DE102008046778A1

DE102008046778A1 - Systeme, Verfahren und Vorrichtungen für CMOS-(Complementary metal oxide semiconductor, Komplementäre Metalloxid-Halbleiter) Hochleistungsantennenschalter unter Verwendung von Body Switching und externem Bestandteil in einer Mehrstapel-(Multistacking-)Struktur

Info

Publication number: DE102008046778A1
Application number: DE102008046778A
Authority: DE
Inventors: Minsik Ahn; Chang-Ho Lee; Jaejoon Chang; Wangmyong Woo; Haksun Kim; Joy Laskar
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2009-05-28
Also published as: GB2452849B; US7738841B2; FR2921213A1; KR20090028446A; FI123967B; KR101208175B1; FR2921213B1; US20090073078A1; GB0816744D0; GB2452849A; FI20085844A; FI20085844A0; CN101388682A

Abstract

Es wird ein CMOS-Antennenschalter vorgeschlagen, der als CMOS SPDT-Schalter bezeichnet werden kann. Der CMOS-Antennenschalter kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei einer Mehrzahl von Frequenzen, ungefähr 900 MHz, 1,9 GHz und 2,1 GHz betrieben werden. Der CMOS-Antennenschalter kann sowohl einen Empfängerschalter als auch einen Sendeschalter aufweisen. Für den Empfängerschalter kann ein Multistack-Transistor mit Körpersubstratschaltung und Anbringen eines externen Kondensators zwischen Drain und Gate verwendet werden, um sowohl Signale mit hoher Leistung für den Sendeweg zu sperren als auch bei dem Empfangsweg den Einfügungsverlust niedrig zu halten. Beispielhafte Ausführungsformen des CMOS-Antennenschalters können 38 dBm P 1 dB bei Multibändern (zum Beispiel 900 MHZ und 1,8 GHz und 2,1 GHz) vorsehen. Des Weiteren kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung eine Leistung von -60 dBc der zweiten und dritten Harmonischen bei einem Eingang von bis zu 30 dBm erhalten werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Antennenschalter, und insbesondere CMOS-(complementary metal Oxide semiconductor)Antennenschalter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im letzten Jahrzehnt hat die Industrie für kabellose Kommunikation ein explosionsartiges Wachstum erfahren, wodurch wiederum die Entwicklung der Industrie integrierter Schaltungen (IC = integrated circuit) beschleunigt wurde. Insbesondere wurden im Bereich der IC-Industrie viele mobile Anwendungssysteme wie rauscharme Verstärker (LNAs = low noise amplifiers), Mischer und spannungsgesteuerte Oszillatoren (VCO = voltage-controlled oscillator) in CMOS-Technologie integriert. Zwei bedeutende mobile Anwendungsbauteile – Leistungsverstärker (PAs = power amplifiers) und Funk-(RF = radio frequency)Schalter – wurden jedoch noch nicht kommerziell in CMOS-Technologie integriert.
Jedoch bewegt sich die Forschung der IC-Industrie schnell in die Richtung von in CMOS-Technologie integrierten Leistungsverstärkern. Beispielsweise wird durch die aktuelle Forschung gezeigt, dass ein CMOS-Leistungsverstärker machbar ist und geeignet ist, für mobile Kommunikationen eine bedeutende Leistung, vielleicht bis zu 2 W, bereitzustellen. Somit besteht, wenn der Leistungsverstärker in CMOS-Technologie integriert wird, ein Bedarf nach einem RF-Schalter, der in CMOS-Technologie integriert wird.
Jedoch gibt es bei der aktuellen CMOS-Technologie eine Vielzahl von Schwierigkeiten für deren Anwendung auf RF-Schalter. Insbesondere wurde aufgrund der CMOS-Materialeigenschaften, einschließlich verlustreicher Substrate aufgrund geringer Mobilität der Elektronen und niedriger Durchschlagsspannungen aufgrund des pn-Übergangs, Heißleitereffekten, verhindert, dass CMOS-Technologie für RF-Schalter verwendet wurde, für die Multibandbetrieb, hohe Leistungspegel und/oder Integration mit anderen Geräten und Schaltungen erforderlich sind.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen CMOS-RF-Schalter anzugeben, der als CMOS SPDT-Schalter bezeichnet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der CMOS-RF-Schalter unter Verwendung eines 0,18 μm-Standardprozesses hergestellt werden, obwohl andere Prozesse verwendet werden können, ohne von den Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Um in einem Multibandbetrieb (beispielsweise ungefähr 900 MHz, 1,9 GHz und 2,1 GHz etc.) eine hohe Nennbelastbarkeit des CMOS-RF-Schalters vorzusehen, kann ein Multistack-Transistor mit Substrat-Body Switching für den Empfängerschalter verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der CMOS-RF-Schalter eine höhere Leistungs-Sperrfähigkeit sowie einen niedrigeren Leckstrom zu dem Empfängerschalter im Sendemodus (Tx-Modus) wie auch einen niedrigen Einfügungsverlust im Empfangsmodus (Rx-Modus) bei Multiband (zum Beispiel 900 MHz, 1,9 GHz und 2,1 GHz) vorsehen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein CMOS-Antennenschalter vorgesehen, der eine Antenne aufweisen kann, die bei einer Mehrzahl von Funkfrequenz-(RF)Bändern betrieben werden kann, mit einem Sendeschalter in Verbindung mit der Antenne und einem Empfängerschalter in Verbindung mit der Antenne, wobei der Empfängerschalter eine Mehrzahl an Transistoren aufweist. Der CMOS-Antennenschalter kann ebenfalls einen ersten externen Bestandteil aufweisen, der für einen ersten Transistor der Mehrzahl an Transistoren vorgesehen ist, wobei der erste Transistor eine erste Source und ein erstes Gate aufweist, und wobei der erste externe Bestandteil die erste Source mit dem ersten Gate verbindet, und einen zweiten externen Bestandteil, der für einen zweiten Transistor der Mehrzahl an Transistoren vorgesehen ist, wobei der zweite Transistor ein zweites Gate, einen zweiten Drain und ein zweites Körpersubstrat aufweist, wobei der zweite externe Bestandteil das zweite Gate mit dem zweiten Drain verbindet, und wobei das zweite Körpersubstrat selektiv zwischen einem Widerstand und Erde (Masse) angeschlossen werden kann.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren für einen CMOS-Antennenschalter. Das Verfahren kann das Vorsehen einer Antenne umfassen, die bei einer Mehrzahl von Funkfrequenz-(RF)Bändern betrieben werden kann, das elektrische Verbinden eines Sendeschalters und eines Empfängerschalters mit der Antenne, wobei der Empfängerschalter eine Mehrzahl an Transistoren aufweist, und Vorsehen eines ersten externen Bestandteils für einen ersten Transistor der Mehrzahl an Transistoren, wobei der erste Transistor eine erste Source und ein erstes Gate aufweist und wobei der erste externe Bestandteil die erste Source mit dem ersten Gate verbindet. Das Verfahren kann ebenfalls das Vorsehen eines zweiten externen Bestandteils für einen zweiten Transistor der Mehrzahl an Transistoren umfassen, wobei der zweite Transistor ein zweites Gate, einen zweiten Drain und ein zweites Körpersubstrat aufweist, wobei der zweite externe Bestandteil das zweite Gate und den zweiten Drain verbindet, und wobei das zweite Körpersubstrat selektiv zwischen einem Widerstand und der Erde angeschlossen werden kann.
