DE60308100T2 - Hochfrequenzschalter und diesen verwendende elektronische Vorrichtung - Google Patents

Hochfrequenzschalter und diesen verwendende elektronische Vorrichtung Download PDF

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Murata Manufacturing Co. Hiroyuki Nagaokakyo-shi Nakano
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/10Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices

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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzschalter und eine denselben verwendende elektronische Vorrichtung und insbesondere einen Hochfrequenzschalter, der zum Schalten von Signalen im Millimeter-Bandbreitenbereich dient, und eine diesen Schalter nutzende elektronische Vorrichtung.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Allgemeinen werden zum Schalten von Signalen im Millimeter-Bandbreitenbereich u.s.w. PIN-Dioden verwendet. FETs verwendende Schalter können für verhältnismäßig niedrige Frequenzen eingesetzt werden, wie z.B. Schalter, die die die Hochfrequenzsignale führenden Leitungen selbst als Drain und Source der FETs nutzen. Besondere Beispiele sind in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 6-232601, der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-41404, der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-294568, der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 200-332502 u.a. beschrieben.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 6-232601 (erstes bekanntes Beispiel) beschreibt einen Hochfrequenzschalter, der einen Teil der Signalleitungen als FET nutzt, indem er eine Signalleitung in mehrere Drainelektroden durch mehrere die Signalleitung in deren Breitenrichtung schneidende Schlitze teilt und der auch Sourceelektroden und Gateelektroden (Leitungen) bildet, die sich in Breitenrichtung der Signalleitung in der gleichen Weise wie die Schlitze erstrecken (Beispiel 13 der Veröffentlichung). Die Drainelektroden sind jeweils durch Metallleitungen verbunden. Außerdem sind induktive Vorrichtungen, die mit der Aus-Kapazität des FET bei der Signalfrequenz eine Parallelresonanz bilden, zwischen den Drains und Sources der FETs verbunden.
  • Im ersten bekannten Beispiel ist die Signalleitung selbst konstant in einem Gleichstrom leitenden Zustand einschließlich der Abschnitte, wo der FET gebildet ist. Beim Einschalten des FET reduziert sich die Impedanz der zwischen den Signalleitungen und Erde gebildeten Schaltung fast wie im Kurzschlusszustand. Folglich ist ein Abschnitt der Signalleitung in einem allgemein geerdeten Zustand, so dass die Hochfrequenzsignale reflektiert werden und eine Übertragung von Signalen verhindern. Umgekehrt wird, wenn der FET ausgeschaltet ist, bei der Frequenz der Hochfrequenzsignale der zwischen der Signalleitung und Erde gebildeten Schaltung die Impedanz wegen der Parallelresonanz zwischen der Aus-Kapazität des FET und der induktiven Schaltung unendlich. Dies bedeutet, dass mit der Signalleitung bei der Frequenz der Hochfrequenzsignale nichts verbunden ist, so dass die Hochfrequenzsignale geleitet werden. Auf diese Weise werde Schaltvorgänge ausgeführt.
  • Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-41404 (zweites bekanntes Beispiel) beschreibt einen Hochfrequenzschalter, bei dem an einem Abschnitt der Signalleitung (der als Drainelektrode fungiert) in deren Längsrichtung eine dieser benachbarte Erdelektrode (die als eine Sourceelektrode funktioniert) gebildet ist, wobei eine sich in Längsrichtung der Signalleitung erstreckende Gateelektrode in der dazwischen liegenden Lücke gebildet ist (z.B. 6 der Veröffentlichung).
  • Bei dem zweiten bekannten Beispiel wirkt der als Drain fungierende Teil der Signalleitung einfach als die Signalleitung, wenn der FET ausgeschaltet ist, so dass die Signalleitung die Hochfrequenzsignale leitet. Andererseits ist, wenn der FET ausgeschaltet ist, der Abschnitt der Signalleitung, der als Drain fungiert, mit der Erdelektrode verbunden, so dass dieser Abschnitt der Signalleitung im Wesentlichen geerdet ist, so dass die Hochfrequenzsignale reflektiert werden und eine Signalübertragung verhindert ist.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-294568 (drittes bekanntes Beispiel) beschreibt eine Konfiguration mit demselben FET-Aufbau wie im ersten bekannten Beispiel (8 in der Veröffentlichung, keine induktive Vorrichtung für die Paralielresonanz), und bei der Drain, Source und Gate des FET sich in Leitungsrichtung der Signalleitung mit derselben Konfiguration erstrecken (1 in der Veröffentlichung).
  • In dem dritten bekannten Beispiel werden ebenfalls dieselben Operationen wie beim zweiten bekannten Beispiel ausgeführt, so dass ein Abschnitt der Signalleitung im Wesentlichen geerdet ist, wenn der FET eingeschaltet ist, und dadurch die Übertragung von Hochfrequenzsignalen verhindert.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-332502 (viertes bekanntes Beispiel) beschreibt eine Anordnung, bei der eine ¼-Wellen längen-Blindleitung mit der Hauptleitung der Signalleitung verbunden ist und bei der außerdem die Spitze der Blindleitung als Drainelektrode dient und die Sourceelektrode geerdet ist, wodurch ein FET gebildet wird (2 und 6 in der Veröffentlichung). Ein- und Ausschalten des FETs lässt die Blindleitung als eine kurzgeschlossene ¼-Wellenlängen-Blindleitung und als eine offene Blindleitung arbeiten.
  • Auch im vierten bekannten Beispiel dient die Blindleitung als offene ¼-Wellenlängen-Blindleitung, wenn der FET ausgeschaltet ist, und derselbe Vorgang wie beim zweiten und beim dritten bekannten Beispiel verhindert, wenn dieser Abschnitt der Signalleitung bei der Frequenz der Hochfrequenzsignale im Wesentlichen geerdet ist eine Übertragung der Hochfrequenzsignale.
  • Nun besteht bei dem ersten bekannten Beispiel die Notwendigkeit, den Leitungswiderstand bei eingeschaltetem FET zu verringern, und dazu muss die Anzahl der Unterteilungen der Signalleitung und auch die Anzahl der Gateelektroden erhöht werden, um die gesamte Gatebreite des FET zu steigern. Die Erhöhung der Gesamtgatebreite bedingt eine größere Ausschaltkapazität des FET, so dass sich die Notwendigkeit ergibt, die Induktivität der induktiven Vorrichtung für die Parallelresonanz entsprechend zu verringern. Jedoch gibt es eine Grenze, wie weit die Abmessung der Induktivitäten mit demselben Niveau der Präzision ihrer Induktivität verringert werden kann. Außerdem muss, je höher die Signalfrequenz ist, desto geringer die Induktivität sein, so dass sich bei dieser Konfiguration das Problem ergibt, dass der Gebrauch um so schwieriger ist, je höher die Signalfrequenz ist.
  • Andererseits tritt bei dem zweiten bekannten Beispiel das obige Problem, dass der Betrieb der Vorrichtung mit steigender Signalfrequenz schwieriger wird, nicht auf, da die Resonanzerscheinung nicht verwendet wird. Allerdings ist bei dem ersten bekannten Beispiel die Hauptleitung der Signalleitungen, wo die hochfrequenten Signale fließen, wenn der FET eingeschaltet ist, selbst die Drainelektrode des FET. Zumindest ein Abschnitt der Drainelektrode ist auf einer Halbleiteraktivierlage gebildet, was bedeutet, dass ein Teil der Hauptleitung auf einer Halbleiteraktivierlage gebildet worden ist. Die Hochfrequenzsignale fließen durch die Halbleiteraktivierlage als Teil der Leitung, aber die Halbleiteraktivierlage ist ein Leiter mit höherem Widerstand als die Drainelektrode, was bedeutet, dass sich der Widerstand der Hauptleitung erhöht. Demgemäß führt eine Anordnung mit Schaltern, bei denen die Hauptleitung selbst die Drainelektrode für den FET ist, wie bei dem ersten bekannten Beispiel, zu einem erhöhten Einfügeverlust der Hauptleitung.
  • Der Einschaltwiderstand pro Längeninkrement des FET lässt sich auch durch Ändern der Querschnittsstruktur des FET verringern, was nicht unbedingt einfach ist. In dem Fall, dass der Einschaltwiderstand pro Längeninkrement nicht geändert werden kann, besteht die Notwendigkeit, die Gatebreite des FET zu erhöhen, um eine ausreichende Erdung der Hauptleitung bei eingeschaltetem FET sicher zu stellen. Die Erhöhung der Gatebreite des FET bedeutet die Ausdehnung der Gateelektrode in Längsrichtung der Signalleitung, was wiederum heißt, dass die Gateelektrode auch länger wird, mit dem Resultat, dass sich die Größe des Schalters in der Längsrichtung der Hauptleitung erhöht. Die Drainelektrode ist auch die auf der Halbleiteraktivierlage, wo Hochfrequenzsignale angelegt werden, gebildete Hauptleitung und dementsprechend ist die Tendenz der Erhöhung des oben genannten Einfügeverlusts der Hauptleitung noch verstärkt.
