本發(fā)明涉及射頻天線的電路領(lǐng)域，尤其是涉及具有引腳靜電保護(hù)功能的電路以及具有這種電路的射頻天線電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有很多電子設(shè)備具有無線通訊功能，例如，智能手機、平板電腦等設(shè)有無線通信模塊，如藍(lán)牙模塊或者射頻模塊等，如果電子設(shè)備設(shè)置有射頻模塊，則還需要設(shè)置用于發(fā)射或者接收射頻信號的天線，通常，天線是印刷在印刷電路板上，并且天線與電路板上的其他器件連接，如與控制器連接，將接收到的信號傳送至控制器，或者接收控制器發(fā)出的信號，并且將控制器的信號經(jīng)過調(diào)制后發(fā)射出去。

用于電子設(shè)備工作時往往會產(chǎn)生靜電，這些靜電的電壓有時候非常高，過高的靜電電壓會對電子設(shè)備的電子器件造成嚴(yán)重的影響。如果天線的引腳上產(chǎn)生大量的靜電，將嚴(yán)重影響天線對信號的發(fā)射與接收，從而影響電子設(shè)備與其他設(shè)備的無線通信質(zhì)量，因此人們在研究如何對天線引腳進(jìn)行靜電保護(hù)，從而避免天線受到靜電的影響而導(dǎo)致無法收發(fā)信號的情況。

如圖1所示，現(xiàn)有一種射頻天線靜電保護(hù)電路連接至射頻天線的引腳RFIN，由于射頻天線的引腳RFIN上可能產(chǎn)生靜電，將影響到射頻天線的工作，因此，需要提供從射頻天線的引腳RFIN到天線電源以及天線地之間的泄流通道，以確保靜電的電荷能夠釋放。現(xiàn)有的靜電保護(hù)電路具有一個低噪聲放大器LNA1，在天線引腳RFIN與低噪聲放大器LNA1的輸入端LNAIN之間設(shè)有電容C1，并且在天線引腳RFIN與天線地RFGND之間設(shè)有二極管D1，二極管D1的陽極連接至天線地FRGND，陰極連接至天線引腳RFIN。在天線引腳RFIN與天線電源RFVDD之間連接有二極管D2，二極管D2的陽極連接至天線引腳RFIN，陰極連接至天線電源RFVDD。并且，在天線電源RFVDD與天線地RFGND之間連接有電容C2。

當(dāng)天線引腳RFIN上形成有靜電電荷時，靜電電荷可以經(jīng)二極管D1向天線地RFGND釋放，也可以經(jīng)二極管D2向天線電源RFVDD釋放。由于靜電電荷被及時釋放，因此不應(yīng)影響射頻天線的工作。然而，這種靜電保護(hù)電路存在較大的寄生電容，對射頻天線的工作有一定影響，并不是最理想的靜電保護(hù)電路。

圖2所示是另一種常見的靜電保護(hù)電路，該電路包括低噪聲放大器LNA2，在天線引腳RFIN與低噪聲放大器LNA2的輸入端LNAIN之間連接有電容C11，天線引腳RFIN與天線地RFGND之間連接有場效應(yīng)管D11，并且在天線電源RFVDD與天線地RFGND之間連接有電容C12。在天線引腳RFIN上形成靜電后，靜電電荷經(jīng)過場效應(yīng)管D11向天線接地RFGND放電。

但是，這種靜電保護(hù)電路設(shè)置的場效應(yīng)管D11存在漏電的風(fēng)險，并且一旦場效應(yīng)管D11漏電，將形成較大的噪聲，且影響靜電電荷的釋放，也會導(dǎo)致電子設(shè)備工作時噪聲過大，而且會影響到電子設(shè)備的工作穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種能夠有效釋放靜電電荷并且工作噪聲較低的射頻天線引腳靜電保護(hù)電路。

