)變壓器101的傳輸比率)發(fā)送器信號107在輸出Outl可用。當(dāng)開關(guān)SW2閉合(且開關(guān)SWl斷開)時(shí)比率反過來，線圈端部S2被鉗位到參考電壓Vref2，并且(依據(jù)變壓器101的傳輸比率)發(fā)送器信號可在輸出0ut2處被抽出。開關(guān)SW1、SW2可例如被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)晶體管開關(guān)、傳輸門或繼電器。開關(guān)SW1、SW2的控制端子可按照互補(bǔ)的方式被控制或者可被實(shí)現(xiàn)為相互互補(bǔ)。為了使施加到輸出端子113a、113b的HF輸出信號115a、115b對應(yīng)于HF輸入信號107，發(fā)送器構(gòu)件101或變壓器101的傳輸比率可被選擇為I : I。然而，根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，選擇不同的傳輸比率也是可能的。在連接在Vrefl或Vref2與接地之間的兩個(gè)電容Cl和C2的幫助下，高頻信號電流被給予從連接到兩個(gè)輸出的信號宿起的低歐姆返回路徑，這是因?yàn)檫@些宿通常也使用接地作為參考電位。接地節(jié)點(diǎn)或接地端子117可被實(shí)現(xiàn)為第三芯片端子(除了輸出端子113a、113b的芯片端子以外)。根據(jù)實(shí)施例，參考電位Vrefl、Vref2可被選擇為是等同的。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，第一參考電位Vrefl可被選擇為與接地電位等同，并且第二參考電位Vref2可被選擇為與例如在初級側(cè)103的第二初級側(cè)端部端子121b處所提供的供電電壓相等。在這種情況下，第一參考電位端子119a可被省略，并且第一開關(guān)SWl可被直接連接在第一次級側(cè)端子SI與接地端子117之間。圖Ib不出根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例的聞?lì)l開關(guān)組件100’的等效圖。聞?lì)l開關(guān)組件100’與高頻開關(guān)組件100的區(qū)別之處在于HF開關(guān)組件101’的發(fā)送器構(gòu)件101’被實(shí)現(xiàn)為接收差分發(fā)送器輸出信號或差分HF輸入信號。因此，發(fā)送器構(gòu)件101’包括具有第一初級側(cè)端部端子121a和第二初級側(cè)端部端子121b以及中心抽頭端子121c的初級側(cè)103’。差分HF輸入信號的第一信號部分107a可被施加到第一初級側(cè)端部端子121a。差分HF輸入信號的第二信號部分107b可被施加到第二初級側(cè)端部端子121b。在中心抽頭121c處提供參考電位(例如第一參考電位Vrefl或第二參考電位Vref 2或另外的參考電位或供電電壓或接地)。在圖Ib中示出的示例中，僅僅示例性地，供電電壓被施加到中心抽頭121c。
在其他方面，圖Ib中示出的高頻開關(guān)組件100’的功能與圖Ia中示出的高頻開關(guān)組件100沒有不同，S卩，同樣在高頻開關(guān)組件100’中，在次級側(cè)端子SI、S2處第一發(fā)送器輸出信號Illa作為單相(“單端”)信號被接收，或者第二發(fā)送器輸出信號Illb作為單相(“單端”)信號被接收，這取決于開關(guān)狀態(tài)。因此，在下文中，將不再次解釋圖Ib中示出的高頻開關(guān)組件100’的功能。圖2a不出根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例的聞?lì)l開關(guān)組件200的等效圖。圖2a中不出的聞?lì)l開關(guān)組件200示出在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝中圖Ia中示出的高頻開關(guān)組件100’的可能實(shí)施方式。因此，第一開關(guān)SWl借助于第一開關(guān)晶體管MNl來實(shí)現(xiàn)。第二開關(guān)SW2借助于第二開關(guān)晶體管MPl來實(shí)現(xiàn)。第一參考電位Vrefl本身形成接地，因此隔直流電容或隔直流電容器Cl可被省略。在圖2a中示出的示例中，第一開關(guān)晶體管麗I是NMOS晶體管且第二開關(guān)晶體管MPl是PMOS晶體管。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，第一開關(guān)晶體管和第二開關(guān)晶體管還可以是不同類型的晶體管，例如，雙極型晶體管類型的。在下面，晶體管的源端子可以是例如晶體管的源極端子或射極端子，宿端子可以是例如晶體管的漏極端子或集電極端子，以及控制端子可以是例如晶體管的柵極端子或基極端子。開關(guān)晶體管的可開關(guān)路徑可例如形成開關(guān)晶體管的漏極源極路徑或開關(guān)晶體管的射極集電極路徑。于是，主晶體管電流通常從源端子流到宿端子，反之亦然。在本申請中，晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)是指在晶體管的源端子與宿端子之間存在低歐姆連接的狀態(tài)，晶體管的關(guān)斷狀態(tài)是指在晶體管的源端子與宿端子之間存在高歐姆連接的狀態(tài)。為了清楚性的原因，并不是圖Ib中示出的所有參考標(biāo)號都被傳遞至圖2a。如已經(jīng)解釋的，第一參考電位Vrefl本身形成接地，即，第一參考電位端子119a等于之前的接地端子117。第一開關(guān)晶體管MNl的可開關(guān)路徑230連接在發(fā)送器構(gòu)件101’的次級側(cè)105的第一次級側(cè)端子SI與第一參考電位端子119a之間，并且第二開關(guān)晶體管MPl的可開關(guān)路徑232連接在發(fā)送器構(gòu)件101’的次級側(cè)105的第二次級側(cè)端子S2與第二參考電位端子119b之間。
