JP2003198344A - 高周波スイッチ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の高周波スイッチ回路では、出力端子に
接続される外部回路に対してインピーダンス不整合を生
じ、高周波信号の反射が大きくなるという問題があっ
た。 【解決手段】 入力端子１と第１出力端子２間の前記高
周波信号の通過と減衰の切り替えを行なう高周波フィル
タ２０と、前記高周波信号に対して、第１出力端子２に
接続される外部回路とインピーダンス整合となる整合回
路１６と、前記高周波信号に対して２端子間の通過と減
衰の切り替えを行なう切替回路１８、１９とを含んで成
り、第１の切替回路１８の一端は入力端子１に接続さ
れ、他端は第２出力端子３に接続され、第２の切替回路
１９の一端は第１出力端子２に接続され、他端は整合回
路１６を介して接地１５に接続されている高周波スイッ
チ回路を用い上記課題を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波スイッチ回路
に関するものである。詳しくは、所定の高周波信号に対
して、入力端子から第１出力端子又は第２出力端子への
出力を切り替える高周波スイッチ回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電界効果型トランジスタ（以下、ＦＥＴ
という）を用いた高周波スイッチ回路は、マイクロ波帯
やミリ波帯におけるフェーズドアレイアンテナや各種伝
送回路において広く用いられている。例えば、ＩＥＩＣ
Ｅ Ｔａｒａｎｓ．ＥＬＥＣＴＲＯＮ、ｖｏｌ．Ｅ７５
−Ｃ、Ｎｏ．２（１９９２）に、図１３に示す従来の高
周波スイッチ回路が掲載されている。

【０００３】図１３に示す高周波スイッチ回路は入力端
子１から第１出力端子２又は第２出力端子３のいずれか
一方に選択的に所定の高周波信号が伝送されるように出
力端子を切り替える回路である。

【０００４】第１のＦＥＴ４のドレイン電極とソース電
極間には並列に線路５が接続されている。同様に、第２
のＦＥＴ６のドレイン電極とソース電極間には並列に線
路７が接続されている。ＦＥＴ４及びＦＥＴ６のゲート
電極は抵抗８を介してゲート端子９に接続されている。
ＦＥＴ４のドレイン電極とＦＥＴ６のドレイン電極は高
周波信号の波長に対して（２ｍ−１）／４波長の線路長
を有する高周波線路１０によって接続されている。ここ
で、ｍは１以上の整数である。さらに、ＦＥＴ４のドレ
イン電極及びソース電極はそれぞれ入力端子１及び第２
出力端子３に接続されている。ＦＥＴ６のドレイン電極
及びソース電極はそれぞれ第１出力端子２及び接地（ア
ース）に接続されている。

【０００５】ＦＥＴ４及びＦＥＴ６のドレイン電極及び
ソース電極に対してゲート電極に負電圧を印加するとオ
フ状態となる。線路５及び線路７をドレイン電極とソー
ス電極間と並列共振回路を形成するように選定すると、
ドレイン電極とソース電極間は容量性の高インピーダン
スとなる。逆に、ドレイン電極及びソース電極に対して
ゲート電極に同電位の電圧を印加するとオン状態とな
り、ドレイン電極とソース電極間は抵抗性の低インピー
ダンスとなる。この特性により、ＦＥＴを高周波信号に
対するスイッチ素子として利用することができる。オフ
状態の容量値とオン状態の抵抗値はＦＥＴの接合部の構
造や印加電圧等に依存しており、使用周波数に応じて予
め所望の値を選定することができる。

【０００６】図１３において、ＦＥＴ４及びＦＥＴ６の
ゲート端子９にドレイン電極及びソース電極と同電位の
電圧を印加すると、ＦＥＴ４及びＦＥＴ６のドレイン電
極とソース電極間は抵抗性の低インピーダンス（オン状
態）となる。

【０００７】この状態で、入力端子１から高周波信号を
入力すると、高周波信号は低インピーダンスのＦＥＴ４
のドレイン電極とソース電極間を通過し、第２出力端子
３から出力される。

【０００８】一方、ＦＥＴ６のドレイン電極とソース電
極間も低インピーダンスとなり、入力端子１は高周波信
号の（２ｍ−１）／４波長の線路長の高周波線路１０を
介してＦＥＴ６によって接地されて成るショートスタブ
回路に形成する。このとき、高周波線路１０及びＦＥＴ
６からなるショートスタブは高周波信号に対して高イン
ピーダンスを示す。そのため、入力端子１からみた第１
出力端子２は高インピーダンスとなり、第１出力端子２
への高周波信号の伝送は遮断される。

【０００９】次に、ＦＥＴ４とＦＥＴ６のゲート端子９
にドレイン電極及びソース電極に対して負電位の電圧を
印加すると、ＦＥＴ４及びＦＥＴ６のドレイン電極とソ
ース電極間は容量性の高インピーダンス（オフ状態）と
なる。

