JP2008193238A - High frequency switch circuit - Google Patents

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Kazuhiko Nakahara
和彦 中原
Kunihiro Endo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an electric power resistance in a high frequency switch circuit. <P>SOLUTION: One of a circuit part by a plurality of serially connected switching elements 4a-4n is connected to a connection point A on a transmission line 3 connecting an input terminal 1 and an output terminal 2, and one end of a circuit part by a plurality of serially connected switching elements 5a-5n is connected to a connection point B separated from the connection point A on the transmission line 3 by the length of the odd number multiple of 1/4 wavelength. The respective control ends of the switching elements 4a-4n and 5a-5n are connected to a control terminal 6 in order to control the conduction. In the high frequency switch circuit configured in such a manner, high frequency signals from the input terminal 1 to the output terminal 2 are interrupted when the switching elements 4a-4n and 5a-5n are controlled to be off and are transmitted when the switching elements 4a-4n and 5a-5n are controlled to be on. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波スイッチ回路に関するものであり、特に、マイクロ波帯からミリ波帯に至る周波数帯に用いられて好適な高周波スイッチ回路に関するものである。   The present invention relates to a high frequency switch circuit, and more particularly to a high frequency switch circuit suitable for use in a frequency band from a microwave band to a millimeter wave band.

従来の高周波スイッチ回路として、例えば下記特許文献1に示されたものがある。この特許文献1では、アンテナ端子(1)を2つの入出力端子(2、3)に選択的に接続する高周波スイッチ回路において、2つの入出力端子(2、3)を結ぶ伝送線路の点とアースとの間に半導体スイッチング素子(6、7)を設けるとともに、該伝送路に1/4波長線路(4、5)を挿入し、伝送路上の前記点と前記アースとの間に前記半導体スイッチング素子との組み合わせにより共振回路を構成する誘導性リアクタンス回路(101、102)を設けるようにした、高周波スイッチ回路が開示されている。   As a conventional high-frequency switch circuit, for example, there is one shown in Patent Document 1 below. In Patent Document 1, in a high-frequency switch circuit that selectively connects an antenna terminal (1) to two input / output terminals (2, 3), a transmission line that connects the two input / output terminals (2, 3) A semiconductor switching element (6, 7) is provided between the ground and a 1/4 wavelength line (4, 5) is inserted in the transmission line, and the semiconductor switching is performed between the point on the transmission line and the ground. A high-frequency switch circuit is disclosed in which inductive reactance circuits (101, 102) that constitute a resonance circuit in combination with an element are provided.

この高周波スイッチ回路では、1/4波長線路の一端に接続された半導体スイッチング素子をオン制御する一方で、1/4波長線路の他端に接続された半導体スイッチング素子をオフ制御することにより、入力側から1/4波長線路の一端側を見たときのインピーダンスを開放とし、逆に、入力側から1/4波長線路の他端側を見たときのインピーダンスが開放とならないような制御を行っている。   In this high-frequency switch circuit, the semiconductor switching element connected to one end of the 1/4 wavelength line is turned on, while the semiconductor switching element connected to the other end of the 1/4 wavelength line is turned off, so that the input The impedance when the one end side of the 1/4 wavelength line is viewed from the side is opened, and conversely, the impedance is not opened when the other end side of the 1/4 wavelength line is viewed from the input side. ing.

すなわち、従来の高周波スイッチ回路では、入力側から1/4波長線路の一端側に向かう一方の経路を遮断経路とする制御を行うとともに、入力側から1/4波長線路の他端側に向かう他方の経路を通過経路とする制御を行うことにより、高周波信号の経路切換を実現している。   That is, in the conventional high-frequency switch circuit, control is performed using one path from the input side toward one end side of the quarter wavelength line as a cutoff path, and the other side from the input side toward the other end side of the quarter wavelength line. The path switching of the high-frequency signal is realized by performing the control using the path No. 1 as the passing path.

特開平8-213802号公報JP-A-8-213802

しかしながら、上記特許文献1などに代表される従来の高周波スイッチ回路に共通する技術では、通過損失や信号漏洩という観点に対する考慮はなされているものの、耐電力性という観点に対する考慮はなされていない。このため、従来の高周波スイッチ回路では、入力電力が大きな高周波回路への適用が困難であるという課題があった。   However, in the technology common to the conventional high-frequency switch circuit represented by the above-mentioned Patent Document 1 and the like, consideration is given to the viewpoint of passage loss and signal leakage, but consideration is not given to the viewpoint of power durability. For this reason, the conventional high-frequency switch circuit has a problem that it is difficult to apply to a high-frequency circuit having a large input power.

