JP2001274602A - 高周波スイッチおよび通信機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単電源で良好な歪み特性を有する低損失な高
周波スイッチを提供する。 【解決手段】 ＡＮＴ端子１００と、ＡＮＴ端子１００
に直接的または間接的にカソードが接続されたダイオー
ド９と、ダイオード９のアノードに一端が接続された伝
送線路５と、ダイオード９のアノードに直接的または間
接的に接続されたＴＸ端子２００と、ＴＸ端子２００に
直接的または間接的に一端が接続されたインピーダンス
変換手段６と、ダイオード１０および高周波電圧分圧手
段１１を有する直列回路１１０と、インピーダンス変換
手段６の他端に直接的または間接的に接続されたＲＸ端
子３００とを備えたことを特徴とする高周波スイッチ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯端末な
どの通信機器他に用いられる高周波スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波スイッチとしては、例えば
特開平６−１９７０３９号に記載されているものが存在
する。

【０００３】図５に従来の高周波スイッチの概略図を示
す。図５において、６３、６４、６５はコンデンサ，６
６は第１のストリップライン、６７はコンデンサ、６
８、６９は抵抗、７１は第１のダイオード、７２は第２
のストリップライン、７０は第２のダイオード、７３は
コンデンサ、７４、７６は抵抗，７５は第１のコントロ
ール端子、７７は第２のコントロール端子である。

【０００４】このような構成を有する従来の高周波スイ
ッチの動作は次のようなものである。はじめに、ＴＸと
ＡＮＴを接続する場合、第１のコントロール端子７５よ
り電圧を加え、第１のダイオード７１及び第２のダイオ
ード７０をオン状態にすることで、ＴＸとＡＮＴ間は接
続される。このとき、第２のダイオード７０がオン状態
とすることによって、第２のストリップライン７２を介
してＴＸ側からＲＸ側をみたインピーダンスは無限大と
なるため、ＴＸとＡＮＴの接続時にはＲＸ側には高周波
信号は流れない。

【０００５】次に、ＡＮＴとＲＸを接続する場合、第２
のコントロール端子７７より電圧を印加することによ
り、第１のダイオード７１及び第２のダイオード７０は
逆方向のバイアスが印加される事になり、ダイオードの
順方向に電力の大きい信号が入ってきても、その信号に
よってスイッチングなどの誤動作が生じることは無い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の高周波スイッチ
は以上のようなものであるが、しかしながら従来の構成
においては、大電力が印加される場合、ＡＮＴとＴＸと
を接続する際には各ダイオード７０，７１の順方向に流
れる電流を大きくする必要があり、またＡＮＴとＲＸと
を接続する際には、ダイオード７０，７１のアノードと
カソード間の逆方向電位差を大きくして歪み特性を満足
させる必要があった。

【０００７】このとき、ダイオード７０，７１のアノー
ドとカソード間の逆方向電位差を大きくするために、抵
抗７４，７６等から構成された逆バイアス回路を付加す
ることは、スイッチの回路規模が大きくなり、携帯電
話、ＰＨＳ等の小型携帯機端末等に用いるような場合は
有益ではない。

【０００８】また、従来例の、抵抗７４，７６等から構
成された逆バイアス回路のように、ＲＸ側に、ダイオー
ド素子（第２のダイオード７０）以外の回路が直接接続
する構成では、ＡＮＴとＴＸとを接続する際、すなわち
各ダイオード７０、７１がオン時に理想的なショートが
得られず、アイソレーションが劣化する可能性がある。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、単電源で誤動作を生じることなくスイッチの切
換を可能とし、同時に、アイソレーションの劣化を防止
する高周波スイッチを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の本発明（請求項１に対応）は、第１の信号
端子と、前記第１の信号端子に、直接的または間接的に
カソードが接続された第１のダイオードと、前記第１の
ダイオードのアノードに一端が接続されたバイアス制御
手段と、前記第１のダイオードのアノードに、直接的ま
たは間接的に接続された第２の信号端子と、前記第１の
信号端子に、直接的または間接的に一端が接続されたイ
ンピーダンス変換手段と、前記インピーダンス変換手段
の他端に接続された、高周波の電圧を分圧する高周波電
圧分圧手段および第２のダイオードを有する直列回路
と、前記インピーダンス変換手段の前記他端に、直接的
または間接的に接続された第３の信号端子とを備え、前
記バイアス制御手段のオン、オフにより、前記第１の信
号端子と前記第２の信号端子との導通、または前記第１
の信号端子と前記第３の信号端子との導通が実現される
ことを特徴とする高周波スイッチである。

