JP2005065060A - Semiconductor switch circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波信号の切り替えに用いられる半導体スイッチ回路に係り、特に、挿入損失の低減、アイソレーション特性の向上等を図ったものに関する。 The present invention relates to a semiconductor switch circuit used for switching a high-frequency signal, and more particularly to a semiconductor switch circuit that is intended to reduce insertion loss and improve isolation characteristics.
従来、この種の回路としては、例えば、図5に示された構成を有してなる回路が公知・周知となっている。以下、同図を参照しつつこの従来回路について説明すれば、この半導体スイッチ回路は、第1及び第2の高周波端子101,102間に直列接続された第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104を主たる構成要素としてなる第1のスイッチ素子11と、第2の高周波端子102とアースとの間に直列接続された電界効果トランジスタ110,111を主たる構成要素としてなる第2のスイッチ素子12とを具備して構成されたものである。
Conventionally, as this type of circuit, for example, a circuit having the configuration shown in FIG. 5 is publicly known. Hereinafter, the conventional circuit will be described with reference to FIG. 1. The semiconductor switch circuit includes first and second
そして、第1の制御端子105に第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のピンチオフ電圧よりも高い制御電圧を印加して第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のドレイン・ソース間を低インピーダンスとする一方、第2の制御端子112には、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のピンチオフ電圧よりも低い制御電圧を印加して第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のドレイン・ソース間を高インピーダンスとすることによって、第1の高周波端子101と第2の高周波端子102間をオン状態(以下、「半導体スイッチ回路をオン状態」という)とすることができる。
Then, by applying a control voltage higher than the pinch-off voltage of the first and second
また、第1の制御端子105に第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のピンチオフ電圧よりも低い制御電圧を印加して第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のドレイン・ソース間を高インピーダンスとする一方、第2の制御端子112には、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のピンチオフ電圧よりも高い制御電圧を印加して第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のドレイン・ソース間を低インピーダンスとすることによって、第1の高周波端子101と第2の高周波端子102間をオフ状態(以下、「半導体スイッチ回路をオフ状態」という)とすることができる。
Further, by applying a control voltage lower than the pinch-off voltage of the first and second
ここで、半導体スイッチ回路をオフ状態とする場合には、第2の制御端子112に対して第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のピンチオフ電圧よりも高い制御電圧を印加して第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111をオン状態とすることで、第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104がオフ状態にも関わらず、第1の高周波端子101から入力された高周波信号がこれら第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104で遮断しきれず漏洩した電力を高周波的に接地し、第1及び第2の高周波端子101,102間の高いアイソレーションを確保している。
Here, when the semiconductor switch circuit is turned off, a control voltage higher than the pinch-off voltage of the third and fourth
かかる構成の半導体スイッチ回路がオフ状態にある場合に、第1の高周波端子101から、高いピーク値を有する高周波信号が入力されると、第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のゲート電位及び電界効果トランジスタ110,111のゲート電位が入力された高周波信号の電圧振幅によってピンチオフ電圧よりも高くなり、その結果として、第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104がオン状態となり、オフ状態を維持できなくなる。また、かかる構成の半導体スイッチ回路がオン状態にある場合に、第1の高周波端子101から、高いピーク値を有する高周波信号が入力されると、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のゲート電位が入力された高周波信号の電圧振幅によってピンチオフ電圧よりも高くなり、その結果として、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111がオン状態となり、オフ状態を維持できなくなる。すなわち、この従来回路においては、いずれの電界効果トランジスタも高いピーク値を有する高周波信号の入力によって、オフ状態であるべきがオン状態になることにより出力電圧が圧縮され、歪特性が劣化するという欠点、換言すれば、耐入力電力特性が低いという欠点がある。
When a high-frequency signal having a high peak value is input from the first high-
そのため、このような耐入力電力特性の改善を図るため、図6に示された構成を有する半導体スイッチ回路が提案されている。
以下、図6を参照しつつこの半導体スイッチ回路について説明する。なお、図5に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この図6に示された従来回路は、図5に示された従来回路の構成において、さらに、第1の電界効果トランジスタ103のゲート電極と第1の高周波端子101との間に第1のキャパシタ108が、第2の電界効果トランジスタ104のゲート電極と第2の高周波端子102との間に第2のキャパシタ109が、第3の電界効果トランジスタ110のゲート電極と第2の高周波端子102との間に第3のキャパシタ115が、第4の電界効果トランジスタ111のゲート電極とアースとの間に第4のキャパシタ116が、それぞれ接続されて設けられたものとなっているものである。
For this reason, a semiconductor switch circuit having the configuration shown in FIG. 6 has been proposed in order to improve such input power resistance characteristics.