Daneben betrifft die Erfindung einen CMOS-Antennenschalter. Der CMOS-Antennenschalter kann eine Antenne aufweisen, die bei einer Mehrzahl von Funkfrequenz-(RF)Bändern betrieben werden kann, einen Sendeschalter in Verbindung mit der Antenne und einen Empfängerschalter in Verbindung mit der Antenne, wobei der Empfängerschalter eine Mehrzahl an Transistoren aufweist, einschließlich eines ersten Transistors mit einer ersten Source und einem ersten Gate und eines zweiten Transistors mit einem zweiten Gate, einem zweiten Drain und einem zweiten Körpersubstrat. Der CMOS-Antennenschalter kann ebenfalls Mittel zum elektrischen Verbinden der ersten Source und dem ersten Gate, Mittel zum elektrischen Verbinden des zweiten Gates mit dem zweiten Drain und Mittel zum selektiven Anschließen des zweiten Körpersubstrats zwischen einem Widerstand und Erde aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachdem die Erfindung somit im Allgemeinen beschrieben wurde, wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, welche nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und in denen:
1A, 1B und 1C vereinfachte beispielhafte Betriebsweisen eines Empfängerschalters unter Verwendung einer beispielhaften Body Switching-Technik gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellen;
2A ein vereinfachtes Ersatzschaltbild eines Body Floating-Transistors in einem AUS-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2B ein vereinfachtes Ersatzschaltbild eines körpergeerdeten Transistors in einem AUS-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
3 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild eines Body Floating-Transistors in einem EIN-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
4A, 4B und 4C vereinfachte beispielhafte Betriebsweisen eines Empfängerschalters gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung darstellen;
5 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild der Erfindung in einer Multistack-Struktur des Empfängerschalters unter Verwendung einer Body Switching-Technik und von externen Bestandteilen, wie beispielsweise Kondensatoren, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
6 einen Einschaltmechanismus eines Schalters im AUS-Zustand, wenn ein Hochleistungssignal angelegt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
7 Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Empfängerschalter hinsichtlich der Kapazität eines Bauteils im AUS-Zustand als Funktion des Eingangsleistungspegels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8A Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Empfängerschalter hinsichtlich der Impedanz eines Bauteils im AUS-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8B Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Empfängerschalter hinsichtlich der Impedanz eines Bauteils im AUS-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
9 Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Empfängerschalter hinsichtlich Leckstrom zum Empfänger gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
10 Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Sendeschalter hinsichtlich Nennbelastbarkeit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
11 Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Sendeschalter hinsichtlich der Leistung der zweiten Harmoni schen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
12 Simulationsergebnisse für einen beispielhaften Sendeschalter hinsichtlich der Leistung der dritten Harmonischen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen der Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen einige, aber nicht alle Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Die Erfindung kann nämlich in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert sein und sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt erachtet werden. Es werden durchgängig gleiche Bezugsziffern für gleiche Elemente verwendet.
Ausführungsformen der Erfindung können CMOS-RF-Antennenschalter vorsehen, welche auch als SPDT CMOS-Schalter bezeichnet werden können. Die CMOS-RF-Antennenschalter gemäß Ausführungsformen der Erfindung können Multibandbetrieb, hohe Nennbelastung und Integration mit anderen Geräten und Schaltungen vorsehen. Im Allgemeinen kann der CMOS-Antennenschalter einen Empfängerschalter und einen Sendeschalter aufweisen. Für den Empfängerschalter können ein oder mehrere schaltende Substratkörper und externe Bestandteile, wie beispielsweise Kondensatoren zwischen Drain-Gate und Source-Gate in einer Multistack-Struktur verwendet werden, wie unten genauer beschrieben wird. Des Weiteren kann für den Sendeschalter eine Substratkörperabstimmtechnik verwendet werden, wie ebenfalls unten genauer beschrieben wird.
I. Eine erste Ausführungsform eines CMOS-RF-Antennenschalters
Ein CMOS-RF-Antennenschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1–3 beschrieben. Es wird darauf hinge wiesen, dass, obwohl in den 1–3 eine bestimmte Ausführungsform des CMOS-RF-Antennenschalters beschrieben wird, andere Variationen des dargestellten CMOS-RF-Antennenschalters denkbar sind, ohne von einer Ausführungsform der Erfindung abzuweichen.
In 1A sind ein vereinfachter CMOS-RF-Antennenschalter und sein Betrieb gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der CMOS-RF-Antennenschalter kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Sendeschalter 102 und einen Empfängerschalter 104 aufweisen. Des Weiteren kann der CMOS-RF-Antennenschalter eine Antenne 100 aufweisen, die mit dem Sendeschalter 102 und/oder mit dem Empfängerschalter 104 verbunden ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Antenne 100 eine einzelne Multimodus-(zum Beispiel RX und TX), Multibandantenne sein, obwohl gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung eine Mehrzahl unterschiedlicher Antennen verwendet werden kann. Der Empfängerschalter 104 kann aus kaskadierten oder gestapelten Transistoren 108, 110, 112 und 106 bestehen, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor; komplementäre Metalloxid-Halbleiter)Transistoren sein können. Der Transistor 108 kann eine Source 108a, ein Gate 108b, einen Drain 108c und ein Körpersubstrat 108d aufweisen. Der Transistor 110 kann eine Source 110a, ein Gate 110b, einen Drain 110c und ein Körpersubstrat 110d aufweisen. Der Transistor 112 kann eine Source 112a, ein Gate 112b, einen Drain 112c und ein Körpersubstrat 112d aufweisen. Der Transistor 106 kann eine Source 106a, ein Gate 106b, einen Drain 106c und ein Körpersubstrat (nicht dargestellt) aufweisen.
