用于TD-SCDMA系统的CMOS集成收/发开关的设计

摘要

TD-SCDMA是由中国提出且拥有核心技术知识产权的第三代移动通信(3G)国际标准，发展前景广阔。巨大的市场需求推动和硅工艺技术的不断改进，使得过去在无线收发机射频前端电路中难以集成的收/发开关现在成为可能。 本文用TSMC0.35μm标准CMOS工艺中的射频模型设计了两种适用于TDSCDMA系统的集成收/发开关。在详细地分析了影响第一种收/发开关电路性能指标的各种因素的基础上对电路进行了优化设计，并对第二种收/发开关电路的设计做了简要介绍。基于TD-SCDMA系统所使用的频段为2010MHz～2025MHz，所设计的两种开关电路均工作在2.0GHz。 所设计的第一种收/发开关是对称式串并结构的单刀双掷开关。分析表明，为降低开关的插入损耗，必须要降低开关管的导通电阻和源/漏结电容。仿真结果显示，该开关电路在2.0GHz时插入损耗为1.08dB，1dB压缩点(P1dB)为13.5dBm，隔离度为27dB。通过优化MOSFET的栅宽及偏置电压可以降低插入损耗。在版图设计中通过增加衬底接触降低衬底电阻，从而减小插入损耗。另外，为接收和发送端提供直流偏置可以降低P1dB。所设计的开关电路的仿真结果可满足TD-SCDMA系统的应用。该电路的版图面积为520μm×520μm。 第二种收/发开关电路采用的是感性衬底偏置技术。该技术利用一个在工作频率处谐振的LC回路来增加MOSFET的衬底阻抗，从而可使开关电路获得较低的插入损耗和较高的线性度。为适应收/发开关在接收模式下和发送模式下对线性度及隔离度的不同要求，该开关电路设计为不对称结构。在发送模式下，该开关电路的仿真结果为：插入损耗为1.06dB，隔离度为35dB，P1dB为17.4dBm。在接收模式下，该开关电路的仿真结果为：插入损耗为1.12dB，隔离度为25.5dB，P1dB为12.8dBm。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章射频开关

第三章对称式收/发开关

第四章采用感性衬底偏置的收/发开关

第五章结论

致谢

参考文献

在学期间研究成果