【００１０】この状態で、入力端子１から高周波信号を
入力すると、高周波信号は高周波線路１０を通過して第
１出力端子２より出力される。一方、ＦＥＴ４のドレイ
ン電極とソース電極間を介して入力端子１と接続された
第２出力端子３への高周波信号の伝送は遮断される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような、従来の
高周波スイッチ回路では、ＦＥＴ６をオン状態とした場
合に、第１出力端子２はＦＥＴ６のドレイン電極とソー
ス電極間が低インピーダンスとなるためにほぼ接地され
た状態となり、第１出力端子に接続される外部回路（図
示せず）に対してインピーダンス不整合を生じ、高周波
信号の反射が大きくなるという問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る高周波
スイッチ回路は、伝送対象の高周波信号に対して、入力
端子から第１出力端子又は第２出力端子への出力を切り
替える高周波スイッチ回路であって、入力端子と第１出
力端子間の前記高周波信号の通過と減衰の切り替えを行
なう高周波フィルタと、前記高周波信号に対して、第１
出力端に接続される外部回路とインピーダンス整合とな
る整合回路と、前記高周波信号に対して２つの切替端子
間の通過と減衰の切り替えを行なう第１及び第２の切替
回路とを含んで成り、第１の切替回路の切替端子の一端
は入力端子に接続され、他端は第２出力端子に接続さ
れ、第２の切替回路の切替端子の一端は第１出力端子に
接続され、他端は整合回路を介して接地されているもの
である。

【００１３】第２の発明に係る高周波スイッチ回路は、
第１の発明において、前記高周波フィルタは、１以上の
整数であるｍに対して、前記高周波信号の（２ｍ−１）
／４波長の線路長を有する高周波線路を接続点で直列に
接続して成り、一端が入力端子に接続され、他端が第１
出力端子に接続された主線路と、前記高周波信号に対し
て２つの切替端子間の通過と減衰の切り替えを行なう第
３の切替回路とを有し、第３の切替回路の切替端子の一
端は前記接続点に接続され、他端は接地された回路を含
んで成るものである。

【００１４】第３の発明に係る高周波スイッチ回路は、
第１の発明において、前記高周波フィルタは、高周波線
路とインダクタとを直列に接続した２つのインダクタ付
高周波線路及び電界効果型トランジスタを有し、インダ
クタ付高周波線路は、互いにインダクタ接続端を接続点
で接続され、開放端の一端は入力端子に接続され、他端
は第１出力端子に接続された主線路を構成し、その主線
路の接続点は該電界効果型トランジスタのドレイン電極
及びソース電極間を介して接地された回路を含んで成る
ものである。

【００１５】第４の発明に係る高周波スイッチ回路は、
第１の発明において、前記高周波フィルタは、ドレイン
電極及びソース電極間をインダクタを介して接続した電
界効果型トランジスタを有し、その電界効果型トランジ
スタのドレイン電極及びソース電極は入力端子又は第１
出力端子のいずれか１つ毎に接続された回路を含んで成
るものである。

【００１６】第５の発明に係る高周波スイッチ回路は、
第１の発明において、前記高周波フィルタは、１以上の
整数であるｍに対して、前記高周波信号の（２ｍ−１）
／４波長の線路長を有する第１及び第２の高周波線路
と、インダクタと、第１及び第２の電界効果型トランジ
スタとを有し、第１の高周波線路はインダクタと第１の
接続点で接続され、第２の高周波線路とインダクタの他
端は第２の接続点で接続されてインダクタ付高周波線路
を構成し、そのインダクタ付高周波線路の開放端の一端
は入力端子に接続され、他端は第１出力端子に接続さ
れ、第１の接続点は第１の電界効果型トランジスタのド
レイン電極及びソース電極間を介して接地され、第２の
接続点は第２の電界効果型トランジスタのドレイン電極
及びソース電極間を介して接地された回路を含んで成る
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回
路。

【００１７】第６の発明に係る高周波スイッチ回路は、
第１から第５のいずれかの発明において、前記切替回路
は、ドレイン電極及びソース電極間をインダクタを介し
て接続した電界効果型トランジスタを有し、その電界効
果型トランジスタのドレイン電極又はソース電極は前記
切替回路の２端子のいずれか１つ毎に接続された回路を
含んで成るものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１に本発明の実
施の形態１における高周波スイッチ回路の構成図を示
す。本実施の形態の高周波スイッチ回路は、入力端子１
から第１出力端子２又は第２出力端子３のいずれか一方
に選択的に所定の高周波信号が伝送されるように出力端
子を切り替える回路である。

【００１９】第１のＦＥＴ４のドレイン電極とソース電
極間には並列に線路５が接続されている。同様に、第２
のＦＥＴ６のドレイン電極とソース電極間には並列に線
路７が接続されている。第３のＦＥＴ１１のドレイン電
極とソース電極間には並列に線路１２が接続されてい
る。線路５、７及び１２はいずれも高周波信号に対して
インダクタンス成分を有する線路とする。ＦＥＴ４、Ｆ
ＥＴ６及びＦＥＴ１１のゲート電極は抵抗８を介してゲ
ート端子９に接続されている。ＦＥＴ４のドレイン電極
とＦＥＴ６のドレイン電極は高周波スイッチ回路で伝送
される高周波信号の波長に対して（２ｍ−１）／４波長
の線路長を有する高周波線路１０によって接続されてい
る。また、ＦＥＴ６のドレイン電極とＦＥＴ１１のドレ
イン電極も高周波信号の波長に対して（２ｍ−１）／４
波長の線路長を有する高周波線路１３によって接続され
ている。ここで、ｍは１以上の整数である。また、線路
長は（２ｍ−１）／４波長に近い線路長であれば本実施
の形態の効果を得ることができる。