  • Als nächstes hat das dritte bekannte Beispiel dieselbe Grundkonfiguration wie das erste bekannte Beispiel und damit dieselben Probleme.
  • Schließlich ist bei dem vierten bekannten Beispiel die Hauptleitung, wo die Hochfrequenzsignale fließen, nicht die Drainelektrode, so dass es dort kein Problem des erhöhten Einfügeverlusts beim Einschalten gibt. Jedoch besteht die Notwendigkeit, die Gatebreite des FET zu erhöhen, um eine Erdung mit ausreichend geringem Widerstand für das Blindleitungsende zu erreichen. Die Verlängerung der FET-Gatebreite erhöht die Kapazität zwischen Drain und Source, wenn der FET ausgeschaltet ist. Dies heißt, dass zwischen der Spitze der offenen Blindleitung und Erde bei ausgeschaltetem FET eine höhere Kapazität herrscht. In dem Fall, dass eine größere Kapazität an der Spitze der offenen Blindleitung herrscht, verringert sich die Resonanzfrequenz der offenen Blindleitung, so dass die Resonanzfrequenz von der abweichen kann, die herrscht, wenn die Blindleitung kurzgeschlossen ist. Unterschiedliche Resonanzfrequenzen jeweils für die offene und kurzgeschlossene Blindleitung bedeutet, dass der Schalter nicht normal funktionieren kann, was ein großes Problem ist.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung soll die oben beschriebenen Probleme lösen und sieht dementsprechend einen Hochfrequenzschalter und eine denselben verwendende elektronische Vorrichtung vor, die bis zu hohen Frequenzen mit einem geringen Einfügeverlust bei eingeschaltetem Schalter und mit guten Signalabschalteigenschaften bei ausgeschaltetem Schalter verwendet werden können.
  • Um diese Merkmale zu erreichen, weist ein Hochfrequenzschalter gemäß der Erfindung auf: ein Substrat; eine zwischen zwei Anschlüssen vorgesehene Hauptleitungselektrode; eine Blindleitungselektrode, die an ihrem einen Ende mit der Seitenkante der Hauptleitungselektrode verbunden und an ihrem anderen Ende geerdet ist; und eine der Blindleitungselektrode in deren Breitenrichtung benachbart liegende Erdelektrode; wobei das Substrat eine sich bis unter die Blindleitungselektrode und die Erdelektrode erstreckende Halbleiteraktivierlage zwischen wenigstens einer Seitenkante der Blindleitungselektrode und der Erdelektrode hat; und wobei eine Gateelektrode, die sich in Längsrichtung der Blindleitungselektrode erstreckt, auf der Halbleiteraktivierlage zwischen der Blindleitungselektrode und der Erdelektrode vorgesehen ist und dadurch eine FET-Struktur bildet.
  • Eine Halbleiteraktivierlage, die sich bis unter die Blindleitungselektrode und die Erdelektrode erstreckt, kann sich zu einem Substratabschnitt zwischen den Seitenkanten der Blindleitungselektrode von ihrem einem Ende zum anderen Ende und zur Erdelektrode erstrecken, wobei die Gateelektrode, die sich in Längsrichtung der Blindleitungselektrode erstreckt, auf der Halbleiteraktivierlage zwischen der Blindleitungselektrode und der Erdelektrode vorgesehen ist und dadurch eine FET-Struktur bildet.
  • Die FET-Struktur kann an beiden Seitenkanten der Blindleitungselektrode gebildet sein. Die Blindleitungselektrode mit der FET-Struktur kann zusammen mit der Erdelektrode einen coplanaren Wellenleiter bilden, und die Blindleitungselektrode mit der FET-Struktur kann so gebildet sein, dass ihre Länge allgemein 90° der elektrischen Länge bezogen auf die angelegten Hochfrequenzsignale hat.
  • Ein Ende der Blindleitungselektrode mit einer Vielzahl der gebildeten FET-Strukturen kann an einer Seitenkante der Hauptleitungselektrode angeschlossen sein, oder ein Ende der Blindleitungselektrode mit den zwei gebildeten FET-Strukturen kann von beiden Seiten in Breitenrichtung der Hauptleitungselektrode in einander gegenüberliegender Weise verbunden sein.
  • Ein Ende einer Blindleitungselektrode mit mehreren der so gebildeten FET-Strukturen kann mit einer Seitenkante der Hauptleitungselektrode mit einer vorbestimmten Lücke dazwischen bezogen auf die Längsrichtung verbunden sein, und ein Ende der Blindleitungselektrode mit mehreren der gebildeten FET-Strukturen kann unter Bildung einer Lücke mit der Seitenkante der Hauptleitungselektrode verbunden sein, mit einer elektrischen Länge von allgemein 90° bezogen auf die angelegten Hochfrequenzsignale in der Längsrichtung.
  • Die einen Enden der mehreren Hochfrequenzschalter können miteinander über eine Hauptleitungselektrode mit einer auf die Hochfrequenzsignale bezogenen elektrischen Länge von allgemein 90° zum Kontaktpunkt der Blindleitungselektrode, wo die nächstliegende FET-Struktur gebildet ist, verbunden sein.
  • Auch die Gateelektrode kann von einem Ende der Blindleitungselektrode in einer Richtung weg von der Hauptleitungselektrode oder von dem anderen Ende der Blindleitungselektrode in einer Richtung quer zur Hauptleitungselektrode führen.
  • Eine elektronische Vorrichtung kann den oben beschriebenen Hochfrequenz schalter verwenden.
  • Der erfindungsgemäße Hochfrequenzschalter bewirkt ein Abtrennen der durch die Hauptleitungselektrode fließenden Hochfrequenzsignale durch Erden eines Abschnitts der Hauptleitungselektrode, indem dieser FET eingeschaltet wird, und leitet, wenn dieser FET ausgeschaltet ist, die durch die Hauptleitungselektrode fließenden Hochfrequenzsignale. Die Hauptleitungselektrode existiert nur als ein Teil des FET, so dass der Einfügeverlust beim Einschalten reduziert werden kann. Außerdem lässt sich ein Erdungszustand ohne Frequenzgang realisieren, so dass die Hochfrequenzsignale in stabiler Weise im ausgeschalteten Zustand abgetrennt werden können. Folglich lassen sich gute Isolationseigenschaften erzielen.
  • Mit der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung kann eine Verringerung des Leistungsverbrauchs und ein Herabsetzen fehlerhafter Funktionen erreicht werden, indem der erfindungsgemäße Hochfrequenzschalter eingesetzt wird.
  • Andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden von der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung deutlich, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine ebene Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts längs der Linie A-A des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters;
  • 3 zeigt eine Äquivalenzschaltung des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters in dessen Aus-Zustand;
  • 4 zeigt eine vereinfachte Äquivalenzschaltung des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters in dessen Aus-Zustand;
  • 5 zeigt eine Äquivalenzschaltung des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters in dessen Ein-Zustand;
  • 6 zeigt eine vereinfachte Äquivalenzschaltung des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters in dessen Ein-Zustand;
  • 7 ist ein Charakteristikdiagramm, das die Schalteigenschaften des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 8 ist eine ebene Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters;
  • 9 zeigt eine Äquivalenzschaltung des in 8 gezeigten Hochfrequenzschalters in dessen Aus-Zustand;
  • 10 ist eine ebene Ansicht, die eine Variante des in 8 gezeigten Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 11 ist eine ebene Ansicht, die noch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 12 ist eine ebene Ansicht, die noch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 13 zeigt ein Charakteristikdiagramm, das die Schalteigenschaften des in 12 dargestellten Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 14 ist eine ebene Ansicht, die noch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 15 zeigt eine Charakteristikdiagramm der Schalteigenschaften des in 14 dargestellten Hochfrequenzschalters;
  • 16 ist eine ebene Ansicht, die noch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters zeigt;
  • 17 ist eine ebene Ansicht, die noch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 18 ist ein Charakteristikdiagramm, das die Beziehung zwischen der Position auf der Gateelektrode und dem Gate-Vorwärtsstrom zeigt;
  • 19 ist eine ebene Ansicht, die noch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht;
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen elektronischen Vorrichtung veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
  • 1 ist eine ebene Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters veranschaulicht, und 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts längs der Schnittlinie A-A des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters.
  • In 1 hat ein Hochfrequenzschalter 10 eine Hauptleitung 17 und eine Blindleitung 18, die aus einem coplanaren Wellenleiter gebildet sind, der auf einem Halbleitersubstrat 11 gebildet ist. Die Hauptleitung 17 ist aus einer Hauptleitungselektrode 12 und an deren beiden Seiten in Breitenrichtung liegenden Erdelektroden 16 gebildet, wobei ein Ende und das andere Ende der Hauptleitung jeweils mit Anschlüssen 13 und 14 verbunden sind. Die Blindleitung 18 besteht aus einer Blindleitungselektrode 15 und an beiden Seiten in der Breitenrichtung gebildeten Erdelektroden 16, und ihr eines Ende ist mit der Hauptleitung 17 und ihr anderes Ende mit der Erdelektrode 16 verbunden, um es zu erden. Genauer gesagt ist ein Ende der Blindleitungselektrode 15 der Blindleitung 18 mit der einen Seitenkante der Hauptleitungselektrode 12 der Hauptleitung 17 und das andere Ende der Blindleitungselektrode 15 mit der Erdelektrode 16 verbunden. Weiterhin ist die Länge der Blindleitungselektrode 15 der Blindleitung 18 so eingestellt, dass sie eine elektrische Länge von 90° für die durch die Blindleitung 18 fließenden Hochfrequenzsignale hat.
