漏电补偿的高功率射频开关电路的制作方法

本申请涉及射频前端开关领域，特别涉及一种漏电补偿的高功率射频开关电路。

背景技术：

1、在无线通信系统中，射频开关起着十分重要的作用，可以实现信号的切换、天线的选择以及功率的调整等，通常用于无线通信、雷达、卫星通信以及5g网络等领域。随着第五代移动通信技术(5g)的快速发展，对射频开关提出了更高功率、更小尺寸、更高可靠性和更低成本的要求。当前市场主流的soi工艺的射频开关具有低阻抗和低电容特性并且可以在很宽的频率范围内工作，但是面临的首要挑战是在射频频率下的大电压耐受问题。在大信号输入的情况下，开关断开时将受到非常高的电压冲击，通常能达到60v甚至80v，这对射频链路中mos管的耐压有很高的要求，一般会通过堆叠管的设计来降低每个mos管分得的电压，但实际上堆叠的管子并不能将电压进行均分，在某些时刻mos源漏两端的电压可能达到源漏击穿电压，导致器件性能变差甚至损坏。

2、在相关技术中，可以通过设置合适的偏置电路可以改善这一问题，但是由于工艺的限制，栅极与源漏之间会产生交叠，当通道关断时栅极为负，如果漏端电压很大，交叠部分就会出现耗尽层从而产生由漏端流向体端的电流，也就是栅诱导漏极泄漏电流(gidl)。这些泄露电流流过电路中的偏置电阻时产生的压降会导致mos管的工作点发生改变，使开关的功率容量降低无法满足设计需求，随着器件逐渐小型化，这种现象越来越明显。

技术实现思路

1、本申请提供一种漏电补偿的高功率射频开关电路，解决泄露电流产生压降影响mos管工作性能的问题。所述漏电补偿的高功率射频开关电路，包括n个相互串联的mos管，其中的第一个mos管的输入端为射频输入，第n个mos管的输出端为射频输出；n个mos管的栅极端子共同接入栅极电压vg，体端子共同接入体端电压vb；

2、在串联mos管电路中，至少存在两个mos管之间接入漏电补偿回路；所述漏电补偿回路包括第一补偿支路和第二补偿支路；

3、所述第一补偿支路连接在第i个mos管的体端子和第j个mos管的源极之间，补偿第i个mos管射频信号正半周期的漏电流；第二补偿支路连接在第i个mos管的漏极和第j个mos管的体端子之间，补偿第j个mos管射频信号负半周期的漏电流。

4、具体的，所述第一补偿支路和第二补偿支路为单向导通支路，第一补偿支路的第一补偿电流ileak1从第i个mos管的体端子流向第j个mos管的源极，第二补偿支路的第二补偿电流ileak2从第j个mos管的体端子流向第i个mos管的漏极。

5、具体的，所述第一补偿支路包括若干相互级联的二极管d1和第一电阻r1，所有二极管d1的正极输入，经过第一电阻r1回流到第j个mos管所在的开关电路；所述第二补偿支路包括若干相互级联的二极管d2和第二电阻r2，d1的正极输入，经过第二电阻r2回流到第i个mos管所在的开关电路。

6、具体的，所述第一补偿支路包括若干相互级联的第一补偿mos管和第一电阻r1；所述第二补偿支路包括若干相互级联的第二补偿mos管和第二电阻r2；

7、所述第一补偿支路中所有第一补偿mos管的栅极连接源极输出，且第i个mos管的体端子连接第一补偿mos管的漏极；所述第二补偿支路中第二补偿mos管的栅极连接源极输出，且第j个mos管的体端子连接第二补偿mos管的漏极。