第一開關(guān)晶體管麗I的控制端子234被耦合至第二開關(guān)晶體管MPl的控制端子236 (例如，直接連接)。由于將兩個(gè)開關(guān)晶體管麗1、MP1互補(bǔ)地選擇為NMOS晶體管和PMOS晶體管，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)一個(gè)開關(guān)晶體管是不導(dǎo)電時(shí)另一開關(guān)晶體管是導(dǎo)電的(像反相器實(shí)現(xiàn))。高頻開關(guān)組件200包括參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238，所述參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238被實(shí)現(xiàn)為依據(jù)高頻開關(guān)組件200的開關(guān)狀態(tài)在控制端子234、236處提供第三參考電位Vref 3或第一參考電位Vrefl (例如，接地)。在第一開關(guān)狀態(tài)下，參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238在控制端子235、236處提供第三參考電位Vref3。第三參考電位Vref3的大小可以例如被選擇為等于或高于第二參考電位Vref2的大小。第三參考電位Vref3的符號可被選擇為等于第二參考電位Vref2的符號。另外，第三參考電位Vref3可以是供電電壓。在第二開關(guān)狀態(tài)下，參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238在開關(guān)晶體管230、232的控制端子234、236處提供第一參考電位Vrefl (即，例如，接地)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，可將其他電位而不是接地和供電電壓施加到參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238。這里，重要的僅是不同的邏輯電平(諸如接地和供電電壓)被施加到參考電位轉(zhuǎn) 換開關(guān)238的兩個(gè)輸入端子。假設(shè)第三參考電位Vref3高于第一參考電位Vrefl (比第一參考電位更正)且那么，在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)晶體管MNl處于其導(dǎo)電狀態(tài)以在第一次級側(cè)端子SI處提供第一參考電位Vrefl，并且在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二開關(guān)晶體管MPl導(dǎo)電以在第二次級側(cè)端子S2處提供第二參考電位Vref2。為了輸出高頻信號(第一輸出端子113a(Outl)處的第一HF輸出信號115a),在該組件中，第一開關(guān)晶體管麗I可被切換成是特別低歐姆的，因?yàn)槿坎僮麟妷嚎杀挥米骶w管的柵極源極電壓VgsN (當(dāng)?shù)诙⒖茧娢籚ref2被選擇為等于第三參考電位Vref3，源端子或源極被連接至接地時(shí)，柵極或控制端子234被連接至足夠高的正電壓，例如被連接至第二參考電位Vref2)。由于低正向電阻(沿第一開關(guān)晶體管MNl的可開關(guān)路徑230)，開關(guān)(或開關(guān)晶體管)MNl確實(shí)僅僅非常小地影響或者完全不影響信號或返回電流，并且所述組件使得高頻信號僅僅非常小地失真或者完全沒有失真。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)晶體管MNl導(dǎo)電(即，處于第一開關(guān)狀態(tài))時(shí)，第二開關(guān)SW2將是盡可能的高歐姆的。這是通過由第二開關(guān)晶體管(PM0S晶體管)MP1實(shí)現(xiàn)第二開關(guān)SW2而獲得的，所述第二開關(guān)晶體管MPl的源端子被連接到正的、高的第二參考電位Vref2。為了讓第二開關(guān)晶體管MPl處于不導(dǎo)電狀態(tài)，它的控制端子236 (或其柵極)在該狀態(tài)下也被提供盡可能高的電壓(第三參考電位Vref3)。當(dāng)?shù)诙⒖茧娢籚ref2足夠高時(shí)，第一輸出端子113a處或第二次級側(cè)端子S2處的信號(即使處于其頂點(diǎn))不能(通過交換第二開關(guān)晶體管MPl的宿端子和源端子)將第二開關(guān)晶體管MPl帶入反向?qū)щ姞顟B(tài)。因此，信號未被切斷并且在第一輸出端子113a(0utl)處是完全可用的。在一些實(shí)施例中，第三參考電位Vref3可被選擇為等于第二參考電位Vref2。在這些實(shí)施例中，第二參考電位Vref2可被選擇為使得第一發(fā)送器輸出信號Illa的幅度高于第二參考電位Vref2與第一參考電位Vrefl之間的電位差，至多高第二開關(guān)晶體管MPl的晶體管閾值電壓Uth的大小?；蛘咄ǔ＃诘谌齾⒖茧娢籚ref3被選擇為等于第二參考電位Vref2的情況下，第一參考電位Vrefl和第二參考電位Vref2可被選擇為使得第一發(fā)送器輸出信號Illa或第二發(fā)送器輸出信號Illb的最大幅度高于第一參考電位Vrefl與第二參考電位Vref2之間的電位差,至多高開關(guān)晶體管麗1、MP1中的一個(gè)的閾值電壓Uth的值?？傊?，參考電位Vrefl、Vref2, Vref3被選擇為使得在HF開關(guān)組件200 (和參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238)的第一開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)晶體管MNl導(dǎo)電且第二開關(guān)晶體管MPl不導(dǎo)電，以及在HF開關(guān)組件200 (和參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238)的第二開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)晶體管麗I不導(dǎo)電且第二開關(guān)晶體管MPl導(dǎo)電。為了在第二輸出端子113b(0ut2)處輸出高頻信號(第二 HF輸出信號115b)，開關(guān)晶體管MP1、麗I的控制端子234、236被連接到接地(連接到第一參考電位Vrefl)。因此，第一開關(guān)晶體管麗I接收柵極源極電壓VgsN = O并且不導(dǎo)電，而第二開關(guān)晶體管MPl接收具有非常高的大小的柵極源極電壓VgsP，因?yàn)槠湓炊俗尤匀槐贿B接到第二參考電位Vref20到第二參考電位Vref2的信號路徑(可開關(guān)路徑323)對應(yīng)地是非常低歐姆的。當(dāng)Vref2足夠高時(shí)，甚至信號的最深的下頂點(diǎn)也不能將第一開關(guān)晶體管麗I帶至反向?qū)щ姞顟B(tài)(其中，宿端子和源端子交換)。于是，信號失真也將不會(huì)發(fā)生。
·
