【摘 要】
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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
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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TSMC 0.35μm标准CMOS工艺中的射频模型设计了两种适用于TD-SCDMA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,1 dB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。
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