8、具体的，n个mos管的体端子分别接入有偏置电阻rx，所有偏置电阻rx形成并联结构，且共同接入体端电压vb。

9、具体的，n个mos管的源极和漏极之间并联有旁路电阻r。

10、具体的，n个mos管的栅极端子分别接入有偏置电阻r0，所有偏置电阻r0形成并联结构，共同接入栅极电压vg。

11、具体的，n个相互串联的mos管为nmos管。

12、具体的，所述第一补偿mos管和第二补偿mos管为nmos管。

13、具体的，当栅极电压vg为正电压时，开关电路导通；当栅极电压vg为负电压，且射频信号为正半周期时，第一补偿支路导通；当栅极电压vg为负电压，且射频信号为负半周期时，第二补偿支路导通。

14、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：在射频开关电路中加入的补偿电路可以让漏端/源端流入体端的漏电流流回漏端/源端，只有少部分流入体端偏置电阻，并且由于二极管的单向导电性能够阻止反方向流过的电流。在开关堆叠管中可以加入一个或多个补偿网络进行漏电流补偿，对芯片小型化和提高功率容量具有重要意义。

技术特征：

1.一种漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，包括n个相互串联的mos管，其中的第一个mos管的输入端为射频输入，第n个mos管的输出端为射频输出；n个mos管的栅极端子共同接入栅极电压vg，体端子共同接入体端电压vb；

2.根据权利要求1所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，所述第一补偿支路和第二补偿支路为单向导通支路，第一补偿支路的第一补偿电流ileak1从第i个mos管的体端子流向第j个mos管的源极，第二补偿支路的第二补偿电流ileak2从第j个mos管的体端子流向第i个mos管的漏极。

3.根据权利要求2所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，所述第一补偿支路包括若干相互级联的二极管d1和第一电阻r1，所有二极管d1的正极输入，经过第一电阻r1回流到第j个mos管所在的开关电路；所述第二补偿支路包括若干相互级联的二极管d2和第二电阻r2，d1的正极输入，经过第二电阻r2回流到第i个mos管所在的开关电路。

4.根据权利要求2所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，所述第一补偿支路包括若干相互级联的第一补偿mos管和第一电阻r1；所述第二补偿支路包括若干相互级联的第二补偿mos管和第二电阻r2；

5.根据权利要求2或4所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，n个mos管的体端子分别接入有偏置电阻rx，所有偏置电阻rx形成并联结构，且共同接入体端电压vb。

6.根据权利要求5所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，n个mos管的源极和漏极之间并联有旁路电阻r。

7.根据权利要求6所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，n个mos管的栅极端子分别接入有偏置电阻r0，所有偏置电阻r0形成并联结构，共同接入栅极电压vg。

8.根据权利要求1所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，n个相互串联的mos管为nmos管。

9.根据权利要求4所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，所述第一补偿mos管和第二补偿mos管为nmos管。

10.根据权利要求2或4所述的漏电补偿的高功率射频开关电路，其特征在于，当栅极电压vg为正电压时，开关电路导通；当栅极电压vg为负电压，且射频信号为正半周期时，第一补偿支路导通；当栅极电压vg为负电压，且射频信号为负半周期时，第二补偿支路导通。

技术总结本申请公开漏电补偿的高功率射频开关电路，涉及射频前端开关领域，包括N个相互串联的MOS管；N个MOS管的栅极端子共同接入栅极电压，体端子共同接入体端电压；在串联MOS管电路中，至少存在两个MOS管之间接入漏电补偿回路；漏电补偿回路包括第一补偿支路和第二补偿支路；第一补偿支路连接在第i个MOS管的体端子和第j个MOS管的源极之间，补偿第i个MOS管正半周期的漏电流；第二补偿支路连接在第i个MOS管的漏极和第j个MOS管的体端子之间，补偿第j个MOS管负半周期的漏电流。该电路引入单向导通的补偿回路，将漏端/源端流入体端的漏电流流回漏端/源端，在不影响小信号性能的情况下提高功率容量，并且不占用过多的面积。技术研发人员：汪紫薇,李凤玲,杨震,江海波,赵云,郭天生,赵鹏受保护的技术使用者：江苏乾合微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9