  • Eine Halbleiteraktivierlage 19 ist auf dem Halbleitersubstrat 11 zwischen der Blindleitungselektrode 15 und der Erdelektrode 16 von einem Ende der Blindlei tung 18 zu deren anderem Ende gebildet. Die Halbleiteraktivierlage 19 erstreckt sich bis unter die Blindleitungselektrode 15 und die Erdelektrode 16. Zu bemerken ist, dass die Abschnitte des Halbleitersubstrats 11, ausgenommen die Halbleiteraktivierlage 19, im Wesentlichen Isolatoren sind.
  • Gateelektroden 20, die auf der Halbleiteraktivierlage 19 gebildet sind, erstrecken sich in Längsrichtung der Blindleitungselektrode 15 zwischen dieser und der Erdelektrode 16. Die Gateelektroden 20 sind von dem anderen Ende der Blindleitungselektrode 15 an einem Gatespannungseingangsanschluss 21 angeschlossen. Obwohl ein Abschnitt der Leitung von der Gateelektrode 20 zum Gatespannungseingangsanschluss 21 die Erdelektrode 16 überlappt, sind die beiden in diesem Bereich durch eine Isolierlage oder dergleichen isoliert. Die Gateelektroden 20 sind in 1 durch ausgezogene und gestrichelte Linien dargestellt, haben jedoch in Wirklichkeit eine gewisse Breite, wie sie in 2 gezeigt ist. Außerdem ist, obwohl die Hauptleitungselektrode in den 1 und 2 direkt auf dem Halbleitersubstrat 11 aufliegend gezeigt ist, der nicht aktivierte Teil des Halbleitersubstrats 11 nicht unbedingt ein ausreichender Isolator, so dass bevorzugt ein Isolierfilm zwischen der Hauptleitungselektrode 12 und dem Halbleitersubstrat 11 vorgesehen ist, um eine unerwünschte Leckage zu vermeiden.
  • Wie der in 2 gezeigte vergrößerte Querschnitt längs der Linie A-A veranschaulicht, sind die Elektroden an beiden Seiten der Gateelektroden 20 in dem Bereich gebildet, wo die Halbleiteraktivierlage 19 liegt, und somit ist verständlich, dass diese Struktur insgesamt eine FET-Struktur ist. In diesem Fall kann die Blindleitungselektrode 15 die Drain und die Erdelektroden 16 die Source sein oder umgekehrt. Die Schnittstellen zwischen der Gateelektrode 20 und der Halbleiteraktivierlage 19 bilden einen Schottky-Übergang, und die Verbindungen zwischen der Blindleitungselektrode 15 und den Erdelektroden 16 und der Halbleiteraktivierlage 19 sind Ohm'sche Verbindungen. Außerdem können Verarmungsschichten 22 unter den Gateelektroden 20 in der Halbleiteraktivierlage 19 gebildet sein.
  • Bei dem auf diese Weise aufgebauten Hochfrequenzschalter 10 führt ein an Drain und Source angelegtes Gleichspannungspotenzial (an die Blindleitungselektrode 15 und die Erdelektroden 16) von z.B. 0V und außerdem ein an die Gateelektroden 20 angelegtes Gleichspannungspotenzial von z.B. 0V beispielsweise im Gate dazu, dass dieses zur Drain und zur Source nicht vorgespannt ist und dass die Verarmungsschichten 22 reduziert sind, so dass Drain und Source über die gesamte Länge der Blindleitungselektrode 15 durch die Halbleiteraktivierlage 19 fast kurzgeschlossen sind.
  • 3 zeigt eine Äquivalenzschaltung des Hochfrequenzschalters 10 in diesem Zustand. In 3 ist Rst die Widerstandskomponente pro Längeninkrement der Blindleitungselektrode 15 und Ron ist der Ein-Widerstand des FET-Teils pro Längeninkrement der Blindleitungselektrode 15. Rst und Ron haben kleine Werte, und da es außerdem eine große Zahl von Rst- und Ron-Komponenten sowohl seriell als auch parallel gibt, ist die im Hochfrequenzschalter 10 enthaltene Hauptleitungselektrode 12 im Wesentlichen zur Erdelektrode 16 am Basisabschnitt der Blindleitungselektrode 15 kurzgeschlossen (der mit der Hauptleitungselektrode 12 verbundene Teil der Blindleitungselektrode 15), wie dies in 4 gezeigt ist. Dies bedeutet, dass die Hauptleitung 17 in Längsrichtung abschnittsweise geerdet ist.
  • In diesem Zustand werden die durch den Hochfrequenzschalter 10 fließenden Hochfrequenzsignale fast vollständig an diesem Kontaktpunkt reflektiert und breiten sich nicht von einem Ende zum anderen Ende zwischen den Anschlüssen 13 und 14 aus. D.h., dass der Hochfrequenzschalter 10 in einem Ausschaltzustand ist.
  • Andererseits führt die Einstellung des Gleichspannungspotenzials von Drain und Source (der Blindleitungselektrode 15 und der Erdelektroden 16) auf z.B. 0V und außerdem die Einstellung des Gleichspannungspotenzials der Gateelektrode 20 auf z.B. –3V dazu, dass das Gate zu Drain und Source invers vorgespannt ist, so dass sich die Verarmungsschichten 22 ausdehnen und die Halbleiteraktivierlage 19 isolieren und so Drain und Source abtrennen.
  • 5 zeigt eine Äquivalenzschaltung des Hochfrequenzschalters 10 in diesem Zustand. Der FET-Teil ist abgetrennt, so dass der Hochfrequenzschalter 10 einfach aus der mit der Hauptleitungselektrode verbundenen Blindleitungselektrode 15 besteht. Die Blindleitungselektrode 15 ist eine an ihrem anderen Ende, dessen elektrische Länge bezogen auf die durchfließenden Hochfrequenzsignale 90° ist, kurzgeschlossen und hat, gesehen von dem Kontaktpunkt mit der Hauptleitungselektrode 12 eine idealerweise unendliche Impedanz. Demgemäß weist der Hochfrequenzschalter 10 bezogen auf die die vorgesehene Frequenz aufweisenden Signale in äquivalenter Weise allein die Hauptleitungselektrode 12 auf.
  • In diesem Zustand können sich die durch den Hochfrequenzschalter 10 fließenden Hochfrequenzsignale frei zwischen den Anschlüssen 13 und 14 ausbreiten. D.h., dass sich der Hochfrequenzschalter 10 im Ein-Zustand befindet.
  • Deshalb können mit dem Hochfrequenzschalter 10 Schaltvorgänge zwischen dem Anschluss 13 und dem Anschluss 14 durch die an die Gateelektrode 20 angelegte Gleichspannung ausgeführt werden.
  • Nun stellt 7 die Durchlasskennlinien S21 und die Reflexionskennlinien S11 jeweils für den Ein-Zustand und den Aus-Zustand des Hochfrequenzschalters 10 dar. In 7 geben die durchgezogenen Linien die Eigenschaften des Hochfrequenzschalters 10 im eingeschalteten Zustand und die gestrichelten Linien die Eigenschaften desselben im Ausschaltzustand an.
  • Aus 7 erkennt man, dass im Falle der Hochfrequenzschalter 10 eingeschaltet ist, der Wert der Durchlasskennlinie S21 bei 76 GHz, der Frequenz der Hochfrequenzsignale, extrem klein ist, und die Reflexionskennlinie S11 annähernd –35 dB annimmt, wodurch sich ausreichend gute Signaldurchlasseigenschaften ergeben. Andererseits nehmen bei ausgeschaltetem Hochfrequenzschalter 10 die Durchlasskennlinie S21 annähernd –8 dB bei 76 GHz und die Reflexionskennlinie S11 annähernd –4 dB an, wodurch sich allgemein zufrieden stellende Signalabschalteigenschaften einstellen.
  • Bei dem derart aufgebauten Hochfrequenzschalter 10 dient lediglich die Blindleitungselektrode 15 als ein Teil des FET, und die Hauptleitungselektrode 12, wo primär die Hochfrequenzsignale fließen, ist kein Teil des FET. Dementsprechend tritt bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalter das bei dem ersten bis dritten bekannten Beispiel auftretende Problem nicht auf, dass nämlich die Einfügedämpfung der Hauptleitung wegen den durch einen aus der Halbleiteraktivierlage in dem Einschalt-Zustand gebildeten Leiter mit hohem Widerstand fließenden Hochfrequenzsignalen anwächst.
  • Zudem erstreckt sich die Blindleitungselektrode 15 orthogonal zur Hauptleitungselektrode 15, so dass das im zweiten bekannten Beispiel auftretende Problem der Vergrößerung des Schalters in Längsrichtung der Hauptleitung nicht auftritt.