本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠避免因靜電電荷影響工作的射頻天線電路。

為了實現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的射頻天線引腳靜電保護(hù)電路包括連接在射頻天線引腳與低噪音放大器之間的耦合電容，低噪聲放大器的輸入端與天線地之間連接有第一二極管，低噪聲放大器的輸入端與天線電源之間連接有第二二極管；其中，射頻天線引腳與天線地之間連接有第三二極管，第三二極管的陽極連接至天線地，第三二極管的陰極連接至射頻天線引腳，且耦合電容連接在第三二極管的陰極與低噪聲放大器的輸入端之間。

由上述方案可見，由于在射頻天線引腳與天線地之間連接有第三二極管，在天線引腳向天線地的釋放靜電電荷時，第三二極管為靜電電荷的釋放提供通道。由于耦合電容能夠?qū)μ炀€引腳向低噪聲放大器輸入端之間的總電荷有衰減作用，并且能夠在釋放靜電電荷時，阻隔從天線引腳到低噪聲放大器的場效應(yīng)管的柵極的直流路徑，防止在靜電電荷釋放后殘余的電荷對場效應(yīng)管的損壞。這樣，在靜電電荷釋放過程中，由于第三二極管的存在，不但能夠避免靜電保護(hù)電路產(chǎn)生較大的寄生電容，還能夠避免使用可能會漏電的場效應(yīng)管，也就避免產(chǎn)生較大的噪聲，確保射頻天線的正常工作。

一個優(yōu)選的方案是，在天線電源與天線地之間連接有片上電容，并且，片上電容的電容值大于耦合電容的電容值，且片上電容的電容值為耦合電容的電容值的三倍以上。

由此可見，將片上電容的電容值設(shè)置的較高，在第三二極管的峰值電壓較高的情況下，可以確保低噪聲放大器的峰值電壓被鉗制在一個較小的范圍內(nèi)，從而有效保護(hù)低噪聲放大器的場效應(yīng)管，避免場效應(yīng)管的柵極被氧化，有利于延長靜電保護(hù)電路的使用壽命。

進(jìn)一步的方案是，靜電保護(hù)電路還設(shè)有第四二極管，第四二極管與第三二極管并聯(lián)，且第四二極管的陽極連接至天線地，第四二極管的陰極連接至射頻天線引腳。

可見，在第三二極管上并聯(lián)上一個第四二極管，通過第二二極管的泄流作用，可以進(jìn)一步提高靜電電荷的泄流能力，確保靜電電荷能夠在短時間內(nèi)釋放，靜電保護(hù)電路的性能更好，且能夠承受的靜電電壓更高。

更進(jìn)一步的方案是，靜電保護(hù)電路還設(shè)有電阻，該電阻與第三二極管并聯(lián)。

由此可見，通過電阻為天線引腳與天線地之間提供電荷流動的通道，并且在不需要釋放靜電電荷時，電阻能夠隔斷天線引腳與天線地之間的電連接。

為了實現(xiàn)上述的另一目的，本發(fā)明提供的射頻天線電路包括天線本體以及靜電保護(hù)電路，靜電保護(hù)電路包括連接在射頻天線引腳與低噪音放大器之間的耦合電容，低噪聲放大器的輸入端與天線地之間連接有第一二極管，低噪聲放大器的輸入端與天線電源之間連接有第二二極管；其中，射頻天線引腳與天線地之間連接有第三二極管，第三二極管的陽極連接至天線地，第三二極管的陰極連接至射頻天線引腳，且耦合電容連接在第三二極管的陰極與低噪聲放大器的輸入端之間。