【００２０】さらに、ＦＥＴ４のドレイン電極及びソー
ス電極はそれぞれ入力端子１及び第２出力端子３に接続
されている。ＦＥＴ６のドレイン電極及びソース電極は
それぞれ高周波線路１０と高周波線路１３の接続点１４
及び接地（アース）１５に接続されている。ＦＥＴ１１
のドレイン電極は第１出力端子２に接続されている。Ｆ
ＥＴ１１のソース電極は第１出力電極２の外部に接続さ
れる外部回路（図示せず）とインピーダンス整合する整
合回路１６を介して接地１５に接続されている。図１で
は、整合回路１６は抵抗要素として示してあるがこれに
限られるものではない。また、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及び
ＦＥＴ１１のドレイン電極とソース電極をそれぞれ入れ
替えた回路としても本実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。ゲート端子９はバイパスコンデンサ１７を
介して接地１５に接続されている。

【００２１】ＦＥＴ４と線路５は第１の切替回路１８を
構成し、ＦＥＴ１１と線路１２は第２の切替回路１９を
構成する。ＦＥＴ６、線路７及び高周波線路１０、１３
は高周波フィルタ２０を構成している。

【００２２】以下に本実施の形態の高周波スイッチ回路
の動作を詳細に説明する。

【００２３】ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１のドレ
イン電極及びソース電極に対してゲート端子９に負電圧
を印加すると各ＦＥＴはオフ状態となる。このとき、ド
レイン電極とソース電極間は容量性のインピーダンスと
なる。逆に、ドレイン電極及びソース電極に対してゲー
ト電極に同電位の電圧を印加するとオン状態となり、ド
レイン電極とソース電極間は抵抗性のインピーダンスと
なる。この特性により、ＦＥＴを高周波信号に対するス
イッチ素子として利用することができる。オフ状態の容
量値とオン状態の抵抗値はＦＥＴの接合部の構造や印加
電圧等に依存しており、使用周波数に応じて予め所望の
値を選定することができる。

【００２４】本実施の形態の高周波スイッチ回路におい
て、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１のゲート端子９
にドレイン電極及びソース電極に対して負電位の電圧を
印加すると、各ＦＥＴのドレイン電極とソース電極間は
容量性のインピーダンス（オフ状態）となる。このと
き、高周波スイッチ回路は通過状態となる。図２に、通
過状態の高周波スイッチ回路の等価回路を示す。

【００２５】高周波スイッチ回路を伝送する高周波信号
に対して、各ＦＥＴのドレイン電極とソース電極間に並
列に接続された線路５、７、１２をＦＥＴの容量性イン
ピーダンスと並列共振するものに選定すると、ＦＥＴと
高周波線路の各組全体は高インピーダンスを示す。この
状態では高周波スイッチ回路は通過状態となり、入力端
子１から高周波信号を入力すると、高周波信号は高周波
線路１０、１３を通過して第１出力端子２より出力され
る。一方、入力端子１と高インピーダンスを示すＦＥＴ
４及び線路５を介して接続された第２出力端子３への高
周波信号の伝送は遮断される。

【００２６】一方、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１
のゲート端子９にドレイン電極及びソース電極と同電位
の電圧を印加すると、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１
１のドレイン電極とソース電極間は抵抗性の低インピー
ダンス（オン状態）となる。ＦＥＴがオン状態では、高
周波スイッチ回路は減衰状態となる。図３に、減衰状態
の高周波スイッチ回路の等価回路を示す。

【００２７】減衰状態で、入力端子１から高周波信号を
入力すると、高周波信号は低インピーダンスのＦＥＴ４
のドレイン電極とソース電極間を通過し、第２出力端子
３から出力される。

【００２８】ＦＥＴ６のドレイン電極とソース電極間も
低インピーダンスとなり、入力端子１は高周波信号の
（２ｍ−１）／４波長の線路長の高周波線路１０を介し
てＦＥＴ６によって接地され、第１出力端子２も高周波
信号の（２ｍ−１）／４波長の線路長の高周波線路１３
を介してＦＥＴ６によって接地されたショートスタブ回
路を形成する。このとき、高周波線路１０及びＦＥＴ６
並びに高周波線路１３及びＦＥＴ６からなるショートス
タブは高周波信号に対して高インピーダンスを示す。そ
のため、入力端子１及び第１出力端子２からみた接続点
１４は高インピーダンスとなり、入力端子１と第１出力
端子２間の高周波信号の伝送は減衰、さらには遮断され
る。