  • Außerdem funktioniert die Blindleitungselektrode 15 im ausgeschalteten Zustand des FET als eine kurzschließende Blindleitung, aber nicht in dem eingeschalteten Zustand des FET. Sozusagen tritt die Erdung eines Abschnitts der Hauptleitungselektrode 12 im Einschalt-Zustand des FET nicht aufgrund eines Resonanzeffekts auf. Dementsprechend muss nur in Betracht gezogen werden, dass die Länge der Blindleitungselektrode 15, wenn der FET ausgeschaltet ist, als eine kurzschließende Blindleitung mit einer elektrischen Länge von 90° wirkt, und man braucht den Einschalt-Zustand des FET nicht zu betrachten. Dementsprechend treten auch die Probleme des vierten bekannten Beispiels beim erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalter nicht auf.
  • Dass zum Erden eines Teils der Hauptleitungselektrode 12 keine Resonanzerscheinung verwendet wird, bedeutet, dass es keine Frequenzeigenschaften gibt, bei denen ein geerdeter Zustand nur bei einer bestimmten Signalfrequenz erzielt wird. Dementsprechend wird im Falle der FET ein- und der Hochfrequenzschalter 10 ausgeschaltet ist, der Ausschalt-Zustand über einen weiten Frequenzbereich erhalten. D.h., dass gute Isolationseigenschaften erreicht sind.
  • Es ist zu bemerken, dass die Isolationseigenschaften hier durch die Kennlinie S21 angedeutet sind, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, und je größer die De zibel-Zahl ist (d.h. je kleiner der Absolutwert), desto besser sind die Isolationseigenschaften.
  • Bei dem vierten bekannten Beispiel ist der Betrieb auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränkt, bei dem die Hochfrequenzschalterwirkung auftritt. Die erklärt die Tatsache, dass ein Teil der Hauptleitungselektrode beim Ausschalten des Schalters durch Resonanz geerdet wird. Somit hat der Hochfrequenzschalter 10 gemäß der Erfindung auch von diesem Standpunkt aus ausgezeichnete Leistungsmerkmale. Bei eingeschaltetem Hochfrequenzschalter nutzen sowohl der erfindungsgemäße Hochfrequenzschalter als auch der gemäß dem vierten bekannten Beispiel die Resonanz der Blindleitung, so dass es dabei keinen Unterschied in deren Eigenschaften gibt.
  • Nun muss bei dem in 1 gezeigten Hochfrequenzschalter 10 der FET nicht über die gesamte Länge der Blindleitungselektrode 15 von ihrem einen zum anderen Endereichen, um die Hauptleitungselektrode 12, wenn der FET eingeschaltet ist, an dieser Stelle, wo die Blindleitungselektrode 15 verbunden ist, zu erden. Eine Anordnung, bei der ein FET wenigstens an einem Ende der Blindleitungselektrode 15 über eine gewisse Länge, d.h. an dem Ende gebildet ist, wo die Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen ist, reicht aus und führt bei eingeschaltetem FET zu einem ausreichend geringem Erdungswiderstand.
  • Demgemäß zeigt 8 eine ebene Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters. In 8 sind die Teile, die die gleichen sind, wie in 1 oder äquivalent zu diesen sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen. Die Querschnittsansicht des FET-Abschnitts ist dieselbe wie in 2 und ist des halb weggelassen.
  • Der in 8 gezeigte Hochfrequenzschalter 30 hat eine Blindleitung 31 statt der Blindleitung 18 in dem Hochfrequenzschalter 10. Bei der Blindleitung 31 ist die Halbleiteraktivierlage 32 zwischen der Blindleitungselektrode 15 und der Erdelektrode 16 über annähernd die halbe Länge der Blindleitung 31 an ihrem einen Ende gebildet. Gateelektroden 33, die sich in Längsrichtung der Blindleitungselektrode 15 erstrecken, sind auf der Halbleiteraktivierlage 32 zwischen der Blindleitungselektrode 15 der Blindleitung 31 und der Erdelektrode 16 so gebildet, dass sie die Halbleiteraktivierlage 32 überqueren. Die Gateelektroden 33 sind mit dem Gatespannungseingangsanschluss 21 verbunden. Zu bemerken ist, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Gateelektroden 33 nicht nur auf der Halbleiteraktivierlage 32 sondern auch an den Abschnitten zwischen der Blindleitungselektrode 15 und der Erdelektrode 16 gebildet sind, die nicht die Halbleiteraktivierlage bilden. Allerdings wirken die Abschnitte der Gateelektroden, die außerhalb der Halbleiteraktivierlage 32 gebildet sind, nicht als ein FET, sondern lediglich als Signalleitung und können insofern nicht als Gateelektroden angesehen werden.
  • Bei dem derart gebildeten Hochfrequenzschalter 30 wirkt der mit einer FET-Struktur gebildete Abschnitt in derselben Weise wie bei dem Hochfrequenzschalter 10. Eine Äquivalenzschaltung des Hochfrequenzschalters mit eingeschaltetem FET ist in 9 gezeigt. In 9 sind die Teile, die mit denen in 3 übereinstimmen oder äquivalent zu ihnen sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • In 9 verbleibt der Teil der Blindleitungselektrode 15, der kein Teil des FET ist, als Leitung 15', aber das eine mit der Hauptleitungselektrode 12 verbundene Ende ist durch eine große Anzahl von Rst- und Ron-Komponenten mit der Erdelektrode 16 verbunden, wie bei dem Hochfrequenzschalter 10. Demgemäß bildet der Hochfrequenzschalter 30 eine Anordnung, bei der in äquivalenter Weise die Hauptleitungselektrode 12 an dem Basisteil der Blindleitungselektrode 15 im Wesentlichen geerdet ist, wie bei dem Hochfrequenzschalter 10. D.h., dass die Hauptleitung 17 an einem Abschnitt ihrer Länge geerdet ist.
  • In diesem Zustand werden die durch den Hochfrequenzschalter 30 fließenden Hochfrequenzsignale fast gänzlich an diesem Kontaktpunkt reflektiert und breiten sich nicht von einem Ende zum anderen aus. D.h., dass der Hochfrequenzschalter 30 zwischen den Anschlüssen 13 und 14 im Aus-Zustand ist.
  • Andererseits wird bei ausgeschaltetem FET der FET-Teil abgetrennt, und somit besteht der Hochfrequenzschalter 30 einfach aus der mit der Hauptleitungselektrode 12 verbundenen Blindleitungselektrode 15. Die Blindleitungselektrode 15 ist eine am anderen Ende kurzgeschlossene Blindleitung, deren elektrische Länge 90° bezogen auf die durchfließenden Hochfrequenzsignale ist, und somit enthält hinsichtlich der Signalfrequenzen der Hochfrequenzschalter in äquivalenter Weise allein nur die Hauptleitungselektrode 12. In diesem Zustand können sich die durch den Hochfrequenzschalter 30 fließenden Hochfrequenzsignale frei ausbreiten. D.h., dass der Hochfrequenzschalter 30 zwischen den Anschlüssen 13 und 14 im Ein-Zustand ist.
  • Die Länge der Gateelektrode (Gatebreite) ist ausreichend, soweit diese Länge bei eingeschaltetem FET einen ausreichenden Kurzschlusszustand zwischen der Erdelektrode 13 und einer Seite der Blindleitungselektrode 15 bilden kann.
  • Dementsprechend ist die Gatelänge nicht auf die halbe Länge der Blindleitungselektrode beschränkt, wie bei dem Hochfrequenzschalter 30 und kann kürzer oder länger als die Hälfte der Länge der Blindleitungselektrode 15 sein.
  • Wenn der FET ausgeschaltet ist, verteilt sich die Aus-Kapazität über die Drain und die Source. Dementsprechend unterscheidet sich die verteilte Kapazität zwischen der Blindleitungselektrode 15 und der Erdelektrode 16 an den Abschnitten, wo die Halbleiteraktivierlage 32 vorhanden ist, von den Abschnitten, wo diese nicht existiert. Kurz gesagt unterscheidet sich die verteilte Induktivität der Blindleitungselektrode 15 auch abhängig davon, ob diese auf der Halbleiteraktivierlage liegt oder nicht. Dementsprechend kann sich die Impedanzeigenschaft in Übereinstimmung mit der Lage der Blindleitung 31 ändern. Somit besteht die Notwendigkeit, die Länge und Breite der Blindleitung 31 unter Berücksichtigung der teilweisen Änderungen der Impedanzeigenschaften der Blindleitung 31 in der oben beschriebenen Weise zu bestimmen.
  • In der Realität lässt sich der Abgleich der elektrischen Länge sehr gut nicht nur durch Ändern der Gesamtlänge der Blindleitungselektrode, sondern auch durch die Änderung der Breite der Blindleitungselektrode zwischen den den FET-Teil bildenden Abschnitten und den anderen Abschnitten und die Änderung des Abstands zur Erdelektrode ausführen.
