JP2012239011A - 高周波スイッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】信号線路の特性インピーダンスを操作しても、送信時の通過および反射特性を劣化させることなく、かつ、他の回路との良好な接続性を保ちながら受信時の信号の減衰を低減させることのできる高周波スイッチを得る。
【解決手段】共通端子1と受信端子3との間に第1のトランジスタ4を設ける。共通端子1と送信端子2との間に第1の高周波信号線路6と第2の高周波信号線路7とを直列接続する。第1の高周波信号線路6と第2の高周波信号線路7との接続点に第2のトランジスタ5の一端を接続し、第2のトランジスタ5の他端を接地する。
【選択図】図1
【解決手段】共通端子1と受信端子3との間に第1のトランジスタ4を設ける。共通端子1と送信端子2との間に第1の高周波信号線路6と第2の高周波信号線路7とを直列接続する。第1の高周波信号線路6と第2の高周波信号線路7との接続点に第2のトランジスタ5の一端を接続し、第2のトランジスタ5の他端を接地する。
【選択図】図1
Description
この発明は、低損失特性を有する高周波スイッチに関するものである。
従来、高周波の無線通信機器の高周波スイッチとしては、例えば特許文献1に示すように、共通端子から受信回路端子の間に直列接続された第1のトランジスタと、共通端子から送信回路端子の間に直列接続された1/4波長伝送線路と、シャント接続された第2のトランジスタを備え、これらトランジスタのオン/オフを制御回路で制御するようにしたものがあった。
この高周波スイッチでは、送信時においては全てのトランジスタをオフ状態で動作させ、送信回路端子から入力される送信信号は共通端子へと出力される。一方、受信時においては全てのトランジスタをオン状態で動作させ、共通端子から入力される受信信号は受信回路端子へと出力される。このとき、送信時の信号はトランジスタを通過することが無いため、トランジスタの非線形効果を最小限に抑えることができることに加え、トランジスタによる信号減衰も無く、比較的小さいトランジスタでスイッチを構成することができる。なお、受信時の信号は通常極めて小さいため、非線形特性の影響が問題になることはない。
しかしながら、従来の高周波スイッチには以下のような問題があった。即ち、受信時において、共通端子から入力された受信信号はオン状態の第1のトランジスタを通過して受信回路端子へと出力される。このとき、共通端子から送信回路側を見たインピーダンスは、第2のトランジスタの示すオン抵抗のため完全にオープンとは見なせないため、受信信号の送信経路側への漏れ込みが生じる。
ここで、受信信号の漏れ込みを低減するために、1/4波長伝送線路の特性インピーダンスを高くした場合、受信信号の漏れ込みは小さくなるが、送信時の送信信号は線路間の不整合により通過および反射特性が劣化してしまう。また、この不整合を補償するためには送信回路のインピーダンスを変える必要が生じるため、本スイッチと他の送信回路との接続性が悪くなるという問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、信号線路の特性インピーダンスを操作しても、送信時の通過および反射特性を劣化させることなく、かつ、他の回路との良好な接続性を保ちながら受信時の信号の減衰を低減させることのできる高周波スイッチを得ることを目的とする。
この発明に係る高周波スイッチは、共通端子および受信端子との間に接続された第1のトランジスタと、一端が共通端子と第1のトランジスタとの間に接続された第1の高周波信号線路と、一端が第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、一端が第1の高周波信号線路と第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路とを備えたものである。
この発明の高周波スイッチは、第1の高周波信号線路と送信端子との間に第2の高周波信号線路を設けたので、信号線路の特性インピーダンスを操作しても、送信時の通過および反射特性を劣化させることなく、かつ、他の回路との良好な接続性を保ちながら受信時の信号の減衰を低減させることができる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による高周波スイッチを示す構成図である。
図1に示す高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第1のトランジスタ4、第2のトランジスタ5、第1の高周波信号線路6、第2の高周波信号線路7、制御端子8を備えている。
図1は、この発明の実施の形態1による高周波スイッチを示す構成図である。
図1に示す高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第1のトランジスタ4、第2のトランジスタ5、第1の高周波信号線路6、第2の高周波信号線路7、制御端子8を備えている。
共通端子1は、送受信の共通端子であり、図示しない送受信アンテナ等が接続される。送信端子2は、共通端子1を介して送信する送信データの入力端子である。受信端子3は、共通端子1を介して受信する受信データの出力端子である。第1のトランジスタ4は、共通端子1にソースを、受信端子3にドレインを、また、ゲートに高抵抗を介して制御端子8を接続してなる電界効果トランジスタ(FET)である。第2のトランジスタ5は、ソースを接地し、第1の高周波信号線路6と第2の高周波信号線路7との接続点にドレインを、ゲートに高抵抗を介して制御端子8を接続してなる電界効果トランジスタである。第1の高周波信号線路6は、その一端が共通端子1に接続され他端に第2の高周波信号線路7が接続される伝送線路であり、第2の高周波信号線路7は、一端が第1の高周波信号線路6に接続され、他端が送信端子2に接続される伝送線路である。制御端子8は、第1及び第2のトランジスタ4、5に対して制御電圧を印加するための端子である。