また、従来の高周波スイッチ回路の構成では、高周波スイッチ回路自身の耐電力性は半導体スイッチング素子の耐電力性のみに依存するため、入力電力が比較的大きな高周波回路に適用する場合には、半導体スイッチング素子のサイズそのものを大きくする必要があり、高周波スイッチ回路が大型化するという問題点があった。   In the configuration of the conventional high-frequency switch circuit, the power durability of the high-frequency switch circuit itself depends only on the power durability of the semiconductor switching element. Therefore, when applied to a high-frequency circuit with relatively large input power, the semiconductor switching There is a problem in that the size of the element itself needs to be increased, and the high-frequency switch circuit becomes larger.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐電力性を向上させた高周波スイッチ回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a high-frequency switch circuit with improved power durability.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる高周波スイッチ回路は、伝送線路と、前記伝送線路の一端に設けられた第1端子と、前記伝送線路の他端に設けられた第2端子と、直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の第1の接続点に接続される第1のスイッチング素子回路部、および直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の前記第1の接続点から1/4波長の奇数倍長だけ離れた第2の接続点に接続される第2のスイッチング素子回路部、ならびに直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、前記第1、第2のスイッチング素子回路部の各スイッチング素子の導通を制御する制御端子と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a high-frequency switch circuit according to the present invention is provided with a transmission line, a first terminal provided at one end of the transmission line, and the other end of the transmission line. A first switching element circuit unit configured by a second terminal and a plurality of switching elements connected in series, one end of which is connected to the first connection point of the transmission line, and a plurality of switching elements connected in series A second switching element circuit unit connected at one end to a second connection point separated by an odd multiple of a quarter wavelength from the first connection point of the transmission line, and connected in series. And a control terminal configured to control conduction of each switching element of the first and second switching element circuit units.

本発明にかかる高周波スイッチ回路によれば、入力端子から出力端子に向かう高周波信号の通過および遮断を制御する回路部として、直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の第1の接続点に接続される第1のスイッチング素子回路部と、直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の前記第1の接続点から1/4波長の奇数倍長だけ離れた第2の接続点に接続される第2のスイッチング素子回路部と、を設けるようにしたので、耐電力性を向上させた高周波スイッチ回路を提供することができるという効果を奏する。   According to the high frequency switch circuit of the present invention, the circuit unit for controlling the passage and blocking of the high frequency signal from the input terminal to the output terminal is configured by a plurality of switching elements connected in series, and one end of the transmission line is A first switching element circuit unit connected to the first connection point and a plurality of switching elements connected in series, one end of which is an odd number of 1/4 wavelength from the first connection point of the transmission line Since the second switching element circuit portion connected to the second connection point separated by the double length is provided, there is an effect that it is possible to provide a high-frequency switch circuit with improved power durability. .

以下に、本発明の好適な実施の形態にかかる高周波スイッチ回路を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a high frequency switch circuit according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

(高周波スイッチ回路の構成)
図1は、本発明の好適な実施の形態にかかる高周波スイッチ回路の回路構成を示す図である。同図に示す高周波スイッチ回路は、伝送線路3、伝送線路3の一端に設けられた入力端子1、伝送線路3の他端に設けられた出力端子2、例えばFETであるスイッチング素子4a〜4n,5a〜5nおよび、これらのスイッチング素子をオン/オフ制御するための制御端子6を備えている。
(Configuration of high-frequency switch circuit)
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a high-frequency switch circuit according to a preferred embodiment of the present invention. The high-frequency switch circuit shown in the figure includes a transmission line 3, an input terminal 1 provided at one end of the transmission line 3, an output terminal 2 provided at the other end of the transmission line 3, for example, switching elements 4a to 4n that are FETs, 5a to 5n and a control terminal 6 for ON / OFF control of these switching elements are provided.