  • Bei dem Hochfrequenzschalter 30 ist die Gatebreite, die die Länge der Gateelektrode ist, kürzer als bei dem Hochfrequenzschalter 10. Demgemäß ist die zwischen Drain und Source des FET-Teils gebildete Aus-Kapazität geringer. Diese Aus-Kapazität bestimmt teilweise die Zeitkonstante, die entscheidend die Schaltgeschwindigkeit der Hochfrequenzschalter 10 und 30 beeinflusst. D.h., dass, je kleiner die Aus-Kapazität ist, desto kleiner die Zeitkonstante und desto schneller die Schaltoperationen sind. Dementsprechend hat der Hochfrequenzschalter 30 den Vorteil, dass er im Vergleich mit dem Hochfrequenzschalter 10 schnellere Schaltvorgänge ausführen kann.
  • Gewöhnlich wird die Gateelektrode generell geradlinig gebildet, und es ist nicht immer einfach, die Gateelektroden in gebogener Form zu bilden. Demgemäß ist bei dem Hochfrequenzschalter 10 die Blindleitungselektrode 15 der Blindleitung 18 in einer geraden Linie gebildet. Dies kann bei der Größenverringerung des Hochfrequenzschalters zu Schwierigkeiten führen.
  • Andererseits braucht, wie bei dem Hochfrequenzschalter 30, die Gateelektrode 33 nur entlang einem Ende der Blindleitungselektrode 15 gebildet werden. Dementsprechend kann, wie es das in 10 gezeigte Schema eines modifizierten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, das andere Ende der Blindleitungselektrode 15, wo keine Gateelektroden 33 gebildet sind, abgebogen werden. Dies lässt eine Größenverringerung des Hochfrequenzschalters zu.
  • Auf diese Weise kann der Hochfrequenzschalter 30 schnellere Schaltvorgänge ausführen als der Hochfrequenzschalter 10 und ist auch vorteilhaft darin, dass dessen Größe wegen der abgebogenen Blindleitung reduziert ist.
  • Es ist zu bemerken, dass, obwohl die FET-Strukturen bei den Hochfrequenzschaltern 10 und 30 an beiden Seiten der Blindleitungselektrode gebildet sind, eine Bildung der FET-Strukturen nur an einer Seite zulässig ist. In diesem Fall erhöht sich der Widerstandswert etwas, wenn der FET einschaltet, andererseits können dieselben Vorteile wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbei spielen erzielt werden.
  • Es ist auch zu bemerken, dass in den Hochfrequenzschaltern 10 und 30 die Hauptleitung und die Blindleitung als symmetrisch geformte coplanare Wellenleiter geformt sind, und mit der Blindleitung wurden die Erdelektroden für den symmetrischen coplanaren Wellenleiter als Sourceelektrode für den FET verwendet. Jedoch sind die Hauptleitung und die Blindleitung nicht auf symmetrische coplanare Wellenleiter beschränkt und können asymmetrische coplanare Wellenleiter sein, deren Erdelektrode beispielsweise nur auf einer Seite liegt. Oder die Hauptleitung und die Blindleitung können eine andere Art von Übertragungsleitung sein, die keine der Leitungselektrode folgende Erdelektrode hat, wie z.B. eine Mikrostreifenleitung oder dergleichen. Allerdings besteht dann die Notwendigkeit, in diesen Fällen eine separate Erdelektrode neben der Blindleitungselektrode vorzusehen. Außerdem ändern sich wegen der daneben gebildeten Erdelektrode gleichzeitig die Blindleitungsimpedanzeigenschaften gegenüber denen einer idealen Mikrostreifenleitung, so dass dies bei der Festlegung der Länge der Blindleitungselektrode in Betracht gezogen werden muss. Andererseits kann der Hochfrequenzschalter annähernd dieselben Vorteile erreichen, wie die obigen Ausführungsbeispiele.
  • Das Folgende ist eine Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele eines Hochfrequenzschalters, der eine Blindleitung mit der oben beschriebenen FET-Struktur verwendet. Obwohl die Blindleitungsstruktur des Hochfrequenzschalters 30 in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen verwendet wird, ist es unnötig zu betonen, dass stattdessen auch die Blindleitungsstruktur des Hochfrequenzschalters 10 verwendet werden kann.
  • Zunächst zeigt 11 schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters. 11 ist ein vereinfachtes Diagramm, das nur gewisse Merkmale zeigt, und die Teile, die denen in 1 gleichen oder äquivalent zu diesen sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung ist weggelassen.
  • Bei dem in 11 gezeigten Hochfrequenzschalter 40 bezeichnen die Bezugszeichen 41 und 42 die Blindleitungselektroden der Blindleitung, wo die FET-Struktur gebildet ist. Die Leitungen auf jeder Seite der Blindleitungselektroden stellen Gateleitungen dar. Die Beschreibung der Erdelektroden und des Gatespannungseingangsanschlusses ist weggelassen.
  • Wie 11 zeigt, liegen sich bei dem Hochfrequenzschalter 40 die beiden Blindleitungselektroden 41 und 42 an den Seitenkanten der Hauptleitung 12 in deren Breitenrichtung gegenüber. Mit dem derart konfigurierten Hochfrequenzschalter 40 funktionieren die Blindleitungselektroden 41 und 42 jeweils genauso wie die Blindleitung 31 in dem Hochfrequenzschalter 30.
  • Dementsprechend kann das Ein- und Ausschalten der FETs der beiden Blindleitungen, das jeweils dem Aus- und Einschalten des Hochfrequenzschalters 40 entspricht die Hauptleitungselektrode 12 in einen abschnittsweise geerdeten Zustand versetzen, wenn der Hochfrequenzschalter ausgeschaltet ist. Außerdem sind dann in dem Hochfrequenzschalter 40 beide Kanten der Hauptleitungselektrode 12 an einer bestimmten Position geerdet, wohingegen bei dem Hochfrequenzschalter 30 nur eine Seitenkante der Hauptleitungselektrode 12 an einer bestimmten Position geerdet ist. Dies bedeutet, dass im Vergleich mit dem Hochfrequenzschalter 30 diese Stelle beim Hochfrequenzschalter 40 mit dem halben Widerstandswert geerdet ist, so dass der Ausschaltzustand des Hochfrequenzschalters 40 noch vollständiger ist. D.h., dass die Isolationseigenschaften noch verbessert sind.
  • Auch von einer anderen Perspektive lässt sich die Länge der Blindleitungs-Gateelektroden (die Gatebreite) noch verkürzen, wenn derselbe Erdungswiderstand wie in dem Hochfrequenzschalter 30 ausreicht. Eine kürzere Gatebreite bedeutet, wie oben beschrieben, dass die Schaltvorgänge noch schneller gemacht werden können. Auch der Teil, der geradlinig gebildet werden muss, um die Gateelektroden an den Blindleitungselektroden 41 und 42 zu realisieren, ist in seiner Länge verringert, so dass ein größerer Freiheitsgrad beim Entwurf der Form der Blindleitung erreicht ist, was bedeutet, dass die Größe des Hochfrequenzschalters noch weiter reduziert werden kann.
  • Somit lassen sich bei dem Hochfrequenzschalter 40 die Abschalteigenschaften der Hochfrequenzsignale im Aus-Zustand noch mehr verbessern, oder die Schaltvorgänge können schneller werden, oder die Größe des Hochfrequenzschalters lässt sich reduzieren.
  • 12 zeigt schematisch noch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters. 12 ist ein vereinfachtes Diagramm, das nur bestimmte Merkmale zeigt, und die Teile, die die gleichen sind wie in 1 oder mit diesen äquivalent sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung ist weggelassen.
  • In dem in 12 dargestellten Hochfrequenzschalter 50 bezeichnen die Bezugszeichen 51 und 52 die Blindleitungselektroden der Blindleitung, wo die FET-Strukturen gebildet sind. Die Leitungen auf den beiden Seiten der Blindleitungselektroden stellen Gateleitungen dar. Die Beschreibung der Erdelektroden und des Gatespannungs-Eingangsanschlusses ist weggelassen.
  • Gemäß 12 sind bei dem Hochfrequenzschalter 50 die beiden Blindleitungselektroden 51 und 52 an einer Seite der Hauptleitungselektrode 12 angebracht, und zwar an Positionen, die in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode 12 um 90° der elektrischen Länge beabstandet sind. Bei dem so gestalteten Hochfrequenzschalter 50 haben die Blindleitungselektroden 51 und 52 jeweils dieselbe Funktion wie die Blindleitung 31 in dem Hochfrequenzschalter 30. Dementsprechend veranlasst ein gleichzeitiges Ein- und Ausschalten der FETs der beiden Blindleitungen, was dem Aus- und Einschalten des Hochfrequenzschalters 50 entspricht, dass die Hauptleitungselektrode 12 zur Zeit des Ausschaltens des Hochfrequenzschalters an zwei Positionen abschnittsweise geerdet ist. Somit veranlasst die Erdung des Hochfrequenzschalters 50 an zwei Positionen dessen Abschaltung durch Reflexion der Hochfrequenzsignale noch vollständiger, auch in Fällen, wo die Länge der Gateelektroden der Blindleitungen zu kurz ist, so dass eine Erdung nicht unbedingt ausreicht. Darüber hinaus sind die beiden Blindleitungen an Positionen angeschlossen, die in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode 12 um 90° der elektrischen Länge beabstandet sind, und auf diese Weise ist die Impedanz der einen Blindleitung, gesehen von der anderen Blindleitung aus, unendlich und im Wesentlichen unsichtbar, so dass es bei der Reflexion der Signale von einer Blindleitung und insbesondere beim Erdungszustand keine nachteiligen Beeinflussung der Charakteristika der anderen Blindleitung gibt.
