文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.012
引用格式: 夏小輝,林福江. 一種高耐壓SPST天線調(diào)諧開關(guān)設(shè)計[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全,,2021,,40(5):68-73.
0 引言
隨著5G通信的迅速發(fā)展與應(yīng)用,,對傳輸數(shù)據(jù)速率的要求越來越高,,目前提升數(shù)據(jù)傳輸速率采用的主要技術(shù)有載波聚合(Carrier Aggregation,CA),、有源天線系統(tǒng)(Active Antenna Systems,,AAS)、多路輸入/輸出(Multiple Input Multiple Output,,MIMO)[1],。因為新一代智能手機(jī)中的天線數(shù)量不斷增加,以及智能手機(jī)追求更大屏占比的工藝設(shè)計趨勢,,所以這些天線需要安裝到更小的空間內(nèi),,天線數(shù)量的增加、尺寸的減小導(dǎo)致天線效率降低,,進(jìn)而影響發(fā)送和接收性能,、電池續(xù)航能力,甚至出現(xiàn)連接問題,。
為了有效解決這些矛盾,,智能手機(jī)中目前主要采用天線調(diào)諧[2-6]技術(shù)來提高多頻段信號傳輸?shù)奶炀€效率。通過在天線不同位置與地之間連接天線調(diào)諧器(包含開關(guān),、電容與電感等),,改變天線諧振頻率實現(xiàn)多頻段信號高效率傳輸。由于天線可能工作在失配的情況下,,此時天線上的電壓是正常工作時的數(shù)倍,,因此天線調(diào)諧開關(guān)設(shè)計必須考慮耐壓能力。一般可以通過選取GaAs等大功率器件解決這一問題,,但其成本較高,,且集成度較差。因此最近幾年射頻開關(guān)的設(shè)計多采用SOI CMOS工藝,,相比GaAs工藝,,其兼顧成本和性能[7-8]。
由于SOI CMOS工藝中,,單個晶體管電壓承受能力有限,,因此該工藝下的射頻開關(guān)在處理大功率信號時多采用堆疊結(jié)構(gòu)[9-10]。該結(jié)構(gòu)由于體端和柵端存在較大泄露電流,,導(dǎo)致電壓擺幅在堆疊結(jié)構(gòu)中各級晶體管的分布不均,,使得射頻開關(guān)支路總的電壓處理能力受到極大限制,。一般可以通過體端增加偏置大電阻,提供額外的偏置電壓等技術(shù)來削弱這一現(xiàn)象,,但這需要輸入獨立體端控制信號且效果有限,。
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作者信息:
夏小輝,林福江
(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院,,安徽 合肥230026)