JP2002026268A - Icスイッチ - Google Patents

Icスイッチ

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JP2002026268A
JP2002026268A JP2000207843A JP2000207843A JP2002026268A JP 2002026268 A JP2002026268 A JP 2002026268A JP 2000207843 A JP2000207843 A JP 2000207843A JP 2000207843 A JP2000207843 A JP 2000207843A JP 2002026268 A JP2002026268 A JP 2002026268A
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fet
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trap circuit
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Masashi Okita
昌司 沖田
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49171Fan-out arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/30107Inductance

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号を2系統の伝送経路に切り換えるための
従来のICスイッチでは、第1伝送経路側と第2伝送経
路側とでは、トラップ回路を構成するコンデンサとイン
ダクタが、別のものであるため設計を同じにしても製造
のばらつきが生じ、全く同一の周波数でアイソレーショ
ントラップを得ることが困難であった。また、ボンディ
ングワイヤ長が異なる場合、インダクタンス分の差が大
きくなった。 【解決手段】 接地側の第3FET63と第4FET6
4のソース側を互いに接続し、その後,共通のコンデン
サC11に接続する。さらに、コンデンサC11を共通
のボンディングパッド(12)に繋ぎ、共通のボンディ
ングワイヤ(13)で共通の外部リード(14)と接続
する。これにより、トラップ回路は、共通のコンデンサ
C11と共通のインダクタL11とで構成されるため、
2系統において、トラップ周波数を全く同じにすること
ができ、高いアイソレーションを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入出力端子を共用
とし、第1伝送経路と第2伝送経路との2系統の伝送経
路を切り換えるときに使用されるICスイッチに関す
る。
【0002】
【従来の技術】無線通信における送受信の切り換えを行
うSPDT(Single Pole Dual Throw)スイッチとし
て用いられる従来のICスイッチを、図3乃至図5を用
いて説明する。このICスイッチとしては、複数のFE
Tで構成されているICスイッチが、一般的に使用され
ている。FETは、ディプリージョン形のnチャンネル
形GaAsFETである。図3は、従来のICスイッチ
の構成を示す等価回路図である。図4は、図3に示すI
Cスイッチの内部構造の一例を示す要部平面図である。
図5は、図3に示すICスイッチの内部構造の他の一例
を示す要部平面図である。
【0003】先ず、ICスイッチの等価回路について、
図3を用いて説明する。図において、A1は、受信側伝
送経路、B1は、送信側伝送経路であり、共用の入出力
端子RC1が、受信側伝送経路A1により受信端子RX
1に結ばれている。また、入出力端子RC1は、送信側
伝送経路B1によって送信端子TX1に結ばれている。
受信側伝送経路A1には、該伝送経路A1をオン、オフ
するためのFET51が介装されており、FET51の
ドレイン側が入出力端子RC1に、ソース側が受信端子
RX1に、各々、接続されている。送信側伝送経路B1
には、該伝送経路B1をオン、オフするためのFET5
2が介装されており、FET52のソース側は入出力端
子RC1に、ドレイン側は送信端子TX1に、各々、接
続されている。
【0004】また、受信端子RX1とグランドの間に
は、FET53とコンデンサC1とインダクタL1とが
直列に接続されており、FET53がオン状態におい
て、コンデンサC1とインダクタL1とでトラップ回路
T1が構成されるようになっている。これと同様に、送
信端子TX1とグランドとの間には、FET54とコン
デンサC2とインダクタL2とが直列に接続されてお
り、FET54が、オン状態において、コンデンサC2
とインダクタL2とでトラップ回路T2が構成されるよ
うになっている。
【0005】また、FET51のゲート抵抗R1とFE