Der Drain 108c des Transistors 108 kann mit der Source 110a des Transistors 110 verbunden sein. Des Weiteren kann der Drain 110c des Transistors 110 mit der Source 112a des Transistors 112 verbunden sein. Der Drain 112c des Transistors 112 kann mit dem Empfangs-(RX)Block verbunden sein, um die von der Antenne 100 empfangenen Signale zu verarbeiten. Des Weiteren kann das Körpersubstrat 112d des Transistors 112 mit der Source 106a des Transistors 106 verbunden sein. Der Drain 106c des Transistors 106 kann mit Erde (Masse) verbunden sein.
Wie genauer beschrieben wird, kann gemäß einer beispielhaften Body Switching-Technik wenigstens ein Transistor 106, welcher als Substratkörperschalter für Transistor 112 dienen kann, an dem Substratkörper 112d vorgesehen sein. Insbesondere kann der wenigstens eine Transistor 106 in einen EIN-Zustand oder einen AUS-Zustand geschaltet werden, abhängig davon, ob der entsprechende Sende-(Tx)Modus oder Empfangs-(Rx)Modus in Betrieb ist. Wie untenstehend genauer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, kann der Empfängerschalter 104 aus 1A unterschiedliche Ersatzschaltungen liefern, abhängig davon, ob der Empfängerschalter 104 wie in 1B dargestellt in einem AUS-Zustand oder wie in Figur IC dargestellt in einem EIN-Zustand ist.
A. Sende-Modus
In 1B ist eine Ersatzschaltung des Empfängerschalters 104 in einem AUS-(zum Beispiel deaktiviert, geblockt etc.) Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In 1B kann der Empfängerschalter 104 in den AUS-Zustand gesetzt werden, um für eine Isolierung von dem Sendeschalter 102 zu sorgen. Ist der Empfängerschalter 104 im AUS-Zustand, kann ein Sendesignal von einem Sende-(Tx)Block zur Antenne 100 geliefert werden. Wie in 1B dargestellt ist, können, wenn der Empfängerschalter 104 in einem AUS-Zustand ist, die gestapelten Transistoren 108, 110, 112 dann in einen AUS-Zustand (zum Beispiel geöffnet) gesetzt werden, wodurch eine höhere Impedanz geliefert wird. Der gestapelte Transistor 106 kann in einen EIN-Zustand 114 (zum Beispiel geschlossen) gesetzt werden, wodurch der Substratkörper 112d von Transistor 112 zur Erde kurzgeschlossen wird und die Signalwege für den Leckstrom, der von der Source 112a zum Drain 112c fließt, verringert werden.
Bei der Anordnung aus 1B kann die Leistung des Sende-(Tx)Signals maximiert werden (und die Nennbelastbarkeit des Tx-Blocks maximiert werden). Die Nennbelastbarkeit des Sendeschalters 102 kann bestimmt werden, indem der Leckstrom, der zu dem Empfängerschalter 104 im AUS-Zustand gerichtet ist, sowie die Source-zu-Drain Durchschlagsspannung der kaskadierten Schalter 108, 110 und 112 des Empfängerschalters 104 gesteuert wird. Somit kann die maxima le Sendeleistung des Sendeschalters 102 von den Eigenschaften des Empfängerschalters 104 abhängen.
Es wird darauf hingewiesen, dass, um die Nennbelastbarkeit des Tx-Schalters 102 zu erhöhen, die Anzahl an Multistack-Transistoren 108, 110, 112 erhöht werden kann, um die Durchschlagsbelastung jedes Transistors 108, 110, 112 zu reduzieren. Zum Beispiel können gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung mehr als drei Transistoren 108, 110, 112 kaskadiert werden. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass der letzte Transistor 112 von der Antenne 100 den Leckstrom an dem Empfängerschalter 104 steuern kann. Wenn der Leckstrom zu den Schaltern 108, 110 und 112 im AUS-Zustand im Rx-Weg minimiert wird, dann kann die maximale Leistung vom Tx-Block zur Antenne 100 geliefert werden. Wie oben beschrieben, kann der Body Switching-Transistor 106, der zwischen Erde und dem Körpersubstrat 112d des Transistors 112 angeschlossen ist, verwendet werden, um den Leckstrom am Empfängerschalter 104 zu steuern. Genauer kann durch Anordnen des Body Switching-Transistors 106 im EIN-Zustand 114 der Substratkörper 112d des letzten Transistors 112 von der Antenne 100 zum Rx-Block geerdet werden, wodurch die Signalwege für Leckstrom, der von der Source 112a zum Drain 112c fließt, reduziert werden.
Weiter unter Bezugnahme auf 1B können, wenn der Empfängerschalter 104 in der AUS-Position ist, die gestapelten Transistoren 108, 110 Body Floating-Transistoren sein, während der gestapelte Transistor 112 ein körpergeerdeter Transistor sein kann. In 2A ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild eines Body Floating-Transistors in einem AUS-Zustand 200, wie beispielsweise Transistoren 108, 110 aus 1B, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In 2B ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild eines körpergeerdeten Transistors in einem AUS-Zustand 202, wie beispielsweise Transistor 112 in 1B, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Ersatzschaltbilder in 2A und 2B weisen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung Kondensatoren 212, 214, 216, 218 sowie p-n-Flächendioden 204, 206 auf.
Wenn eine Spannungsschwingung an der Antenne 100 von dem Empfängerschalter 104 empfangen wird, kann die Spannungsschwingung auf die gestapelten Transistoren 108, 110 und 112 aufgeteilt werden. Somit erfährt der letzte Transistor 112 nur ein Drittel der Gesamtspannungsschwingung bei der Antenne, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass an dem Transistor 112 eine Source-zu-Drain-Durchschlagsspannung auftritt, verringert wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Spannungsschwingung am letzten Transistor 112 unterschiedlich sein kann, und gegebenenfalls geringer, wenn gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung weitere vorgeschaltete Transistoren vorgesehen werden, um die Belastung der gestapelten Transistoren 108, 110, 112 zu verringern.