図1において、複数のスイッチング素子4a〜4nは直列に接続され、直列接続された回路部の一端(同図の例では、スイッチング素子4aのドレイン)は、伝送線路3上のA点に接続されている。同様に、直列接続された複数のスイッチング素子5a〜5nによる回路部の一端(同図の例では、スイッチング素子5aのドレイン)は、伝送線路3上のA点とは異なるB点に接続されている。また、スイッチング素子4a〜4nによる回路部およびスイッチング素子5a〜5nによる回路部の各他端(同図の例では、スイッチング素子4n,5nの各ソース)は、接地されている。さらに、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nの各制御端(ゲート)は、制御端子6にそれぞれ接続されている。すなわち、スイッチング素子4a〜4nおよびスイッチング素子5a〜5nは、制御端子6から入力される制御信号によって同時に制御される。   In FIG. 1, a plurality of switching elements 4 a to 4 n are connected in series, and one end of the circuit section connected in series (in the example of FIG. 1, the drain of the switching element 4 a) is connected to point A on the transmission line 3. ing. Similarly, one end (a drain of the switching element 5a in the example of the figure) of the circuit unit formed by the plurality of switching elements 5a to 5n connected in series is connected to a point B different from the point A on the transmission line 3. Yes. Each of the other ends of the circuit unit including the switching elements 4a to 4n and the circuit unit including the switching elements 5a to 5n (the sources of the switching elements 4n and 5n in the example shown in the figure) is grounded. Further, the control terminals (gates) of the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n are connected to the control terminal 6, respectively. That is, the switching elements 4a to 4n and the switching elements 5a to 5n are simultaneously controlled by the control signal input from the control terminal 6.

なお、接続点A,B間の長さ(電気長)dは、後述する作用を効果的に引き出すために、入力信号波長の1/4の長さ(以下「1/4波長」という)の奇数倍、すなわち、d=(2m+1)×λ/4(mは自然数)を満足するように設定することが好ましい。また、さらに、回路の小型化という観点を考慮する場合には、接続点A,B間の長さ(電気長)は、入力信号波長の1/4(d=λ/4)に設定されていることがより好ましい。   In addition, the length (electric length) d between the connection points A and B is ¼ of the input signal wavelength (hereinafter referred to as “¼ wavelength”) in order to effectively bring out the action described later. It is preferable to set so as to satisfy an odd multiple, that is, d = (2m + 1) × λ / 4 (m is a natural number). Furthermore, when considering the viewpoint of circuit miniaturization, the length (electric length) between the connection points A and B is set to ¼ (d = λ / 4) of the input signal wavelength. More preferably.

(高周波スイッチ回路の動作)
つぎに、図1に示した高周波スイッチ回路の動作について図2、3を参照して説明する。なお、図2は、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nをオフ制御した場合の等価回路を示す回路図であり、図3は、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nをオン制御した場合の等価回路を示す回路図である。
(High-frequency switch circuit operation)
Next, the operation of the high-frequency switch circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit when the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n are off-controlled, and FIG. 3 is an equivalent circuit when the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n are on-controlled. It is a circuit diagram which shows a circuit.

(スイッチング素子をオフ制御した場合の動作)
まず、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nをオフ制御した場合の動作について説明する。図1において、スイッチング素子4a〜4nおよびスイッチング素子5a〜5nをオフ制御する制御信号が制御端子6に入力された場合、スイッチング素子4a〜4nによる接続回路部の等価回路は、図2に示すように、スイッチング素子4a〜4nの各オフ容量である容量8a〜8nと、各寄生インダクタンス7a〜7nとが直列に接続された等価回路16となる。同様に、スイッチング素子5a〜5nによる接続回路部の等価回路は、スイッチング素子5a〜5nの各オフ容量である容量10a〜10nと、各寄生インダクタンス9a〜9nとが直列に接続された等価回路18となる。
(Operation when switching element is turned off)
First, the operation when the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n are off-controlled will be described. In FIG. 1, when a control signal for controlling the switching elements 4a to 4n and the switching elements 5a to 5n to be turned off is input to the control terminal 6, the equivalent circuit of the connection circuit portion by the switching elements 4a to 4n is as shown in FIG. In addition, the equivalent circuit 16 in which the capacitors 8a to 8n, which are the off-capacitances of the switching elements 4a to 4n, and the parasitic inductances 7a to 7n are connected in series. Similarly, the equivalent circuit of the connection circuit unit using the switching elements 5a to 5n is an equivalent circuit 18 in which capacitors 10a to 10n, which are the off-capacitances of the switching elements 5a to 5n, and parasitic inductances 9a to 9n are connected in series. It becomes.

