【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,不斷催生出各類新型收發(fā)系統(tǒng),與此同時對射頻(RF)系統(tǒng)或組件要求也越來越高,低成本、低功耗和高集成度是研究者不斷追求的目標(biāo),日漸成熟的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)則恰恰具備以上三種特點(diǎn)。射頻開關(guān)是收發(fā)系統(tǒng)中重要的組件之一,傳統(tǒng)高性能射頻開關(guān)芯片大多由PIN二極管和Ⅲ-Ⅴ族化合物工藝實(shí)現(xiàn),對使用CMOS工藝的研究相對較少,本篇論文對CMOS高性能單刀雙擲(SPDT)開關(guān)進(jìn)行了深入的研究。射頻開關(guān)的關(guān)鍵性能指標(biāo)是插入損耗、隔離度、線性度以及回波損耗,由于四個性能指標(biāo)之間存在一定程度上的相互制約,因此在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中需要對四個指標(biāo)綜合考慮。本文從射頻基本理論和開關(guān)原理開始,對插入損耗、隔離度、線性度和回波損耗進(jìn)行詳細(xì)的討論并提出優(yōu)化方法。最后在基本晶體管串并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,根據(jù)不同的應(yīng)用場景設(shè)計(jì)出兩款高性能CMOS射頻開關(guān):第一款采用對稱式電路結(jié)構(gòu),使用體懸浮技術(shù)并且對開關(guān)的三端口進(jìn)行阻抗匹配,以實(shí)現(xiàn)低插入損耗和高線性度的目的;第二款在對稱式結(jié)構(gòu)的其中一條支路上增加可變阻抗模塊,這種非對稱式結(jié)構(gòu)可以滿足開關(guān)在發(fā)射模式下對高功率處理容量的要求。本文設(shè)計(jì)的單刀雙擲開關(guān)通過仿真得到:第一款對稱式開關(guān)工作在5.4GHz時,插入損耗為1.2dB,隔離度為28dB,輸入1dB壓縮點(diǎn)為25dBm,回波損耗S11、S22分別為-26dB和-21 dB。第二款非對稱式開關(guān)工作在15GHz時,在發(fā)射模式下,插入損耗為1.9dB,隔離度為18dB,輸入1dB壓縮點(diǎn)為26dBm,回波損耗S11、S22分別為-21dB和-18dB;在接收模式下,插入損耗為1.4dB,隔離度為21dB,輸出1dB壓縮點(diǎn)為7.6dBm,回波損耗S11、S22分別為-28dB和-18dB。
【圖文】：

計(jì)的重要性不言而喻。逡逑因?yàn)椋危停希拥碾娮舆w移率要高于ＰＭＯＳ，因此在本次設(shè)計(jì)中所涉及到的晶逡逑體管均使用ＮＭＯＳ。如圖２．１是一個典型Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ的結(jié)構(gòu)示意圖，ＮＭＯＳ逡逑的襯底為Ｐ型襯底，帶有兩個重?fù)诫sＮ區(qū)形成源端和漏端。逡逑Ｓ邐Ｇ邋＼邋Ｄ逡逑１Ｌｃ？－邋＞｜邋｜邋ｚ逡逑Ｐ型襯底邐Ｉ＂＊邋Ｌｄｎｉｗｌ＿Ｊ邋＇＿邐Ｚ逡逑Ｂｏｄｙ逡逑圖２．１邋ＮＭＯＳ器件結(jié)構(gòu)逡逑當(dāng)柵極電壓ＶＧ逐漸X棿笫保�，绰柋ＶC牡咨系目昭ū弧案獻(xiàn)摺�，栽彊n佬緯棋義蝦木〔悖郟玻玻擼玻矗藎壞保鄭墻徊郊喲笫�，耗尽查旊衍O鎘牘杞緱嫻牡縭撇歡顯黽櫻義系鋇縭譜愎桓呤保繾喲釉炊肆魅肼┒�，绰柋遍摼曢W嗽亓髯恿鞫摹骯檔饋�，辶x嫌殖浦蔥筒恪４聳倍雜Φ模鄭淺浦般兄檔繆埂卞澹鄭裕齲惺痹謚譜鰨停希庸苠義鮮蓖ü蜆檔雷⑷朐又世錘謀洌鄭裕�。辶x霞虻チ私猓停希庸艿惱ぜ繆茍?jiān)ＭＯＳ故|刂蘋凈碇�，为了进一步稻捔x系鉸吹繆埂⒄ぜ繆褂氳緦髦淶墓叵擔(dān)梢源櫻停希庸艿模桑痔匭越刑教幀ｅ義先繽跡玻餐üǎ鄭洌蠓段淙氬煌繆怪擔(dān)鄭塹玫降囊蛔榍

本文編號：2672831