Die Transistoren 108, 110 können, wie in 2A dargestellt, Body Floating-Transistoren sein. Jedoch kann, um den Leckstrom zum Rx-Block zu verringern und die Nennbelastung des Tx-Blocks zur Antenne 100 zu maximieren, der Body Switching-Transistor 106 in die EIN-Position 114 gebracht werden, um den Substratkörper 112d mit der Erde zu verbinden. Somit kann der Transistor 112 ein körpergeerdeter Transistor sein, wie in 2B dargestellt ist, wodurch die Signalwege für Leckstrom, der von der Source 112a zum Drain 112c fließt, verringert werden.
Wenn eine negative Spannungsschwingung an den Empfängerschalter 104 angelegt wird, können sich die p-n-Flächendioden 204, 206 des Transistors 112 einschalten, so dass ein Leckstrom aufgrund des Stroms, der durch die p-n-Flächendioden 204, 206 fließt, auftreten kann. Ein Ergebnis des Einschaltens der p-n-Flächendioden 204, 206 kann das mögliche Abschneiden der negativen Spannungsschwingung sein, so dass die Nennbelastbarkeit des Tx-Blocks zur Antenne 100 beschränkt sein kann. Jedoch wird dieser Leckstrom, der durch die Kanalbildung der Vorrichtung 112 im AUS-Zustand erzeugt wird, verhindert, da der Spannungspegel bei 112a durch die Einschaltspannung der p-n-Flächendiode 204 festgelegt ist. Die Multistack-Transistoren 108, 110 und 112 im AUS-Zustand können nämlich die Spannungsschwingung am Antennenanschluss teilen, so dass der letzte Transistor 112 im AUS-Zustand, und somit die p-n-Flächendioden 204, 206, nur ein Drittel der Spannungsschwingung bei Antenne 100 erfährt. Somit kann die Gesamtspannungsschwingung am Antennenanschluss nicht ausreichend sein, um die p-n-Flächendioden 204, 206 an dem letzten Transistor 112 einzuschalten.
B. Empfangs-Modus
In 1C ist eine Ersatzschaltung des Empfängerschalters 104 in einem EIN-(zum Beispiel aktiviert, empfangen etc.) Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In Figur IC kann der Empfängerschalter 104 in die EIN-Position gesetzt werden, damit der Empfangs-(RX-)Block ein Signal von der Antenne 100 empfangen kann. Ist der Empfängerschalter 104 im EIN-Zustand, kann der Sendeschalter 102 in den AUS-(zum Beispiel deaktiviert, geblockt) Zustand gesetzt werden, um den Sendeschalter 102 von dem Empfängerschalter 104 zu isolieren. Wie in 1C dargestellt ist, kann, wenn der Empfängerschalter 104 in einem EIN-Zustand ist, der gestapelte Transistor 106 in einen AUS-Zustand 116 gesetzt werden, wodurch ein Ersatzwiderstand zwischen dem Körpersubstrat 112d des Transistors 112 und der Erde (das heißt, Body Floating) vorgesehen wird. Auf diese Weise kann der Einfügungsverlust am Empfangs-(Rx)Weg von der Antenne 100 zum Rx-Block minimiert werden.
In 3 ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild des Body Floating-Transistors im EIN-Zustand 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie oben beschrieben, kann der Transistor 106 in einer AUS-Position 116 vorgesehen werden, um einen Body Floating-Transistor vorzusehen, wie durch das vereinfachte Ersatzschaltbild aus 3 dargestellt ist. In 3 können die parasitären Kondensatoren 304, 306, 308, 310 im EIN-Zustand 300 einen anderen Signalweg vorsehen, wenn die Größe des Transistors 112 steigt. Genauer kann der Transistor im EIN-Zustand aus 3 einen EIN-Widerstand 302, einen Gate-Drain-Kondensator 308 zum Gate-Source-Kondensator 310, und einen Drain-Körper-Kondensator 304 und einen Körper-Source-Kondensator 306 als Signalwege aufweisen. Wenn das Körpersubstrat geerdet wäre, dann kann einer dieser Signalwege durch die Kondensatoren 304, 306 verloren sein, wodurch der Einfügungsverlust erhöht wird. Somit muss, wenn der Empfängerschalter 104 im EIN- Zustand ist, der letzte Transistor 112 im Body Floating-Zustand sein (zum Beispiel durch Transistor 106 im EIN-Zustand 116), um einen minimierten Einfügungsverlust zu gewährleisten.
II. Eine zweite Ausführungsform eines CMOS-RF-Antennenschalters
Eine alternative Ausführungsform eines CMOS-RF-Antennenschalters mit zusätzlicher Nennbelastbarkeit wird nun unter Bezugnahme auf 4A bis 6 beschrieben. Im Allgemeinen kann der CMOS-RF-Antennenschalter mit verbesserter Nennbelastbarkeit externe Bestandteile, wie beispielsweise Kondensatoren, aufweisen, um die Nennbelastung des CMOS-Antennenschalters zu verbessern.
Unter Bezugnahme auf 4A kann der CMOS-Antennenschalter einen Sendeschalter 402 und einen Empfängerschalter 404 aufweisen. Des Weiteren kann eine Antenne 400 vorgesehen werden, die mit dem Sendeschalter 402 und/oder dem Empfängerschalter 404 in Verbindung ist. Der Empfängerschalter 404 kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gestapelte Transistoren 408, 410, 412 und 406 aufweisen, welche CMOS-Transistoren sein können. Der Empfängerschalter 404 kann weiter Kondensatoren 418, 420 aufweisen. Der Transistor 408 kann eine Source 408a, ein Gate 408b, einen Drain 408c und ein Körpersubstrat 408d aufweisen. Der Transistor 410 kann eine Source 410a, ein Gate 410b, einen Drain 410c und ein Körpersubstrat 410d aufweisen. Der Transistor 412 kann eine Source 412a, ein Gate 412b, einen Drain 412c und ein Körpersubstrat 412d aufweisen. Der Transistor 406 kann eine Source 406a, ein Gate 406b, einen Drain 406c und ein Körpersubstrat (nicht dargestellt) aufweisen.
