JP2000004149A - Spdtスイッチ半導体集積回路 - Google Patents
Spdtスイッチ半導体集積回路Info
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Abstract
クに使用しても複数の電源を設けずに済むSPDTスイ
ッチ半導体集積回路を提供する。 【解決手段】 デプレッション型ガリウム砒素電界効果
型トランジスタを用いたSPDTスイッチ半導体集積回
路1であって、同回路内にインバーター回路4を内蔵
し、インバーター回路4のトランジスタT4のゲートに
は入力レベル調整用の分割抵抗(R1、R2)が接続さ
れ、ソース〜グランド間に少なくとも1つのダイオード
(D1、D2)が接続され、ドレインにはアクティブロ
ード用トランジスタT3または負荷抵抗が接続され、イ
ンバーター回路4からの出力即ちトランジスタT4のド
レイン出力がSPDTスイッチの一方のスイッチ用トラ
ンジスタT2のオンオフを制御するように構成した。
Description
いしはマイクロ波帯の携帯電話機や移動体無線通信機等
の無線通信機内の高周波回路間の切り替えを行う際に用
いる半導体集積回路スイッチに関する。
row)スイッチ半導体集積回路としては、例えば、図3
に示されたような構成を有してなるものがある。本図に
おいて1はSPDTスイッチ半導体集積回路、2は信号
源、3a〜3dは入力端子、3e及び3fは出力端子、
5は電源電圧、6及び7は制御電圧、R3及びR4は終
端抵抗、R5〜R9は高周波阻止用抵抗、C1〜C3は
直流阻止用キャパシタ、T1及びT2はスイッチ用トラ
ンジスタを示す。以下、この従来のSPDTスイッチ半
導体集積回路の構成、動作について同図を参照しつつ説
明する。
は1チップ内に集積されたモノリシック集積回路で構成
される。信号源2から発生した高周波信号は、直流阻止
用キャパシタC1を通過して入力端子3aに伝えられ、
その後、入力端子3cに印加される制御電圧6と入力端
子3dに印加される制御電圧7により、スイッチ用トラ
ンジスタT1またはT2のどちらか一方をON(導
通)、もう一方をOFF(遮断)することで出力端子3
eまたは出力端子3fに伝えられ、負荷である終端抵抗
R3またはR4に伝わる。
イアス電圧は電源電圧5で発生し、入力端子3bに印加
され、SPDTスイッチ半導体集積回路1内部の高周波
阻止用抵抗R5〜R7を介して高周波信号を阻止しつ
つ、スイッチ用トランジスタT1とT2のドレイン及び
ソースに適切なバイアス電圧を供給している。このバイ
アス網における高周波的なゼロ電位は、バイパスコンデ
ンサC4によって維持されている。スイッチ用トランジ
スタT1は、ゲートに印加される制御電圧6が、スイッ
チ用トランジスタT1のピンチオフ電圧より高い場合は
ON(導通)状態、低い場合はOFF(遮断)状態とな
り、この動作によってスイッチ動作を実現している。こ
れはスイッチ用トランジスタT2と制御電圧7の動作に
おいても同様である。
2は、準マイクロ波ないしはマイクロ波帯では、ガリウ
ム砒素電界効果型トランジスタ(以下GaAs FET
と称す)を用いることが多い。SPDTスイッチ半導体
集積回路1は、これらのGaAs FETと抵抗、キャ
パシタ等を同一チップ上に作り込み、回路を構成したガ
リウム砒素マイクロ波モノリシック集積回路(GaAs
MMIC)で実現されている。
体集積回路1の動作を表す模式図を示す。なお、図4
(a)には制御電圧6がH、7がLの場合、図4(b)
には制御電圧6がL、7がHの場合をそれぞれ示した。
これらの図が示すように、本スイッチの動作は、制御電
圧6と制御電圧7を相補的(一方はトランジスタをON
(導通)状態にするH(論理値Highに対応する所定
の電圧)、このときのもう一方はトランジスタをOFF
(遮断)状態にするL(論理値Lowに対応する所定の
電圧))に印加することで、SPDTのスイッチ動作を
実現している。
6、7それぞれのために電圧源を1つづつ設けることは
せず、SPDTスイッチ半導体集積回路1の外部にイン
バーター回路を設け、1つの制御電圧から相補入力を生
成することが一般的である。
3、図4に示したものと同一のものには同一の符号を付
している。本図に示すように、制御電圧6を分岐し、そ
の分岐した電圧の一方をインバーター回路4に通して制
御電圧7を生成することで、互いに反転した制御電圧6
と7、即ち相補入力を作っている。但し、本図の示す状
態は、制御電圧6がHの場合を示している。
が入力し、出力端子3e、3fから信号が出力されるこ
ととして説明したが、実際の例では出力端子3e及び3
fに信号が入力し、入力端子3aから信号が出力する場
合も存在する。このような場合でも、SPDTスイッチ
半導体集積回路の基本動作は変わらない。
スイッチ半導体集積回路では、相補的な制御電圧が2つ
必要になるため、これらを印加するための端子が2つ
(符号3c、3d)必要となる。上記インバーター回路