また、第1及び第2のトランジスタ4、5に印加する電圧は、ピンチオフ電圧以上の電圧を印加することによりこれら第1及び第2のトランジスタ4、5のドレイン−ソース間をオン状態とし、ピンチオフ電圧以下の電圧を印加することにより、これらトランジスタのドレイン−ソース間をオフ状態とする。なお、オン状態の電界効果トランジスタは抵抗、オフ状態の電界効果トランジスタは容量としてみなすことができる。ここで、これらの抵抗および容量を電界効果トランジスタのオン抵抗およびオフ容量と呼ぶことにする。
次に、実施の形態1に係る高周波スイッチの動作について図面を参照しながら説明する。
図2は、本実施の形態1に係る高周波スイッチの送信時の等価回路を示す。制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第1及び第2のトランジスタ4、5はオフ状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さいとすると、共通端子1から受信端子3側を見たインピーダンスはほぼオープンとみなすことができる。このとき、送信端子2から入力された信号は第1及び第2の高周波信号線路6、7を通過し共通端子1へと出力される。
図2は、本実施の形態1に係る高周波スイッチの送信時の等価回路を示す。制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第1及び第2のトランジスタ4、5はオフ状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さいとすると、共通端子1から受信端子3側を見たインピーダンスはほぼオープンとみなすことができる。このとき、送信端子2から入力された信号は第1及び第2の高周波信号線路6、7を通過し共通端子1へと出力される。
図3は、本実施の形態1に係る高周波スイッチの受信時の等価回路を示す。制御端子8からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第1及び第2のトランジスタ4、5は共にオン状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオン抵抗は十分に小さいとする。共通端子1から送信端子2側の経路は第2のトランジスタ5によってショートされ、さらに、第1の高周波信号線路6の電気長を受信信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、第2の高周波信号線路7の特性によらずほぼオープンと見なすことができる。よって、共通端子1から入力された信号は第1のトランジスタ4を通過し受信端子3へと出力される。
このとき、電界効果トランジスタの示すオン抵抗は十分に小さいとする。共通端子1から送信端子2側の経路は第2のトランジスタ5によってショートされ、さらに、第1の高周波信号線路6の電気長を受信信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、第2の高周波信号線路7の特性によらずほぼオープンと見なすことができる。よって、共通端子1から入力された信号は第1のトランジスタ4を通過し受信端子3へと出力される。
ここで、電界効果トランジスタのオン抵抗のため、共通端子1からみた送信側のインピーダンスは理想的なオープンとはならず、信号の漏れ込みが生じ、受信信号の損失が増大する。
本高周波スイッチの基本構成として、高周波信号線路の特性インピーダンスを系のインピーダンスと同じ(例えばZ0=50Ω)として考えると、この漏れ込みによる損失への影響を低減させるためには、第1の高周波信号線路6の特性インピーダンスを高くすればよい。
本高周波スイッチの基本構成として、高周波信号線路の特性インピーダンスを系のインピーダンスと同じ(例えばZ0=50Ω)として考えると、この漏れ込みによる損失への影響を低減させるためには、第1の高周波信号線路6の特性インピーダンスを高くすればよい。
一方で、送信時には第1の高周波信号線路6のインピーダンスが変化すると、通過及び反射特性が劣化してしまう。そこで、第2の高周波信号線路7の特性インピーダンス及び電気長を適切に設定することにより、第1の高周波信号線路6の特性インピーダンスが変化したことによる影響を補償することができる。すなわち、従来の構成では第1の高周波信号線路6の特性インピーダンスを自由に設定してしまうと、受信信号が低損失になる代わりに送信信号の損失が大きくなってしまう。そこで、本実施の形態では新たに第2の高周波信号線路7を接続することで、送信信号の損失が大きくなった分を補正することができる。ここで、第2の高周波信号線路7の線路定数(電気長、線路インピーダンス)は第1の高周波信号線路6とは独立に決めることができるものとする。なお、第2の高周波信号線路7を接続したことによる受信信号への影響はほとんどない。
また、トランジスタが理想的なスイッチング特性を有する場合、第2の高周波信号線路7の特性インピーダンスは、第1の高周波信号線路6と同じ値とし、二つの線路を合わせた総電気長が送信信号の中心周波数において1/2波長となるように設定すればよい。