當(dāng)?shù)谝惠敵龆俗?13a(Outl)被使用時(shí)，即，在高頻開關(guān)組件200的第一開關(guān)狀態(tài)下，電容C2或隔直流電容器C2形成短路以使得信號電流接地?？傊?，圖2a中示出的高頻開關(guān)組件200的開關(guān)組件包括充當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)FWl的第一開關(guān)晶體管MNl和充當(dāng)?shù)诙_關(guān)SW2的第二開關(guān)晶體管MP1。另外，所述開關(guān)組件包括用于控制兩個(gè)開關(guān)晶體管MPUNl的參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238。盡管在圖2a示出的實(shí)施例中，發(fā)送器構(gòu)件101’或變壓器101’被使用，即高頻開關(guān)組件200被實(shí)現(xiàn)為接收差分輸入信號，但是該發(fā)送器構(gòu)件100’還可被發(fā)送器構(gòu)件101代替，從而高頻開關(guān)組件200被實(shí)現(xiàn)為接收單相(例如，供電電壓相關(guān)的或與接地相關(guān)的“單端”)輸入信號。在等效示圖中，圖2b示出在CMOS工藝(CMOS =互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)中作為圖2a中不出的聞?lì)l開關(guān)組件200的可能實(shí)施方式的聞?lì)l開關(guān)組件200’。在圖2a中不出的高頻開關(guān)組件200’中，第二參考電位Vref2或第二參考電壓Vref2和發(fā)送器構(gòu)件101’或變壓器100’的初級側(cè)103的中心抽頭121c被連接到VDD (操作電壓)。另外，圖2a中示出的參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)238由反相器INV來實(shí)現(xiàn)，所述反相器INV借助于控制電壓Vcontrol被控制。僅僅示例性地，兩個(gè)輸出113a、113b被DC耦合，S卩，未包括耦合電容器C3、C4。另夕卜，第一輸出端子113a被直接連接到發(fā)送器構(gòu)件101’或變壓器101’的次級側(cè)105的第二次級側(cè)端子S 2。第二輸出端子113b被直接連接到發(fā)送器構(gòu)件101，或變壓器101’的初級側(cè)105的第二次級側(cè)端子。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，輸出端子113a、113b還可經(jīng)由耦合電容器C3、C4被耦合至次級側(cè)端子SI、S2。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，輸出端子113a、113b還可按照可開關(guān)的方式被直接連接到次級側(cè)端子SI、S2，或者借助于耦合電容器C3、C4被耦合至次級側(cè)端子SI、S2。如已經(jīng)提到的，輸出端子113a、113b可形成芯片端子，在所述芯片端子處例如可連接外部信號部件(諸如用于不同通信頻帶的傳輸路徑)。另外，第一參考電位端子119a(接地端子)可形成高頻開關(guān)組件200’的另外的芯片端子?？傊?，圖2b中示出的高頻開關(guān)組件200’示出借助于反相器INV對開關(guān)晶體管MNUMPl的控制端子234、236進(jìn)行控制，反相器INV的輸出被耦合(例如，直接連接)到控制端子234、236。反相器INV被實(shí)現(xiàn)為依據(jù)施加到其輸入之一的控制信號，在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)將第一參考電位(接地)或第二參考電位(VDD)提供給開關(guān)晶體管M1、MP1的控制輸入234、236。例如，反相器INV的輸入處的邏輯“I” (VDD電位)具有以下效果第一參考電位Vrefl (接地)被提供在開關(guān)晶體管麗I、MPl的控制端子234、236處，從而高頻開關(guān)組件200’處于其第二開關(guān)狀態(tài)。反相器INV的輸入處的邏輯“O”(例如，接地電位)具有以下效果第二參考電位Vref2 (VDD)被提供在開關(guān)晶體管MNl、MPl的控制輸入234、236處，并且高頻開關(guān)組件200’切換至第一開關(guān)狀態(tài)。通過結(jié)合兩個(gè)互補(bǔ)晶體管麗I、MPl使用反相器INV，可獲得兩個(gè)晶體管麗I、MPl中總有一個(gè)是不導(dǎo)電的，而另一個(gè)晶體管是導(dǎo)電的。因此，為了提供用于控制這兩個(gè)例如相互不同的晶體管的兩個(gè)控制信號不需要昂貴的同步。圖3示出通過可開關(guān)阻抗Zl、Z2對圖2b中示出的高頻開關(guān)組件200’的可能擴(kuò) 展。第一(例如，復(fù))阻抗Zl借助于開關(guān)SW3連接在第一次級側(cè)端子SI與第二參考電位端子11%之間。第二(復(fù))阻抗Z2借助于開關(guān)SW4連接在第二次級側(cè)端子S2與第一參考電位端子119a之間。第一阻抗Zl用于當(dāng)在第一次級側(cè)端子SI處提供第二發(fā)送器輸出信號Illb時(shí)，即當(dāng)?shù)诙_關(guān)晶體管MPl導(dǎo)電且第一開關(guān)晶體管Ml不導(dǎo)電時(shí)，將第一次級側(cè)端子SI的阻抗適配到例如(連接到第二 HF輸出端子113b的)外部級。因此，在第二開關(guān)晶體管MPl被置于其導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)開關(guān)SW3也被置于其導(dǎo)電狀態(tài)，并在第二開關(guān)晶體管MPl被置于其不導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)開關(guān)SW3也被置于其不導(dǎo)電狀態(tài)。第二阻抗Z2用于當(dāng)在第二次級側(cè)端子S2處提供第一發(fā)送器輸出信號Illa時(shí)，即當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)晶體管MNl導(dǎo)電且第二開關(guān)晶體管MPl不導(dǎo)電時(shí)，將第二次級側(cè)端子S2的阻抗適配到例如(連接到第二 HF輸出端子113b的)外部級。因此，在第一開關(guān)晶體管麗I被置于其導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)開關(guān)SW4也被置于其導(dǎo)電狀態(tài),并在第一開關(guān)晶體管MNl被置于其不導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)開關(guān)SW4也被置于其不導(dǎo)電狀態(tài)。阻抗Zl、Z2可依據(jù)被連接到或?qū)⒈贿B接到HF輸出端子113a、113b的級而選擇。開關(guān)SW3、SW4可以例如用一個(gè)或若干個(gè)晶體管來實(shí)現(xiàn)。另外，開關(guān)SW3、SW4可由反相器238與開關(guān)晶體管麗I、MPl —起來控制。另外，可開關(guān)阻抗Z1、Z2還可被施加到高頻開關(guān)組件100、100’、200。