  • Nun veranschaulicht 13 die Durchlasskennlinien S21 und die Reflexions kennlinien S11 jeweils für den Ein-Zustand und den Aus-Zustand des Hochfrequenzschalters 50. In 13 geben die durchgezogenen Linien die Eigenschaften des eingeschalteten Hochfrequenzschalters 50 und die gestrichelten Linien die Eigenschaften des ausgeschalteten Hochfrequenzschalters 50 an.
  • Aus 13 wird deutlich, dass, wenn der Hochfrequenzschalter 50 eingeschaltet ist, der Verlust der Durchlasskennlinien S21 sehr klein ist und bei 0dB bei 76 GHz, der Frequenz der Hochfrequenzsignale, liegt, und die Reflexionskennlinie S11 ist bei dieser Frequenz –40 dB oder weniger, und dadurch ergeben sich ausreichend gute Signaldurchlasseigenschaften. Andererseits nehmen, wenn der Hochfrequenzschalter 50 ausgeschaltet ist, der Wert der Durchlasskennlinie S21 bei 76 GHz –19 dB und der Wert der Reflexionskennlinie S11 bei dieser Frequenz –4 dB an. Somit ist der Wert der Durchlasskennlinie bei dieser Frequenz noch kleiner als bei dem Hochfrequenzschalter 10, so dass sich ausreichende Signalabtrenn- bzw. Reststromeigenschaften einstellen.
  • Somit lassen sich mit dem Hochfrequenzschalter 50 die Reststromeigenschaften im ausgeschalteten Zustand des Hochfrequenzschalters noch verbessern.
  • Außerdem kann, obwohl der Hochfrequenzschalter 50 zwei Blindleitungen mit jeweils einer FET-Struktur hat, die Anzahl der Blindleitungen drei oder mehr sein, so lange diese an Positionen der Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen sind, die um 90° der elektrischen Länge in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode 12 voneinander beabstandet sind.
  • Außerdem können, obwohl der Anschluss der Blindleitungen des Hochfre quenzschalters 50 nur an einer Seite der Hauptleitungselektrode 12 gebildet ist, die Blindleitungen auch an beiden Seitenkanten der Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen sein.
  • Nun kann auch, obwohl bei dem Hochfrequenzschalter 50, um eine gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden, die beiden Blindleitungen an Positionen der Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen sind, die um 90° der elektrischen Länge in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode 12 versetzt sind, eine Anordnung in Betracht gezogen werden, wo die Blindleitungen näher beieinander liegen.
  • 14 zeigt schematisch ein Diagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters. Das Diagramm in 14 ist vereinfacht und zeigt nur bestimmte Merkmale, und Teile, die die gleichen sind, wie in 1 oder äquivalent zu diesen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung ist weggelassen.
  • Bei dem in 14 gezeigten Hochfrequenzschalter 60 bezeichnen die Bezugszeichen 61, 62, 63 und 64 Blindleitungselektroden der Blindleitungen, an denen FET-Strukturen gebildet sind. Die Leitungen auf jeder Seite der Blindleitungselektroden stellen Gateleitungen dar. Die Beschreibung der Erdelektroden und des Gatespannungs-Eingangsanschlusses ist weggelassen.
  • Gemäß 14 sind bei dem Hochfrequenzschalter 60 die vier Blindleitungselektroden 61, 62, 63 und 64 an einer Seitenkante der Hauptleitungselektrode 12 an Positionen angeschlossen, die um 16° der elektrischen Länge voneinander in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode 12 beabstandet sind. Die Län ge jeder Blindleitungselektrode ist auf 110° der elektrischen Länge der Signalfrequenz eingestellt. Außerdem sind die Impedanz der Hauptleitung zu 75Ω und die Impedanz der Blindleitungen zu 35 Ω eingestellt. Bei dem so aufgebauten Hochfrequenzschalter 60 haben die Blindleitungselektroden 61, 62, 63 und 64 jeweils dieselbe Funktion wie die Blindleitung 31 in dem Hochfrequenzschalter 30.
  • Auch bei dem Hochfrequenzschalter 60 veranlasst ein gleichzeitiges Ein- und Ausschalten der FETs der vier Blindleitungen, was jeweils dem Aus- und Einschalten des Hochfrequenzschalters 60 entspricht, dass die Hauptleitungselektrode 12 zur Zeit des Ausschaltens des Hochfrequenzschalters an vier Positionen abschnittsweise an einem Abschnitt ihrer Länge geerdet wird. Die Erdung an den vier Positionen ermöglicht eine verbesserte Erdung, als eine Erdung an zwei Positionen, weshalb der Hochfrequenzschalter 60 im ausgeschalteten Zustand Hochfrequenzsignale noch vollständiger reflektiert.
  • Da bei dem Hochfrequenzschalter 60 die Blindleitungen an Positionen an der Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen sind, die um 16° der elektrischen Länge in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode 12 versetzt sind, hat dieses Ausführungsbeispiel nicht den Vorteil der gegenseitig unsichtbaren Blindleitungen, um gegenseitige schädliche Einflüsse auszuschalten. Jedoch hat der Hochfrequenzschalter 60 den Vorteil, dass die Bandbreite der Frequenzen bei der Reflexion, wenn der FET ausgeschaltet ist (d.h., wenn der Hochfrequenzschalter eingeschaltet ist) breiter ist, so dass auch eine Konformität bei anderen Frequenzen erreicht werden kann. Außerdem ist der Abstand der Blindleitungen kurz, so dass die Größe des Hochfrequenzschalters in Längsrichtung verringert werden kann. Außerdem ist die Hauptleitung kürzer, so dass sich der Einfüge dämpfung verringert, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
  • Außerdem ist die Anzahl der Blindleitungen groß, so dass sich hier der Vorteil ergibt, dass wegen der Reflexion der Hochfrequenzsignale zwischen den Blindleitungen und dem Erdungswiderstand an den Blindleitungen, wenn die FETs eingeschaltet sind, der elektrische Leistungsverbrauch an jeder Blindleitung wächst und auch die Einfügedämpfung im ausgeschalteten Zustand wächst.
  • 15 veranschaulicht die Durchlasskennlinien S21 und die Reflexionskennlinien S11 für den Ein-Zustand und den Aus-Zustand des Hochfrequenzschalters 60. In 15 geben die durchgezogenen Linien die Eigenschaften des eingeschalteten Hochfrequenzschalters 60 und die gestrichelten Linien die Eigenschaften des ausgeschalteten Hochfrequenzschalters 60 an.
  • Aus 15 ist zu erkennen, dass, wenn der Hochfrequenzschalter 60 eingeschaltet ist, der Verlust der Durchlasskennlinien S21 bei der Frequenz 76 GHz, die die Frequenz der Hochfrequenzsignale ist, extrem klein ist, und zwar bei 0 dB liegt und die Reflexionskennlinien S11 über eine weite Bandbreite um die Frequenz 76 GHz den Wert –15 dB oder weniger haben, und der Hochfrequenzschalter 60 erreicht dadurch ausreichende Signaldurchlasseigenschaften. Andererseits ist, wenn der Hochfrequenzschalter 60 ausgeschaltet ist, der Wert der Durchlasskennlinie S21 bei 76 GHz annähernd –33 dB, und die Reflexionskennlinien S11 haben annähernd den Wert –3 dB, so dass der Durchlasswert deutlich geringer ist als bei dem Hochfrequenzschalter 10, und ergeben dadurch ausreichend gute Signalabschalteigenschaften des Hochfrequenzschalters 60.
  • Der Grund, dass die Reflexionskennlinien S11 im eingeschalteten Zustand zwei Minima haben, liegt an der erhöhten Anzahl der Blindleitungen. Eigenschaften, wie z.B. die Frequenz der Minima, deren Abstand, der Wert der Reflexion zwischen den Minima u.s.w, lassen sich durch Abgleichen der Abstände der Länge und der Impedanz der Blindleitungen sowie der Impedanz der Hauptleitung geeignet einstellen. Dies ist der Grund, weshalb die Länge der Blindleitungen des Hochfrequenzschalters 60 auf 110° der elektrischen Länge eingestellt ist.
  • Somit lassen sich bei dem Hochfrequenzschalter 60 die Reststromeigenschaften im ausgeschalteten Zustand noch weiter verbessern.