The semiconductor switch circuit will be described below with reference to FIG. Note that the same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points will be mainly described below.
The conventional circuit shown in FIG. 6 is the same as the conventional circuit shown in FIG. 5 except that the first capacitor is provided between the gate electrode of the first
そして、第1のキャパシタ108の容量値は、第1の電界効果トランジスタ103のゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd1及びゲート・ソース間の寄生容量Cgs1よりも大に設定されており、また、第2のキャパシタ109の容量値は、第2の電界効果トランジスタ104のゲート・ソース間の容量Cgs1及びゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd1より大に設定されている。
同様に、第3のキャパシタ115の容量値は、第3の電界効果トランジスタ110のゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd2及びゲート・ソース間の寄生容量Cgs2より大に設定されており、また、第4のキャパシタ116の容量値は、第4の電界効果トランジスタ111のゲート・ソース間の寄生容量Cgs2及びゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd2より大に設定されたものとなっている。
The capacitance value of the
Similarly, the capacitance value of the
かかる構成においては、第1及び第2のキャパシタ108,109の付加により、入力電力によって第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のゲート・ドレイン(又はソース)間に印加される電圧の分配比が変えられ、第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のゲート・ドレイン(又はソース)間に印加されるピーク電圧が抑制されるようになっており、そのため、半導体スイッチ回路をオフ状態にした場合における耐入力電力特性が向上したものとなっている。
また、同様に第3及び第4のキャパシタ115,116の付加により、入力電力によって第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のゲート・ドレイン(又はソース)間に印加される電圧の分配比が変えられ、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のゲート・ドレイン(又はソース)間に印加されるピーク電圧が抑制されるようになっており、そのため、半導体スイッチ回路をオン状態にした場合における耐入力電力特性が向上したものとなっている。
このような従来回路は、例えば、特許文献1等において公知・周知となっているものである。
In such a configuration, by adding the first and
Similarly, by adding the third and
Such a conventional circuit is known and well-known in, for example, Patent Document 1.
しかしながら、後者の従来回路にあっては、前者の従来回路における耐入力電力特性の低さという欠点を解消できる反面、新たに付加したキャパシタを介して入力電力が漏洩し、半導体スイッチ回路がオン状態においては、導通状態の劣化(挿入損失の増加)を招き、半導体スイッチ回路のオフ状態においては、非導通状態の劣化(アイソレーションの劣化)を招くという問題がある。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、耐入力電力特性が良好で、オン状態における挿入損失が低く、かつ、オフ状態における高アイソレーション特性を有する半導体スイッチ回路を提供するものである。
However, in the latter conventional circuit, the disadvantage of the low input power characteristic in the former conventional circuit can be solved, but the input power leaks through the newly added capacitor, and the semiconductor switch circuit is turned on. However, there is a problem that the conductive state is deteriorated (insertion loss is increased), and the non-conductive state is deteriorated (isolation is deteriorated) in the off state of the semiconductor switch circuit.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a semiconductor switch circuit having good input power resistance characteristics, low insertion loss in an on state, and high isolation characteristics in an off state. .
