用于可調的電容電路的系統和方法
【技術領域】
[0001]根據本發明的實施例涉及用于可調的電容電路的系統和方法。
【背景技術】
[0002]在可調的射頻電路(RF電路)中，具有可調整的阻抗是所希望的。可調整的阻抗的兩種基本類型是電感器和電容器。在一些情況下，具有適合于處理大信號的電容器是所希望的。例如，這種類型的可調的電容器能夠被使用于天線射頻匹配、功率放大器輸出匹配和能夠面對強信號的所有種類的射頻濾波器。此外，在一些情況下高品質因子是所希望的，例如，以便維持尖銳的濾波器曲線和低的插入損耗。而且，在一些應用中，高的線性度是所希望的。例如，對于下一代移動電話系統來說，非常高的線性度要求可能成為強制的。
[0003]考慮到這種情形，存在具有可調的電容的需求，該可調的電容包括功率處理能力、品質因子與線性度之間的很好的平衡。
【發明內容】
[0004]根據本發明的實施例創建可調的電容電路，該可調的電容電路包括串聯耦合的多個變容二極管晶體管。
[0005]根據本發明的另一個實施例創建天線調諧器，該天線調諧器包括這樣的可調的電容電路。
[0006]根據本發明的另一個實施例創建用于提供可調的電容的方法。該方法包括使用多個串聯耦合的變容二極管晶體管來提供第一電容，其中該變容二極管晶體管在第一偏置條件下進行工作。而且，該方法包括使用多個變容二極管晶體管來提供第二電容，其中該變容二極管晶體管在不同于第一偏置條件的第二偏置條件下進行工作。
【附圖說明】
[0007]根據本發明的實施例將參考附圖被隨后描述，其中:
圖1示出根據本發明的實施例的可調的電容電路的示意性框圖；
圖2示出根據本發明的實施例的可調的電容電路的示意圖；
圖3示出BULK-CM0S中的場效應晶體管的等效電路；
圖4不出場效應晶體管的不同的偏置條件的圖形表不；
圖5示出場效應晶體管中的電容的示意性表示；
圖6示出根據本發明的實施例的可調的電容電路的示意圖；
圖7a示出對于常規的可調的電容的品質因子與電容的關系的圖形表示；
圖7b示出對于根據本發明的實施例的可調的電容電路的品質因子與電容的關系的圖形表示；
圖8示出根據對比示例的RF開關的示意圖；
圖9a示出具有調諧器電路的實施例的收發器系統的示意圖，該調諧器電路包含串聯可調的電容器元件；
圖9b示出具有調諧器電路的另一個實施例的收發器系統的示意圖；以及圖9c示出具有調諧器電路的進一步實施例的收發器系統的示意圖。
[0008]除了另外指示以外，不同附圖中的相應的數字和符號一般指代相應的部分。附圖被繪制來清楚地圖示優選的實施例的相關方面，并且不必按比例繪制。為了更清楚地圖示某些實施例，指示相同結構、材料或過程步驟的變化的字母可以跟在附圖編號后面。
【具體實施方式】
[0009]在下面的描述中，為了提供對本發明的實施例的更加透徹解釋，闡述了多個細節。然而，將對本領域技術人員顯而易見的是，可以不用特定的細節來實施本發明的實施例。在其他的例子中，為了不使本發明的實施例晦澀難懂，以框圖的形式而不是詳細地示出公知的結構和器件。另外，在下文中所描述的不同實施例的特征可以相互組合，除了另外具體指出以外。
[0010]相等的或等價的元件或具有相等的或等價的功能性的元件在下面的描述中通過相等的或等價的參考數字被表示。
[0011]圖1示出根據本發明的實施例的可調的電容電路的示意性框圖。根據圖1的可調的電容電路100包括串聯稱合的第一變容二極管晶體管110和第二變容二極管晶體管120。
[0012]根據本發明的這個實施例是基于以下發現:變容二極管晶體管(例如，充當變容二極管晶體管的場效應晶體管)的串聯電路提供功率處理能力、品質因子與線性度之間的很好的平衡。而且，在偏置條件下端子(或等價地，柵電極或柵接觸)與溝道端子(或等價地，溝道電極或溝道接觸)之間的電容的依賴性能夠被采用來改變該串聯電路所呈現的電容(或在一些情況下，至少小信號的電容)。而且，與單一的場效應晶體管相比，通過將多個充當變容二極管晶體管的場效應晶體管耦合提高電壓處理能力(或功率處理能力)。而且，已經發現，施加到個別的場效應晶體管的電壓(例如，在一面的短路溝道端子(例如，漏端子或源端子)和在另一面的柵端子之間的電壓)的減小(其通過該串聯電路被實現)能夠改進線性度特性。而且，已經發現，能夠通過這樣的充當變容二極管晶體管的場效應晶體管的串聯電路來獲得合理的品質因子。同樣地，已經發現，能夠利用合理的技術努力來實施充當(或等價地被配置為)變容二極管晶體管的場效應晶體管的串聯電路。
[0013]因此，可調的電容電路100能夠被使用于大信號的應用并且構成適合大信號的可調的電容器。可調的電容電路100能夠被使用于天線射頻匹配、功率放大器輸出匹配和能夠面對強的射頻信號的所有種類的射頻濾波器。