をSPDTスイッチ半導体集積回路内に作り込むことが
できれば、制御電圧ための入力端子を1つにできるた
め、GaAs MMICのパッケージを小型にすること
が可能である。しかも、外付け部品を減少し、全体的な
装置の縮小を図ることも可能であり、大変に意義深い。
Tスイッチ半導体集積回路内に作り込むには次のような
困難性があった。まず、インバーターロジックをエンハ
ンスメント型GaAsFETで形成する場合であるが、
この際しきい値を均一性、再現性よく制御することが困
難なため、歩留まりが悪く、量産に向かない。
GaAsFETを採用した場合、2電源を必要とすると
いう欠点があった。例えば、デプレッション型GaAs
FETでBFL(Bufferd FET Logic)のようなインバ
ーターロジックを実現しようとすると、吐き出し型正電
源と吸い出し型正電源の2系統の正電源ないしは正負両
電源が必要であった。
ョン型GaAs FETをロジックに使用しても複数の
電源を設けずに済むSPDTスイッチ半導体集積回路を
提供することを目的とする。
め、本発明のSPDTスイッチ半導体集積回路は、デプ
レッション型ガリウム砒素電界効果型のトランジスタを
用いSPDTスイッチを制御するための相補入力の一方
を生成するインバーター回路を内蔵したSPDTスイッ
チ半導体集積回路において、前記インバーター回路は、
前記トランジスタのドレイン出力をインバーター出力と
し、前記トランジスタと、前記相補入力の他方となる制
御電圧が印加される制御電圧入力端子と、該制御電圧入
力端子と前記トランジスタのゲートに接続され該トラン
ジスタに対する前記制御電圧の入力レベルを調整する分
割抵抗と、前記トランジスタのソースとグランド間に順
方向に直列接続されたダイオードと、前記トランジスタ
のドレインと前記正の電源電圧間に直列接続された負荷
抵抗またはアクティブロード用トランジスタとからなる
ことを特徴とする。
ションGaAs FETをロジックに使っているにも関
わらず一つの正電源のみで動作し、一つの制御入力でS
PDT動作が可能になる。
に沿って説明する。なお、複数の図面にわたって同一ま
たは相当するものには同一の符号を付した。
SPDTスイッチ半導体集積回路1は、相補入力を必要
とする従来のSPDTスイッチ回路内にインバーター回
路4が作り込まれた構成になっている。インバーター回
路4は、抵抗R1とR2からなる分割抵抗、トランジス
タT3、T4、ダイオードD1、D2から構成され、同
図のように結線される。トランジスタT3、T4は共に
デプレッション型GaAs FETである。以下に本実
施の形態の動作を説明する。
印加された制御電圧Hは、スイッチ用トランジスタT1
をONとする一方で、抵抗R1とR2で分圧されてトラ
ンジスタT4のゲートに印加され、トランジスタT4を
ドレイン電流の流れる動作状態にする。
ートソース間電圧をVgsとし、ピンチオフ電圧をVp
とするとき、Vgs>Vpの関係が成り立ち、トランジ
スタT4を動作状態としている。
電圧を分圧するのは、トランジスタT4のゲートにビル
トインポテンシャル以上の電圧を印加してトランジスタ
の信頼性を低下させないように入力レベルを調整するた
めである。
を接続してあるため、トランジスタT4の負荷として働
き、トランジスタT4のドレインの電位(即ち、トラン
ジスタT3のソース電位)を下げる。これによりスイッ
チ用トランジスタT2はOFF状態となる。
印加された制御電圧Lは、スイッチ用トランジスタT1
をOFFとする一方で、抵抗R1とR2で分圧されてト
ランジスタT4のゲートに印加され、トランジスタT4
をドレイン電流の流れない、あるいは流れても少ししか
流れない状態にする。
ト電圧がおよそゼロ電位であり、ソース電圧がソースに
直列に接続してあるダイオードD1とD2の順方向電位
分高い状態にあるため、トランジスタT4のゲートソー
ス間電圧Vgsとピンチオフ電圧Vpの関係がVgs<
Vpとなり、トランジスタT4を非動作状態としてい
る。なお、Vgs<Vpとするために、Vpの値とソー
ス〜ゲート間に挿入するダイオードの個数並びに抵抗R
1とR2による分圧比は適宜選択されるべきものであ
る。
位(トランジスタT3のソース電位)は上がり、これに
よりスイッチ用トランジスタT2はON状態となる。
加されたときは、入力端子3aに印加された高周波信号
がスイッチ用トランジスタT1を通り端子3dに出力さ
れ、入力端子3cにLが印加されたときには、入力端子
3aに印加された高周波信号がスイッチ用トランジスタ
T2を通り端子3eに出力され、一つの制御信号でSP
DT動作を可能にしている。しかも、インバーター回路
4の電源は、電源電圧5のみであり、即ち、一つの正電
源のみで済んでいる。
4のドレイン負荷としてトランジスタT3を用いたが、
これは通常の抵抗でも同様の負荷としての機能を果た
す。
本実施の形態では、スイッチ用トランジスタT2に対す
る駆動能力を高くして、インバーター回路側のスイッチ