よって、本実施の形態1では、第1及び第2の高周波信号線路6、7の特性インピーダンス及び電気長を適切に設定することで、送信時の通過および反射特性に与える影響を少なく、受信時の信号の減衰を低減できる。
また、送信端子2を含めて、共通端子1や受信端子3の電源インピーダンスは全て同じとして設計できるため、他のマイクロ波回路との接続性が問題とならない。すなわち、一般的なマイクロ波回路は50Ωで設計されているため、電源インピーダンスが50Ωで統一されていればそのまま接続できるため他のマイクロ波回路との接続性を良好とすることができる。
以上説明したように、実施の形態1の高周波スイッチによれば、共通端子および受信端子との間に接続された第1のトランジスタと、一端が共通端子と第1のトランジスタとの間に接続された第1の高周波信号線路と、一端が第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、一端が第1の高周波信号線路と第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路とを備えたので、信号線路の特性インピーダンスを操作しても、送信時の通過および反射特性を劣化させることなく、かつ、他の回路との良好な接続性を保ちながら受信時の信号の減衰を低減させることができる。
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る高周波スイッチの構成図である。実施の形態2の高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第1及び第2のトランジスタ4及び5、第1及び第2の高周波信号線路6及び7、制御端子8、第3のトランジスタ9、制御端子10を備えている。ここで、共通端子1〜制御端子8は、図1〜図3に示した実施の形態1の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。第3のトランジスタ9は、第1及び第2のトランジスタ4、5と同様に電界効果トランジスタからなり、ソースを接地し、ドレインを受信端子3に接続し、ゲートには高抵抗を介して制御端子10が接続されている。制御端子10は、第3のトランジスタ9に対して制御電圧を印加するための端子である。
図4は、この発明の実施の形態2に係る高周波スイッチの構成図である。実施の形態2の高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第1及び第2のトランジスタ4及び5、第1及び第2の高周波信号線路6及び7、制御端子8、第3のトランジスタ9、制御端子10を備えている。ここで、共通端子1〜制御端子8は、図1〜図3に示した実施の形態1の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。第3のトランジスタ9は、第1及び第2のトランジスタ4、5と同様に電界効果トランジスタからなり、ソースを接地し、ドレインを受信端子3に接続し、ゲートには高抵抗を介して制御端子10が接続されている。制御端子10は、第3のトランジスタ9に対して制御電圧を印加するための端子である。
次に、実施の形態2に係る高周波スイッチの動作について説明する。
制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第1及び第2のトランジスタ4、5はオフ状態とする。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第3のトランジスタ9はオン状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとすると、共通端子1から受信端子3側を見たインピーダンスはほぼオープンとみなすことができる。このとき、送信端子2から入力された信号は第1及び第2の高周波信号線路6、7を通過し、共通端子1へと出力される。
制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第1及び第2のトランジスタ4、5はオフ状態とする。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第3のトランジスタ9はオン状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとすると、共通端子1から受信端子3側を見たインピーダンスはほぼオープンとみなすことができる。このとき、送信端子2から入力された信号は第1及び第2の高周波信号線路6、7を通過し、共通端子1へと出力される。
また、実施の形態2では第3のトランジスタ9が存在するため、共通端子1と受信端子3間を遮断した状態における共通端子1と受信端子3間の遮断量(アイソレーション)を大きくすることができる。