T54のゲート抵抗R4とは、共に制御用の電圧端子V
2に接続されており、FET52のゲート抵抗R2とF
ET53のゲート抵抗R3とは、共に制御用の電圧端子
V1に接続されている。
【0006】次に、動作について説明する。例えば、ア
ンテナ(図示せず)から入出力端子RC1に高周波信号
が入力され、受信側伝送経路A1をオンし、送信側伝送
経路B1をオフにする場合には、制御用の電圧端子V1
に閾電圧以下の負バイアスV CON,V2に0Vバイア
スを印加すると、FET51,54はオンし、FET5
2,53はオフとなり、入出力端子RC1に入力された
高周波信号は、受信端子RX1へ伝送される。このと
き、FET52のスイッチングだけでは防ぎきれない送
信側伝送経路B1への漏れ信号がある。この漏れ信号
を、オン状態のFET54を介してコンデンサC2とイ
ンダクタL2とで構成されるトラップ回路T2でトラッ
プし、高いアイソレーションを得るものである。一方、
送信端子TX1に高周波信号が入力され、受信側伝送経
路A1をオフし、送信側伝送経路B1をオンにする場合
には、制御用の電圧端子V1に0Vバイアス,V2に閾
電圧以下の負バイアスVCONを印加すると、FET5
2,53はオンし、FET51,54はオフとなり、送
信端子TX1に入力された高周波信号は、入出力端子R
C1へ伝送される。このとき、FET51のスイッチン
グだけでは防ぎきれない受信側伝送経路A1への漏れ信
号がある。この漏れ信号をオン状態のFET53を介し
て、コンデンサC1とインダクタL1とで構成されるト
ラップ回路T1でトラップし、高いアイソレーションを
得るものである。
【0007】次に、上記の等価回路で構成されるICス
イッチの内部構造について、図4を併用して説明する。
図4において、1は、ICチップで内部に図3に示した
FET51,52,53,54、抵抗R1,R2,R
3,R4、コンデンサC1,C2が所定の配線状態で配
置(図示せず)されており、コンデンサC1,C2は、
ICチップ1のボンディングパッド2a,2bに、各
々、繋がっている。ボンディングパッド2aは、ボンデ
ィングワイヤ3aを介して接地端子となる外部リード4
aに接続され、ボンディングパッド2bは、ボンディン
グワイヤ3bを介して接地端子となる外部リード4bに
接続されている。
【0008】コンデンサC1,C2から外部リード4
a,4bまでの接続経路に生じるインダクタンスが、図
3のインダクタL1,L2を構成する。このインダクタ
は、主にボンディングワイヤ3a,3bで構成される。
【0009】受信側と送信側での使用周波数帯域が同じ
である場合、受信側の漏れ信号が送信側に影響を与えな
いようにし、かつ、送信側の漏れ信号が受信側に影響を
与えないようにするためには、2系統のトラップ周波数
を同じにする必要がある。即ち、2つのコンデンサC
1,C2の容量を同じにし、かつ、図4に示すように2
つのインダクタL1,L2を主に構成する2本のボンデ
ィングワイヤ3a,3bのインダクタンスを同じにする
ように設計するが、製造中に生じるばらつきは避けられ
ない。また、接地端子である外部リード4a,4bの配
置の関係で、2本のボンディングワイヤ3a,3bの長
さを同じ長さに出来ない場合がある。例えば、図5に示
すように、2つのボンディングパッド2a,2bと、そ
の各々が接続される2本の外部リード4a,4cとの間
の距離が異なる場合で、ボンディングパッド2aと外部
リード4a間の長さよりボンディングパッド2bと外部
リード4c間の長さが長くなる分、インダクタンスの差
が大きくなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のICスイッチに
は、以下の問題があった。受信側と送信側のトラップ回
路を構成するコンデンサとインダクタは、設計が同じで
あっても、それぞれ別のものであったので製造のばらつ
きが生じ、トラップ周波数を全く同じにすることは困難
であった。また、インダクタが、主にボンディングワイ
ヤであり、ユーザー要求により、受信側と送信側の接地
用のピン配置が非対称になる場合、受信側と送信側のボ
ンディングワイヤ長が異なるためにトラップ周波数の差
が大きくなることは避けられなかった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために提案されたもので、上記課題を解決するた
めのICスイッチは、入出力端子を共用とし、第1端子
との間の第1伝送経路と、第2端子との間の第2伝送経
路との2系統の伝送経路を切り換え、前記第1伝送経路
が接続されたとき前記第2伝送経路のトラップ回路を有
効とし、前記第2伝送経路が接続されたとき前記第1伝
送経路のトラップ回路を有効とするICスイッチにおい
て、前記第1伝送経路および前記第2伝送経路のトラッ
プ回路を共用としたことを特徴とするICスイッチであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、その実施の形態
