【摘要】：隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,不斷催生出各類(lèi)新型收發(fā)系統(tǒng),與此同時(shí)對(duì)射頻(RF)系統(tǒng)或組件要求也越來(lái)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(kāi)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(kāi)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(duì)使用CMOS工藝的研究相對(duì)較少,本篇論文對(duì)CMOS高性能單刀雙擲(SPDT)開(kāi)關(guān)進(jìn)行了深入的研究。射頻開(kāi)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(gè)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(duì)四個(gè)指標(biāo)綜合考慮。本文從射頻基本理論和開(kāi)關(guān)原理開(kāi)始,對(duì)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(chǎng)景設(shè)計(jì)出兩款高性能CMOS射頻開(kāi)關(guān):第一款采用對(duì)稱(chēng)式電路結(jié)構(gòu),使用體懸浮技術(shù)并且對(duì)開(kāi)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(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)式結(jié)構(gòu)可以滿足開(kāi)關(guān)在發(fā)射模式下對(duì)高功率處理容量的要求。本文設(shè)計(jì)的單刀雙擲開(kāi)關(guān)通過(guò)仿真得到:第一款對(duì)稱(chēng)式開(kāi)關(guān)工作在5.4GHz時(shí),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(duì)稱(chēng)式開(kāi)關(guān)工作在15GHz時(shí),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(gè)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(gè)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�，道`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�。绰柋峨sΦ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(píng)凈碇�，为了进一步稻捔x系鉸吹繆�、栅极悼姽託杈岟之紲Z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(hào)：2672831