次に、受信時の動作について説明する。制御端子8からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第1及び第2のトランジスタ4、5をオン状態とする。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第3のトランジスタ9はオフ状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとする。共通端子1から送信端子2側の経路は第2のトランジスタ5によってショートされ、さらに第1の高周波信号線路6の電気長を受信信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、第2の高周波信号線路7の特性によらず、ほぼオープンと見なすことができる。また、第3のトランジスタ9もオフ状態となるため、共通端子1から入力された信号は第1のトランジスタ4を通過し受信端子3へと出力される。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとする。共通端子1から送信端子2側の経路は第2のトランジスタ5によってショートされ、さらに第1の高周波信号線路6の電気長を受信信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、第2の高周波信号線路7の特性によらず、ほぼオープンと見なすことができる。また、第3のトランジスタ9もオフ状態となるため、共通端子1から入力された信号は第1のトランジスタ4を通過し受信端子3へと出力される。
ここで、電界効果トランジスタのオン抵抗のため、共通端子1からみた送信側のインピーダンスは理想的なオープンとはならず、信号の漏れ込みが生じ、受信信号の損失を増大させてしまう。この場合の対処として、第1及び第2の高周波信号線路6、7の特性インピーダンスを適切な値に設定することは実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
以上説明したように、実施の形態2の高周波スイッチによれば、共通端子および受信端子との間に接続された第1のトランジスタと、一端が共通端子と第1のトランジスタとの間に接続された第1の高周波信号線路と、一端が第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、一端が第1の高周波信号線路と第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路と、一端が第1のトランジスタと受信端子との間に接続され、他端がグランドに接地された第3のトランジスタとを備えたので、実施の形態1と同様の効果を有すると共に、さらに共通端子と受信端子間のアイソレーションを大きくすることができる。
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3に係る高周波スイッチの構成図である。実施の形態3の高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第2のトランジスタ5、第1の高周波信号線路6、第2の高周波信号線路7、制御端子8、第3のトランジスタ9、制御端子10、第3の高周波信号線路11を備えている。ここで、共通端子1〜制御端子10は、図4に示した実施の形態2の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。第3の高周波信号線路11は、共通端子1と受信端子3との間に接続された伝送線路であり、この第3の高周波信号線路11と受信端子3との接続点に第3のトランジスタ9のドレインが接続されている。
図5は、この発明の実施の形態3に係る高周波スイッチの構成図である。実施の形態3の高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第2のトランジスタ5、第1の高周波信号線路6、第2の高周波信号線路7、制御端子8、第3のトランジスタ9、制御端子10、第3の高周波信号線路11を備えている。ここで、共通端子1〜制御端子10は、図4に示した実施の形態2の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。第3の高周波信号線路11は、共通端子1と受信端子3との間に接続された伝送線路であり、この第3の高周波信号線路11と受信端子3との接続点に第3のトランジスタ9のドレインが接続されている。
次に、実施の形態3の高周波スイッチの動作について説明する。
先ず、送信時の動作について説明する。制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第2のトランジスタ5はオフ状態とする。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第3のトランジスタ9はオン状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとする。また、第1の高周波信号線路6の電気長を信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、共通端子1から受信端子側を見たインピーダンスはほぼオープンとみなすことができる。
このとき、送信端子2から入力された信号は第1及び第2の高周波信号線路6、7を通過し、共通端子1へと出力される。
先ず、送信時の動作について説明する。制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第2のトランジスタ5はオフ状態とする。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第3のトランジスタ9はオン状態とする。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとする。また、第1の高周波信号線路6の電気長を信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、共通端子1から受信端子側を見たインピーダンスはほぼオープンとみなすことができる。
