一种堆叠式射频开关及射频模组的制作方法

本申请涉及射频集成电路，尤其涉及一种堆叠式射频开关及射频模组。

背景技术：

1、射频开关是射频前端系统中实现信号路径切换的核心组件。为提升耐压能力与线性度，堆叠式射频开关通过多个开关管串联分压，分散单个开关管承受的电压，提升射频开关整体耐压水平与谐波抑制能力，成为射频开关的主流设计方案。

2、传统堆叠式射频开关中串联的开关管通常采用统一类型的体接触型（bodycontact，bc）金属氧化物半导体场效应管（mos管），体接触型mos管的体端引出并接收体偏置电位，可有效抑制衬底偏置效应，具备良好的谐波抑制特性，能够满足射频系统对开关线性度的指标要求。然而，体接触型mos管的体端引出会引入额外的栅-体寄生电容，且体端连接路径不可避免地会造成信号泄露，这些额外的寄生效应和信号泄露路径导致体接触型mos管的导通电阻（ron）偏大、关断电容（coff）偏大，从而限制了堆叠式射频开关的插入损耗和隔离度等射频性能。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本申请提供了一种堆叠式射频开关及射频前端模块，以在确保堆叠式射频开关的谐波性能满足要求的情况下，减小堆叠式射频开关的导通电阻和关断电容，整体提升堆叠式射频开关的性能。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

3、第一方面，本申请提供了一种堆叠式射频开关，包括串联连接于第一射频端口与第二射频端口之间的n个开关管，n≥2，且n为整数；在所述堆叠式射频开关处于关断状态下，所述第一射频端口承受的电压高于所述第二射频端口承受的电压；

4、所述n个开关管中，至少最靠近所述第一射频端口的一个开关管为体接触型开关管，所述体接触型开关管的体端引出并电连接至体偏置电位端，接收体偏置电位；

5、所述n个开关管中，至少最靠近所述第二射频端口的一个开关管为体悬浮型开关管，所述体悬浮型开关管的体端处于电性悬浮状态。

6、可选的，所述n个开关管中，靠近所述第一射频端口的连续x个开关管为所述体接触型开关管，靠近所述第二射频端口的连续n-x个开关管为所述体悬浮型开关管，1≤x≤n-1，且x为整数。

7、可选的，n-x≤m，1≤m≤n-1，且m为整数；其中，当n-x=m时，所述堆叠式射频开关的三次谐波小于或等于预设临界值。

8、可选的，所述体偏置电位端为第一偏置节点；各个所述体接触型开关管的体端分别通过一第一电阻电连接至第一中间节点，所述第一中间节点再通过第二电阻连接至所述第一偏置节点。

9、可选的，所述体偏置电位端为第一偏置节点；从所述第一射频端口至所述第二射频端口的方向上，第i个所述体接触型开关管的体端通过第三电阻与第i+1个所述体接触型开关管的体端电连接，最后一个所述体接触型开关管的体端再通过第四电阻电连接至所述第一偏置节点，1≤i，且i为整数。

10、可选的，所述体偏置电位端为所述体接触型开关管的栅端；各个所述体接触型开关管的体端通过二极管电连接至同一所述体接触型开关管的栅端，且所述二极管的正向方向由所述体接触型开关管的体端指向同一所述体接触型开关管的栅端。

11、可选的，每个所述开关管的源端和漏端之间通过第五电阻电连接，且从所述第一射频端口至所述第二射频端口的方向上，各个所述第五电阻依次串联连接。

12、可选的，各个所述开关管的栅端通过第六电阻电连接至第二中间节点，所述第二中间节点再通过第七电阻电连接至第二偏置节点；

13、或者，从所述第一射频端口至所述第二射频端口的方向上，第j个所述开关管的栅端通过第八电阻与第j+1个所述开关管的栅端电连接，最后一个所述开关管的栅端再通过第九电阻电连接至第二偏置节点，1≤j≤n-1，且j为整数。

14、可选的，所述第一射频端口为信号收发端口，所述第二射频端口为接地端；

15、或者，所述第一射频端口为天线端口，所述第二射频端口为信号收发端口。

16、第二方面，本申请提供了一种射频前端模块，包括天线端口、第一信号收发端口和第二信号收发端口；所述天线端口与所述第一信号收发端口之间设置有第一开关，且所述第一信号收发端口与接地端之间设置有第二开关；所述天线端口与所述第二信号收发端口之间设置有第三开关，且所述第二信号收发端口与接地端之间设置有第四开关；