【００２９】さらに、ＦＥＴ１１のドレイン電極とソー
ス電極間も低インピーダンスとなり、第１出力端子２は
ＦＥＴ１１と整合回路１６を介して接地される。従っ
て、第１出力端子２に接続された外部回路からみた高周
波スイッチ回路のインピーダンスは、整合回路１６で終
端されたものとなる。

【００３０】以上に説明したように、本実施の形態の高
周波スイッチ回路を用いることにより、高周波信号の通
過状態では入力端子１と第１出力端子２は高い伝送特性
を有し、減衰状態では入力端子１と第１出力端子２は減
衰又は遮断され、入力端子１と第２出力端子３は高い伝
送特性を示すスイッチ回路を構成できる。さらに、遮断
状態では、第１出力端子２に接続される外部回路に対し
て整合回路１６で終端され、インピーダンス整合がで
き、高周波信号に対して低反射な回路を実現できる。

【００３１】実施の形態２．図４に本発明の実施の形態
２における高周波スイッチ回路の構成図を示す。本実施
の形態の高周波スイッチ回路も、入力端子１から第１出
力端子２又は第２出力端子３のいずれか一方に選択的に
所定の高周波信号が伝送されるように出力端子を切り替
える回路である。

【００３２】第１のＦＥＴ４のドレイン電極とソース電
極間には並列に線路５が接続されている。第３のＦＥＴ
１１のドレイン電極とソース電極間には並列に線路１２
が接続されている。線路５及び線路１２はいずれも高周
波信号に対してインダクタンス成分を有する線路とす
る。ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１のゲート電極は
抵抗８を介してゲート端子９に接続されている。

【００３３】入力端子１と第１出力端子２は所定の線路
長の高周波線路２１、２２及びインダクタ２３、２４に
よって接続されている。入力端子１から第１出力端子２
に向けて順に、高周波線路２１、インダクタ２３、イン
ダクタ２４及び高周波線路２２が直列に接続される。イ
ンダクタ２３とインダクタ２４の接続点１４には、ＦＥ
Ｔ６のドレイン電極が接続され、ソース電極は接地１５
に接続される。

【００３４】さらに、ＦＥＴ４のドレイン電極及びソー
ス電極はそれぞれ入力端子１及び第２出力端子３に接続
されている。ＦＥＴ１１のドレイン電極は第１出力端子
２に接続されている。ＦＥＴ１１のソース電極は第１出
力電極２の外部に接続される外部回路（図示せず）とイ
ンピーダンス整合する整合回路１６を介して接地１５に
接続されている。図４では、整合回路１６は抵抗要素と
して示してあるがこれに限られるものではない。また、
ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極をそれぞれ入れ替えた回路としても本実施の形
態と同様の効果を得ることができる。ゲート端子９はバ
イパスコンデンサ１７を介して接地１５に接続されてい
る。

【００３５】ＦＥＴ４と線路５は第１の切替回路１８を
構成し、ＦＥＴ１１と線路１２は第２の切替回路１９を
構成する。ＦＥＴ６、高周波線路２１、２２及びインダ
クタ２３、２４は高周波フィルタ２０を構成している。

【００３６】以下に本実施の形態の高周波スイッチ回路
の動作を詳細に説明する。

【００３７】ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１のゲー
ト端子９にドレイン電極及びソース電極に対して負電位
の電圧を印加すると、各ＦＥＴのドレイン電極とソース
電極間は容量性のインピーダンス（オフ状態）となる。
このとき、高周波スイッチ回路は通過状態となる。図５
に、通過状態の高周波スイッチ回路の等価回路を示す。

【００３８】高周波スイッチ回路を伝送する高周波信号
に対して、ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極間に並列に接続された線路５、１２をＦＥＴの
容量性インピーダンスと並列共振するものに選定する
と、各ＦＥＴと各高周波線路の各組は高インピーダンス
を示し、減衰又は遮断される。また、ＦＥＴ６は容量性
のインピーダンスを示し、高周波線路２１、２２及びイ
ンダクタ２３、２４とからなるＴ字回路を形成する。こ
のとき、このＴ字回路が高周波信号の周波数を通過帯域
をもつＴ字フィルタとなるように、高周波線路２１、２
２、インダクタ２３、２４を選定する。この状態で、入
力端子１から高周波信号を入力すると、高周波信号はＴ
字フィルタを通過して第１出力端子２より出力される。
一方、入力端子１と高インピーダンスのＦＥＴ４及び高
周波線路５を介して接続された第２出力端子３への高周
波信号の伝送は遮断される。

【００３９】一方、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１
のゲート端子９にドレイン電極及びソース電極と同電位
の電圧を印加すると、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１
１のドレイン電極とソース電極間は抵抗性の低インピー
ダンス（オン状態）となる。このとき、高周波スイッチ
回路は減衰状態となる。図６に、減衰状態の高周波スイ
ッチ回路の等価回路を示す。

【００４０】オン状態で、入力端子１から高周波信号を
入力すると、高周波信号は低インピーダンスのＦＥＴ４
のドレイン電極とソース電極間を通過し、第２出力端子
３から出力される。