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)送器構(gòu)件和開關(guān)組件兩者可按照集成的方式被布置在共同的半導(dǎo)體基板上。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)送器400的框圖。發(fā)送器400被耦合至第一外部HF路徑402a和第二外部HF路徑402b。在此情況中，外部表示這兩個(gè)HF路徑402a、402b沒有與發(fā)送器400 —起被集成在半導(dǎo)體基板上。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，HF路徑402a、402b也可與發(fā)送器400 —起被集成在共同的HF芯片上。發(fā)送器400被實(shí)現(xiàn)為提供針對多個(gè)通信頻帶的發(fā)送信號(例如，HF輸入信號107)。因此，第一 HF路徑402a被分配給第一通信頻帶、以及第二 HF路徑402b被分配給第二通信頻帶。發(fā)送器400包括發(fā)送信號提供器404 (也被稱為集成發(fā)送路徑404)，所述發(fā)送信號提供器404被耦合至高頻開關(guān)組件100，以將發(fā)送信號作為HF輸入信號107提供給高頻開關(guān)組件100，并依據(jù)其中將發(fā)送所述發(fā)送信號的通信頻帶選擇HF開關(guān)組件100的開關(guān)狀態(tài)。在圖4中示出的示例中，高頻開關(guān)組件100被示出為發(fā)送器400的部件。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，根據(jù)實(shí)施例的另一 HF開關(guān)組件可被用在發(fā)送器400中(例如，HF開關(guān)組件100’、200、200’中的一個(gè))。因此，發(fā)送信號提供器404可在高頻開關(guān)組件中提供作為單相信號(所謂的單端信號)并且還作為差分信號的HF輸入信號107。高頻開關(guān)組件100的第一輸出端子113a可被耦合(例如，直接連接)到其上集成有發(fā)送器400的芯片或發(fā)送器400的第一焊盤406a。另外，第二輸出端子213b可被耦合(例如，直接連接)到其上集成有發(fā)送器400的HF芯片或發(fā)送器400的第二焊盤406b ο因此，例如，在高頻開關(guān)組件100的第一開關(guān)狀態(tài)下，發(fā)送信號可經(jīng)由第一焊盤406a離開發(fā)送器400，并可在外部HF路徑402a中被進(jìn)一步處理。在高頻開關(guān)組件100的第二開關(guān)狀態(tài)下，發(fā)送信號可經(jīng)由第二焊盤406b離開發(fā)送器400，并可由第二外部HF路徑402b進(jìn)一步處理。
例如，如果使用高頻開關(guān)組件200’而不是高頻開關(guān)組件100，則發(fā)送信號提供器404可產(chǎn)生控制信號Vcontrol以用于確定HF開關(guān)組件200’的開關(guān)狀態(tài)以及因而確定發(fā)送信號107的信號路徑。圖4示出在發(fā)送器側(cè)使用集成的信號開關(guān)的構(gòu)思，其中，芯片制造商集成較少量的通用發(fā)送器電路(例如，較少量的發(fā)送信號提供器404)，所述通用發(fā)送器電路的信號輸出不能被直接地分別連接到一個(gè)芯片管腳或芯片焊盤，而是經(jīng)由同樣集成的高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)100被連接到兩個(gè)或更多個(gè)芯片管腳或若干個(gè)芯片焊盤406a、406b。因此，實(shí)施例描述了一種在高頻芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)集成開關(guān)的構(gòu)思，所述集成開關(guān)用于在兩個(gè)高頻輸出(輸出端子113a、113b)中選擇的一個(gè)處提供發(fā)送器輸出信號。圖5示出根據(jù)實(shí)施例的方法500的流程圖。方法500包括將HF輸入信號施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的步驟501，所述發(fā)送器構(gòu)件被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加到其初級側(cè)的HF輸入信號發(fā)送到其次級側(cè)。另外，方法500包括步驟502 :將第一參考電位施加到發(fā)送器構(gòu)件的次級側(cè)的第一次級側(cè)端子，從而第一發(fā)送器輸出信號可在發(fā)送器構(gòu)件的次級側(cè)的第二次級側(cè)端子處被抽出，第一發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號。另外，該方法包括步驟503 :將第二參考電位施加到第二次級側(cè)端子，從而第二發(fā)送器輸出信號可在第一次級側(cè)端子處被抽出，第二發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號。方法500可例如借助于高頻開關(guān)組件100、100’、200、200’之一執(zhí)行。步驟501、502、503可依次被執(zhí)行。在下面，將總結(jié)本發(fā)明的實(shí)施例的若干方面。HF輸入信號107以及HF輸出信號115a、115b和發(fā)送器輸出信號111a、111可具有例如 5MHz 至 20GHz、IOOMHz 至 IOGHz 或 700MHz 至 2. 7GHz 的頻率域。兩個(gè)參考電位Vrefl、Vref2可以處于例如小于或等于24V、13V、5V、3V的范圍中。參考電位Vrefl、Vref2可獨(dú)立于HF輸入信號107被選擇并可以例如(隨著時(shí)間的過去)是恒定的。