【００１１】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、前記第２のダイオードのカソードに接続された、送
信時には寄生成分を打ち消す短絡実現手段を備えたこと
を特徴とする上記本発明である。

【００１２】また、第３の本発明（請求項３に対応）
は、前記第１のダイオードに並列に接続されたアイソレ
ーション向上手段を備えたことを特徴とする上記本発明
である。

【００１３】また、第４の本発明（請求項４に対応）
は、前記高周波電圧分圧手段は、前記第２のダイオード
のカソードにアノードが直接的または間接的に直列接続
された、少なくとも１つのダイオードを有するものであ
ることを特徴とする上記本発明である。

【００１４】また、第５の本発明（請求項５に対応）
は、前記高周波電圧分圧手段は、前記第２のダイオード
のカソードに、直接的または間接的に直列接続された抵
抗を有するものであることを特徴とする上記本発明であ
る。

【００１５】また、第６の本発明（請求項６に対応）
は、前記高周波電圧分圧手段は、カソードを接地した少
なくとも１つのダイオードおよび抵抗により構成された
並列回路であることを特徴とする上記本発明である。

【００１６】また、第７の本発明（請求項７に対応）
は、前記短絡実現手段は、少なくとも１つのコンデンサ
を有するものであることを特徴とする上記本発明であ
る。

【００１７】また、第８の本発明（請求項８に対応）
は、前記アイソレーション向上手段は、少なくともそれ
ぞれ１つのインダクタおよび／またはコンデンサを有す
るものであることを特徴とする上記本発明である。

【００１８】また、第９の本発明（請求項９に対応）
は、第１から第８のいずれかの本発明の高周波スイッチ
を用いたことを特徴とする通信機器である。

【００１９】かかる本発明の高周波スイッチは、第１の
ダイオード及び第２のダイオードのアノードをバイアス
制御端子側に接続することで単電源化を実現し、第１の
ダイオード及び第２のダイオードに共振回路を接続する
ことによって、ダイオードの寄生成分を消去し、スイッ
チのアイソレーションを向上し、第１の共振回路に並列
に接続された高周波電圧分圧手段により、ダイオードに
印加される電圧を分圧し、小さくすることによって、ダ
イオードの歪み特性を改善し、ダイオードがオフの状態
において、順方向に電力の大きい信号が入力されても誤
動作が生じない回路を実現することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の高周波スイッチの実施の形態を説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１を用いて本発明の実
施の形態１による高周波スイッチを説明する。図１は本
実施の形態による高周波スイッチの回路ブロック図であ
る。図において、１は実施の形態１による高周波スイッ
チ、２、３、４はコンデンサ、５、６はインピーダンス
変換手段である伝送線路、７はコンデンサ、８はバイア
ス電圧を与えるためのコントロール端子、９は第１のダ
イオード、１０は第２のダイオード、１１は高周波電圧
分圧手段である。１１０は第２のダイオード１０および
高周波電圧分圧手段１１とを有する直列回路である。ま
た１００は本発明の第１信号端子に相当するＡＮＴ端
子、２００は本発明の第２信号端子に相当するＴＸ端
子、また３００は本発明の第３信号端子に相当するＲＸ
端子である。なお、本発明のバイアス制御手段は伝送線
路５、コンデンサ７およびコントロール端子８により構
成されるものに相当する。

【００２２】以上のような構成を有する本実施の形態の
動作は次のようなものである。

【００２３】はじめに、ＡＮＴ端子１００をＴＸ端子３
００に接続する場合は、コントロール端子８に所定の電
圧を与え、従来例と同じ動作を行わせる。

【００２４】次に、ＡＮＴ端子１００をＲＸ端子２００
に接続する場合は、コントロール端子に印加する電圧を
０Ｖとする。この場合、第１のダイオード９、第２のダ
イオード１０はオフ状態となる。この状態において、Ａ
ＮＴ端子１００から大電力が印加されたときは、ダイオ
ード１０にかかる電圧が、高周波電圧分圧手段１１によ
り分圧されて小さくなり、歪みの発生を抑え、誤動作が
生ずるのを防ぐことが可能となる。