時間を縮めようとしたもので、駆動能力を高めるための
トランジスタT5及びトランジスタT6からなるバッフ
ァ回路をインバーター出力とスイッチ用トランジスタT
2の間に入れたものである。
ッション型GaAs FETを使ったSPDTスイッチ
集積回路において、一つの制御入力でSPDT動作を実
現しかつ正電源のみだけの使用を可能にする。このため
エンハンスメント型GaAsFETを使ったものより集
積回路製造上の困難さが減り、高い歩留まりでチップを
製造でき、安価に高機能なSPDTスイッチを提供でき
るようになる。
1の実施の形態を示す回路図である。
2の実施の形態を示す回路図である。
図である。
図である。
一つにしたときのSPDTスイッチ半導体集積回路の模
式図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 デプレッション型ガリウム砒素電界効果
型のトランジスタを用いSPDTスイッチを制御するた
めの相補入力の一方を生成するインバーター回路を内蔵
したSPDTスイッチ半導体集積回路において、 前記インバーター回路は、前記トランジスタのドレイン
出力をインバーター出力とし、前記トランジスタと、前
記相補入力の他方となる制御電圧が印加される制御電圧
入力端子と、該制御電圧入力端子と前記トランジスタの
ゲートに接続され該トランジスタに対する前記制御電圧
の入力レベルを調整する分割抵抗と、前記トランジスタ
のソースとグランド間に順方向に直列接続されたダイオ
ードと、前記トランジスタのドレインと電源電圧間に直
列接続された負荷抵抗またはアクティブロード用トラン
ジスタとからなることを特徴とするSPDTスイッチ半
導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10168730A JP2000004149A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Spdtスイッチ半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10168730A JP2000004149A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Spdtスイッチ半導体集積回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000004149A true JP2000004149A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=15873365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10168730A Pending JP2000004149A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Spdtスイッチ半導体集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000004149A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002164772A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体スイッチ集積回路 |
JP2007228559A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スイッチ装置 |
JP2007336186A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スイッチ回路 |
US8159283B2 (en) | 2005-08-09 | 2012-04-17 | Hitachi Metals, Ltd. | High frequency switch circuit comprising a transistor on the high frequency path |
CN112667012A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-04-16 | 立积电子股份有限公司 | 射频装置及其电压产生装置 |
-
1998
- 1998-06-16 JP JP10168730A patent/JP2000004149A/ja active Pending
Cited By (6)
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JP4680134B2 (ja) * | 2006-06-14 | 2011-05-11 | 日本電信電話株式会社 | スイッチ回路 |
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