由上述方案可見，由于射頻天線的電路中，在射頻天線引腳與天線地之間連接有第三二極管，在天線引腳向天線地的釋放靜電電荷時，第三二極管為靜電電荷的釋放提供用于釋放靜電電荷的通道。由于耦合電容能夠?qū)μ炀€引腳向低噪聲放大器輸入端之間的總電荷有衰減作用，并且能夠在釋放靜電電荷時，阻隔從天線引腳到低噪聲放大器的場效應(yīng)管的柵極的直流路徑，防止在靜電電荷釋放后殘余的電荷對場效應(yīng)管的損壞。這樣，在靜電電荷釋放過程中，由于第三二極管的存在，不但能夠避免靜電保護(hù)電路產(chǎn)生較大的寄生電容，還能夠避免使用可能會漏電的場效應(yīng)管，也就避免產(chǎn)生較大的噪聲，確保射頻天線的正常工作。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有一種射頻天線引腳保護(hù)電路的電原理圖。

圖2是現(xiàn)有另一種射頻天線引腳保護(hù)電路的電原理圖。

圖3是本發(fā)明射頻天線引腳靜電保護(hù)電路實施例的電原理圖。

以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

具體實施方式

本發(fā)明的射頻天線電路具有天線本體，天線本體可以作為諸如藍(lán)牙模塊、射頻模塊或者其他無線通信模塊的主要部件，用于發(fā)射無線信號，并且接收其他電子設(shè)備所發(fā)出的無線信號。優(yōu)選的，天線本體是印刷在印刷電路板上，且天線本體的形狀可以是各種各樣的，例如可以是長條狀的，也可以是是多個矩形的圈。天線本體可以將經(jīng)過調(diào)制的模擬信號發(fā)射出去，并且可以接收其他無線設(shè)備發(fā)出的無線信號，通常所接收的無線信號需要經(jīng)過解調(diào)后才能轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且將數(shù)字信號輸出至控制器等數(shù)字器件。

由于電子設(shè)備工作時可能產(chǎn)生大量的靜電，且天線本體上也可能會產(chǎn)生大量的靜電，典型的情況就是在天線的引腳處積聚大量的靜電電荷，這些靜電電荷將對天線的正常工作造成很大的影響，例如會應(yīng)影響天線的頻率，如果天線的頻率受到影響，將影響天線接收無線信號，也會影響無線信號的發(fā)送。本實施例中，在天線的引腳上設(shè)置靜電保護(hù)電路，即通過靜電保護(hù)電路對天線本體上的靜電電荷進(jìn)行釋放，避免靜電電荷對天線本體造成影響。

參見圖3，靜電保護(hù)電路連接至天線引腳RFIN，天線引腳RFIN是射頻天線的天線本體的引腳。靜電保護(hù)電路設(shè)有低噪聲放大器LNA3，本實施例中，低噪聲放大器LNA3內(nèi)設(shè)有場效應(yīng)管M0，場效應(yīng)管M0的柵極即為低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN。并且，在天線引腳RFIN與低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN之間連接有電容C21，優(yōu)選的，電容C21為耦合電容。

在低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN與天線電源RFVDD之間連接有二極管D22，二極管D22的輸入端連接至低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN，二極管D22的陰極連接至天線電源RFVDD。在低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN與天線地RFGND之間連接有二極管D21，二極管D21的陽極連接至天線地RFGND，而二極管D22的陰極連接至低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN。

并且，在天線引腳RFIN與天線地RFGND之間連接有二極管D23，二極管D23的陽極連接至天線地RFGND，陰極連接至天線引腳RFIN。由于天線引腳RFIN與低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN連接有電容C21，因此電容C21的兩端分別是連接至二極管D23的陰極以及低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN。

并且，二極管D23還與二極管D24并聯(lián)，也就是二極管D24的陽極連接至天線地RFGND，陰極連接至天線引腳RFIN。此外，二極管D23還與電阻R21并聯(lián)，也即是電阻R21的兩端分別連接至天線地RFGND以及天線引腳RFIN。

在天線電源RFVDD與天線地RFGND之間連接有電容C22，優(yōu)選的，電容C22為片上電容，并且電容C22的電容值遠(yuǎn)大于電容C21的電容值，例如，電容C22的電容值為電容C21的電容值的三倍以上，甚至可以是十倍以上。并且，天線電源RFVDD連接至低噪聲放大器LNA3的場效應(yīng)管M0的漏極，天線地RFGND連接至低噪聲放大器LNA3的場效應(yīng)管M0的源極。