實(shí)施例提供了所謂的SPDT轉(zhuǎn)換開關(guān)(SH)T-單刀雙擲，一個(gè)輸入兩個(gè)輸出)。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于在正常半導(dǎo)體エ藝中實(shí)現(xiàn)集成開關(guān)的組件以用于借助于內(nèi)部發(fā)送器來控制兩個(gè)高頻信號輸出。這樣的開關(guān)可被布置為信號路徑中的分路開關(guān)，從而其端部之一被連接到參考電位(高頻接地)并且因此并不是所述開關(guān)的兩個(gè)端子都被施加高頻信號。因此，所述開關(guān)可被制成低歐姆和線性的，并且高頻信號較少受影響。實(shí)施例允許省略串聯(lián)開關(guān)，其中，高頻信號將被施加到所述串聯(lián)開關(guān)的兩個(gè)端子并且因此將導(dǎo)致由損耗和失真引起的較低性能。與一般不管怎樣都在發(fā)送器輸出處包括變壓器的標(biāo)準(zhǔn)組件相比，若干實(shí)施例僅需要很少的改變。與一般的發(fā)送組件相比，若干實(shí)施例僅付出了非常小的額外努力，實(shí)質(zhì)上，在ー些 實(shí)施例中，僅額外需要的輸出焊盤(例如，接地端子117)促成了額外的區(qū)域消耗。本發(fā)明的實(shí)施例可被應(yīng)用于HF發(fā)送器、HF接收器、HF收發(fā)器(諸如所謂的HF收發(fā)器芯片)中。實(shí)施例提供了一種用于集成發(fā)送器電路的信號輸出解復(fù)用器。進(jìn)ー步的實(shí)施例提供了一種便攜式移動(dòng)無線電裝置，所述便攜式移動(dòng)無線電裝置包括基帶處理器、天線、耦合至基帶處理器的調(diào)制器電路、以及根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的耦合至天線和調(diào)制器電路的高頻開關(guān)組件?；鶐幚砥骺杀粚?shí)現(xiàn)為例如將(數(shù)字)基帶信號提供給調(diào)制器電路。調(diào)制器電路可以例如被實(shí)現(xiàn)為接收基帶信號以基于接收的基帶信號獲得HF輸入信號(例如，基于基帶信號與HF載波信號的矢量調(diào)制或極化調(diào)制)，并將接收的HF輸入信號提供給高頻開關(guān)組件。天線可以例如被實(shí)現(xiàn)為(例如經(jīng)由空中接ロ)發(fā)送基于高頻開關(guān)組件的第一發(fā)送器輸出信號和/或第二發(fā)送器輸出信號的信號。這樣的用于(根據(jù)移動(dòng)無線電通信標(biāo)準(zhǔn)的)語音通信和/或數(shù)據(jù)通信的便攜式移動(dòng)無線電裝置可以例如與另外的便攜式移動(dòng)無線電裝置和/或移動(dòng)無線電基站一起實(shí)現(xiàn)。便攜式移動(dòng)無線電裝置可以例如是移動(dòng)便攜式裝置，諸如移動(dòng)電話(蜂窩電話)、所謂的智能電話、平板PC、寬帶調(diào)制解調(diào)器、筆記本或膝上型電腦以及路由器或PC。盡管在設(shè)備的上下文中已描述了若干方面，但顯而易見的是，這些方面還給出相應(yīng)方法的描述，從而設(shè)備的塊或裝置可還表示相應(yīng)方法步驟或方法步驟的特征。類似地，在方法步驟的上下文中或作為方法步驟描述的方面還給出相應(yīng)設(shè)備的相應(yīng)塊或細(xì)節(jié)或特征的描述。
權(quán)利要求
1.一種具有第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’)，包括 發(fā)送器構(gòu)件(101、101，)，其具有初級側(cè)(103、103’)和次級側(cè)(105)，所述次級側(cè)(105)具有第一次級側(cè)端子(SI)和第二次級側(cè)端子(S2)，其中，所述發(fā)送器構(gòu)件(101、101’ )被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加到其初級側(cè)(103、103’)的HF輸入信號(107、107a、107b)發(fā)送到其次級側(cè)(105);以及 開關(guān)組件(109)，其被實(shí)現(xiàn)為在所述第一開關(guān)狀態(tài)下將第一參考電位(Vrefl)施加到所述第一次級側(cè)端子(SI)，從而在所述第一開關(guān)狀態(tài)下，第一發(fā)送器輸出信號(Illa)可在所述第二次級側(cè)端子(S2)處被抽出，所述第一發(fā)送器輸出信號(Illa)基于施加到所述發(fā)送器構(gòu)件(101、101，)的初級側(cè)(103、103，)的HF輸入信號(107、107a、107b)，并且所述開關(guān)組件(109)被實(shí)現(xiàn)為在所述第二開關(guān)狀態(tài)下將第二參考電位(Vref2)施加到所述第二次級側(cè)端子(S2)，從而在所述第二開關(guān)狀態(tài)下，第二發(fā)送器輸出信號(Illb)可在所述第一次級側(cè)端子(SI)處被抽出，所述第二發(fā)送器輸出信號(Illb)基于施加到所述發(fā)送器構(gòu)件(101、101，)的初級側(cè)(103、103，)的 HF 輸入信號(107、107a、107b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)， 其中，第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)在時(shí)間上連續(xù)，從而在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)，或者第一發(fā)送器輸出信號(Illa)基于HF輸入信號(107、107a、107b),或者第二發(fā)送器輸出信號(Illb)基于HF輸入信號(107、107a、107b)。
3.高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)， 還包括第一輸出端子(113a)和第二輸出端子(115a)； 其中，第一輸出端子(113a)被耦合至第二次級側(cè)端子(S2)，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一 HF輸出信號(115a)可在第一輸出端子處被抽出，所述第一 HF輸出信號(115a)等于第一發(fā)送器輸出信號(Illa)或基于第一發(fā)送器輸出信號(Illa);以及 其中，第二輸出端子(113b)被耦合至第一次級側(cè)端子(SI)，從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二HF輸出信號(115b)可在第二輸出端子(113b)處被抽出，所述第二HF輸出信號(115b)等于第二發(fā)送器輸出信號(Illb)或基于第二發(fā)送器輸出信號(111b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)， 其中，第一輸出端子(113a)被耦合至開關(guān)組件(109)，從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第一輸出端子(113a)處的電位獨(dú)立于HF輸入信號(107、107a、107b);以及 其中，第二輸出端子(113b)被耦合至開關(guān)組件(109)，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第二輸出端子(113b)處的電位獨(dú)立于HF輸入信號(107、107a、107b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100’、200)，其中，第一輸出端子(113a)借助于耦合電容器(C4)被耦合至第二次級側(cè)端子(S2)，從而施加到第二次級側(cè)端子(S2)的信號被無DC地發(fā)送到第一輸出端子(113a);或者 