【００４１】ＦＥＴ６のドレイン電極とソース電極間も
抵抗性の低インピーダンスを示す。このとき、入力端子
１からみた接続点１４が高インピーダンスとなるように
高周波線路２１を選定しておく。同様に、第１出力端子
２からみた接続点１４も高インピーダンスとなるように
高周波線路２２を選定しておく。したがって、入力端子
１及び第１出力端子２からみた接続点１４は高インピー
ダンスとなり、入力端子１と第１出力端子２間の高周波
信号の伝送は減衰、さらには遮断される。

【００４２】さらに、ＦＥＴ１１のドレイン電極とソー
ス電極間も低インピーダンスとなり、第１出力端子２は
ＦＥＴ１１と整合回路１６を介して接地される。従っ
て、第１出力端子２に接続された外部回路からみた高周
波スイッチ回路のインピーダンスは、整合回路１６で終
端されたものとなる。

【００４３】以上に説明したように、本実施の形態の高
周波スイッチ回路を用いることにより、高周波信号の通
過状態では入力端子１と第１出力端子２は高い伝送特性
を有し、遮断状態では入力端子１と第１出力端子２は遮
断され、入力端子１と第２出力端子は高い伝送特性を示
すスイッチ回路を構成できる。さらに、遮断状態では、
第１出力端子２に接続される外部回路に対して整合回路
１６で終端され、インピーダンス整合ができ、高周波信
号に対して低反射な回路を実現できる。

【００４４】また、従来の高周波スイッチ回路に対し
て、高周波線路２１、２２を短いものにできるので高周
波スイッチ回路を小型化できる。

【００４５】実施の形態３．図７に本発明の実施の形態
３における高周波スイッチ回路の構成図を示す。本実施
の形態の高周波スイッチ回路も、入力端子１から第１出
力端子２又は第２出力端子３のいずれか一方に選択的に
所定の高周波信号が伝送されるように出力端子を切り替
える回路である。

【００４６】第１のＦＥＴ４のドレイン電極とソース電
極間には並列に線路５が接続されている。第２のＦＥＴ
６のドレイン電極とソース電極間には並列に線路７が接
続されている。第３のＦＥＴ１１のドレイン電極とソー
ス電極間には並列に線路１２が接続されている。線路
５、７及び１２はいずれも高周波信号に対してインダク
タンス成分を有する線路とする。ＦＥＴ４、ＦＥＴ６の
ゲート電極は抵抗８を介してゲート端子９に接続されて
いる。ＦＥＴ６のゲート電極は抵抗８を介して切替端子
２５に接続されている。

【００４７】入力端子１と第１出力端子２はＦＥＴ６の
ドレイン電極とソース電極間を介して接続されている。

【００４８】さらに、ＦＥＴ４のドレイン電極及びソー
ス電極はそれぞれ入力端子１及び第２出力端子３に接続
されている。ＦＥＴ１１のドレイン電極は第１出力端子
２に接続されている。ＦＥＴ１１のソース電極は第１出
力電極２の外部に接続される外部回路（図示せず）とイ
ンピーダンス整合する整合回路１６を介して接地１５に
接続されている。図７では、整合回路１６は抵抗要素と
して示してあるがこれに限られるものではない。また、
ＦＥＴ４、ＦＥＴ６及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極をそれぞれ入れ替えた回路としても本実施の形
態と同様の効果を得ることができる。ゲート端子９はバ
イパスコンデンサ１７を介して接地１５に接続されてい
る。

【００４９】ＦＥＴ４と線路５は第１の切替回路１８を
構成し、ＦＥＴ１１と線路１２は第２の切替回路１９を
構成する。ＦＥＴ６と線路７は高周波フィルタ２０を構
成している。

【００５０】以下に本実施の形態の高周波スイッチ回路
の動作を詳細に説明する。

【００５１】ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のゲート端子９に
ドレイン電極及びソース電極に対して負電位の電圧を印
加すると、ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極間は容量性のインピーダンス（オフ状態）を示
す。また、ＦＥＴ６の切替端子２５にドレイン電極及び
ソース電極に対して同電位の電圧を印加すると、ＦＥＴ
６は抵抗性の低インピーダンス（オン状態）を示す。こ
のとき、高周波スイッチ回路は通過状態となる。図８
に、通過状態の高周波スイッチ回路の等価回路を示す。

【００５２】高周波スイッチ回路を伝送する高周波信号
に対して、ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極間に並列に接続された線路５、１２をＦＥＴの
容量性インピーダンスと並列共振するものに選定してお
くと、各ＦＥＴと各高周波線路の各組は高インピーダン
スを示す。この状態で、入力端子１から高周波信号を入
力すると、高周波信号はＦＥＴ６のドレイン電極及びソ
ース電極間を通過して第１出力端子２より出力される。
一方、入力端子１と高インピーダンスのＦＥＴ４及び線
路５を介して接続された第２出力端子３への高周波信号
の伝送は減衰、さらには遮断される。