[0014]提供對于許多應用來說是足夠的高品質因子，使得能夠在許多情況下維持足夠尖銳的濾波器曲線和低的插入損耗。而且，如果適當地選擇部件的參數，甚至對于下一代移動電話系統來說，由可調的電容電路100所提供的線性度是足夠高的。
[0015]換句話說，第一變容二極管晶體管是第一場效應晶體管，并且第二變容二極管晶體管是第二場效應晶體管，其中第一場效應晶體管110和第二場效應晶體管120被配置為變容二極管晶體管的串聯電路。
[0016]在一些實施例中，變容二極管晶體管是場效應晶體管，其中第一場效應晶體管的漏端子與第一場效應晶體管的源端子耦合，使得第一場效應晶體管充當第一變容二極管晶體管。同樣地，第二場效應晶體管的漏端子可以與第二場效應晶體管的源端子耦合，使得第二場效應晶體管充當第二變容二極管晶體管。
[0017]換句話說，變容二極管晶體管可以是“正常的”場效應晶體管，其以特定的方式被電連接，如這里所描述的。
[0018]圖2示出根據本發明的實施例的可調的電容電路200的示意圖。可調的電容電路200包括第一端子(或更一般地，電連接)210和第二端子(或更一般地，電連接)212，其中第一電連接210和第二電連接212典型地是用于高頻信號路徑的連接。可調的電容電路200還包括偏置電壓端子(或更一般地，用于偏置電壓的電連接)214。可調的電容電路200包括場效應晶體管的串聯連接220，該場效應晶體管充當(或不同措辭，被配置為)變容二極管晶體管(B卩，作為使用場效應晶體管所形成的可調整的電容)。串聯電路200包括多個場效應晶體管對222a、222b、…、222η。然而，應當注意的是，還可以使用奇數的場效應晶體管。例如，串聯電路200包括第一場效應晶體管Tl、第二場效應晶體管Τ2、第三場效應晶體管Τ3、第四場效應晶體管Τ4等。例如，串聯電路220還可以包括第(2η — I)場效應晶體管Τ2η —I和第2η場效應晶體管Τ2η。例如，η可以是整數。然而，不要求場效應晶體管的數目是偶數的。該偶數的配置具有以下優點:能夠最小化用于柵接觸和源-漏接觸的電阻器的數量，從而還減小來自非理想的電阻器的寄生效應。
[0019]從ESD的觀點來看，向連接管腳放置源/漏極的另一個優點是沒有直接的柵連接。
[0020]例如，場效應晶體管Tl的漏端子231a可以與第一場效應晶體管Tl的源端子231b耦合(或甚至直接地連接)。而且，第一場效應晶體管Tl的漏端子231a和源端子231b可以與第一端子(或電連接)210耦合。第一場效應晶體管Tl的柵端子231c可以與第二場效應晶體管T2的柵端子232c耦合。第二場效應晶體管T2的漏端子232a可以與第二場效應晶體管T2的源端子232b耦合。而且，第三場效應晶體管T3的漏端子233a可以與第三場效應晶體管T3的源端子233b耦合。而且，第三場效應晶體管T3的漏端子233a和源端子233b可以與第二場效應晶體管T2的漏端子232a和源端子232b耦合(或甚至直接地連接)。第三場效應晶體管T3的柵端子233c可以與第四場效應晶體管T4的柵端子234c耦合。漏端子234a可以與第四場效應晶體管T4的源端子234b耦合。而且，例如，第四場效應晶體管T4的漏端子234a和源端子234b可以與另一對場效應晶體管耦合，或在缺少另一對場效應晶體管的情況下，與場效應晶體管對222η耦合，或在缺少場效應晶體管對222η的情況下，與第二端子(或電連接)212耦合。然而，在場效應晶體管對222η存在的情況下，漏端子237a可以與晶體管T2n -1的源端子237b耦合。而且，場效應晶體管T2n — I的漏端子237a和源端子237b可以與第四場效應晶體管T4的漏端子234a和源端子234b直接耦合，或經由一個或多個附加的充當變容二極管的場效應晶體管對與第四場效應晶體管T4的漏端子234a和源端子234b耦合。晶體管T2n — I的柵端子237c與場效應晶體管T2n的柵端子238c耦合。晶體管T2n的漏端子238a與所述晶體管的源端子238b耦合，并且晶體管T2n的漏端子238a和源端子238b兩者與第二端子(或第二電連接)212耦合。
[0021]概括地說，可調的電容電路200包括串聯連接的多個場效應晶體管對222a、222b、222η,其中場效應晶體管中的每個被配置為(并且從而充當)變容二極管晶體管。為了使場效應晶體管Tl至Τ2η工作為變容二極管晶體管，將漏端子和源端子耦合(例如，直接連接)，使得在一面上的柵端子與在另一面上的溝道端子(漏端子和源端子)之間的電容是有效的。在各自的場效應晶體管的柵端子與各自的場效應晶體管的溝道端子(漏端子和源端子)之間提供的電容依賴于施加到各自的場效應晶體管的偏置電壓(其中該偏置電壓可以等于柵源電壓，在圖2所示出的實際的配置中，該柵源電壓實質上相同于柵漏電壓)。而且，能夠看出的是，在可調的電容電路200中，“后繼的”(在串聯連接的順序中后繼的)場效應晶體