JP2000013208A - バイアス回路内蔵型スイッチic - Google Patents

バイアス回路内蔵型スイッチic

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JP2000013208A
JP2000013208A JP10186975A JP18697598A JP2000013208A JP 2000013208 A JP2000013208 A JP 2000013208A JP 10186975 A JP10186975 A JP 10186975A JP 18697598 A JP18697598 A JP 18697598A JP 2000013208 A JP2000013208 A JP 2000013208A
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JP
Japan
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switch
fet
bias circuit
built
fets
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JP10186975A
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English (en)
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Toshiyuki Nagai
敏幸 永井
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NEC Engineering Ltd
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NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】GaAs FETを用いるスイッチICのゲー
ト電流による動作不安定を回避する小型のバイアス回路
内蔵型スイッチICを提供する。 【解決手段】信号入力端INと1対の出力端OUT1、
OUT2間に直列接続されたFET1、FET3と並列
接続されたFET2、FET4のゲート制御信号を2対
のFET5〜FET8より成るバッファ部30を介して
コントロール信号入力部40から供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチIC、特
にGaAs(ガリウムヒ素)FETを使用するバイアス
回路内蔵型スイッチICに関する。
【0002】
【従来の技術】高周波通信機等においては、共通アンテ
ナを使用して送信機からの送信信号をアンテナに供給し
たり、他の送信信号を受信したアンテナ出力を受信機に
入力する等の為に、高周波信号をスイッチングする高周
波スイッチが広く使用されている。
【0003】斯かる用途に使用される高周波スイッチI
Cの従来例は、例えば、特開平8−70245号公報に
開示されている。この従来の高周波スイッチICを図3
に示し、携帯電話を代表とする移動通信に使用されるS
PDT(Single Pole Double Th
row)スイッチICである。このSPDTスイッチI
C(スイッチ部)は、信号入力端INと第1出力(又は
出力1)であるOUT1端間に、チャンネルが直列接続
されたFET1、同様に信号入力端INと第2出力OU
T2端間に接続されたFET3、OUT1端と接地間に
接続されたFET2、OUT2端と接地間に接続された
FET4を有する。
【0004】ここで、FET1とFET4のゲートは、
夫々1対のゲート抵抗RGの直列回路を介して相互接続
され、同様にFET2及びFET3のゲートも1対のゲ
ート抵抗RGを介して相互接続されている。斯かる構成
のSPDTスイッチICには、ゲート抵抗RGの中点に
接続されたVc及びVc端を有し、そこにトランジスタ
Tr1のコレクタ及びベースを介してコントロール信号
が供給される。トランジスタTr1のコレクタには電流
Iccが流れ、Vc端子にはゲートリーク電流IgLが
流れる。また、トランジスタTr1のベースにはベース
抵抗RBを介して制御端子からコントロール信号Vco
ntが印加される。
【0005】上述の構成を有するSPDTスイッチIC
によると、コントロール信号Vcontの大きさによ
り、FET1とFET4又はFET2とFET3を対と
してオン又はオフにする。FET1とFET4がオンの
とき、信号入力は、FET1を介してOUT1に出力さ
れる。この際、FET4はFET3を介してOUT2に
出力される漏洩信号を除去する。同様に、FET2とF
ET3がオンの場合には、信号入力はFET3を介して
OUT2に出力され、FET1を通過してOUT1に出
力される漏洩信号を排除する。従って、このSPDTス
イッチICは信号入力をOUT1又はOUT2に選択的
に出力する単極双投スイッチである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図3に示した従来のス
イッチICでは、ゲートリーク電流IgLによりコント
ロール電圧が低下し、スイッチIC内部のFET(一般
にはGaAs FET)がオフ状態を維持できず、切替
え動作ができなくなる虞れがあり、スイッチング動作不
良が発生し得る。また、トランジスタTr1のコレクタ
に直列接続される抵抗Rbiasの値を小さくすると、
コレクタ電流Iccが増加し、消費電力が増加するとい
う欠点がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、正常なスイッチ
ング動作をすると共に、消費電力が小さいバイアス回路