其中，第二輸出端子(113b)借助于第二耦合電容器(C3)被耦合至第一次級側(cè)端子(SI)，從而施加到第一次級側(cè)端子(SI)的信號被無DC地發(fā)送到第二輸出端子(113b)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’)， 還包括至少一個(gè)隔直流電容器(C2、C3)，所述至少一個(gè)隔直流電容器(C2、C3)連接在其中提供參考電位(Vrefl、Vref2)之一的參考電位端子(I 19a、119b)與用于提供高頻接地節(jié)點(diǎn)的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200，)的接地端子(117)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’)， 其中，開關(guān)組件(109)包括第一開關(guān)(SWUNl)和第二開關(guān)(SW2、MP1);以及 其中，第一開關(guān)(SWUMNl)被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下將第一參考電位(Vrefl)施加到第一次級側(cè)端子(SI);以及 其中，第二開關(guān)(SW2、MP1)被實(shí)現(xiàn)為在第二開關(guān)狀態(tài)下將第二參考電位(Vref2)施加到第二次級側(cè)端子(S2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’)， 其中，第一開關(guān)(SWUMNl)和第二開關(guān)(SW2、MP1)被控制成使得在第一開關(guān)狀態(tài)下第一開關(guān)(SWUMNl)導(dǎo)電且第二開關(guān)(SW2、MP1)不導(dǎo)電，并且使得在第二開關(guān)狀態(tài)下第二開關(guān)(SW2、MP1)導(dǎo)電且第一開關(guān)(SWUNl)不導(dǎo)電。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)， 其中，第一開關(guān)(SW1、^1)被連接在第一次級側(cè)端子(SI)與其中提供第一參考電位(Vrefl)的第一參考電位端子(119a)之間，以在第一開關(guān)狀態(tài)下將第一次級側(cè)端子(SI)耦合至第一參考電位端子(119a);以及 其中，第二開關(guān)(SW2、MP1)被連接在第二次級側(cè)端子(S2)與其中提供第二參考電位(Vref2)的第二參考電位端子(119b)之間，以在第二開關(guān)狀態(tài)下將第二次級側(cè)端子(S2)耦合至第二參考電位端子(11%)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的高頻開關(guān)組件(200、200’)， 其中，第一開關(guān)(SWl)被實(shí)現(xiàn)為第一開關(guān)晶體管(MNl)，以及第二開關(guān)(SW2)被實(shí)現(xiàn)為第二開關(guān)晶體管(MPl)，以及 其中，開關(guān)晶體管(MNUMPl)的控制端子(234、236)被連接成使得當(dāng)?shù)诙_關(guān)晶體管(MPl)處于其不導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)第一開關(guān)晶體管(MNl)處于其導(dǎo)電狀態(tài)，反之亦然。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻開關(guān)組件(200、200’)， 其中，第一開關(guān)晶體管(MNl)是第一晶體管類型的，以及第二開關(guān)晶體管(MPl)是與第一晶體管類型互補(bǔ)的第二晶體管類型的。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11之一所述的高頻開關(guān)組件(200、200’)， 其中，第一開關(guān)(SW1、^1)的可開關(guān)路徑(130)被連接在其中提供第一參考電位(Vrefl)的第一參考電位端子(119a)與第一次級側(cè)端子(SI)之間，以及第二開關(guān)(SW2、MPl)的可開關(guān)路徑(232)被連接在其中提供第二參考電位(Vref2)的第二參考電位端子(11%)與第二次級側(cè)端子(S2)之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12之一所述的高頻開關(guān)組件(200、200’)， 其中，開關(guān)(SW1、MN1、SW2、MP1)的控制端子(234、236)被耦合至參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)(238 INV)，其中，參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)(238INV)被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下在開關(guān)(SW1、MN1、SW2、MP1)的控制端子(234、236)處提供第三參考電位(Vref3)或第二參考電位(Vref2)，以及在第二開關(guān)狀態(tài)下在開關(guān)(SW1、MNU Sff2, MPl)的控制端子(234、236)處提供第一參考電位(Vrefl),從而在第一開關(guān)狀態(tài)下,第一開關(guān)(SW1、MN1)處于其導(dǎo)電狀態(tài)以將第一參考電位(Vrefl)施加到第一次級側(cè)端子(SI)，并且從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二開關(guān)(SW2、MP1)處于其導(dǎo)電狀態(tài)以將第二參考電位(Vref2)施加到第二次級側(cè)端子(S2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高頻開關(guān)組件(200、200’)， 其中，第三參考電位(Vref3)的大小被選擇為高于或等于第二參考電位(Vref2)的大小。