  • Es ist zu bemerken, dass, obwohl bei dem Hochfrequenzschalter 60 der Abstand zwischen den Blindleitungen 16° der elektrischen Länge beträgt, dies nur ein Beispiel ist und bei bedarf frei eingestellt werden kann. Auch die Anzahl der Blindleitungen kann frei gestaltet werden, sofern zwei oder mehr Blindleitungen vorhanden sind. Außerdem können, obwohl bei dem Hochfrequenzschalter 60 die Blindleitungen nur an einer Seite der Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen sind, die Blindleitungen an beiden Seiten der Hauptleitungselektrode 12 angeschlossen sein, wie z.B. bei dem in 16 gezeigten Hochfrequenzschalter 70. Insbesondere können im Falle eines abwechselnden Anschlusses der Blindleitungen, wie bei dem Hochfrequenzschalter 70, die Intervalle zwischen den Blindleitungen noch kürzer gemacht werden, als bei der Anordnung, bei der die Blindleitungen nur auf einer Seite der Hauptleitungselektrode angeschlossen sind, so dass die Größe des Hochfrequenzschalters noch weiter verringert werden kann.
  • Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele ein Beispiel eines sogenannten SPST-(Single Pole Single Throw, one-on-one)-Schalters beschrieben haben, bei dem ein Signal zwischen zwei Anschlüssen entweder geleitet oder unterbrochen wird, lässt sich durch den Einsatz einer Vielzahl der erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalter ein sogenannter SPxT-(Single Pole x Throw, one-on-multiple)-Schalter aufbauen.
  • 17 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters. Das Diagramm in 17 ist vereinfacht und zeigt nur gewisse Merkmale, und die Teile, die dieselben sind, wie die in 1 oder mit ihnen äquivalent sind, haben dieselben Bezugszeichen, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
  • Bei dem in 17 gezeigten Hochfrequenzschalter 80 werden zwei der in 14 gezeigten Hochfrequenzschalter 60 eingesetzt, deren Enden unter Bildung eines dritten Anschlusses miteinander verbunden sind. In 17 ist ein Ende eines Hochfrequenzschalters 60 mit einem Anschluss 81 verbunden, ein Ende des anderen Hochfrequenzschalters 60 mit einem Anschluss 82 und die anderen Enden der beiden Hochfrequenzschalter 60 gemeinsam mit einem Anschluss 83 verbunden. Die Länge der Hauptleitungselektrode 12 vom Anschlusspunkt der dem Verbindungspunkt der beiden Hochfrequenzschalter 60 am nächsten liegenden Blindleitungselektrode ist auf annähernd 90° der elektrischen Länge der Hochfrequenzsignale eingestellt.
  • Bei dem derart konfigurierten Hochfrequenzschalter 80 wirkt jeder Hochfrequenzschalter 60 als Schalter mit niedriger Dämpfung (geringem Verlust). Darüber hinaus ist die elektrische Länge der Hauptleitungselektroden 12 vom Verbindungspunkt der beiden Hochfrequenzschalter 60 zum Anschlusspunkt der diesem Verbindungspunkt am nächsten liegenden Blindleitungselektrode an den Hauptleitungselektroden 12 allgemein auf 90° der elektrischen Länge eingestellt, so dass im Fall der eine Hochfrequenzschalter 60 eingeschaltet und der anderen Hochfrequenzschalter 60 ausgeschaltet ist, der im Aus-Zustand befindliche Hochfrequenzschalter 60 der Hauptleitungselektrode 12 als unendliche Impedanz erscheint. Dies ist sozusagen dasselbe, als ob der Hochfrequenzschalter 60 im Aus-Zustand nicht existieren würde. Dies ermöglicht die Realisierung eines SPDT-(Single Pole Double Throw, one-on-two)-Schalters mit geringen Ungleichförmigkeiten und einer kleinen Einfügungsdämpfung beim Einschalten.
  • Es ist zu bemerken, dass, obwohl die elektrische Länge der Hauptleitungselektrode 12 zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Hochfrequenzschalter 60 zu dem Anschlusspunkt der diesem Verbindungspunkt am nächsten liegenden Blindleitungselektroden auf annähernd 90° bezogen auf die zu leitenden Hochfrequenzsignale eingestellt ist, dies einen Idealfall betrifft, bei dem der Widerstandswert zwischen dem FET jeder Blindleitung im Ein-Zustand und der Erde ausreichend klein ist. In der Realität können Fälle in Betracht gezogen werden, wo die Länge der Hauptleitungselektrode 12 in diesem Abschnitt annähernd 80° der elektrischen Länge der zu leitenden Hochfrequenzsignale hat.
  • Weiter ist zu bemerken, dass, obwohl mit dem Hochfrequenzschalter 80 ein SPDT-Schalter realisiert ist, auch in derselben Weise, beispielsweise durch den Einsatz von drei oder mehr Hochfrequenzschaltern 60 ein SPxT-Schalter aufgebaut werden kann.
  • Die obigen Ausführungsbeispiele haben als Grundstruktur den Aufbau des in 1 gezeigten Hochfrequenzschalters 10. Bei dem Hochfrequenzschalter 10 wird beim Abschalten des Schalters, d.h. wenn der FET-Teil eingeschaltet ist, das Gleichspannungspotenzial des Gates zu 0 V eingestellt, was ebenfalls für Drain und Source gilt, so dass weder am Gate noch an der Drain und der Source eine Vorspannung anliegt. Allerdings ist auch in einem Zustand ohne Vorspannung die Verarmungsschicht vorhanden. Dementsprechend kann auch eine weitere Reduktion der Verarmungsschicht durch eine Vorwärtsvorspannung des Gates bezogen auf Drain und Source in Betracht gezogen werden.
  • Eine Vorwärtsvorspannung der Gateelektrode bezogen auf Drain und Source lässt einen Gatestrom fließen. Im Falle einer grossen Gatebreite tritt aufgrund des Widerstands der Gateelektrode ein Potenzialunterschied zwischen den Positionen nahe des GatespannungsEingangsanschlusses und Positionen weiter weg davon auf. Folglich gibt es, wie 18 veranschaulicht, die Tendenz, dass der Potenzialunterschied wächst, je näher Drain und Source am Gatespannungseingangsanschluss liegen und auch der Gatevorwärtsstrom wächst. Je größer der Gatevorwärtsstrom ist, umso kleiner ist die Verarmungsschicht, und demgemäß umso kleiner der Widerstand zwischen Drain und Source. Wenn man dies auf den Hochfrequenzschalter 10 anwendet, ist der Einschaltwiderstand Ron des FET-Teils pro Längeninkrement der Blindleitungselektrode 15 an einer Seite der Blindleitungselektrode 15 größer (die mit der Hauptleitungselektrode 12 verbundene Seite) und am anderen Ende der Blindleitungselektrode kleiner. Vom Gesichtspunkt dieser Erfindung, die fordert, dass die Erdung an wenigstens einem Ende der Blindleitungselektrode 15 mit einem ausreichend kleinen Widerstandswert erfolgen soll, ist dies nicht ideal.
  • Dementsprechend zeigt 19 eine ebene Ansicht eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters, bei dem das zuletzt genannte Merkmal verbessert ist. In 19 sind die Teile, die die gleichen sind, wie in 1 oder mit ihnen äquivalent, mit denselben Bezugszeichen versehen und ihre Beschreibung ist weggelassen. Die Querschnittsansicht des FET-Abschnitts ist dieselbe wie in 2 und ist deshalb ebenfalls weggelassen.
  • Bei dem in 19 gezeigten Hochfrequenzschalter 10' besteht der einzige Unterschied zum Hochfrequenzschalter 10 gemäß 1 darin, dass sich die Gateelektroden 20 von einem Ende der Blindleitungselektrode 15 weg erstrecken und mit dem Gatespannungs-Eingangsanschluss 21 angeschlossen sind. Bei dieser Gestaltung der Herausführung der Gateelektroden überlappt die Verdrahtung von den Gateelektroden 20 zum Gatespannungseingangsanschluss 21 teilweise die Hauptelektrode 12 und die Erdelektrode 16, aber diese sind durch eine eine Luftbrückenstruktur dazwischen gespreizt oder durch eine dazwischen eingelegte Isolierlage oder dergleichen isoliert.
  • Bei dem derart aufgebauten Hochfrequenzschalter 10' befindet sich das Gate, wenn das Gleichspannungspotenzial von Drain und Source (Blindleitungselektrode 15 und Erdelektrode 16) auf 0 V und das Gleichspannungspotenzial der Gateelektrode 20 z.B. auf +1 V bezogen auf Drain und Source eingestellt sind, im vorwärts vorgespannten Zustand, und dadurch wird die Verarmungslage 22 kleiner, so dass Drain und Source annähernd entlang der gesamten Länge in Längsrichtung der Blindleitungselektrode 15 über die Halbleiteraktivierlage 19 kurzgeschlossen sind.
  • Darüber hinaus wird, wie oben beschrieben, der Einschaltwiderstand Ron des FET-Abschnitts pro Längeninkrement der Blindleitungselektrode 15 für den Fall der Vorwärtsvorspannung des Gates bezogen auf Drain und Source umso kleiner, je näher der Gatespannungs-Eingangsanschluss liegt, so dass sich bei dem Hochfrequenzschalter 10', je näher man einem Ende der Blindleitungselektrode 15 rückt, ein umso besserer Kurzschlusszustand erzielen lässt. Demgemäß lässt sich bei dem Hochfrequenzschalter 10' ein besserer Aus-Zustand realisieren als bei dem Hochfrequenzschalter 10. Es ist zu bemerken, dass im Ein-Zustand dieses Schalters die Gateelektrode bezogen auf Drain und Source in inverser Richtung vorgespannt ist, so dass es dabei keinen Unterschied in den Eigenschaften der Hochfrequenzschalter 10 und 10' gibt.