【００２５】なお、上記の説明においては、直列回路１
１０の高周波電圧分圧手段１１は、第２のダイオード１
０のカソードと接地との間に設けられたものとして説明
を行ったが、図６に示すように、高周波電圧分圧手段１
１は、第２のダイオード１０の、伝送線路６との接続点
とアノードとの間に接続するようにしてもよい。要する
に、本発明の高周波電圧分圧手段は、第２のダイオード
１０と共に直列回路を構成し、該第２のダイオード１０
に印加される電圧を分圧できるようになっていればよ
い。

【００２６】（実施の形態２）図２を用いて本発明の実
施の形態２による高周波スイッチを説明する。図２は本
実施の形態による高周波スイッチの回路ブロック図であ
る。図において、１２は実施の形態２による高周波スイ
ッチ、１３、１４、１５はコンデンサ、１６、１７はイ
ンピーダンス変換手段である伝送線路、２０はコンデン
サ、２１はバイアス電圧を与えるコントロール端子、１
８は第１のダイオード、１９は第２のダイオード、２２
は短絡実現手段、２３は高周波電圧分圧手段である。な
お、本発明のバイアス制御手段は伝送線路１６、コンデ
ンサ２０およびコントロール端子２１により構成される
ものに相当する。

【００２７】以上のような構成を有する本実施の形態の
動作は次のようなものである。

【００２８】はじめに、ＡＮＴ端子１００を第１のＴＸ
端子２００に接続する場合はコントロール端子８に所定
の電圧を与え、第１のダイオード１８、及び第２のダイ
オード１９をオン状態にする。このとき、第２のダイオ
ード１９は、直列に接続された短絡実現手段２２によっ
て直列共振を生じ、寄生成分が打ち消され、理想的なシ
ョート状態を実現する。

【００２９】次に、ＡＮＴ端子１００をＲＸ端子３００
に接続する場合の動作は、実施の形態１と同様に行われ
る。

【００３０】このように、本実施の形態によれば、ＡＮ
Ｔ端子１００と第２のＲＸ端子２００間のアイソレーシ
ョンを向上させることが可能となる。

【００３１】なお、短絡実現手段２２は、第２のダイオ
ード１９と協働して共振回路を形成できるものなら何で
もよいが、場合に応じた構成例としては、ダイオード、
インダクタとコンデンサとを組み合わせた回路を適宜用
いることができる。例えば、図２（ｂ）に示すように、
短絡実現手段２２は、インダクタ２２ａとコンデンサ２
２ｂとを直列接続して構成した回路としてもよい。また
はコンデンサ２２ｂのみを用いた回路として実現しても
良い。ようするに、本発明の短絡実現手段２２は、少な
くとも１つのコンデンサを有する構成が望ましい。

【００３２】（実施の形態３）図３を用いて本発明の実
施の形態３による高周波スイッチ３を説明する。図３は
本実施の形態による高周波スイッチの回路ブロック図で
ある。図において、２４は実施の形態３による高周波ス
イッチ、２５、２６、２７はコンデンサ、２８、２９は
インピーダンス変換手段である伝送線路、３１はコンデ
ンサ、３０はバイアス電圧を与えるコントロール端子、
３２は第１のダイオード、３３は第２のダイオード、３
４はアイソレーション向上手段、３５は高周波電圧分圧
手段である。なお、本発明のバイアス制御手段は伝送線
路２９、コンデンサ３１およびコントロール端子３０に
より構成されるものに相当する。