このとき、送信端子2から入力された信号は第1及び第2の高周波信号線路6、7を通過し、共通端子1へと出力される。
次に、受信時の動作について説明する。制御端子8からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、第2のトランジスタ5はオン状態となる。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第3のトランジスタ9はオフ状態となる。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとする。共通端子1から送信端子2側の経路は第2のトランジスタ5によってショートされ、さらに第1の高周波信号線路6の電気長を受信信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、第2の高周波信号線路7の特性によらずほぼオープンと見なすことができる。また、第3のトランジスタ9もオフ状態となるため、共通端子1から入力された信号は第3の高周波信号線路11を通過し受信端子3へと出力される。
このとき、電界効果トランジスタの示すオフ容量は所要周波数において十分小さく、さらにオン抵抗も十分に小さいとする。共通端子1から送信端子2側の経路は第2のトランジスタ5によってショートされ、さらに第1の高周波信号線路6の電気長を受信信号の中心周波数において1/4波長に設定することで、第2の高周波信号線路7の特性によらずほぼオープンと見なすことができる。また、第3のトランジスタ9もオフ状態となるため、共通端子1から入力された信号は第3の高周波信号線路11を通過し受信端子3へと出力される。
ここで、電界効果トランジスタのオン抵抗のため、共通端子からみた送信側のインピーダンスは理想的なオープンとはならず、信号の漏れ込みが生じ、受信信号の損失が増大する。この場合の対処として、第1及び第2の高周波信号線路6、7の特性インピーダンスを適切な値に設定することは実施の形態1、2と同様であるため、ここでの説明は省略する。
以上説明したように、実施の形態3の高周波スイッチによれば、一端が共通端子に接続された第1の高周波信号線路と、一端が第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、一端が第1の高周波信号線路と第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路と、共通端子および受信端子との間に接続された第3の高周波信号線路と、一端が受信端子と第3の高周波信号線路との間に接続され、他端がグランドに接地された第3のトランジスタとを備えたので、実施の形態1と同様の効果を有すると共に、共通端子と受信端子間に電界効果トランジスタを直列に接続しないため、受信信号を低損失とすることができる。
実施の形態4.
図6は、この発明の実施の形態4に係る高周波スイッチの構成図である。
本実施の形態4は、上述した実施の形態2において、第1及び第2のトランジスタ4、5のそれぞれを、二つのトランジスタを用いた直列回路に置き換え、第3のトランジスタ9は、二つのトランジスタを用いた並列回路に置き換えた構成である。すなわち、実施の形態4の高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第1の直列回路40、第2の直列回路50、並列回路90、第1の高周波信号線路6、第2の高周波信号線路7、制御端子8、制御端子10を備えている。
図6は、この発明の実施の形態4に係る高周波スイッチの構成図である。
本実施の形態4は、上述した実施の形態2において、第1及び第2のトランジスタ4、5のそれぞれを、二つのトランジスタを用いた直列回路に置き換え、第3のトランジスタ9は、二つのトランジスタを用いた並列回路に置き換えた構成である。すなわち、実施の形態4の高周波スイッチは、共通端子1、送信端子2、受信端子3、第1の直列回路40、第2の直列回路50、並列回路90、第1の高周波信号線路6、第2の高周波信号線路7、制御端子8、制御端子10を備えている。
ここで、共通端子1〜受信端子3の構成は、上記実施の形態1〜3と同様である。第1の直列回路40は、実施の形態2における第1のトランジスタ4に対応する位置に設けられた二つの電界効果トランジスタの直列回路である。また、第2の直列回路50は、実施の形態2における第2のトランジスタ5に対応する位置に設けられた二つの電界効果トランジスタの直列回路である。さらに、並列回路90は、実施の形態2における第3のトランジスタ9の位置に設けられた二つの電界効果トランジスタの並列回路である。第1及び第2の高周波信号線路6、7は、それぞれ実施の形態1〜3の第1及び第2の高周波信号線路6、7と同様であり、これら第1及び第2の高周波信号線路6、7の接続点に第2の直列回路50のドレイン側が接続されている。制御端子8は、高抵抗を介して第1の直列回路40及び第2の直列回路50における各トランジスタのゲートに制御電圧を印加するための制御端子であり、制御端子10は、高抵抗を介して並列回路90の各トランジスタのゲートに制御電圧を印加するための制御端子である。
本実施の形態4における送信時の動作について説明する。制御端子8からはピンチオフ電圧以下の電圧を印加し、第1の直列回路40及び第2の直列回路50におけるそれぞれのトランジスタはオフ状態とする。一方、制御端子10からはピンチオフ電圧以上の電圧を印加し、並列回路90における二つのトランジスタはオン状態とする。