上記本発明の目的を達成するため、本願請求項1に係る半導体スイッチ回路は、高周波信号を入出力する第1及び第2の高周波端子と、前記第1及び第2の高周波端子間に設けられた第1のスイッチ素子を具備してなる半導体スイッチ回路において、
前記第1のスイッチ素子は、前記第1及び第2の高周波端子間にドレイン電極及びソース電極が、直列接続された複数の電界効果トランジスタを有してなると共に、前記複数の電界効果トランジスタの内、前記第1の高周波端子又は第2の高周波端子にドレイン電極又はソース電極が接続された電界効果トランジスタの当該ドレイン電極又はソース電極とゲート電極間にキャパシタがそれぞれ接続され、
前記全てのキャパシタの容量値は、当該キャパシタが接続された各々の電界効果トランジスタのオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量値、または、ゲート・ソース間の寄生容量値以下に設定されてなるものである。
また、本願請求項2に係る半導体スイッチ回路は、高周波信号を入出力する第1及び第2の高周波端子と、前記第1及び第2の高周波端子間に設けられた第1のスイッチ素子と、前記第1の高周波端子と第2の高周波端子のいずれか一方とアースとの間に設けられた第2のスイッチ素子とを具備してなる半導体スイッチ回路において、
前記第1のスイッチ素子は、前記第1及び第2の高周波端子間にドレイン電極及びソース電極が直列接続された複数の電界効果トランジスタを有してなると共に、前記複数の電界効果トランジスタの内、前記第1の高周波端子又は第2の高周波端子にドレイン電極又はソース電極が接続された電界効果トランジスタの当該ドレイン電極又はソース電極とゲート電極間にキャパシタがそれぞれ接続され、
前記第2のスイッチ素子は、前記第1及び第2の高周波端子のいずれか一方とアースとの間にドレイン電極及びソース電極が直列接続された複数の電界効果トランジスタを有してなり、前記複数の電界効果トランジスタの内、前記第2の高周波端子又はアースにドレイン電極又はソース電極が接続された電界効果トランジスタの当該ドレイン電極又はソース電極とゲート電極間にキャパシタがそれぞれ接続され、
前記全てのキャパシタの容量値は、当該キャパシタが接続された各々の電界効果トランジスタのオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量値、または、ゲート・ソース間の寄生容量値以下に設定されてなるものである。
In order to achieve the object of the present invention, a semiconductor switch circuit according to claim 1 of the present application is provided between first and second high-frequency terminals for inputting and outputting a high-frequency signal, and the first and second high-frequency terminals. In the semiconductor switch circuit comprising the first switch element,
The first switch element includes a plurality of field effect transistors in which a drain electrode and a source electrode are connected in series between the first and second high-frequency terminals, and among the plurality of field effect transistors, A capacitor is connected between the drain electrode or the source electrode and the gate electrode of the field effect transistor in which the drain electrode or the source electrode is connected to the first high frequency terminal or the second high frequency terminal,
The capacitance values of all the capacitors are set to be equal to or less than the parasitic capacitance value between the gate and the drain in the off state of each field effect transistor to which the capacitor is connected, or the parasitic capacitance value between the gate and the source. It is.
In addition, a semiconductor switch circuit according to claim 2 of the present application includes first and second high-frequency terminals that input and output a high-frequency signal, a first switch element provided between the first and second high-frequency terminals, In a semiconductor switch circuit comprising a second switch element provided between one of the first high-frequency terminal and the second high-frequency terminal and the ground,
The first switch element includes a plurality of field effect transistors in which a drain electrode and a source electrode are connected in series between the first and second high-frequency terminals, and among the plurality of field effect transistors, Capacitors are respectively connected between the drain electrode or the source electrode and the gate electrode of the field effect transistor in which the drain electrode or the source electrode is connected to the first high frequency terminal or the second high frequency terminal,
The second switch element includes a plurality of field effect transistors in which a drain electrode and a source electrode are connected in series between one of the first and second high-frequency terminals and the ground. A capacitor is connected between the drain electrode or the source electrode and the gate electrode of the field effect transistor in which the drain electrode or the source electrode is connected to the second high-frequency terminal or ground,
The capacitance values of all the capacitors are set to be equal to or less than the parasitic capacitance value between the gate and the drain in the off state of each field effect transistor to which the capacitor is connected, or the parasitic capacitance value between the gate and the source. It is.