【００３３】以上のような構成を有する本実施の形態の
動作は次のようなものである。

【００３４】はじめに、ＡＮＴ端子１００をＴＸ端子２
００に接続する場合はコントロール端子３０に所定の電
圧を与え、従来と同じ動作を行う。

【００３５】次に、ＡＮＴ端子１００をＲＸ端子３００
に接続する場合は、コントロール端子３０に印加する電
圧を０Ｖとし、第１のダイオード３３、第２のダイオー
ド３２はオフ状態とする。このとき、第１のダイオード
３３は、該第１のダイオード３３と並列に接続されたア
イソレーション向上手段３４によって、並列共振を生
じ、結果としてＡＮＴ端子１００とＴＸ端子２００間の
アイソレーションを向上させることが出来る。

【００３６】このように、本実施の形態によれば、ＡＮ
Ｔ端子１００とＴＸ端子２００間のアイソレーションを
向上させることが可能となる。

【００３７】なお、アイソレーション向上手段３４は、
ダイオード３３と並列接続し、協働して共振回路を形成
できるものなら何でもよいが、場合に応じた構成例とし
ては、図３（ｂ）に示すように、ダイオード３３とそれ
ぞれ並列接続するインダクタ３４１、互いに並列接続し
たコンデンサ３４２ａ、インダクタ３４２ｂからなる並
列回路３４２，コンデンサ３４３をアイソレーション向
上手段３４として、ダイオード３３と並列接続する。要
するに、本発明のアイソレーション向上手段は、少なく
とも、それぞれ１つのインダクタおよび／またはコンデ
ンサを有するものであるのが望ましい。

【００３８】（実施の形態４）図４を用いて本発明の実
施の形態４による高周波スイッチを説明する。図４
（ａ）は、実施の形態１の説明に用いた図１の中から、
共通のＡＮＴ端子１００から第１のＴＸ端子２００を取
り除いて、ＡＮＴ端子１００から第２のＲＸ端子２００
を抜き出した部分回路ブロック図であり、また同図
（ｂ）から（ｉ）は、高周波電圧分圧手段４０（図１の
高周波電圧分圧手段１１と同等）を種々の方法で構成し
た回路ブロック図である。図４（ａ）〜（ｅ）におい
て、３６、３７はコンデンサ、３８は第２のダイオード
（図１の第２のダイオード１０と同等）、４０は高周波
電圧分圧手段、１１０は第２のダイオード３８および高
周波電圧分圧手段４０とを有する直列回路である。３９
はインピーダンス変換手段である伝送線路であり、図４
（ｂ）において４５はダイオードであり、図４（ｃ）に
おいて、５０は抵抗であり、図４（ｄ）において５５は
ダイオード、５６は抵抗であり、図４（ｅ）において、
６１は抵抗、６２はダイオードである。

【００３９】以上のような構成を有する本実施の形態の
動作は次のようなものである。

【００４０】図４（ｂ）における高周波電圧分圧手段４
０の一構成例は、第２のダイオード３８にダイオード４
５を直列接続した構成となっており、これにより分圧を
実現する。なお、直列接続するダイオードは二つ以上で
もよく、第２のダイオード３８に印加される電圧は接続
したダイオード数に応じて分圧されるため、歪み特性を
さらに改善することが可能となる。

【００４１】また、図４（ｂ）における高周波電圧分圧
手段４０の一構成例は、第２のダイオード３８に抵抗５
０を直列接続した構成となっており、図４（ｂ）に示す
構成例と同様の効果が得られる。上記構成例と同様、直
列接続する抵抗の個数は、２つ以上でもよく、やはり同
様の効果が得られる。

【００４２】また、高周波電圧分圧手段４０は、図４
（ｄ）に示すように、ダイオード５５、抵抗５６により
並列回路を構成するようにしてもよいし、図４（ｅ）に
示すように、抵抗６１、ダイオード６２により直列回路
を構成して実現してもよく、いずれも上記構成例と同様
の結果が得られる。なお、実施の形態１の場合と同様
に、高周波電圧分圧手段４０は、第２のダイオード３８
と共に直列回路を構成していればよいので、ダイオード
３８の、カソードと接地との間に設けるばかりでなく、
ダイオード３８の、伝送線路３９との接続点とアノード
との間に接続するようにしてもよい。

【００４３】また、以上のような各実施の形態の高周波
スイッチを用いることにより、小型化、消費電力を削減
した通信機器が得られる。

【００４４】また、以上のような各実施の形態において
本発明のインピーダンス変換手段は、それぞれ伝送線路
５，１６，２９であるとして説明を行ったが、本発明の
構成はこれに限定する必要はなく、インピーダンスを変
換できるものであれば、他の構成としても良い。