内蔵型スイッチICを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明によるバイアス回路内蔵型スイッチIC
は、次のような特徴的な構成を備えている。
【0009】(1)信号入力端と1対の出力端間に直列
接続された1対のFET及び前記出力端と接地間に接続
された1対のFETを含むスイッチ部を有するスイッチ
ICにおいて、電源と接地間に直列接続され一方がオン
のとき他方がオフになる1対のFETを2組含むバッフ
ァ部を介して前記スイッチ部の前記FETを駆動するバ
イアス回路内蔵型スイッチIC。
【0010】(2)前記FETとしてGaAs FET
を使用する上記(1)のバイアス回路内蔵型スイッチI
C。
【0011】(3)前記FETとしてディプレッション
型FETを使用する上記(1)又は(2)のバイアス回
路内蔵型スイッチIC。
【0012】(4)前記FETとしてエンハンスメント
型FETを使用する上記(1)又は(2)のバイアス回
路内蔵型スイッチIC。
【0013】(5)前記スイッチ部の前記出力端と接地
間に接続される前記FETは、コンデンサを介して接地
されている上記(1)乃至(4)のいずれかのバイアス
回路内蔵型スイッチIC。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よるバイアス回路内蔵型スイッチICの好適実施形態を
詳細に説明する。以下、本発明のバイアス回路内蔵型ス
イッチICの好適実施形態例を添付図を参照して詳細に
説明する。図1は本発明のバイアス回路内蔵スイッチI
Cの第1実施形態の回路図を示し、図2は第2実施形態
の回路図を示す。
【0015】先ず、図1を参照して説明する。このバイ
アス回路内蔵型スイッチIC10は、スイッチ部20、
バッファ部30及びコントロール信号入力部40より成
る。このバイアス回路内蔵型スイッチIC10のスイッ
チ部20は、図3に示した従来のスイッチ部と同様構成
である。即ち、信号入力端INと第1出力端OUT1間
に直列接続されたFET1と短絡用FET2及びINと
第2出力端OUT2間に直列接続されたFET3と短絡
用FET4の4個のFETを有する。FET1とFET
4のゲートは、1対のゲート抵抗RG、RGで直列接続
されている。同様に、FET2とFET3のゲートは、
1対のゲート抵抗RG,RGで直列接続されている。
【0016】バッファ部30は、接地間にチャンネルが
直列接続された4個のFET5乃至FET8を有し、中
点であるFET6とFET7の共通接続点に電圧源Vc
cが接続されている。FET5とFET6の共通接続点
は、スイッチ部20のFET2及びFET3のゲートに
接続される。また、FET7とFET8の共通接続点
は、スイッチ部20のFET1とFET4のゲートに接
続される。
【0017】コントロール信号入力部40は、1個のF
ET9を有する。このFET9のゲートには、抵抗RB
を介してコントロール信号Vcontが印加される。F
ET9のドレインは抵抗Rbiasを介して前述の電圧
源Vccに接続される。また、FET9のゲートは、バ
ッファ部30のFET6とFET8りゲートに接続さ
れ、FET9のドレインはバッファ部30のFET5と
FET7のゲートに接続されている。尚、これらFET
1乃至FET9はVp(ピンチオフ電圧)が負のディプ
レッション型である。
【0018】次に、図1のバイアス回路内蔵型スイッチ
IC10の動作を説明する。コントロール信号入力部4
0のFET9のゲートには、抵抗RBを介して図示の如
くH(約0ボルト)又はL(約−3ボルト)のコントロ
ール信号Vcontが印加される。コントロール信号V
contがH(又はL)のとき、FET9のドレインは
L(又はH)、FET9のゲートはH(又はL)とな
る。
【0019】先ずコントロール信号VcontがHと仮
定すると、バッファ部30FET6及びFET8のゲー
トはH、FET5及びFET7のゲートはLである。従
って、FET6とFET8はオン、FET5とFET7
はオフであり、FET5とFET6の共通接続点、即ち
スイッチ部20のFTE2とFET3のゲート電圧は
H、FET7とFET8の共通接続点、即ちスイッチ部
20のFET1とFET4のゲート電圧はLとなる。そ
こで、FET3とFET2はオンとなり、信号入力IN
の信号をFET3を介してOUT2に出力する。この
際、オフであるFET1を介してOUT1に出力される
信号は、FET2にて接地されるので、OUT1の出力
は0である。
【0020】次に、コントロール信号Vcoutが上述
の場合と逆にLとなると、バッファ部30のFET5と
FET7がオン、FET6とFET8はオフになる。そ
こで、FET5とFET6の共通接続即ちFET2とF
ET3のゲートはL、FET7とFET8の共通接続
点、即ちスイッチ部20のFET1とFET4のゲート
はHとなる。その結果、FET1とFET4がオン、F
ET3とFET2がオフとなるので、信号入力INはF
ET1を介してOUT1に出力され、オフであるFET
3を介してOUT2に漏洩する信号はFET4を介して
接地されるので、OUT2の出力は0である。
【0021】尚、このバイアス回路内蔵型スイッチIC
10によると、バッファ部30のFET5とFET6、
FET7とFET8は、FET5とFET7がオンのと
きFET6とFET8はオフ、逆にFET5とFET7
がオフのとき、FET6とFET8はオンである。要約
すると、FET5とFET6のFET対と、FET7と
FET8のFET対は各FET対の一方のFETがオン
のとき他方はオフであり、同時にオンとなることはな
い。従って、バッファ部30による消費電力は極めて少
ない。換言すると無駄な電流が流れないので、消費電力
は実質0である。またFETから数10μAのゲートリ
ーク電流IgLがあっても、FETのレベルシフトは最
大約0−2ボルトであり、動作に影響を生じない。
【0022】次に、図2を参照して本発明のバイアス回