このとき、送信信号の電力に応じて第1の直列回路40及び第2の直列回路50には電圧が印加され、並列回路90には電流が流れる。第1の直列回路40及び第2の直列回路50は、複数のトランジスタの直列回路であるので、トランジスタ一つあたりに印加される電圧は低減され、また、並列回路90は複数のトランジスタの並列回路であるのでトランジスタ一つあたりに流れる電流は低減される。
このとき、送信信号の電力に応じて第1の直列回路40及び第2の直列回路50には電圧が印加され、並列回路90には電流が流れる。第1の直列回路40及び第2の直列回路50は、複数のトランジスタの直列回路であるので、トランジスタ一つあたりに印加される電圧は低減され、また、並列回路90は複数のトランジスタの並列回路であるのでトランジスタ一つあたりに流れる電流は低減される。
従って、本実施の形態4によれば、送信信号によってトランジスタ一つあたりに印加される電圧および流れる電流が低減されるため、耐電力の向上を実現することができる。
また、本実施の形態4では、第1の直列回路40及び第2の直列回路50は多段に直列接続した構成を示したが、トランジスタのゲート構造をデュアルゲート、トリプルゲートといったマルチゲート構造とした場合でも同様の効果を得ることができる。また、並列回路90においても、複数のトランジスタを並列接続した構成のマルチゲート構造のトランジスタで構成してもよい。
また、本実施の形態4では、第1の直列回路40及び第2の直列回路50は多段に直列接続した構成を示したが、トランジスタのゲート構造をデュアルゲート、トリプルゲートといったマルチゲート構造とした場合でも同様の効果を得ることができる。また、並列回路90においても、複数のトランジスタを並列接続した構成のマルチゲート構造のトランジスタで構成してもよい。
以上説明したように、実施の形態4の高周波スイッチによれば、第1のトランジスタを複数のトランジスタの直列回路とし、または、複数のトランジスタが直列接続された構成のマルチゲート構造のトランジスタとしたので、耐電力の向上を図ることができる。
また、実施の形態4の高周波スイッチによれば、第2のトランジスタを複数のトランジスタの直列回路とし、または、複数のトランジスタが直列接続された構成のマルチゲート構造のトランジスタとしたので、耐電力の向上を図ることができる。
また、実施の形態4の高周波スイッチによれば、第3のトランジスタを複数のトランジスタの並列回路とし、または、複数のトランジスタが並列接続された構成のマルチゲート構造のトランジスタとしたので、耐電力の向上を図ることができる。
実施の形態5.
図7は、この発明の実施の形態5に係る高周波スイッチの構成図である。
本実施の形態5は、上述した実施の形態1〜4におけるいずれかの高周波スイッチを複数組み合わせ、任意の高周波スイッチの共通端子を他の高周波スイッチの送信端子または受信端子に接続したものである。図7に示す例では、高周波スイッチ回路101、102、103の三つを組み合わせている。高周波スイッチ回路101は、実施の形態4の図6に示した高周波スイッチであり、高周波スイッチ回路102、103は、それぞれ実施の形態2の図4に示した高周波スイッチである。
図7は、この発明の実施の形態5に係る高周波スイッチの構成図である。
本実施の形態5は、上述した実施の形態1〜4におけるいずれかの高周波スイッチを複数組み合わせ、任意の高周波スイッチの共通端子を他の高周波スイッチの送信端子または受信端子に接続したものである。図7に示す例では、高周波スイッチ回路101、102、103の三つを組み合わせている。高周波スイッチ回路101は、実施の形態4の図6に示した高周波スイッチであり、高周波スイッチ回路102、103は、それぞれ実施の形態2の図4に示した高周波スイッチである。
このような三つの高周波スイッチ回路を用いて、高周波スイッチ回路102の共通端子を、高周波スイッチ回路101の送信端子に接続し、高周波スイッチ回路103の共通端子を高周波スイッチ回路101の受信端子に接続している。なお、送信端子2aと受信端子3aは、高周波スイッチ回路102の送信端子と受信端子、送信端子2bと受信端子3bは、高周波スイッチ回路103の送信端子と受信端子をそれぞれ示している。
このように構成された高周波スイッチは、共通端子と送受信端子との経路が四つになり、各高周波スイッチ回路のトランジスタを各高周波スイッチの制御端子から電圧制御することで信号経路をスイッチ一つの場合と同様にそれぞれ切替えることができる。また、これ以外にも、図8に示すように、実施の形態1の高周波スイッチからなる高周波スイッチ回路104の送信端子に実施の形態2の高周波スイッチからなる高周波スイッチ回路105の共通端子を接続した構成や、図9に示すように、実施の形態1の高周波スイッチからなる高周波スイッチ回路106の送信端子に実施の形態2の高周波スイッチからなる高周波スイッチ回路107を、また、受信端子に実施の形態3の高周波スイッチからなる高周波スイッチ回路108を接続し、高周波スイッチ回路107の送信端子に実施の形態2の高周波スイッチからなる高周波スイッチ回路109の共通端子を接続した構成といったように、接続する高周波スイッチの個数や種類は種々選択が可能である。なお、図8及び図9において、送信端子2d,2f,2gは、高周波スイッチ回路105,108,109の送信端子、受信端子3c〜3gは、高周波スイッチ回路104,105,107〜109の受信端子である。