本発明によれば、高周波信号の通路を形成する電界効果トランジスタのゲート・ドレイン間、ゲート・ソース間にそれぞれ接続したキャパシタの容量値を、電界効果トランジスタのオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量値、または、ゲート・ソース間の寄生容量値以下に設定するようにしたので、キャパシタを介して漏洩する電力量を低減することができると共に、半導体スイッチ回路がオン状態にある場合の挿入損失の増加を抑え、かつ、半導体スイッチ回路がオフ状態にある場合のアイソレーションの劣化を招くことなく、高耐電力特性の半導体スイッチ回路が提供されるという効果を奏するものである。 According to the present invention, the capacitance value of the capacitor connected between the gate and the drain of the field effect transistor that forms the path of the high-frequency signal, and between the gate and the source is determined as the parasitic capacitance between the gate and the drain in the off state of the field effect transistor. Value or less than the parasitic capacitance between the gate and source, the amount of power leaking through the capacitor can be reduced, and the insertion loss when the semiconductor switch circuit is in the ON state can be reduced. There is an effect that it is possible to provide a semiconductor switch circuit with high power durability characteristics without suppressing an increase and without causing deterioration of isolation when the semiconductor switch circuit is in an OFF state.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図4を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。また、図6に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すこととする。
最初に、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路は、第1及び第2の高周波端子101,102間に直列接続された第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104を主たる構成要素としてなる第1のスイッチ素子11と、第2の高周波端子102とアースとの間に直列接続された第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111を構成要素としてなる第2のスイッチ素子12とを具備して構成されたものであり、この基本的な構成は従来回路と同様である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention. Further, the same components as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
First, a configuration example of a semiconductor switch circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The semiconductor switch circuit according to the embodiment of the present invention includes first and second
第1のスイッチ素子11において、第1の電界効果トランジスタ103のソース電極と第2の電界効果トランジスタ104のドレイン電極が相互に接続される一方、第1の電界効果トランジスタ103のドレイン電極は第1の高周波端子101に、第2の電界効果トランジスタ104のソース電極は第2の高周波端子102に、それぞれ接続されたものとなっている。
In the
また、第1の電界効果トランジスタ103のゲート電極は第1の高抵抗器106を介して、第2の電界効果トランジスタ104のゲート電極は第2の高抵抗器107を介して、共に第1の制御端子105に接続されている。
そして、第1の高周波端子101と第1の電界効果トランジスタ103のゲート電極との間には第1のキャパシタ108が、第2の高周波端子102と第2の電界効果トランジスタ104のゲート電極との間には第2のキャパシタ109が、それぞれ接続されている。
The gate electrode of the first
And between the 1st
一方、第2のスイッチ素子12においては、第3の電界効果トランジスタ110のソース電極と第4の電界効果トランジスタ111のドレイン電極が相互に接続される一方、第3の電界効果トランジスタ110のドレイン電極は第2の高周波端子102に、第4の電界効果トランジスタ111のソース電極はアースに、それぞれ接続されたものとなっている。
また、第3の電界効果トランジスタ110のゲート電極は、第3の高抵抗器113を介して、第4の電界効果トランジスタ111のゲート電極は、第4の高抵抗器114を介して、共に第2の制御端子112に接続されたものとなっている。
On the other hand, in the
Further, the gate electrode of the third
さらに、第2の高周波端子102と第3の電界効果トランジスタ110のゲート電極との間には第3のキャパシタ115が、アースと第4の電界効果トランジスタ111のゲート電極との間には第4のキャパシタ116が、それぞれ接続されたものとなっている。
そして、第1のキャパシタ108の容量値は、第1の電界効果トランジスタ103のオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd1以下に、第2のキャパシタ109の容量値は、第2の電界効果トランジスタ104のオフ状態におけるゲート・ソース間の寄生容量Cgs1以下に、それぞれ設定されたものとなっている。
また、第3のキャパシタ115の容量値は、第3の電界効果トランジスタ110のオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd2以下に、第4のキャパシタ116の容量値は、第4の電界効果トランジスタ111のオフ状態におけるゲート・ソース間の寄生容量Cgs2以下に、それぞれ設定されたものとなっている。
Further, a
The capacitance value of the
The capacitance value of the
このように本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路は、第1乃至第4のキャパシタ108,109,115,116の容量値が、それぞれが接続された各々の電界効果トランジスタ103,104,110,111のオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量値、又は、ゲート・ソース間の寄生容量値以下に設定されたものである点が、従来回路と異なる点である。