Wie in 4A dargestellt ist, kann ein externer Bestandteil, wie beispielsweise ein Kondensator 418, zwischen der Source 408a und dem Gate 408b des Transistors 408 vorgesehen sein. Gleichermaßen kann die Source 408a (oder der Drain 408c) des Transistors 408 mit seinem Körpersubstrat 408d verbunden sein. Der Drain 408c des Transistors 408 kann mit der Source 410a des Transistors 410 verbunden sein. Des Weiteren kann die Source 410a (oder der Drain 410c) des Transistors 410 mit seinem Körpersubstrat 410d verbunden sein. Der Drain 410c des Transistors 410 kann mit der Source 412a des Transistors 412 verbunden sein. Ein anderer externer Bestandteil, wie beispielsweise ein Kondensator 420, kann zwischen dem Gate 412b und dem Drain 412c des Transistors 412 angeordnet sein. Des Weiteren kann das Körpersubstrat 412a des Transistors 412 mit der Source 406a des Transistors 406 verbunden sein. Der Drain 406c des Transistors 406 kann mit der Erde verbunden sein. Wie obenstehend gleichermaßen beschrieben wurde, kann der Transistor 406 als Substratkörperschalter für Transistor 412 dienen.
A. Sendemodus
In 4B ist eine Ersatzschaltung des Empfängerschalters 404 in einem AUS-(zum Beispiel deaktiviert, geblockt etc.) Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In 4B kann der Empfängerschalter 404 in den AUS-Zustand gesetzt werden, um für eine Isolierung von dem Sendeschalter 402 zu sorgen. Ist der Empfängerschalter 404 im AUS-Zustand, kann ein Sendesignal von einem Sende-(Tx)Block zur Antenne 400 geliefert werden. Wie in 4B dargestellt ist, können, wenn der Empfängerschalter 404 in einem AUS-Zustand ist, die gestapelten Transistoren 408, 410, 412 dann in einen AUS-Zustand (zum Beispiel geöffnet) gesetzt werden, wodurch eine höhere Impedanz geliefert wird. Der gestapelte Transistor 406 kann in einen EIN-Zustand 414 (zum Beispiel geschlossen) gesetzt werden, wodurch der Substratkörper 412d vom Transistor 412 zur Erde kurzgeschlossen wird und die Signalwege für den Leckstrom, der von der Source 412a zum Drain 412c fließt, verringert werden.
Die Nennbelastbarkeit des Sendeschalters 402 kann von der Leistung des Empfängerschalters 404 im AUS-Zustand abhängen. Des Weiteren können das Zulassen einer großen Spannungsschwingung bei Antennenanschluss 400, das Aufrechterhalten einer hohen Impedanz des Empfängerschalters 404 im AUS-Zustand und Deaktivieren der Substrat-Flächendiode in dem Empfängerschalter 404 bei negativer Spannungsschwingung eine hohe Nennbelastbarkeit des CMOS-Antennenschalters vorsehen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können große Spannungsschwingungen am Antennenanschluss 400 unter Verwendung gestapelter Transistoren 408, 410, 412, wie sie für Empfängerschalter 404 vorgesehen sind, teilweise aufgelöst werden. Wie oben gleichermaßen beschrieben ist, können nämlich die großen Spannungsschwingungen unter den gestapelten Transistoren 408, 410, 412 geteilt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass mehr als drei gestapelte Transistoren verwendet werden können, ohne von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Gleichermaßen kann die Impedanz des Empfängerschalters 404 im AUS-Zustand unter Verwendung der oben beschriebenen Body Switching-Technik verbessert werden. Genauer kann mit der Body Switching-Technik der Transistor 406 in einem EIN-Zustand vorgesehen werden, wodurch das Körpersubstrat 412d des Transistors 412 mit der Erde verbunden wird und die Signalwege für Leckstrom, der von der Source 112a zum Drain 112c fließt, verringert werden.
Hinsichtlich negativer Spannungsschwingungen, die an dem Negativanschluss auftreten, können für den CMOS-RF-Antennenschalter externe Bestandteile, wie beispielsweise Kondensatoren 418, 420, verwendet werden, um Leckstrom zu verringern, indem eine Kanalbildung eines Transistors (zum Beispiel Transistoren 408, 412) im AUS-Zustand verhindert wird. Die Verwendung derartiger externer Bestandteile, wie beispielsweise Kondensatoren 418, 420 zur Verringerung von Leckströmen in dem Empfängerschalter 404 im AUS-Zustand wird nun genauer unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
In 5 ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild in einer Multistack-Struktur des Empfängerschalters 404 aus 4B gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. In 5 ist das vereinfachte Ersatzschaltbild für die Transistoren 408, 410, 412 vorgesehen, die in einem AUS-Zustand sind, wobei Transistor 406 in einem EIN-Zustand ist. Wie in 5 dargestellt ist, weist das vereinfachte Ersatzschaltbild für Transistor 408a Kondensatoren 502a, 504a, 506a und die p-n-Flächendiode 508a auf. Das vereinfachte Ersatzschaltbild für Transistor 410 weist Kondensatoren 502b, 504b, 506b und die p-n-Flächendiode 508b auf. Gleicher maßen weist das vereinfachte Ersatzschaltbild für Transistor 412 Kondensatoren 502c, 504c, 506c, 510 und die p-n-Flächendioden 508, 512 auf.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Kapazitäten für die Kondensatoren 502a–c, 504a–c und 506a–c der Transistoren 408, 410, 412 im AUS-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung abhängig von der angelegten Spannungsschwingung variieren können. Des Weiteren ist es ohne Verwendung der externen Bestandteile, wie beispielsweise den Kondensatoren 418, 420, möglich, dass die Transistoren 408, 410, 412 im AUS-Zustand nicht bei allen Spannungsschwingungen am Antennenanschluss 400 im AUS-Zustand bleiben. Stattdessen können, wenn ein Signal mit hoher Leistung von dem Tx-Schalter 402 an den Antennenanschluss 400 geliefert wird, die Schalter für den AUS-Zustand der Transistoren 408, 410, 412 eine große Spannungsschwingung am Antennenanschluss 400 erfahren. In diesem Fall können die Transistoren 408, 410, 412 im AUS-Zustand auf EIN schalten, wodurch verursacht wird, dass unerwünschter Leckstrom in dem Empfängerschalter 404 zu fließen beginnt. Durch diesen unerwünschten Leckstrom können die Leistung des Sendesignals verschlechtert werden sowie die LNAs und Mischer im Empfänger-(Rx-)Block zerstört werden. Jedoch kann, wie genauer unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wird, durch die Verwendung der externen Bestandteile, wie beispielsweise der Kondensatoren 418, 420, verhindert werden, dass einer oder mehrere der Transistoren 408, 410, 412 im AUS-Zustand auf EIN schalten.