【００４５】また、以上のような各実施の形態の高周波
スイッチは、コンデンサ２，３，４、１３，１４，１
５、２５，２６，２７、３６，３７をそれぞれ備えたも
のとして説明を行ったが、本発明の高周波スイッチはこ
れらを省いた構成としてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明によれば、高いアイソレーションが得られ
る。また，逆バイアス回路を用いずに歪み特性を改善す
ることで，回路を小型化、低消費電流化する事が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る高周波スイッチの
ブロック図

【図２】（ａ）本発明の実施の形態２に係るダイオード
と少なくとも１つのインダクタおよび／またはコンデン
サを備えた短絡実現手段を有する高周波スイッチのブロ
ック図（ｂ）短絡実現手段の具体的な構成例を示す回路
図

【図３】（ａ）本発明の実施の形態３に係るダイオード
のアイソレーション向上手段を有する高周波スイッチの
ブロック図 （ｂ）アイソレーション向上手段の具体的な構成例を示
す回路図

【図４】本発明の実施の形態４に係る高周波電圧分圧手
段の構成例を示す回路図

【図５】従来の技術による高周波スイッチのブロック図

【図６】本発明の実施の形態１に係る高周波スイッチの
他の構成例のブロック図

【符号の説明】

１ 高周波スイッチ ２、３、４、７ コンデンサ ５、６ 伝送線路 ８ コントロール端子 ９、１０ ダイオード １１ 高周波電圧分圧手段 １００ ＡＮＴ端子 ２００ ＴＸ端子 ３００ ＲＸ端子

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の信号端子と、 前記第１の信号端子に、直接的または間接的にカソード
   が接続された第１のダイオードと、 前記第１のダイオードのアノードに一端が接続されたバ
   イアス制御手段と、 前記第１のダイオードのアノードに、直接的または間接
   的に接続された第２の信号端子と、 前記第１の信号端子に、直接的または間接的に一端が接
   続されたインピーダンス変換手段と、 前記インピーダンス変換手段の他端に接続された、高周
   波の電圧を分圧する高周波電圧分圧手段および第２のダ
   イオードを有する直列回路と、 前記インピーダンス変換手段の前記他端に、直接的また
   は間接的に接続された第３の信号端子とを備え、 前記バイアス制御手段のオン、オフにより、前記第１の
   信号端子と前記第２の信号端子との導通、または前記第
   １の信号端子と前記第３の信号端子との導通が実現され
   ることを特徴とする高周波スイッチ。
2. 【請求項２】 前記第２のダイオードのカソードに接続
   された、送信時には寄生成分を打ち消す短絡実現手段を
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッ
   チ。
3. 【請求項３】 前記第１のダイオードに並列に接続され
   たアイソレーション向上手段を備えたことを特徴とする
   請求項１または２に記載の高周波スイッチ。
4. 【請求項４】 前記高周波電圧分圧手段は、 前記第２のダイオードのカソードにアノードが直接的ま
   たは間接的に直列接続された、少なくとも１つのダイオ
   ードを有するものであることを特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の高周波スイッチ。
5. 【請求項５】 前記高周波電圧分圧手段は、 前記第２のダイオードのカソードに、直接的または間接
   的に直列接続された抵抗を有するものであることを特徴
   とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高周波スイ
   ッチ。
6. 【請求項６】 前記高周波電圧分圧手段は、 カソードを接地した少なくとも１つのダイオードおよび
   抵抗により構成された並列回路であることを特徴とする
   請求項１から３のいずれかに記載の高周波スイッチ。
7. 【請求項７】 前記短絡実現手段は、少なくとも１つの
   コンデンサを有するものであることを特徴とする請求項
   ２に記載の高周波スイッチ。
8. 【請求項８】 前記アイソレーション向上手段は、少な
   くともそれぞれ１つのインダクタおよび／またはコンデ
   ンサを有するものであることを特徴とする請求項２に記
   載の高周波スイッチ。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれかに記載の高周
   波スイッチを用いたことを特徴とする通信機器。