【００５３】一方、ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のゲート端
子９にドレイン電極及びソース電極と同電位の電圧を印
加すると、ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極間は抵抗性の低インピーダンス（オン状態）と
なる。また、ＦＥＴ６の切替端子２５にドレイン電極及
びソース電極に対して負電位の電圧を印加すると、ＦＥ
Ｔ６は容量性のインピーダンス（オフ状態）を示す。こ
のとき、高周波スイッチ回路は減衰状態となる。図９
に、減衰状態の高周波スイッチ回路の等価回路を示す。

【００５４】減衰状態で、入力端子１から高周波信号を
入力すると、高周波信号は低インピーダンスのＦＥＴ４
のドレイン電極とソース電極間を通過し、第２出力端子
３から出力される。

【００５５】ＦＥＴ６のドレイン電極とソース電極間に
並列接続された線路７をＦＥＴ６の容量性インピーダン
スと並列共振するものに選定しておくと、ＦＥＴ６と線
路７は高インピーダンスを示す。したがって、入力端子
１と第１出力端子２間は高インピーダンスとなり、入力
端子１と第１出力端子２間の高周波信号の伝送は減衰、
さらには遮断される。

【００５６】さらに、ＦＥＴ１１のドレイン電極とソー
ス電極間は抵抗性の低インピーダンスとなり、第１出力
端子２はＦＥＴ１１と整合回路１６を介して接地され
る。従って、第１出力端子２に接続された外部回路から
みた高周波スイッチ回路のインピーダンスは、整合回路
１６で終端されたものとなる。

【００５７】以上に説明したように、本実施の形態の高
周波スイッチ回路を用いることにより、高周波信号の通
過状態では入力端子１と第１出力端子２は高い伝送特性
を有し、遮断状態では入力端子１と第１出力端子２は遮
断され、入力端子１と第２出力端子３は高い伝送特性を
示すスイッチ回路を構成できる。さらに、遮断状態で
は、第１出力端子２に接続される外部回路に対して整合
回路１６で終端され、インピーダンス整合ができ、高周
波信号に対して低反射な回路を実現できる。

【００５８】また、従来の高周波スイッチ回路の高周波
線路１０に代えて、ＦＥＴ６を用いることで高周波スイ
ッチ回路を小型化できる。

【００５９】実施の形態４．図１０に本発明の実施の形
態４における高周波スイッチ回路の構成図を示す。本実
施の形態の高周波スイッチ回路も、入力端子１から第１
出力端子２又は第２出力端子３のいずれか一方に選択的
に所定の高周波信号が伝送されるように出力端子を切り
替える回路である。

【００６０】第１のＦＥＴ４のドレイン電極とソース電
極間には並列に線路５が接続されている。第３のＦＥＴ
１１のドレイン電極とソース電極間には並列に線路１２
が接続されている。線路５及び１２はいずれも高周波信
号に対してインダクタンス成分を有する線路とする。Ｆ
ＥＴ４、ＦＥＴ６、ＦＥＴ１１、ＦＥＴ２６のゲート電
極は抵抗８を介してゲート端子９に接続されている。

【００６１】ＦＥＴ４とＦＥＴ６のドレイン電極は入力
端子１は高周波信号の（２ｍ−１）／４波長の線路長の
高周波線路１０を介して接続されている。ＦＥＴ１１と
ＦＥＴ２６のドレイン電極は高周波信号の（２ｍ−１）
／４波長の線路長の高周波線路１３を介して接続されて
いる。ここで、ｍは１以上の整数である。さらに、ＦＥ
Ｔ６のドレイン電極は第１の接続点２７でインダクタ２
８の一端と接続され、ＦＥＴ１１のドレイン電極は第２
の接続点２９でインダクタ２８の他端と接続されてい
る。

【００６２】さらに、ＦＥＴ４のドレイン電極及びソー
ス電極はそれぞれ入力端子１及び第２出力端子３に接続
されている。ＦＥＴ１１のドレイン電極は第１出力端子
２に接続されている。ＦＥＴ１１のソース電極は第１出
力電極２の外部に接続される外部回路（図示せず）とイ
ンピーダンス整合する整合回路１６を介して接地１５に
接続されている。図７では、整合回路１６は抵抗要素と
して示してあるがこれに限られるものではない。ＦＥＴ
６及びＦＥＴ２６のソース電極は接地１５に接続されて
いる。ゲート端子９はバイパスコンデンサ１７を介して
接地１５に接続されている。

【００６３】ここで、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６、ＦＥＴ１１
及びＦＥＴ２６のドレイン電極とソース電極をそれぞれ
入れ替えた回路としても本実施の形態と同様の効果を得
ることができる。

【００６４】ＦＥＴ４と線路５は第１の切替回路１８を
構成し、ＦＥＴ１１と線路１２は第２の切替回路１９を
構成する。ＦＥＴ６は高周波フィルタ２０を構成してい
る。

【００６５】以下に本実施の形態の高周波スイッチ回路
の動作を詳細に説明する。

【００６６】ＦＥＴ４、ＦＥＴ６、ＦＥＴ１１及びＦＥ
Ｔ２６のゲート端子９にドレイン電極及びソース電極に
対して負電位の電圧を印加すると、各ＦＥＴのドレイン
電極とソース電極間は容量性のインピーダンス（オフ状
態）を示す。このとき、高周波スイッチ回路は通過状態
となる。図１１に、通過状態の高周波スイッチ回路の等
価回路を示す。