In 6 ist eine Ersatzschaltung eines CMOS-Transistors 600 im AUS-Zustand, wie beispielsweise der Transistor 408, 410 im AUS-Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Transistor 600 im AUS-Zustand kann unter Verwendung parasitärer Kondensatoren, wie beispielsweise Gate-Drain-Kondensator C_gd 602, Gate-Source-Kondensator C_gs 604, Body-Source-Kondensator C_bs 606 und Body-Drain-Kondensator C_bd 608, dargestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist für den CMOS-Transistor 600 im AUS-Zustand für Gate, Drain und Source ein Null-Bias 614 erforderlich, damit er im AUS-Zustand bleibt. Wird eine kleine Signalspannungsschwingung 616 auf den Drain angelegt, bleiben die Source und der Drain bei ungefähr einem Null-Biss, so dass sich der Transistor 600 im AUS-Zustand nicht einschaltet. Wird jedoch eine große Signalspannungsschwingung 618 auf den Drain angelegt, kann der Negativzyklus 620 der großen Signalspannungsschwingung 618 zur Folge haben, dass der Drain ein niedrigeres Spannungspotential als das Gate hat, so dass ein Strom 624 von der Source zum Drain fließen kann. Während des Positivzyklus 622 der großen Signalspannungsschwingung 618 kann das Potential des Gates basierend auf den Kapazitäten des Gate-Drain-Kondensators C_gd 602 und des Gate-Source-Kondensators C_gs 604 entsprechend
bestimmt werden. Bei einem Spannungspotential am Gate kann ein Strom 626 vom Drain zur Source fließen.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung können externe Bestandteile, wie beispielsweise die externen Kondensatoren 418 und/oder 420, verwendet werden, um zu verhindern, dass während des jeweiligen Negativzyklus 620 und Positivzyklus 622 der Spannungsschwingungen unerwünschte Ströme 624, 626 fließen. Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein externer Bestandteil, wie beispielsweise der externe Kondensator 420, zwischen Gate und Drain angeschlossen sein, so dass das Potential des Gates fast gleich zu dem des Drain ist, so dass der Transistor 600 im AUS-Zustand während des Negativzyklus 620 der Spannungsschwingung nicht einschaltet. Gleichermaßen kann ein externer Bestandteil, wie beispielsweise der externe Kondensator 418, zwischen Gate und Source angeschlossen sein, so dass das Potential des Gates fast gleich zu dem der Source ist, so dass der Transistor 600 im AUS-Zustand während des Positivzyklus der Spannungsschwingung nicht einschaltet. Somit kann durch Verwendung externer Bestandteile, wie beispielsweise der externen Kondensatoren 418, 420, für den Empfängerschalter 404 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dieser Konflikt sowohl für den Negativzyklus 620 als auch den Positivzyklus 622 der Spannungsschwingung im Drain von dem Antennenanschluss 400 gelöst werden.
Zusammenfassend kann der Empfängerschalter 404 im AUS-Zustand gestapelte Transistoren 408, 410, 412 zum Teilen der Spannungslast jedes Transistors bei großen Spannungsschwingungen am Antennenanschluss 400 aufweisen. Des Weiteren kann für den Empfängerschalter 404 im AUS-Zustand eine Body Switching-Technik 406 für den gestapelten Transistor 412 verwendet werden, um die Impedanz im AUS-Zustand zu maximieren und Leckströme zu reduzieren. Schließlich können externe Bestandteile, wie beispielsweise die externen Kondensatoren 418, 420 entweder zwischen Source und Gate oder zwischen Drain und Gate hinzugefügt werden, um zu verhindern, dass die Vorrichtungen im AUS-Zustand des Empfängerschalters 404 während einer negativen oder einer positiven Spannungsschwingung am Antennenanschluss 400 auf EIN schalten.
B. Empfangsmodus
sIn 4C ist eine Ersatzschaltung des Empfängerschalters 404 in einem AUS-(zum Beispiel deaktiviert, geblockt etc.) Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In 4C kann der Empfängerschalter 404 in die EIN-Position gesetzt werden, damit der Empfangs-(RX-)Block ein Signal von der Antenne 400 empfangen kann. Ist der Empfängerschalter 404 im EIN-Zustand, kann der Sendeschalter 402 in den AUS-(zum Beispiel deaktiviert, geblockt) Zustand gesetzt werden, um den Sendeschalter 402 von dem Empfängerschalter 404 zu isolieren. Wie in 4C dargestellt ist, kann, wenn der Empfängerschalter 404 in einem EIN-Zustand ist, der gestapelte Transistor 406 in einen AUS-Zustand 416 gesetzt werden, wodurch ein Ersatzwiderstand zwischen dem Körpersubstrat 412d des Transistors 412 und der Erde (das heißt, Body Floating) vorgesehen wird. Auf diese Weise kann der Einfügungsverlust am Empfangs-(Rx)Weg von der Antenne 400 zum Rx-Block minimiert werden.
C. Veränderungen der Kapazitäten/Impedanzen
sIn 7 ist die Veränderung der Gesamtkapazität in einer Multistack-Struktur dargestellt, wenn die Eingangsleistung im Drainanschluss steigt. Die Werte der parasitären Kondensatoren (zum Beispiel C_gd 602, C_gs 604, C_bs 606 und C_bd 608) ändern sich, abhängig davon, ob ein Transistor im EIN-Zustand oder im AUS-Zustand ist. Wenn ein Transistor im AUS-Zustand in einem Empfängerschalter durch eine große Spannungsschwingung, die zum Drain geliefert wird, auf EIN schaltet, dann kann der Gesamtkapazitätswert des Transistors im AUS-Zustand entsprechend ansteigen. Wie durch die Kapazität 702 in 7 dargestellt ist, kann ein Empfängerschalter, für den nur Body Switching (zum Beispiel 1B), aber keine externen Bestandteile, wie beispielsweise die Kondensatoren 418, 420 in 4B, verwendet werden, zur Folge haben, dass der Empfängerschalter bei einer hohen Eingangsleistung eine hohe Kapazität 702 aufweist. Die hohe Kapazität 702 kann anzeigen, dass die Transistoren im AUS-Zustand in dem Empfängerschalter fälschlicherweise auf EIN schalten. Im Gegensatz dazu kann durch Verwendung von Body Switching und externen Bestandteilen, wie beispielsweise den Kondensatoren 418, 420 gemäß 4B, selbst bei einer hohen Eingangsleistung eine niedrige Kapazität 704 erhalten werden. Folglich bedeutet die niedrige Kapazität 704 bei hoher Eingangsleistung, dass die Transistoren im AUS-Zustand selbst bei einer hohen Eingangsleistung AUS bleiben. Folglich kann ein Multistack-Empfängerschalter im AUS-Zustand unter Verwendung sowohl von Body Switching-Technik als auch externen Bestandteilen stabiler sein als ein Multistack-Empfängerschalter im AUS-Zustand unter Verwendung nur von Body Switching-Technik.