路内蔵型スイッチICの第2実施形態を説明する。この
バイアス回路内蔵型スイッチIC10’は、スイッチ部
20’、バッファ部30’及びコントロール信号入力部
40’を有する点で図1のスイッチIC10と同じであ
る。また、スイッチ部20’は、FET1乃至FET4
とゲート抵抗RGを有する点でスイッチ部20と同じで
ある。但し、FET2とFET4のソースは、直接接地
せず、夫々コンデンサC1、C2を介して高周波的に接
地すると共に1対の抵抗RSを介して相互接続して、電
源VDDに接続されている。
【0023】バッファ部30’は、電源VDDと接地間
に直列接続された2対のFETであるFET5とFET
6及びFET7とFET8を有する。FET5とFET
6の共通接続点が、スイッチ部20’のFET2とFE
T3のゲート抵抗RGの中点に接続されている。同様に
FET7とFET8の共通接続点が、スイッチ部20’
のFET1とFET4のゲート抵抗RGの中点に接続さ
れている。
【0024】コントロール信号入力部40’は、FET
9を含み、ゲートには抵抗RBを介してコントロール信
号Vcontが印加される。ソースは接地され、ドレイ
ンは抵抗Rbiasを介して電源VDDに接続されてい
る。更にFET9のゲートは、バッファ部30’のFE
T6とFET8のゲートに接続され、FET9のドレイ
ンはFET5とFET7のゲートに接続されている。
【0025】次に、図2に示すバイアス回路内蔵型スイ
ッチICの動作を説明する。FET1乃至FET9はエ
ンハンスメント型であり、コントロール信号Vcont
はH(約3ボルト)とL(約0ボルト)のいずれかであ
る。
【0026】先ず、コントロール信号VcontがHの
とき、バッファ部30’のFET6とFET8のゲート
はH、FET5とFET7のゲートはLである。従っ
て、FET6とFET8がオン、FET5とFET7が
オフとなり、スイッチ部20’のFET2とFET3は
オン、FET1とFET4はオフとなる。そこで、信号
入力INはFET3を介してOUT2に出力される。O
UT1への出力は0である。
【0027】次に、コントロール信号VcontがLの
場合には、上述と反転して、スイッチ部20’のFET
1とFET4がオン、FET2とFET3はオフとな
る。そこで、信号入力INはFET1 を介してOUT1
に出力されるが、OUT2への出力は0である。
【0028】以上、本発明のバイアス回路内蔵型スイッ
チICの好適実施形態を説明したが、本発明によればこ
れら特定例に限定されるべきでなく、特定用途に応じて
種々の変形変更が可能であることが理解できよう。
【0029】
【発明の効果】上述の説明から理解される如く、本発明
のバイアス回路内蔵型スイッチ用ICによると、IC内
部にバッファ回路を設け、安定したコントロール電圧を
印加し、ゲート電流が実質的に0であるので、動作が極
めて安定である。更にまたバイアス回路に流れる電流を
極めて小さくできるので、低消費電力化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバイアス回路内蔵型スイッチICの第
1実施形態の回路図である。
【図2】本発明のバイアス回路内蔵型スイッチICの第
2実施形態例の回路図である。
【図3】従来のスイッチICの回路図である。
【符号の説明】
10、10’ バイアス回路内蔵型スイッチIC 20、20’ スイッチ部 30、30’ バッファ部 40、40’ コントロール信号入力部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号入力端と1対の出力端間に直列接続さ
    れた1対のFET及び前記出力端と接地間に接続された
    1対のFETを含むスイッチ部を有するスイッチICに
    おいて、 電源と接地間に直列接続され一方がオンのとき他方がオ
    フになる1対のFETを2組含むバッファ部を介して前
    記スイッチ部の前記FETを駆動することを特徴とする
    バイアス回路内蔵型スイッチIC。
  2. 【請求項2】前記FETとしてGaAs FETを使用
    することを特徴とする請求項1に記載のバイアス回路内
    蔵型スイッチIC。
  3. 【請求項3】前記FETとしてディプレッション型FE
    Tを使用する請求項1又は2に記載のバイアス回路内蔵
    型スイッチIC。
  4. 【請求項4】前記FETとしてエンハンスメント型FE
    Tを使用することを特徴とする請求項1又は2に記載の
    バイアス回路内蔵型スイッチIC。
  5. 【請求項5】前記スイッチ部の前記出力端と接地間に接
    続される前記FETは、コンデンサを介して接地されて
    いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載
    のバイアス回路内蔵型スイッチIC。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5509469B1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-04 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 高周波スイッチ回路

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5509469B1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-04 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 高周波スイッチ回路

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