17、其中，所述第二开关和/或所述第三开关为权利要求1-9任一项所述的堆叠式射频开关。

18、与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

19、本申请提供的堆叠式射频开关在其关断状态下，至少最靠近电压更高、谐波约束更强的第一射频端口的一个开关管采用体接触型开关管，体接触型开关管的体端引出并电连接至体偏置电位端，以接收体偏置电位，从而可利用体接触型开关管优异的谐波抑制特性承载高压应力，确保射频开关整体谐波指标满足系统要求；与此同时，至少最靠近电压较低、谐波裕量充足的第二射频端口的一个开关管采用体悬浮型开关管，体悬浮型开关管的体端处于电性悬浮状态，从而可减小在第二射频端口也采用体接触型开关管，因体端引出所带来的额外的栅-体寄生电容以及体端连接路径的信号泄露；由此，可在保证第一射频端口仍由体接触型开关管主导谐波抑制、整体谐波指标满足要求的前提下，减小堆叠式射频开关的整体导通电阻（ron）和关断电容（coff），从而有效改善射频开关的导通损耗和关断隔离度性能，整体提升射频开关的性能。并且，该堆叠式射频开关仅通过器件选型的差异化配置即可实现性能提升，无需增设额外的控制电路或特殊工艺步骤，与现有标准半导体工艺完全兼容，实现成本低，易于量产落地。

1.一种堆叠式射频开关，其特征在于，包括串联连接于第一射频端口与第二射频端口之间的n个开关管，n≥2，且n为整数；在所述堆叠式射频开关处于关断状态下，所述第一射频端口承受的电压高于所述第二射频端口承受的电压；

2.根据权利要求1所述的堆叠式射频开关，其特征在于，所述n个开关管中，靠近所述第一射频端口的连续x个开关管为所述体接触型开关管，靠近所述第二射频端口的连续n-x个开关管为所述体悬浮型开关管，1≤x≤n-1，且x为整数。

3.根据权利要求2所述的堆叠式射频开关，其特征在于，n-x≤m，1≤m≤n-1，且m为整数；其中，当n-x=m时，所述堆叠式射频开关的三次谐波小于或等于预设临界值。

4.根据权利要求1所述的堆叠式射频开关，其特征在于，所述体偏置电位端为第一偏置节点；各个所述体接触型开关管的体端分别通过一第一电阻电连接至第一中间节点，所述第一中间节点再通过第二电阻连接至所述第一偏置节点。

5.根据权利要求1所述的堆叠式射频开关，其特征在于，所述体偏置电位端为第一偏置节点；从所述第一射频端口至所述第二射频端口的方向上，第i个所述体接触型开关管的体端通过第三电阻与第i+1个所述体接触型开关管的体端电连接，最后一个所述体接触型开关管的体端再通过第四电阻电连接至所述第一偏置节点，1≤i，且i为整数。

6.根据权利要求1所述的堆叠式射频开关，其特征在于，所述体偏置电位端为所述体接触型开关管的栅端；各个所述体接触型开关管的体端通过二极管电连接至同一所述体接触型开关管的栅端，且所述二极管的正向方向由所述体接触型开关管的体端指向同一所述体接触型开关管的栅端。

7.根据权利要求1所述的堆叠式射频开关，其特征在于，每个所述开关管的源端和漏端之间通过第五电阻电连接，且从所述第一射频端口至所述第二射频端口的方向上，各个所述第五电阻依次串联连接。

8.根据权利要求1所述的堆叠式射频开关，其特征在于，各个所述开关管的栅端通过第六电阻电连接至第二中间节点，所述第二中间节点再通过第七电阻电连接至第二偏置节点；

9.根据权利要求1-8任一项所述的堆叠式射频开关，其特征在于，所述第一射频端口为信号收发端口，所述第二射频端口为接地端；

10.一种射频前端模块，其特征在于，包括天线端口、第一信号收发端口和第二信号收发端口；所述天线端口与所述第一信号收发端口之间设置有第一开关，且所述第一信号收发端口与接地端之间设置有第二开关；所述天线端口与所述第二信号收发端口之间设置有第三开关，且所述第二信号收发端口与接地端之间设置有第四开关；