In 8A und 8B sind Impedanzunterschiede im AUS-Zustand zwischen einem Multistack-Empfängerschalter unter Verwendung einer Body Switching-Technik und einem Empfängerschalter unter Verwendung sowohl von Body Switching-Techniken als auch externen Bestandteilen, wie beispielsweise den Kondensatoren 418, 420 dargestellt. Die Veränderung der Impedanz im AUS-Zustand eines Transistorschalters eines Empfängerschalters im AUS-Zustand kann von sowohl den Betriebsfrequenzen als auch der Höhe der Eingangsleistung abhängen. Insbesondere kann die Betriebsfrequenz die Impedanz parasitärer Kondensatoren (zum Beispiel der parasitären Kondensatoren 602, 604, 608, 610) des Transistors im AUS-Zustand verändern. Die Schwankung der Impedanz im AUS-Zustand eines Empfängerschalters kann sich auf die Nennbelastbarkeit und die harmonische Leistung am Tx-Schalter auswirken. In 8A sind Impedanzen im AUS-Zustand basierend auf einer kleinen Signalsimulation dargestellt, die durchgeführt wurde, indem Frequenzen mit einer feststehenden Eingangsleistung ge wobbelt wurden. Wie in 8 für die kleine Signalsimulation dargestellt ist, kann die Impedanz 802 für einen Empfängerschalter unter Verwendung nur einer Body Switching-Technik der Impedanz 804 für einen Empfängerschalter unter Verwendung sowohl von Body Switching-Techniken als auch von externen Bestandteilen, wie beispielsweise den Kondensatoren 418, 420 ähneln. Jedoch können die Impedanzen im AUS-Zustand für eine große Signalsimulation, bei der Eingangleistungen mit einer feststehenden Frequenz gewobbelt werden, anders sein. Insbesondere kann, wie in 8B dargestellt ist, die Impedanz 806 eines Empfängerschalters im AUS-Zustand unter Verwendung nur von Body Switching bei einer höheren Eingangsleistung niedriger sein als die Impedanz 808 des Empfängerschalters im AUS-Zustand unter Verwendung von Body Switching und externen Bestandteilen. Somit kann der Empfängerschalter unter Verwendung von Body Switching und externen Bestandteilen eine höhere Nennbelastbarkeit und eine bessere harmonische Leistung aufweisen.
III. Simulationsergebnisse
sIn 9 sind Simulationsergebnisse für Leckströme in Multiband-(zum Beispiel 900 MHz, 1,9 GHz, 2,1 GHz)Empfängerschaltern gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in 9 dargestellt ist, kann der Leckstrom 902 eines Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung von nur Body Switching wesentlich höher sein als der Leckstrom 904 des Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung sowohl von Body Switching als auch von externen Bestandteilen.
In 10 sind Simulationsergebnisse für Nennbelastbarkeiten für Multiband-Sendeschalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in 10 dargestellt ist, kann die Nennbelastbarkeit 1002 eines Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung von nur Body Switching bei höheren Eingangsleistungen deutlich schlechter sein als die Nennbelastbarkeit 1004 eines Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung sowohl von Body Switching als auch von externen Bestandteilen.
In 11 sind Simulationsergebnisse für die Leistung der zweiten Harmonischen für Multiband-Sendeschalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in 11 dargestellt ist, kann die Leistung der zweiten Harmonischen 1102 eines Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung von nur Body Switching schlechter sein als die Leistung der zweiten Harmonischen 1104 eines Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung sowohl von Body Switching als auch von externen Bestandteilen.
In 12 sind Simulationsergebnisse für die Leistung der dritten Harmonischen für Multiband-Sendeschalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in 12 dargestellt ist, kann die Leistung der dritten Harmonischen 1202 für einen Multistack-Empfängerschalter unter Verwendung von nur Body Switching schlechter sein als die Leistung der dritten Harmonischen 1204 eines Multistack-Empfängerschalters unter Verwendung sowohl von Body Switching als auch von externen Bestandteilen.
Viele Änderungen und andere Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindungen werden dem Fachmann nach dem Studium der vorstehenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen offensichtlich werden. Somit wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen. Obwohl hier spezifische Begriffe verwendet werden, werden diese nur auf allgemeine und beschreibende Weise verwendet und dienen nicht zur Einschränkung.

Claims

CMOS-Antennenschalter, welcher aufweist: eine Antenne, die bei einer Mehrzahl von Funkfrequenz-(RF)Bändern betrieben werden kann; einen Sendeschalter in Verbindung mit der Antenne; einen Empfängerschalter in Verbindung mit der Antenne, wobei der Empfängerschalter eine Mehrzahl an Transistoren aufweist; einen ersten externen Bestandteil, der für einen ersten Transistor der Mehrzahl an Transistoren vorgesehen ist, wobei der erste Transistor eine erste Source und ein erstes Gate aufweist und wobei der erste externe Bestandteil die erste Source mit dem ersten Gate verbindet; und einen zweiten externen Bestandteil, der für einen zweiten Transistor der Mehrzahl an Transistoren vorgesehen ist, wobei der zweite Transistor ein zweites Gate, einen zweiten Drain und ein zweites Körpersubstrat aufweist, wobei der zweite externe Bestandteil das zweite Gate und den zweiten Drain verbindet und wobei das zweite Körpersubstrat selektiv zwischen einem Widerstand und Masse angeschlossen sein kann.
Antennenschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste externe Bestandteil und/oder der zweite externe Bestandteil ein Kondensator ist.
Antennenschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Körpersubstratschalter zum selektiven Anschließen des zweiten Körpersubstrats des zweiten Transistors zwischen einem Widerstand und Masse aufweist.
Antennenschalter gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Sende-(Tx-)Modus der Sendeschalter aktiviert ist, der Empfängerschalter deaktiviert ist und der Körpersubstratschalter so aktiviert ist, dass er das zweite Körpersubstrat mit Masse verbindet, wodurch verhindert wird, dass ein Leckstrom zu einem dem Empfängerschalter zugeordneten Empfänger-(Rx-)Block fließt.