【００６７】高周波スイッチ回路を伝送する高周波信号
に対して、ＦＥＴ４及びＦＥＴ１１のドレイン電極とソ
ース電極間に並列に接続された線路５、１２をＦＥＴの
容量性インピーダンスと並列共振するものに選定してお
くと、各ＦＥＴと各高周波線路の各組は高インピーダン
スを示す。

【００６８】また、ＦＥＴ６及びＦＥＴ２６の容量性イ
ンピーダンスとインダクタ２８はπ型回路を形成する。
このπ型回路が高周波信号の周波数を通過帯域をもつπ
型フィルタとなるように、インダクタ２８を選定する。
この状態で、入力端子１から高周波信号を入力すると、
高周波信号はπ型フィルタを通過して第１出力端子２よ
り出力される。一方、入力端子１と高インピーダンスの
ＦＥＴ４及び線路５を介して接続された第２出力端子３
への高周波信号の伝送は減衰、さらには遮断される。

【００６９】一方、ＦＥＴ４、ＦＥＴ６、ＦＥＴ１１及
びＦＥＴ２６のゲート端子９にドレイン電極及びソース
電極と同電位の電圧を印加すると、各ＦＥＴのドレイン
電極とソース電極間は抵抗性の低インピーダンス（オン
状態）となる。このとき、高周波スイッチ回路は減衰状
態となる。図１２に、減衰状態の高周波スイッチ回路の
等価回路を示す。

【００７０】減衰状態で、入力端子１から高周波信号を
入力すると、高周波信号は低インピーダンスのＦＥＴ４
のドレイン電極とソース電極間を通過し、第２出力端子
３から出力される。

【００７１】ＦＥＴ６のドレイン電極とソース電極間も
低インピーダンスとなり、入力端子１は高周波信号の
（２ｍ−１）／４波長の線路長の高周波線路１０を介し
てＦＥＴ６によって接地され、第１出力端子２も高周波
信号の（２ｍ−１）／４波長の線路長の高周波線路１３
を介してＦＥＴ２６によって接地されたショートスタブ
回路を形成する。このとき、高周波線路１０及びＦＥＴ
６並びに高周波線路１３及びＦＥＴ２６からなるショー
トスタブは高周波信号に対して高インピーダンスを示
す。そのため、入力端子１及び第１出力端子２からみた
第１の接続点２７及び第２の接続点２９は高インピーダ
ンスとなり、入力端子１と第１出力端子２間の高周波信
号の伝送は減衰、さらには遮断される。

【００７２】さらに、ＦＥＴ１１のドレイン電極とソー
ス電極間も低インピーダンスとなり、第１出力端子２は
ＦＥＴ１１と整合回路１６を介して接地される。従っ
て、第１出力端子２に接続された外部回路からみた高周
波スイッチ回路のインピーダンスは、整合回路１６で終
端されたものとなる。

【００７３】以上に説明したように、本実施の形態の高
周波スイッチ回路を用いることにより、高周波信号の通
過状態では入力端子１と第１出力端子２は高い伝送特性
を有し、遮断状態では入力端子１と第１出力端子２は遮
断され、入力端子１と第２出力端子３は高い伝送特性を
示すスイッチ回路を構成できる。さらに、遮断状態で
は、第１出力端子２に接続される外部回路に対して整合
回路１６で終端され、インピーダンス整合ができ、高周
波信号に対して低反射な回路を実現できる。

【００７４】

【発明の効果】本発明の高周波スイッチ回路を用いるこ
とにより、通過状態では入力端子１と第１出力端子２は
高い伝送特性を有し、遮断状態では入力端子１と第１出
力端子２は遮断され、入力端子１と第２出力端子３は高
い伝送特性を示すスイッチ回路とすることができる。さ
らに、遮断状態では、第１出力端子２に接続される外部
回路に対して整合回路１６で終端され、インピーダンス
整合ができ、高周波信号に対して低反射な回路とするこ
とができる。

【００７５】さらに、高周波スイッチ回路を小型化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における高周波スイッ
チ回路の構成図を示す。

