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单刀双掷射频开关是无线通信系统组件中最重要的部分之一,一般位于射频收发机的前端部分,它有选择的将发射机和接收机与天线连接,使收发支路可以工作在不同频率范围,并防止接收支路与发射支路的大功率信号相互干扰,随着3G、4G乃至5G的迅猛发展,高线性度和低插损的射频开关逐渐成为研究的热点。本文基于0.28μm SOI CMOS工艺设计了一款单刀双掷射频开关,工作频率范围为0.1~6GHz。为设计性能优异的射频开关,本文仿真并分析了射频开关所使用的晶体管在导通和关断状态下的电容电阻特性。射频开关由控制单元模块和开关核心电路模块组成,其中控制单元模块由全差分环形振荡器、负压电荷泵和三值逻辑门组成,开关核心电路模块则由串并联结构的开关链路组成。为提高功率处理能力,开关核心串并联链路采用Stacked-FET结构。为提高线性度和隔离度,本课题引入了能产生稳定负压的控制单元电路结构,其作用是在不影响插入损耗的情况下减小晶体管关断电容,从而减少射频信号在关断支路的泄露。射频开关晶体管的通断状态由控制单元模块产生的另一稳定偏压控制决定。在Cadence Spectre环境下的后仿真结果表明,在2.5V电源电压下,插入损耗在1GHz处小于0.9dB,隔离度大于35dB,输入1dB压缩点大于30dBm,开关导通和关断切换时间均小于1μs。带负压控制单元结构的射频开关的版图整体面积约为1mm~2。本课题设计的基于0.28μm SOI CMOS工艺的高线性度单刀双掷射频开关各项性能均满足设计指标要求,流片验证后可以应用于无线通信系统发射前端。