ここで、等価回路16における容量8a〜8nと、各寄生インダクタンス7a〜7nとが、所望の周波数帯で直列共振するようなスイッチング素子接続数を設定することにより、当該周波数帯における等価回路16のインピーダンスを略ゼロとすることができ、A点を当該周波数帯における短絡点とすることができる。   Here, by setting the number of connected switching elements such that the capacitors 8a to 8n and the parasitic inductances 7a to 7n in the equivalent circuit 16 are in series resonance in a desired frequency band, the equivalent circuit 16 in the frequency band is set. The impedance can be substantially zero, and the point A can be a short-circuit point in the frequency band.

また、等価回路18における容量10a〜10nと、各寄生インダクタンス9a〜9nとが、所望の周波数帯で直列共振するようなスイッチング素子接続数を設定することにより、当該周波数帯における等価回路18のインピーダンスを略ゼロとすることができ、B点についても当該周波数帯における短絡点とすることができる。   Further, by setting the number of switching elements connected so that the capacitors 10a to 10n and the parasitic inductances 9a to 9n in the equivalent circuit 18 are in series resonance in a desired frequency band, the impedance of the equivalent circuit 18 in the frequency band is set. Can be substantially zero, and the point B can also be a short-circuit point in the frequency band.

一方、上述のように接続点A,B間の長さは1/4波長の奇数倍に設定されているので、A点からB点側を見たインピーダンスは、1/4波長の分布定数線路の終端部が短絡されている場合のインピーダンス、すなわち略無限大とすることができる。   On the other hand, since the length between the connection points A and B is set to an odd multiple of 1/4 wavelength as described above, the impedance viewed from the A point to the B point side is a 1/4 wavelength distributed constant line. The impedance in the case where the terminal portion of the circuit is short-circuited, that is, substantially infinite.

このように、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nをオフ制御することにより、A点を短絡点とする一方で、B点側(出力端子2側)を見たA点を開放点として機能させることができるので、入力端子1から出力端子2に向かう信号を効果的に遮断することが可能となる。   In this way, by switching off the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n, the point A is set as a short circuit point, while the point A viewed from the point B side (the output terminal 2 side) is caused to function as an open point. Therefore, it is possible to effectively block a signal from the input terminal 1 to the output terminal 2.

いま、スイッチング素子4a〜4nの各寄生インダクタンスをLp(p=a〜n)、オフ容量をCp(p=a〜n)とすると、等価回路16における直列共振周波数fcは、次式で表される。
fc=1/(2×π×√(Lt×Coff)) …(1)
ただし、上記(1)式において、Lt=La+…+Ln、1/Coff=(1/Ca+…+1/Cn)である。
Now, assuming that the parasitic inductances of the switching elements 4a to 4n are Lp (p = a to n) and the off-capacitance is Cp (p = a to n), the series resonance frequency fc in the equivalent circuit 16 is expressed by the following equation. The
fc = 1 / (2 × π × √ (Lt × Coff)) (1)
However, in the above equation (1), Lt = La +... + Ln, 1 / Coff = (1 / Ca +... + 1 / Cn).

なお、等価回路17においても同様であり、等価回路17における直列共振周波数fcは、スイッチング素子5a〜5nの各寄生インダクタンスをLp(p=a〜n)、オフ容量をCp(p=a〜n)とした場合に、上記(1)式で表すことができる。   The same applies to the equivalent circuit 17. The series resonance frequency fc in the equivalent circuit 17 is such that the parasitic inductances of the switching elements 5a to 5n are Lp (p = a to n) and the off capacitance is Cp (p = a to n). ) Can be expressed by the above formula (1).