を示す図面に基づいて具体的に説明する。図1は、SP
DTスイッチとして用いられる本発明のICスイッチの
一例の構成を示す等価回路図である。FETは、ディプ
リージョン形のnチャンネル形GaAsFETである。
ここでは、説明のために、FETは、GaAsFETと
するが、Siでもよく、また、高周波特性に優れた、I
nP、InGaAs等の化合物半導体でもよい。図2
は、図1に示すICスイッチの内部構造の一例を示す要
部平面図である。
【0013】先ず、ICスイッチの等価回路について、
図1を用いて説明する。図において、A11は、第1伝
送経路としての受信側伝送経路、B11は、第2伝送経
路としての送信側伝送経路であり、共用端子である入出
力端子RC11が、受信側伝送経路A11により第1端
子としての受信端子RX11に結ばれている。また、入
出力端子RC11は、送信側伝送経路B11によって第
2端子としての送信端子TX11に結ばれている。受信
側伝送経路A11には、該伝送経路A11をオン、オフ
するための第1FET61が介装されており、第1FE
T61のドレイン側が入出力端子RC11に、ソース側
が受信端子RX11に、各々、接続されている。送信側
伝送経路B11には、該伝送経路B11をオン、オフす
るための第2FET62が介装されており、第2FET
62のソース側は入出力端子RC11に、ドレイン側は
送信端子TX11に、各々、接続されている。
【0014】また、受信端子RX11は、第3FET6
3のドレイン側に接続され、送信端子TX11は、第4
FET64のドレイン側に接続されている。各FET6
3,64のソース側は、互いに接続され、コンデンサC
11とインダクタL11とを介してグランドに繋がって
おり、それぞれ、各FET63,64がオン状態におい
て、コンデンサC11とインダクタL11とでトラップ
回路T3が構成されるようになっている。
【0015】また、第1FET61のゲート抵抗R11
と、第4FET64のゲート抵抗R14とは、共に制御
用の電圧端子V12に接続されており、第2FET62
のゲート抵抗R12と、第3FET63のゲート抵抗R
13とは、共に制御用の電圧端子V11に接続されてい
る。
【0016】次に、動作について説明する。例えば、ア
ンテナ(図示せず)から入出力端子RC11に高周波信
号が入力され、受信側伝送経路A11をオンし、送信側
伝送経路B11をオフにする場合には、制御用の電圧端
子V11に閾電圧以下の負バイアスVCON,V12に
0Vバイアスを印加すると、第1FET61,第4FE
T64はオンし、第2FET62,第3FET63はオ
フとなり、入出力端子RC11に入力された高周波信号
は、受信端子RX11に伝送される。このとき、第2F
ET62のスイッチングだけでは防ぎきれない送信側伝
送経路B11への漏れ信号がある。この漏れ信号をオン
状態の第4FET64を介して、コンデンサC11とイ
ンダクタL11とで構成されるトラップ回路T3でトラ
ップし、高いアイソレーションを得るものである。一
方、送信端子TX11に高周波信号が入力され、受信側
伝送経路A11をオフし、送信側伝送経路B11をオン
にする場合には、制御用の電圧端子V11に0Vバイア
ス,V12に閾電圧以下の負バイアスVCONを印加す
ると、第2FET62,第3FET63はオンし、第1
FET61,第4FET64はオフとなり、送信端子T
X11に入力された高周波信号は入出力端子RC11に
伝送される。このとき、FET61のスイッチングだけ
では防ぎきれない受信側伝送経路A11への漏れ信号が
ある。この漏れ信号をオン状態のFET63を介して、
コンデンサC11とインダクタL11とで構成されるト
ラップ回路T3でトラップし、高いアイソレーションを
得るものである。
【0017】次に、上記の等価回路で構成されるICス
イッチの内部構造について、図2を併用して説明する。
図2において、11は、ICチップで、内部に図3に示
したFET61,62,63,64、抵抗R11,R1
2,R13,R14、コンデンサC11が所定の配線状
態で配置(図示せず)されており、コンデンサC11
は、ICチップ11のボンディングパッド12に繋がっ
ている。ボンディングパッド12は、ボンディングワイ
ヤ13を介して接地端子となる外部リード14に接続さ
れている。
【0018】コンデンサC11から外部リード14まで
の接続経路に生じるインダクタンスが、図3のインダク
タL11を構成する。このインダクタは、主にボンディ
ングワイヤ13で構成される。
【0019】トラップ回路の構成要素であるコンデンサ
が、ICチップ内に形成されたコンデンサであり、イン
ダクタが、主にボンディングワイヤである場合、ICチ
ップ内のコンデンサやボンディングパッドを共用にする
ためICチップの小型化が可能になり、ボンディングワ
イヤや外部リードを共用にするためワイヤ本数や外部リ
