一种基于PINESD管的射频开关ESD保护结构

本发明涉及射频集成电路，尤其涉及一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构。

背景技术：

1、射频收发开关通常连接着功率放大器、低噪声放大器和天线，作为新一代无线通信设备的关键元件，其具有广阔的应用前景，但也面临着前所未有的挑战。在低掷数收发开关中，基于gaas phemt技术实现的射频开关可提供非常低的插入损耗、良好的功率和线性度性能，同时占用较少的面积。然而，gaas phemt技术通常可靠性较低，esd保护能力较弱。

2、为了满足通信系统esd防护要求，gaas phemt射频开关必须添加esd保护结构。目前，在射频开关中广泛使用的一种esd保护结构是在射频端口和地之间串联堆叠的正反二极管。考虑到射频开关的射频端口需要承受的功率处理能力通常大于30dbm(1w)，而二极管的阈值电压只有0.7-0.8v，因此，在gaas phemt技术上采用堆叠的正反二极管esd保护结构这种现有技术的缺点在于，堆叠的二极管个数至少需要10个及以上，这将显著增加芯片的尺寸和成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了解决现有在gaas phemt射频开关采用堆叠的正反二极管esd保护结构，进而导致芯片尺寸大和成本高的技术问题，本发明提出一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，包括第一串联开关、第一并联开关、第二串联开关、第二并联开关、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一esd保护单元、第二esd保护单元、第三esd保护单元、第四esd保护单元和第五esd保护单元，其中：

2、所述第一esd保护单元包括第一pinesd管；

3、所述第一pinesd管的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一pinesd管的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一串联开关的第一端和所述第二串联开关的第一端相连；

4、所述第一串联开关的第二端、所述第一并联开关的第一端和所述第二电容的第一端相连；

5、所述第一并联开关的第二端与所述第四电容的第一端连接；

6、所述第二串联开关的第二端、所述第二并联开关的第一端和所述第三电容的第一端相连；

7、所述第二并联开关的第二端与所述第五电容的第一端连接；

8、所述第二电容还与所述第二esd保护单元连接，所述第三电容还与所述第三esd保护单元连接，所述第四电容还与所述第四esd保护单元连接，所述第五电容还与所述第五esd保护单元连接。

9、在一些实施例中，所述第二esd保护单元包括第二pinesd管，所述第三esd保护单元包括第三pinesd管，所述第四esd保护单元包括第四pinesd管，所述第五esd保护单元包括第五pinesd管，其中：

10、所述第二pinesd管的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第二pinesd管的第二端与所述第二电容的第二端连接；

11、所述第三pinesd管的第一端与所述第三电容的第一端连接，所述第三pinesd管的第二端与所述第三电容的第二端连接；

12、所述第四pinesd管的第一端与所述第四电容的第一端连接，所述第四pinesd管的第二端与所述第四电容的第二端连接；

13、所述第五pinesd管的第一端与所述第五电容的第一端连接，所述第五pinesd管的第二端与所述第五电容的第二端连接。

14、在一些实施例中，还包括：

15、所述第一电容的第二端还与ant端口连接；

16、所述第二电容的第二端还与tx端口连接；

17、所述第三电容的第二端还与rx端口连接；

18、所述第四电容的第二端接地，所述第五电容的第二端接地。

19、在一些实施例中，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容和所述第五电容均为隔直电容。

20、在一些实施例中，在发射模式下，所述第一串联开关和所述第二并联开关处于导通状态，所述第一并联开关和所述第二串联开关处于断开状态；在接收模式下，所述第一串联开关和所述第二并联开关处于断开状态，所述第一并联开关和所述第二串联开关处于导通状态。

21、在一些实施例中，所述第一串联开关、所述第一并联开关、所述第二串联开关和所述第二并联开关均为单个晶体管。

22、在一些实施例中，所述第一串联开关、所述第一并联开关、所述第二串联开关和所述第二并联开关均由多个晶体管堆叠组成。

23、基于上述方案，本发明提供了一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，通过改变esd的释放通路，解决了现有esd保护结构存在的尺寸大及引入端口失配等问题。相对于现有技术，本发明能够在实现相似的esd保护能力（hbm/mm等级相当）的同时，一方面不显著增加芯片尺寸，另一方面不引入额外的端口失配，能够实现低的插入损耗和高的功率处理能力，进而不影响发射端和接收端的射频性能。

技术特征：

1.一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于，包括第一串联开关、第一并联开关、第二串联开关、第二并联开关、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一esd保护单元、第二esd保护单元、第三esd保护单元、第四esd保护单元和第五esd保护单元，其中：

2.根据权利要求1所述一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于，所述第二esd保护单元包括第二pinesd管，所述第三esd保护单元包括第三pinesd管，所述第四esd保护单元包括第四pinesd管，所述第五esd保护单元包括第五pinesd管，其中：

3.根据权利要求1所述一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于：

4.根据权利要求1所述一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容和所述第五电容均为隔直电容。

5.根据权利要求1所述一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于：

6.根据权利要求1所述一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于，所述第一串联开关、所述第一并联开关、所述第二串联开关和所述第二并联开关均为单个晶体管。

7.根据权利要求1所述一种基于pinesd管的射频开关esd保护结构，其特征在于，所述第一串联开关、所述第一并联开关、所述第二串联开关和所述第二并联开关均由多个晶体管堆叠组成。

技术总结本发明公开了一种基于PINESD管的射频开关ESD保护结构，包括第一串联开关、第一并联开关、第二串联开关、第二并联开关、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一ESD保护单元、第二ESD保护单元、第三ESD保护单元、第四ESD保护单元和第五ESD保护单元。通过使用本发明，能够克服目前应用于GaAs pHEMT射频开关的ESD保护结构导致芯片尺寸大和成本高的技术问题。本发明可广泛应用于射频集成电路技术领域。技术研发人员：张志浩,蓝亮,柯诗慧,章国豪受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29