Antennenschalter gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Köpersubstratschalter in einem ersten Zustand betreibbar ist, um das zweite Körpersubstrat elektrisch mit Masse zu verbinden, und wobei der Köpersubstratschalter in einem zweiten Zustand betreibbar ist, der sich von dem ersten Zustand unterscheidet, um den Widerstand zwischen dem zweiten Körpersubstrat und Masse vorzusehen.
Antennenschalter gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körpersubstratschalter einen dritten Transistor mit einer dritten Source und einem dritten Drain aufweist, wobei die dritte Source mit dem zweiten Körpersubstrat des zweiten Transistors elektrisch verbunden ist und der dritte Drain elektrisch mit Masse verbunden ist.
Antennenschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Empfangs-(Rx-)Modus der Sendeschalter deaktiviert ist, der Empfängerschalter aktiviert ist und der Körpersubstratschalter deaktiviert ist, um den Widerstand zwischen dem zweiten Körpersubstrat und Masse vorzusehen.
Antennenschalter gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Transistor eine zweite Source aufweist, wobei eine Ersatzschaltung für den zweiten Transistor, wenn der Empfängerschalter eine Drain-Body-Kondensatorverbindung und eine Body-Source-Kondensatorverbindung aufweist, und wobei, während der Empfängerschalter aktiviert ist, wenigstens ein Teil eines Signalwegs für ein Empfangssignal von der Antenne durch die Drain-Body-Kondensatorverbindung und die Body-Source-Kondensatorverbindung gebildet wird.
Antennenschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Transistoren CMOS-(Complementary Semiconductor Oxide)Transistoren sind, die miteinander kaskadiert sind.
Antennenschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transistor einen ersten Drain und ein erstes Körpersubstrat aufweist, und welcher einen dritten Transistor mit einer dritten Source, einem dritten Drain und einem dritten Körpersubstrat aufweist, wobei der erste Drain mit der zweiten Source verbunden ist und der zweite Drain mit der dritten Source verbunden ist.
Verfahren für einen CMOS-Antennenschalter, welches umfasst: Vorsehen einer Antenne, die bei einer Mehrzahl von Funkfrequenz-(RF)Bändern betrieben werden kann; elektrisches Verbinden eines Sendeschalters und eines Empfängerschalters mit der Antenne, wobei der Empfängerschalter eine Mehrzahl von Transistoren aufweist; Vorsehen eines ersten externen Bestandteils für einen ersten Transistor der Mehrzahl an Transistoren, wobei der erste Transistor eine erste Source und ein erstes Gate aufweist und wobei der erste externe Bestandteil die erste Source mit dem ersten Gate verbindet; Vorsehen eines zweiten externen Bestandteils für einen zweiten Transistor der Mehrzahl an Transistoren, wobei der zweite Transistor ein zweites Gate, einen zweiten Drain und ein zweites Körpersubstrat aufweist, wobei der zweite externe Bestandteil das zweite Gate und den zweiten Drain verbindet und wobei das zweite Körpersubstrat selektiv zwischen einem Widerstand und Masse verbunden werden kann.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsehen des ersten externen Bestandteils und des zweiten externen Bestandteils das Vorsehen wenigstens eines Kondensators als ersten externen Bestandteil oder zweiten externen Bestandteil aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter aufweist: Vorsehen eines Körpersubstratschalters zum selektiven Anschließen des zweiten Körpersubstrats zwischen dem Widerstand und Masse.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Sende-(Tx-)Modus der Sendeschalter aktiviert ist, der Empfängerschalter deaktiviert ist und der Körpersubstratschalter aktiviert ist, um das zweite Körpersubstrat mit Masse zu verbinden, wodurch der Leckstrom zu einem dem Empfängerschalter zugeordneten Empfänger-(Rx-)Block verringert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Köpersubstratschalter in einem ersten Zustand betrieben wird, um das zweite Körpersubstrat mit Masse zu verbinden, und wobei der Köpersubstratschalter in einem zweiten Zustand betrieben wird, der sich von dem ersten Zustand unterscheidet, um den Widerstand zwischen dem zweiten Körpersubstrat und Masse vorzusehen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körpersubstratschalter einen dritten Transistor mit einer dritten Source und einem dritten Drain aufweist, wobei die dritte Source mit dem zweiten Körpersubstrat des zweiten Transistors elektrisch verbunden ist und der dritte Drain elektrisch mit der Erde verbunden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Empfangs-(Rx-)Modus der Sendeschalter deaktiviert ist, der Empfängerschalter aktiviert ist und der Körpersubstratschalter deaktiviert ist, um einen Widerstand zwischen dem zweiten Körpersubstrat und Masse vorzusehen.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Transistor eine zweite Source aufweist, wobei eine Ersatzschaltung für den zweiten Transistor, wenn der Empfängerschalter eine Drain-Body-Kondensatorverbindung und eine Body-Source-Kondensatorverbindung aufweist, und wobei, während der Empfängerschalter aktiviert ist, wenigstens ein Teil eines Signalwegs für ein Empfangssignal von der Antenne durch die Drain-Body-Kondensatorverbindung und die Body-Source-Kondensatorverbindung gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Transistoren CMOS-(Complementary Semiconductor Oxide)Transistoren ist, die miteinander kaskadiert sind.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transistor weiter einen ersten Drain und ein erstes Körpersubstrat aufweist, das weiter einen dritten Transistor mit einer dritten Source, einem dritten Drain und einem dritten Körpersubstrat aufweist, wobei der erste Drain mit der zweiten Source verbunden ist und der zweite Drain mit der dritten Source verbunden ist.
CMOS-Antennenschalter, welcher aufweist: eine Antenne, die bei einer Mehrzahl von Funkfrequenz-(RF)Bändern betrieben werden kann; einen Sendeschalter in Verbindung mit der Antenne; einen Empfängerschalter in Verbindung mit der Antenne, wobei der Empfängerschalter eine Mehrzahl an Transistoren aufweist, einschließlich eines ersten Transistors mit einer ersten Source und einem ersten Gate, und eines zweiten Transistors mit einem zweiten Gate, einem zweiten Drain und einem zweiten Körpersubstrat; Mittel zum elektrischen Verbinden der ersten Source mit dem ersten Gate; Mittel zum elektrischen Verbinden des zweiten Gates mit dem zweiten Drain; Mittel zum selektiven Anschließen des zweiten Körpersubstrats zwischen einem Widerstand und Masse.