As described above, in the semiconductor switch circuit according to the embodiment of the present invention, the capacitance values of the first to
かかる構成における基本的な動作は、従来回路と同様であるので、概括的に説明すれば、第1の制御端子105に第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のピンチオフ電圧よりも高い制御電圧を印加して第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のドレイン・ソース間を低インピーダンスとする一方、第2の制御端子112に、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のピンチオフ電圧よりも低い制御電圧を印加して第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のドレイン・ソース間を高インピーダンスとすることによって、第1の高周波端子101と第2の高周波端子102間はオン状態とされるようになっている。
Since the basic operation in such a configuration is the same as that of the conventional circuit, generally speaking, control higher than the pinch-off voltage of the first and second
また、第1の制御端子105に第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のピンチオフ電圧よりも低い制御電圧を印加して第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104のドレイン・ソース間を高インピーダンスとする一方、第2の制御端子112には、第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のピンチオフ電圧よりも高い制御電圧を印加して第3及び第4の電界効果トランジスタ110,111のドレイン・ソース間を低インピーダンスとすることによって、第1の高周波端子101と第2の高周波端子102間はオフ状態とされるようになっている。
Further, by applying a control voltage lower than the pinch-off voltage of the first and second
しかしながら、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路においては、、第1乃至第4のキャパシタ108,109,115,116の容量値が上述のように設定されているため、従来回路と異なり、入力電力が第1乃至第4のキャパシタ108,109,115,116を介して漏洩する割合が低減されることとなる。また、同時に、半導体スイッチ回路がオン状態では、従来回路と異なり、上述した第1乃至第4のキャパシタ108,109,115,116の容量設定により挿入損失の増加が抑圧される一方、半導体スイッチ回路のオフ状態では、アイソレーション特性劣化を招くことがなく、高耐電力特性を有した動作が得られる。
However, in the semiconductor switch circuit according to the embodiment of the present invention, the capacitance values of the first to
図2には、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路の入出力特性例が従来回路における同特性と共に示されており、以下、同図について説明する。
図2において、横軸は入力電力(dBm)を、縦軸は出力電力(dBm)を、それぞれ示している。また、図2において、実線により表された特性線は、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路の入力電力変化に対する出力電力の変化を示す特性線であり、二点鎖線により表された特性線は、従来回路(図5参照)の入力電力変化に対する出力電力の変化を示す特性線である。
FIG. 2 shows an example of input / output characteristics of the semiconductor switch circuit according to the embodiment of the present invention, together with the same characteristics of the conventional circuit, which will be described below.
In FIG. 2, the horizontal axis represents input power (dBm), and the vertical axis represents output power (dBm). In FIG. 2, a characteristic line represented by a solid line is a characteristic line indicating a change in output power with respect to a change in input power of the semiconductor switch circuit in the embodiment of the present invention, and is a characteristic line represented by a two-dot chain line. These are characteristic lines which show the change of the output power with respect to the input power change of the conventional circuit (see FIG. 5).
双方の特性を比較すると、入力電力が30dBm程度までは、いずれも入力電力の増大と共に出力電力も増加してゆくものとなっており、ほぼ同一の特性であるが、入力電力が31dBmを越える付近から、従来回路の入力電力変化に対する出力電力変化の線形性が損なわれているのに対して、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路は、依然として入力電力変化に対する出力電力変化の線形性は保持されて従来回路に比して大きな出力電力が得られるものとなっている。 Comparing both characteristics, up to about 30 dBm input power, the output power increases as the input power increases. The characteristics are almost the same, but the input power exceeds 31 dBm. Thus, while the linearity of the output power change with respect to the input power change of the conventional circuit is impaired, the semiconductor switch circuit in the embodiment of the present invention still maintains the linearity of the output power change with respect to the input power change. Thus, a large output power can be obtained as compared with the conventional circuit.