以上説明したように、実施の形態5の高周波スイッチによれば、実施の形態1から実施の形態4のうちのいずれかの高周波スイッチを複数用い、任意の高周波スイッチの共通端子を、他の高周波スイッチの送信端子または受信端子に接続したので、実施の形態1から実施の形態4のうちのいずれかの効果に加えて、より多くの経路を選択できる高周波スイッチを得ることができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
1 共通端子、2,2a〜2g 送信端子、3,3a〜3g 受信端子、4 第1のトランジスタ、5 第2のトランジスタ、6 第1の高周波信号線路、7 第2の高周波信号線路、8,10 制御端子、9 第3のトランジスタ、11 第3の高周波信号線路、40 第1の直列回路、50 第2の直列回路、90 並列回路、101〜109 高周波スイッチ回路。
Claims (7)
- 共通端子および受信端子との間に接続された第1のトランジスタと、
一端が前記共通端子と前記第1のトランジスタとの間に接続された第1の高周波信号線路と、
一端が前記第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、
一端が前記第1の高周波信号線路と前記第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路とを備えたことを特徴とする高周波スイッチ。 - 共通端子および受信端子との間に接続された第1のトランジスタと、
一端が前記共通端子と前記第1のトランジスタとの間に接続された第1の高周波信号線路と、
一端が前記第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、
一端が前記第1の高周波信号線路と前記第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路と、
一端が前記第1のトランジスタと前記受信端子との間に接続され、他端がグランドに接地された第3のトランジスタとを備えたことを特徴とする高周波スイッチ。 - 一端が共通端子に接続された第1の高周波信号線路と、
一端が前記第1の高周波信号線路の他端に接続され、他端がグランドに接地された第2のトランジスタと、
一端が前記第1の高周波信号線路と前記第2のトランジスタとの間に接続され、他端が送信端子に接続された第2の高周波信号線路と、
前記共通端子および受信端子との間に接続された第3の高周波信号線路と、
一端が前記受信端子と前記第3の高周波信号線路との間に接続され、他端がグランドに接地された第3のトランジスタとを備えたことを特徴とする高周波スイッチ。 - 第1のトランジスタを複数のトランジスタの直列回路とし、または、複数のトランジスタが直列接続された構成のマルチゲート構造のトランジスタとしたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の高周波スイッチ。
- 第2のトランジスタを複数のトランジスタの直列回路とし、または、複数のトランジスタが直列接続された構成のマルチゲート構造のトランジスタとしたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の高周波スイッチ。
- 第3のトランジスタを複数のトランジスタの並列回路とし、または、複数のトランジスタが並列接続された構成のマルチゲート構造のトランジスタとしたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の高周波スイッチ。
- 請求項1から請求項6のうちのいずれかに記載の高周波スイッチを複数用い、
任意の高周波スイッチの共通端子を、他の高周波スイッチの送信端子または受信端子に接続したことを特徴とする高周波スイッチ。
Priority Applications (1)
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| JP2011106257A JP2012239011A (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 高周波スイッチ |
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| JP2011106257A Pending JP2012239011A (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 高周波スイッチ |
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|---|---|---|---|---|
| JP2015159488A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社村田製作所 | チューナブルフィルタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007166596A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波スイッチ |
| JP2010213106A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Fujitsu Ltd | 切替回路 |
-
2011
- 2011-05-11 JP JP2011106257A patent/JP2012239011A/ja active Pending
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