  • Somit erlaubt der Einsatz der Struktur des Hochfrequenzschalters 10' die Verbesserung der Reststromeigenschaften beim Abschalten. Diese Struktur verbessert den kurzgeschlossenen Zustand an dem einen Ende der Blindleitungselektrode und kann demzufolge in derselben Weise eingesetzt werden, wie der Hochfrequenzschalter in 8 und erzielt dieselben Vorteile wie sie der in 8 gezeigte Hochfrequenzschalter 30 hat.
  • Außerdem ermöglicht es diese Art der Herausführung der Gateelektroden die Reststromeigenschaften pro Blindleitungselektrode zu verbessern, so dass diese Eigenschaften bei Schaltern, die eine Vielzahl von Blindleitungselektroden verwenden, noch verbessert sind. D.h., dass sich mit der Herausführung der Gateelektroden des Hochfrequenzschalters 10' wie bei dem in 14 gezeigten Hochfrequenzschalter 60, dieselben Isolationseigenschaften mit einer geringeren Anzahl von Blindleitungselektroden erreichen lassen. Durch die Verringerung der Anzahl der Blindleitungselektroden wird die Fläche des Hochfrequenzschalters reduziert. Außerdem bedeutet die Verringerung der Anzahl der Blindleitungselektroden, dass die Einfügedämpfung beim Einschalten reduziert werden kann. Dieser Vorteil ist nicht auf SPST-Schalter beschränkt, wie die Hochfrequenzschalter 10 und 60, sondern stattdessen lassen sich dieselben Vorteile bei SPxT-Schaltern einschließlich SPDT-Schaltern, wie bei dem in 17 gezeigten Hochfrequenzschalter 80 erreichen.
  • Schließlich zeigt 20 ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung veranschaulicht. In 20 ist die elektronische Vorrichtung 90 eine Radarvorrichtung, die eine Sende/Empfangs-Schaltung 91, den erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalter 92 und vier Antennen 93, 94, 95 und 96 aufweist. Von diesen ist der Hochfrequenzschalter 92 ein Einzeleingangs-Vierausgangs-Hochfrequenzschalter mit vier eingebauten Hochfrequenzschaltern, die so gestaltet sind, dass die eingebauten Schalter aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge eingeschaltet werden und eine der Antennen mit der Sende/Empfangs-Schaltung 91 über den im Ein-Zustand befindlichen eingebauten Hochfrequenzschalter verbinden, wodurch Signale gesendet und empfangen werden. Die Ausrichtung der vier Antennen 93, 94, 95 und 96 ist jeweils unterschiedlich, und deshalb kann die Radarvorrichtung durch Umschalten der in dem Hochfrequenzschalter 92 eingebauten Schalter in vier Richtungen arbeiten.
  • Deshalb kann mit der oben beschriebenen elektronischen Vorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters 92 ein Signalverlust durch die geringe Einfügungsdämpfung beim Einschalten verringert und dadurch der elektrische Leistungsverbrauch reduziert werden. Außerdem verhindern die ausgezeichneten Reststromeigenschaften im ausgeschalteten Zustand Fehlfunktionen, wie z.B. das Aussenden von Radarwellen in der falschen Richtung oder das Erfassen von Objekten aus der falschen Richtung.
  • Während 20 eine Radarvorrichtung als Beispiel der elektronischen Vorrichtung zeigt, ist die Erfindung in keiner Weise auf Radarvorrichtungen beschränkt, sondern stattdessen kann die Erfindung bei jeder Art elektronischer Vorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzschalters angewendet werden.

Claims (16)

  1. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92), der aufweist: ein Substrat (11), auf dem eine Hauptleitungselektrode (12) zwischen zwei Anschlüssen (13, 14) vorgesehen ist, wobei die Hauptleitungselektrode (12) ein Paar einander gegenüberliegender Seitenkanten hat; eine Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74), die eine Breitenrichtung und eine Längsrichtung hat und an ihrem einen Ende mit einer Seitenkante der Hauptleitungselektrode (12) verbunden und an ihrem anderen Ende geerdet ist; und eine Erdelektrode (16), die der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) in deren Breitenrichtung benachbart angeordnet ist; wobei das Substrat (11) eine Halbleiteraktivierlage (19; 32) hat, die sich unter wenigstens einem Teil der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) und der Erdelektrode (16) zwischen wenigstens einer Seitenkante der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) und der Erdelektrode (16) erstreckt; und wobei eine Gateelektrode (20; 33), die sich in der Längsrichtung der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) erstreckt auf der Halbleiteraktivierlage (19; 32) zwischen der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) und der Erdelektrode (16) vorgesehen ist und dadurch eine FET-Struktur bildet.
  2. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1; wobei die Halbleiteraktivierlage (19; 32) sich von einem Ende zum anderen Ende der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) erstreckt.
  3. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92), der aufweist: ein Substrat (11), auf dem eine Hauptleitungselektrode (12) zwischen zwei Anschlüssen (13, 14) vorgesehen ist, wobei die Hauptleitungselektrode (12) ein Paar einander gegenüberliegender Seitenkanten hat; eine Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74), die eine Breitenrichtung und ein Paar einander gegenüberliegender Seitenkanten hat, die sich in einer Längsrichtung erstrecken und wobei ein Ende der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) mit einer Seitenkante der Hauptleitungselektrode (12) verbunden und ihr anderes Ende geerdet ist; und eine Erdelektrode (16), die der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) benachbart in deren Breitenrichtung vorgesehen ist; wobei das Substrat (11) eine Halbleiteraktivierlage (19; 32) hat, die sich unterhalb wenigstens eines Teils der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) und der Erdelektrode (16) zwischen beiden Seitenkanten der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) und der Erdelektrode (16) erstreckt; wobei Gateelektroden (20; 33), die sich in der Längsrichtung der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) erstrecken, auf der Halbleiteraktivierlage (19; 32) zwischen der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) und der Erdelektrode (16) vorgesehen sind und dadurch FET-Strukturen bilden; wodurch die FET-Strukturen an den beiden Seitenkanten der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) gebildet sind.
  4. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1, bei dem die Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) zusammen mit der Erdelektrode (16) einen koplanaren Wellenleiter bildet.
  5. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1, bei dem die Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) so gebildet ist, dass sie eine elektrische Länge von annähernd 90° bezogen auf die anzulegenden Hochfrequenzsignale hat.
  6. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1, bei dem mehrere Blindleitungselektroden (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) mit entsprechenden FET-Strukturen mit der Hauptleitungselektrode (12) verbunden sind.
  7. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 6, bei dem wenigstens eine der Blindleitungselektroden (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) mit einer entsprechenden FET-Struktur mit jeder der einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Hauptleitungselektrode (12) in einander gegenüberliegender Weise verbunden ist.
  8. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 6, bei dem mehrere Blindleitungselektroden (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) mit entsprechenden FET-Strukturen mit einer Seitenkante der Hauptleitungselektrode (12) unter Einhaltung einer vorbestimmten Lücke dazwischen bezogen auf die Längsrichtung der Hauptleitungselektrode (12) verbunden sind.
  9. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 8, bei dem die Lücke zwischen den Blindleitungselektroden (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) eine elektrische Länge von annähernd 90° bezogen auf die anzulegenden Hochfrequenzsignale in Längsrichtung der Hauptleitungselektrode (12) hat.
  10. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 6, bei dem mehrere Blindleitungselektroden (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) mit entsprechenden FET-Strukturen mit jeder Seitenkante der Hauptleitungselektrode (12) mit vorbestimmten Lücken dazwischen bezogen auf die Längsrichtung der Hauptleitungselektrode (12) verbunden sind.
  11. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92), der mehrere Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1 aufweist, wobei jeweilige Enden der vielen Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) miteinander an einem Kontaktpunkt über eine Hauptleitungselektrode (12), deren elektrische Länge annähernd 90° bezogen auf die zuleitenden Hochfrequenzsignale beträgt, zwischen dem Kontaktpunkt und der nächstliegenden Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) verbunden sind, die eine FET-Struktur des jeweiligen Hochfrequenzschalters (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) hat.
  12. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1, bei dem die Gateelektrode (20; 33) mit einem Gateanschluss verbunden ist, der auf der Blindleitungselektrode (15; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73, 74) gegenüberliegenden Seite der Hauptleitungselektrode (12) angeschlossen ist.
  13. Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1, bei dem sich die Gateelektrode (20; 33) von der Hauptleitungselektrode (12) weg zur Verbindung mit einem Gateanschluss erstreckt.
  14. Elektronische Vorrichtung, die den Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) nach Anspruch 1 aufweist.
  15. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, die weiterhin eine mit dem Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) verbundene Kommunikationsschaltung aufweist.
  16. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 15, die weiterhin eine mit dem Hochfrequenzschalter (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 92) verbundene Antenne (93, 94, 95, 96) aufweist.
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