図3には、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路がオン状態の場合の第1の高周波端子101と第2の高周波端子102間の周波数変化に対する挿入損失の変化特性例が従来回路における同特性と共に示されており、以下、同図について説明する。
図3において、横軸は周波数(GHz)を、縦軸は挿入損失(dB)を、それぞれ示している。また、同図において、実線により表された特性線は、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路の特性線であり、二点鎖線により表された特性線は、従来回路(図6参照)の特性線である。
同図によれば、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路の挿入損失が従来回路に比べて確実に改善されたものであることが確認できるものとなっている。
FIG. 3 shows an example of the change characteristic of the insertion loss with respect to the frequency change between the first high-
In FIG. 3, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents insertion loss (dB). In the figure, a characteristic line represented by a solid line is a characteristic line of the semiconductor switch circuit in the embodiment of the present invention, and a characteristic line represented by a two-dot chain line is a characteristic line of the conventional circuit (see FIG. 6). It is a characteristic line.
According to the figure, it can be confirmed that the insertion loss of the semiconductor switch circuit in the embodiment of the present invention is surely improved as compared with the conventional circuit.
図4には、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路がオフ状態の場合の第1の高周波端子101と第2の高周波端子102間の周波数変化に対するアイソレーションの変化特性例が従来回路における同特性と共に示されており、以下、同図について説明する。
図4において、横軸は周波数(GHz)を、縦軸はアイソレーション(dB)を、それぞれ示している。また、同図において、実線により表された特性線は、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路の特性線であり、二点鎖線により表された特性線は、従来回路(図6参照)の特性線である。
同図によれば、本発明の実施の形態における半導体スイッチ回路のアイソレーションが従来回路に比べて確実に改善されたものであることが確認できるものとなっている。
FIG. 4 shows an example of a change characteristic of isolation with respect to a frequency change between the first high-
In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents isolation (dB). In the figure, a characteristic line represented by a solid line is a characteristic line of the semiconductor switch circuit in the embodiment of the present invention, and a characteristic line represented by a two-dot chain line is a characteristic line of the conventional circuit (see FIG. 6). It is a characteristic line.
According to the figure, it can be confirmed that the isolation of the semiconductor switch circuit in the embodiment of the present invention is surely improved as compared with the conventional circuit.
なお、上述の構成例においては、第1及び第2のスイッチ素子11,12のいずれも、それぞれ2つの電界効果トランジスタを直列接続して構成したが、2つに限定される必要はなく、3つ以上の電界効果トランジスタを直列接続する構成としても勿論良いものである。
また、第1及び第2の電界効果トランジスタ103,104がオフ状態における第1及び第2の高周波端子101,102間のアイソレーションとして、特段に高いアイソレーションが必要とされない場合には、第2のスイッチ素子12を設けずに、第1のスイッチ素子11のみで半導体スイッチ回路を構成しても良い。勿論、この場合にあっても、第1のキャパシタ108の容量値を、第1の電界効果トランジスタ103のオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量Cgd1以下に、第2のキャパシタ109の容量値を、第2の電界効果トランジスタ104のオフ状態におけるゲート・ソース間の寄生容量Cgs1以下に、それぞれ設定することに変わりはない。
In the above-described configuration example, each of the first and
In addition, as the isolation between the first and second
11…第1のスイッチ素子
12…第2のスイッチ素子
101…第1の高周波端子
102…第2の高周波端子
103…第1の電界効果トランジスタ
104…第2の電界効果トランジスタ
108…第1のキャパシタ
109…第2のキャパシタ
110…第3の電界効果トランジスタ
111…第4の電界効果トランジスタ
115…第3のキャパシタ
116…第4のキャパシタ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1のスイッチ素子は、前記第1及び第2の高周波端子間にドレイン電極及びソース電極が、直列接続された複数の電界効果トランジスタを有してなると共に、前記複数の電界効果トランジスタの内、前記第1の高周波端子又は第2の高周波端子にドレイン電極又はソース電極が接続された電界効果トランジスタの当該ドレイン電極又はソース電極とゲート電極間にキャパシタがそれぞれ接続され、
前記全てのキャパシタの容量値は、当該キャパシタが接続された各々の電界効果トランジスタのオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量値、または、ゲート・ソース間の寄生容量値以下に設定されてなることを特徴とする半導体スイッチ回路。 In a semiconductor switch circuit comprising first and second high frequency terminals for inputting and outputting a high frequency signal, and a first switch element provided between the first and second high frequency terminals,