當(dāng)天線本體上產(chǎn)生靜電時，靜電電荷可以通過靜電保護(hù)電路進(jìn)行釋放，具體的，在天線引腳RFIN對天線地RFGND進(jìn)行靜電釋放時，二極管D23為靜電電荷的電流泄流路徑，在靜電電荷釋放的時候，靜電所產(chǎn)生的電壓的峰值電壓設(shè)為Vesd。電容C21具有兩個作用，一個作用是衰減天線引腳RFIN到場效應(yīng)管M0柵極的交流能量，使靜電電荷釋放過程中，靜電電荷通過電容C21到場效應(yīng)管M0柵極的總電荷衰減到Vesd×C21。例如，在2000V 的人體模型的靜電釋放時，總電荷為100pF×2000V=200n庫倫，而Vesd×C21大約是10V×10pF=0.1n庫倫，也就是衰減了約2000倍。電容C21的另一個作用是隔斷天線引腳RFIN在靜電釋放時的電壓到場效應(yīng)管管M0柵極的直流路徑，防止靜電電荷釋放后的殘余電荷損害場效應(yīng)管M0的柵極。

在負(fù)電壓的靜電電荷釋放時，二極管D21可以在負(fù)電壓的靜電電荷釋放時，鉗位低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN和天線地RFGND之間的電壓，使得該電壓的電壓值在在1V左右。在正電壓的靜電電荷釋放時，二極管D22可以鉗位低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN和天線電源RFVDD之間的電壓，使得該電壓的電壓值在1V左右。由于Vesd×C21的量很小，所以鉗位二極管D21和D22的尺寸可以很小，從而使得引入的寄生電容量也非常的小。

并且，由于在靜電保護(hù)電路的天線電源RFVDD和天線地RFGND之間，設(shè)置有片上電容C22，本實施例中，片上電容C22的電容值為耦合電容C21的電容值的三倍以上。假設(shè)電容C22的電容值為電容C21的電容值的N倍，也就是C22=N×C21。在靜電電荷釋放時，天線電源RFVDD的電壓值Vfmvdd=(Vesd-1V)/(N+1)，其中1V為二極管D22上的壓降。假設(shè)靜電所產(chǎn)生的電壓的峰值電壓Vesd為10V，N為8，則Vfmvdd=1V，Vlnain=Vfmvdd+1V=2V，這樣在靜電保護(hù)電路的二極管D23峰值電壓較高的靜電電荷釋放過程中，可以保障低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN的峰值電壓在-1V到+2V之間，從而很好的對場效應(yīng)管M0的柵極進(jìn)行保護(hù)。

可見，本發(fā)明是利用小電容耦合的方法，隔開低噪聲放大器LNA3的輸入端LNAIN和天線引腳RFIN，并且衰減了進(jìn)入低噪聲放大器LNA3的靜電電荷能量。在低噪聲放大器LNA3輸入端處LNAIN通過小二極管路徑鉗位負(fù)向靜電電荷釋放電壓，利用電容C21分壓路徑加小二極管D22鉗位住正向靜電電荷釋放的電壓。由于電容C21耦合衰減靜電電荷釋放時電荷能量作用，靜電保護(hù)電路可以用漏電流小但靜電電荷釋放時開啟電壓高的高壓場效應(yīng)管M0等電路實現(xiàn)。由于作為鉗位二極管的二極管D21、D22的面積可以做得非常小，寄生電容非常小，大幅度提高了電路對電源的抑制能力。

當(dāng)然，上述的方案只是本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，實際應(yīng)用是還可以有更多的變化，例如，不設(shè)置二極管D24以及電阻R21，或者減少設(shè)置在天線電源RFVDD與天線地RFGND之前的電容C22，這些改變都不影響本發(fā)明的實施，也應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。