高線性寬帶非對稱SPDT射頻開關設計.pdf

1、射頻微波行業(yè)突飛猛進，促進手機終端、智能控制系統(tǒng)、通信市場的快速發(fā)展，使得人們越來越依賴性能優(yōu)良的收發(fā)系統(tǒng)，對高集成度、高性能和低成本射頻前端的需求愈發(fā)迫切。本設計中的射頻微波開關是射頻前端的關鍵元件，其電路性能將直接影響射頻系統(tǒng)性能。
　　設計針對收發(fā)系統(tǒng)的導通關斷需求的單刀雙擲開關進行研究，首先探討了射頻開關芯片市場的需求現(xiàn)狀，針對幾款常見芯片進行參數(shù)對比綜合評價，進而提出設計目標。然后討論目前業(yè)內常用工藝，對比得出用于專門設

2、計開關芯片的0.5μm柵寬砷化鎵基贗配異質結高速電子遷移率晶管(GaAs pHEMT)工藝的優(yōu)勢。此工藝能較好實現(xiàn)射頻前端集成模塊中的功率放大器、開關、低噪放等元件的設計，性能參數(shù)優(yōu)良?？梢詽M足高集成度的需求，功耗低且成本可控。
　　文中針對發(fā)射支路與接收支路性能要求不同，創(chuàng)新設計非對稱結構的開關拓撲;利用場效應管的堆疊理論、對于開關管芯的多柵理論、開關控制的基本原理等在保證插入損耗以及隔離度的情況下著重提高其線性度。通過優(yōu)化接地

3、電容增大開關的使用帶寬、提高諧波抑制能力。同時考慮減小鍵合線引入的電感影響等。為了進一步提高功率處理能力，針對性設計大小合適的前饋電容。然后利用ADS軟件進行原理圖與整體版圖設計、仿真，將插入損耗、反射損耗、隔離度等小信號性能參數(shù)與線性度包括諧波抑制比和輸入三階交調截點等進行綜合分析，取性能折衷最優(yōu)，完成版圖設計。最后完成流片、封裝，芯片大小為3*3 mm2。采用射頻微波試驗臺對開關芯片進行實測，測試結果表明，本設計開關芯片工作帶寬為1