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高頻開關(guān)組件(200、200’)， 其中，參考電位轉(zhuǎn)換開關(guān)(238)包括反相器(INV)，反相器(INV)被實(shí)現(xiàn)為依據(jù)施加到其輸入的控制信號(Vcontrol)，在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)在開關(guān)(SWl、MNl、SW2、MPl)的控制輸入(234,236)處提供第一參考電位(Vrefl)或第二參考電位(Vref2)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)， 其中，發(fā)送器構(gòu)件(ioiuor)被實(shí)現(xiàn)為變壓器(101、101，)，其中，變壓器(101、101，)包括其初級側(cè)(103、103’ )的初級繞組以及其次級側(cè)(105)的次級繞組，其中，第一次級側(cè)端子(SI)形成次級繞組的第一端子，并且第二次級側(cè)端子(S2)形成次級繞組的次級端子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高頻開關(guān)組件(100)， 其中，初級繞組的第一初級側(cè)端部端子(121a)被耦合至高頻開關(guān)組件的輸入端子，或形成高頻開關(guān)組件的輸入端子，HF輸入信號(107)可被施加到所述高頻開關(guān)組件的輸入端子；以及 其中，初級繞組的第二初級側(cè)端部端子(121b)被耦合至參考電位端子(119a、119b)，第一或第二參考電位(Vrefl、Vref2)被施加到參考電位端子(119a、119b)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高頻開關(guān)組件(100，、200、200，)， 其中，高頻開關(guān)組件(100’、200、200’ )被實(shí)現(xiàn)為接收作為差分輸入信號(107a、107b)的HF輸入信號(107)； 其中，初級繞組的第一初級側(cè)端部端子(121a)被耦合至高頻開關(guān)組件的第一輸入端子或形成高頻開關(guān)組件的第一輸入端子，差分HF輸入信號(107a、107b)的第一信號部分(107a)可被施加到所述高頻開關(guān)組件的第一輸入端子； 其中，初級繞組的第二端部端子(121b)被耦合至高頻開關(guān)組件的第二輸入端子或形成高頻開關(guān)組件的第二輸入端子，差分HF輸入信號(107a、107b)的第二信號部分(107b)可被施加到所述高頻開關(guān)組件的第二輸入端子；以及 其中，初級繞組包括耦合至參考電位端子(119a、119b)的中心抽頭(121c)，第一參考電位(Vrefl)或第二參考電位(Vref2)被施加到所述中心抽頭(121c)。
19.根據(jù)權(quán)利要求I至18之一所述的高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)， 其中，發(fā)送器構(gòu)件(lOlUOr )和開關(guān)組件(109、SW1、SW2、MN1、MP1、INV、238)按照集成的方式被布置在共同的半導(dǎo)體基板上。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至19之一所述的高頻開關(guān)組件， 還包括第一可開關(guān)阻抗(Zl)和第二可開關(guān)阻抗(Z2);以及 其中，高頻開關(guān)組件被實(shí)現(xiàn)為在第二開關(guān)狀態(tài)下將第一可開關(guān)阻抗(Zl)耦合至第一次級側(cè)端子(SI)，并在第一開關(guān)狀態(tài)下將第二可開關(guān)阻抗(Z2)耦合至第二次級側(cè)端子(S2)。
21.一種具有第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)的高頻開關(guān)組件(I00、100'200、200’)，包括 第一輸入端子(121a),用于接收HF輸入信號(107)；第一輸出端子(113a),用于提供第一 HF輸出信號(115a)； 第二輸出端子(113b),用于提供第二 HF輸出信號(115b)； 變壓器(lOlUOr )，其具有初級繞組(103、103，)和次級繞組(105)； 第一開關(guān)(SffUMNl)和第二開關(guān)(Sff2,MPl)； 其中，第一輸入端子(121a)被耦合至變壓器(101、101’ )的初級繞組(103、103’ )；其中，第二高頻輸出端子(113b)被耦合至次級繞組(105)的第一次級側(cè)端子(SI)；其中，第一高頻輸出端子(113a)被耦合至次級繞組(105)的第二次級側(cè)端子(S2)；其中，第一開關(guān)(SWUMNl)被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下在次級繞組(105)的第一次級側(cè)端子(SI)處提供第一參考電位(Vrefl)，以及第二開關(guān)(SW2、MP1)被實(shí)現(xiàn)為在第二開關(guān)狀態(tài)下在次級繞組(105)的第二次級側(cè)端子(S2)處提供第二參考電位(Vref2)，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一 HF輸出信號(115a)基于HF輸入信號(107、107a、107b),并且從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二 HF輸出信號(115b)基于HF輸入信號(107、107a、107b)。
22.—種具有第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)的高頻開關(guān)組件(200’)，包括 變壓器(lOlUOr )，其具有初級繞組(103、103’ )和次級繞組(105)，次級繞組(105)具有第一次級側(cè)端子(SI)和第二次級側(cè)端子(S2)，其中，變壓器(101、101’ )被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加到其初級繞組(103、103’)的HF輸入信號(107、107a、107b)發(fā)送到其次級繞組(105);以及 開關(guān)組件(109)，其具有第一開關(guān)晶體管(MNl)、第二開關(guān)晶體管(MPl)和反相器(INV)； 其中，第一開關(guān)晶體管(MNl)是第一晶體管類型的，以及第二開關(guān)晶體管(MPl)是與第一晶體管類型互補(bǔ)的第二晶體管類型的，以及開關(guān)晶體管(MNUMPl)的控制端子(234、236)彼此耦合，從而當(dāng)?shù)诙_關(guān)晶體管(MPl)處于其不導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，第一開關(guān)晶體管(MNl)處于其導(dǎo)電狀態(tài)； 其中，第一開關(guān)晶體管(MNl)的可開關(guān)路徑(230)被連接在其中提供第一參考電位(Vrefl)的第一參考電位端子(119a)與第一次級側(cè)端子(SI)之間，從而第一開關(guān)晶體管(MNl)在其導(dǎo)電狀態(tài)下在第一次級側(cè)端子(SI)處提供第一參考電位(Vrefl)； 