The first switch element includes a plurality of field effect transistors in which a drain electrode and a source electrode are connected in series between the first and second high-frequency terminals, and among the plurality of field effect transistors, A capacitor is connected between the drain electrode or the source electrode and the gate electrode of the field effect transistor in which the drain electrode or the source electrode is connected to the first high frequency terminal or the second high frequency terminal,
The capacitance values of all the capacitors are set to be equal to or less than the parasitic capacitance value between the gate and the drain in the off state of each field effect transistor to which the capacitor is connected, or the parasitic capacitance value between the gate and the source. A semiconductor switch circuit.
前記第1のスイッチ素子は、前記第1及び第2の高周波端子間にドレイン電極及びソース電極が直列接続された複数の電界効果トランジスタを有してなると共に、前記複数の電界効果トランジスタの内、前記第1の高周波端子又は第2の高周波端子にドレイン電極又はソース電極が接続された電界効果トランジスタの当該ドレイン電極又はソース電極とゲート電極間にキャパシタがそれぞれ接続され、
前記第2のスイッチ素子は、前記第1及び第2の高周波端子のいずれか一方とアースとの間にドレイン電極及びソース電極が直列接続された複数の電界効果トランジスタを有してなり、前記複数の電界効果トランジスタの内、前記第2の高周波端子又はアースにドレイン電極又はソース電極が接続された電界効果トランジスタの当該ドレイン電極又はソース電極とゲート電極間にキャパシタがそれぞれ接続され、
前記全てのキャパシタの容量値は、当該キャパシタが接続された各々の電界効果トランジスタのオフ状態におけるゲート・ドレイン間の寄生容量値、または、ゲート・ソース間の寄生容量値以下に設定されてなることを特徴とする半導体スイッチ回路。 First and second high-frequency terminals for inputting and outputting a high-frequency signal; a first switch element provided between the first and second high-frequency terminals; and the first high-frequency terminal and the second high-frequency terminal. In a semiconductor switch circuit comprising a second switch element provided between either one and ground,
The first switch element includes a plurality of field effect transistors in which a drain electrode and a source electrode are connected in series between the first and second high-frequency terminals, and among the plurality of field effect transistors, Capacitors are respectively connected between the drain electrode or the source electrode and the gate electrode of the field effect transistor in which the drain electrode or the source electrode is connected to the first high frequency terminal or the second high frequency terminal,
The second switch element includes a plurality of field effect transistors in which a drain electrode and a source electrode are connected in series between one of the first and second high-frequency terminals and the ground. A capacitor is connected between the drain electrode or the source electrode and the gate electrode of the field effect transistor in which the drain electrode or the source electrode is connected to the second high-frequency terminal or ground,
The capacitance values of all the capacitors are set to be equal to or less than the parasitic capacitance value between the gate and the drain in the off state of each field effect transistor to which the capacitor is connected, or the parasitic capacitance value between the gate and the source. A semiconductor switch circuit.
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2003
- 2003-08-19 JP JP2003294822A patent/JP2005065060A/en active Pending
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WO2009022654A1 (en) | 2007-08-16 | 2009-02-19 | Nec Corporation | Switch circuit and semiconductor device |
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