ード本数削減およびボンディング工数低減が可能とな
る。
【0020】尚、上記では、FETは、nチャンネル形
で説明したが、pチャンネル形であってもよい。ただ
し、制御電圧のかけ方は、nチャンネル形の場合と反対
になる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明のICスイッチで
は、受信側伝送経路のトラップ回路と送信側伝送経路の
トラップ回路を構成するコンデンサやインダクタを共用
することで必然的に、全く同一のトラップ周波数を得る
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のICスイッチの構成を示す等価回路図
【図2】図1に示すICスイッチの内部構造の一例を示
す要部平面図
【図3】従来のICスイッチの構成を示す等価回路図
【図4】図3に示すICスイッチの内部構造の一例を示
す要部平面図
【図5】図3に示すICスイッチの内部構造の他の一例
を示す要部平面図
【符号の説明】
A11 受信側伝送経路(第1伝送経路) B11 送信側伝送経路(第2伝送経路) RC11 入出力端子 RX11 受信端子(第1端子) TX11 送信端子(第2端子) 61,62,63,64 第1,第2,第3,第4FE
T R11,R12,R13,R14 ゲート抵抗 C11 コンデンサ L11 インダクタ V11,V12 制御用の電圧端子 T1,T2,T3 トラップ回路 11 ICチップ 12 ボンディングパッド 13 ボンディングワイヤ 14 外部リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 AV06 AZ05 BE07 DF01 EZ02 EZ20 5F102 GA01 GA16 GA17 GJ03 GJ05 GJ06 5J012 BA02 5J055 AX06 AX28 AX48 AX53 AX65 BX11 CX03 DX13 DX16 DX25 DX53 DX55 EX07 EX21 EY01 EY05 EY10 EY24 FX12 FX17 FX35 GX01 GX08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入出力端子を共用とし、第1端子との間の
    第1伝送経路と、第2端子との間の第2伝送経路との2
    系統の伝送経路を切り換え、前記第1伝送経路が接続さ
    れたとき前記第2伝送経路のトラップ回路を有効とし、
    前記第2伝送経路が接続されたとき前記第1伝送経路の
    トラップ回路を有効とするICスイッチにおいて、前記
    第1伝送経路および前記第2伝送経路のトラップ回路を
    共用としたことを特徴とするICスイッチ。
  2. 【請求項2】前記第1伝送経路を接続するための第1F
    ETと、前記第2伝送経路を接続するための第2FET
    と、前記トラップ回路を前記第1伝送経路に対して有効
    とする第3FETと、前記トラップ回路を前記第2伝送
    経路に対して有効とする第4FETとを有することを特
    徴とする請求項1に記載のICスイッチ。
  3. 【請求項3】前記第3FETと第4FETとが、前記第
    1端子と第2端子との間に直列接続され、前記トラップ
    回路が、その直列接続点と接地端子との間に接続された
    ことを特徴とする請求項2に記載のICスイッチ。
  4. 【請求項4】前記第1乃至第4FETが、同一半導体チ
    ップに形成されたGaAsFETであることを特徴とす
    る請求項2に記載のICスイッチ。
  5. 【請求項5】前記トラップ回路が、前記半導体チップに
    形成されたコンデンサと、前記コンデンサから前記半導
    体チップに形成されたボンディングパッドを介して、接
    地端子としての外部リードまでの接続経路で生成される
    インダクタンスからなるインダクタとで構成されること
    を特徴とする請求項4に記載のICスイッチ。
  6. 【請求項6】前記インダクタンスが、主として、前記ボ
    ンディングパッドと前記外部リードとの間を接続するボ
    ンディングワイヤで生成されることを特徴とする請求項
    5に記載のICスイッチ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008017296A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 New Japan Radio Co Ltd 半導体スイッチ集積回路
CN113014241A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 川土微电子(深圳)有限公司 一种宽带射频开关架构

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