其中，第二開關(guān)晶體管(MPl)的可開關(guān)路徑(232)被連接在其中提供第二參考電位(Vref2)的第二參考電位端子(119b)與第一次級側(cè)端子(SI)之間，從而第二開關(guān)晶體管(MPl)在其導(dǎo)電狀態(tài)下在第二次級側(cè)端子(S2)處提供第二參考電位(Vref2)； 其中，開關(guān)晶體管(MNUMPl)的控制端子(234、236)與反相器(INV)的輸出耦合，其中，反相器(INV)被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下在開關(guān)晶體管(MNUMPl)的控制端子(234、236)處提供第二參考電位(Vref2)，并在第二開關(guān)狀態(tài)下在開關(guān)晶體管(SWl、麗I、Sff2,MPl)的控制端子(234、236)處提供第一參考電位(Vref I)，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一開關(guān)晶體管(SMNl)處于其導(dǎo)電狀態(tài)并在第一次級側(cè)端子(SI)處提供第一參考電位(Vrefl)，并且第一發(fā)送器輸出信號(Illb)可在第二次級側(cè)端子(S2)處被抽出，所述第一發(fā)送器輸出信號(Illb)基于施加到初級繞組(103、103，)的HF輸入信號(107、107a、107b)，并且從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二開關(guān)晶體管(MPl)處于其導(dǎo)電狀態(tài)并在第二次級側(cè)端子(S2)處提供第二參考電位(Vref2)，并且第一發(fā)送器輸出信號(Illa)可在第一次級側(cè)端子(SI)處被抽出，所述第一發(fā)送器輸出信號(Illa)基于施加到初級繞組(103、103’)的HF輸入信號(107、107a、107b);以及 其中，高頻開關(guān)組件(200’ )還包括至少一個(gè)隔直流電容器(C2、C3)，所述至少一個(gè)隔直流電容器(C2、C3)連接在其中提供參考電位(Vrefl、Vref2)之一的參考電位端子(119a、119b)之一與用于提供高頻接地節(jié)點(diǎn)的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’ )的接地端子(117)之間。
23.一種用于為多個(gè)通信頻帶提供發(fā)送信號的發(fā)送器(400)，包括 根據(jù)權(quán)利要求I至21之一的高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’);以及 發(fā)送器信號提供器(404)，其被耦合至高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’ )以將發(fā)送信號作為HF輸入信號(107、107a、107b)提供給高頻開關(guān)組件(100、100，、200、200，)，并依據(jù)來自所述多個(gè)通信頻帶中的其中將發(fā)送所述發(fā)送信號的通信頻帶，選擇高頻開關(guān)組件(100、100’、200、200’)的開關(guān)狀態(tài)。
24.—種方法,包括 將HF輸入信號施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)，所述發(fā)送器構(gòu)件被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加的HF輸入信號發(fā)送到其次級側(cè)(501)； 將第一參考電位施加到發(fā)送器構(gòu)件的次級側(cè)的第一次級側(cè)端子，從而第一發(fā)送器輸出信號可在發(fā)送器構(gòu)件的次級側(cè)的第二次級側(cè)端子處被抽出，所述第一發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號(502);以及 將第二參考電位施加到第二次級側(cè)端子，從而第二發(fā)送器輸出信號可在第一次級側(cè)端子處被抽出，第二發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號(503)。
25.包括根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)送器的移動(dòng)無線電裝置。
26.便攜式移動(dòng)無線電裝置，包括 基帶處理器； 調(diào)制器電路，其耦合至基帶處理器； 天線；以及 根據(jù)權(quán)利要求I至22之一的高頻開關(guān)組件，所述高頻開關(guān)組件耦合至調(diào)制器電路和天線. 其中，基帶處理器被實(shí)現(xiàn)為提供基帶信號； 其中，調(diào)制器電路被實(shí)現(xiàn)為接收基帶信號以基于接收的基帶信號獲得HF輸入信號，并將獲得的HF輸入信號提供給高頻開關(guān)組件；以及 其中，天線被實(shí)現(xiàn)為發(fā)送基于高頻開關(guān)組件的第一發(fā)送器輸出信號和/或第二發(fā)送器輸出信號的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及高頻開關(guān)組件、發(fā)送器和方法。一種具有第一開關(guān)狀態(tài)和第二開關(guān)狀態(tài)的高頻開關(guān)組件包括發(fā)送器構(gòu)件和開關(guān)組件。所述發(fā)送器構(gòu)件包括初級側(cè)和具有第一次級側(cè)端子和第二次級側(cè)端子的次級側(cè)，并被實(shí)現(xiàn)為借助于電感耦合將施加到其初級側(cè)的HF輸入信號發(fā)送到其次級側(cè)。所述開關(guān)組件被實(shí)現(xiàn)為在第一開關(guān)狀態(tài)下將第一參考電位施加到第一次級側(cè)端子，從而在第一開關(guān)狀態(tài)下，第一發(fā)送器輸出信號可在第二次級側(cè)端子處被抽出，第一發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號。此外，所述開關(guān)組件被實(shí)現(xiàn)為在第二開關(guān)狀態(tài)下將第二參考電位施加到第二次級側(cè)端子，從而在第二開關(guān)狀態(tài)下，第二發(fā)送器輸出信號可在第一次級側(cè)端子處被抽出，第二發(fā)送器輸出信號基于施加到發(fā)送器構(gòu)件的初級側(cè)的HF輸入信號。
文檔編號G05B19/04GK102707635SQ20121008162
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者J·莫雷拉, T·戈斯曼 申請人:英特爾移動(dòng)通信有限公司