【図２】 本発明の実施の形態１における高周波スイッ
チ回路の通過状態の等価回路を示す。

【図３】 本発明の実施の形態１における高周波スイッ
チ回路の減衰状態の等価回路を示す。

【図４】 本発明の実施の形態２における高周波スイッ
チ回路の構成図を示す。

【図５】 本発明の実施の形態２における高周波スイッ
チ回路の通過状態の等価回路を示す。

【図６】 本発明の実施の形態２における高周波スイッ
チ回路の減衰状態の等価回路を示す。

【図７】 本発明の実施の形態３における高周波スイッ
チ回路の構成図を示す。

【図８】 本発明の実施の形態３における高周波スイッ
チ回路の通過状態の等価回路を示す。

【図９】 本発明の実施の形態３における高周波スイッ
チ回路の減衰状態の等価回路を示す。

【図１０】 本発明の実施の形態４における高周波スイ
ッチ回路の構成図を示す。

【図１１】 本発明の実施の形態４における高周波スイ
ッチ回路の通過状態の等価回路を示す。

【図１２】 本発明の実施の形態４における高周波スイ
ッチ回路の減衰状態の等価回路を示す。

【図１３】 従来の高周波スイッチ回路の構成図を示
す。

【符号の説明】

１ 入力端子、２ 第１出力端子、３ 第２出力端子、
４ 第１の電界効果型トランジスタ、５ 線路、６ 第
２の電界効果型トランジスタ、７ 線路、８抵抗、９
ゲート端子、１０ （２ｍ−１）／４波長の高周波線
路、１１ 第３の電界効果型トランジスタ、１２ 線
路、１３ （２ｍ−１）／４波長の高周波線路、１４
接続点、１５ 接地、１６ 整合回路、１７ バイパス
コンデンサ、１８ 第１の切替回路、１９ 第２の切替
回路、２０ 高周波フィルタ、２１高周波線路、２２
高周波線路、２３ インダクタ、２４ インダクタ、２
５切替端子、２６ 第４の電界効果型トランジスタ、２
７ 第１の接続点、２８インダクタ、２９ 第２の接続
点。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送対象の高周波信号に対して、入力端
   子から第１出力端子又は第２出力端子への出力を切り替
   える高周波スイッチ回路であって、 入力端子と第１出力端子間の前記高周波信号の通過と減
   衰の切り替えを行なう高周波フィルタと、 前記高周波信号に対して、第１出力端に接続される外部
   回路とインピーダンス整合となる整合回路と、 前記高周波信号に対して２つの切替端子間の通過と減衰
   の切り替えを行なう第１及び第２の切替回路と、を含ん
   で成り、 第１の切替回路の切替端子の一端は入力端子に接続さ
   れ、他端は第２出力端子に接続され、 第２の切替回路の切替端子の一端は第１出力端子に接続
   され、他端は整合回路を介して接地されていることを特
   徴とする高周波スイッチ回路。
2. 【請求項２】 前記高周波フィルタは、１以上の整数で
   あるｍに対して、前記高周波信号の（２ｍ−１）／４波
   長の線路長を有する高周波線路を接続点で直列に接続し
   て成り、一端が入力端子に接続され、他端が第１出力端
   子に接続された主線路と、 前記高周波信号に対して２つの切替端子間の通過と減衰
   の切り替えを行なう第３の切替回路と、を有し、 第３の切替回路の切替端子の一端は該主線路の該接続点
   に接続され、他端は接地された回路を含んで成ることを
   特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
3. 【請求項３】 前記高周波フィルタは、高周波線路とイ
   ンダクタとを直列に接続した２つのインダクタ付高周波
   線路及び電界効果型トランジスタを有し、 インダクタ付高周波線路は、互いにインダクタ接続端を
   接続点で接続され、開放端の一端は入力端子に接続さ
   れ、他端は第１出力端子に接続された主線路を構成し、 その該主線路の該接続点は該電界効果型トランジスタの
   ドレイン電極及びソース電極間を介して接地された回路
   を含んで成ることを特徴とする請求項１に記載の高周波
   スイッチ回路。
4. 【請求項４】 前記高周波フィルタは、ドレイン電極及
   びソース電極間をインダクタを介して接続した電界効果
   型トランジスタを有し、 その電界効果型トランジスタのドレイン電極及びソース
   電極は入力端子又は第１出力端子のいずれか１つ毎に接
   続された回路を含んで成ることを特徴とする請求項１に
   記載の高周波スイッチ回路。
5. 【請求項５】 前記高周波フィルタは、１以上の整数で
   あるｍに対して、前記高周波信号の（２ｍ−１）／４波
   長の線路長を有する第１及び第２の高周波線路と、イン
   ダクタと、第１及び第２の電界効果型トランジスタとを
   有し、 第１の高周波線路はインダクタと第１の接続点で接続さ
   れ、第２の高周波線路とインダクタの他端は第２の接続
   点で接続されてインダクタ付高周波線路を構成し、 そのインダクタ付高周波線路の開放端の一端は入力端子
   に接続され、他端は第１出力端子に接続され、 第１の接続点は第１の電界効果型トランジスタのドレイ
   ン電極及びソース電極間を介して接地され、 第２の接続点は第２の電界効果型トランジスタのドレイ
   ン電極及びソース電極間を介して接地された回路を含ん
   で成ることを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッ
   チ回路。
6. 【請求項６】 前記切替回路は、ドレイン電極及びソー
   ス電極間をインダクタを介して接続した電界効果型トラ
   ンジスタを有し、 その電界効果型トランジスタのドレイン電極又はソース
   電極は前記切替回路の２端子のいずれか１つ毎に接続さ
   れた回路を含んで成ることを特徴とする請求項１から請
   求項５のいずれかに記載の高周波スイッチ回路。