(スイッチング素子をオン制御した場合の動作)
つぎに、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nをオン制御した場合の動作について説明する。図1において、スイッチング素子4a〜4nおよびスイッチング素子5a〜5nをオン制御する制御信号が制御端子6に入力された場合、スイッチング素子4a〜4nによる接続回路部の等価回路は、図3に示すように、スイッチング素子4a〜4nの各オン抵抗である抵抗11a〜11nと、各寄生インダクタンス7a〜7nとが直列に接続された等価回路17となる。同様に、スイッチング素子5a〜5nによる接続回路部の等価回路は、スイッチング素子5a〜5nの各オン抵抗である抵抗12a〜12nと、各寄生インダクタンス9a〜9nとが直列に接続された等価回路19となる。
(Operation when switching element is on-controlled)
Next, an operation when the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n are on-controlled will be described. In FIG. 1, when a control signal for turning on the switching elements 4 a to 4 n and the switching elements 5 a to 5 n is input to the control terminal 6, an equivalent circuit of the connection circuit unit by the switching elements 4 a to 4 n is as shown in FIG. 3. In addition, an equivalent circuit 17 is formed in which the resistors 11a to 11n, which are the on-resistances of the switching elements 4a to 4n, and the parasitic inductances 7a to 7n are connected in series. Similarly, an equivalent circuit of a connection circuit unit using the switching elements 5a to 5n is an equivalent circuit 19 in which resistors 12a to 12n, which are on-resistances of the switching elements 5a to 5n, and parasitic inductances 9a to 9n are connected in series. It becomes.

ここで、等価回路17においては、上述したように、各スイッチング素子のオフ容量と各寄生インダクタンスとが、所望の周波数帯で直列共振するようなスイッチング素子接続数が設定されている。このため、等価回路17では、複数のスイッチング素子4a〜4nが多段かつ直列に接続され、抵抗11a〜11nと、各寄生インダクタンス9a〜9nとがそれぞれ加算される構成となるので、スイッチング素子4a〜4nが接続されるA点を当該周波数帯における開放点とすることができる。   Here, in the equivalent circuit 17, as described above, the number of connected switching elements is set such that the off-capacitance of each switching element and each parasitic inductance resonate in series in a desired frequency band. For this reason, in the equivalent circuit 17, a plurality of switching elements 4 a to 4 n are connected in series and connected in series, and the resistors 11 a to 11 n and the parasitic inductances 9 a to 9 n are added to each other. A point to which 4n is connected can be an open point in the frequency band.

また、等価回路19においても、複数のスイッチング素子5a〜5nが多段かつ直列に接続され、抵抗12a〜12nと、各寄生インダクタンス9a〜9nとがそれぞれ加算される構成となるので、スイッチング素子5a〜5nが接続されるB点についても、当該周波数帯における開放点とすることができる。   Also in the equivalent circuit 19, a plurality of switching elements 5 a to 5 n are connected in series and connected in series, and the resistors 12 a to 12 n and the parasitic inductances 9 a to 9 n are added. The point B to which 5n is connected can also be an open point in the frequency band.

一方、上述のように接続点A,B間の長さは1/4波長の奇数倍に設定されているので、A点からB点側を見たインピーダンスは、1/4波長の分布定数線路の終端部が開放されている場合のインピーダンス、すなわち略ゼロとすることができる。   On the other hand, since the length between the connection points A and B is set to an odd multiple of 1/4 wavelength as described above, the impedance viewed from the A point to the B point side is a 1/4 wavelength distributed constant line. The impedance in the case where the terminal portion of the terminal is open, that is, substantially zero can be set.

このように、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nをオン制御することにより、A点を開放点とする一方で、B点側(出力端子2側)を見たA点を短絡点として機能させることができるので、入力端子1から出力端子2に向かう信号を効果的に伝送することが可能となる。   In this way, by switching on the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n, the point A is set as an open point, while the point A viewed from the point B side (output terminal 2 side) is caused to function as a short-circuit point. Therefore, it is possible to effectively transmit a signal from the input terminal 1 to the output terminal 2.

また、スイッチング素子4a〜4n,5a〜5nが、それぞれ多段に直列接続される構成により、入力される高周波電圧が各スイッチング素子に分圧されて印加されるので、従来の高周波スイッチ回路と比較して、より高耐電力化することができる。   Further, since the switching elements 4a to 4n and 5a to 5n are connected in series in multiple stages, the input high frequency voltage is divided and applied to each switching element, so that it is compared with a conventional high frequency switch circuit. Thus, it is possible to achieve higher power durability.

(ボンディングワイヤのインダクタンスに関する検討)
ところで、図1に示す高周波スイッチ回路では、入力端子1および出力端子2を伝送線路上の一端および他端にそれぞれ設ける構成としているが、スイッチング素子が接続されるA点、B点との間のみを伝送線路とし、A点と入力端子1との間、およびB点と出力端子との間を、金ワイヤなどでボンディング接続する実装も考えられる。このようなボンディング接続の場合、ボンディング接続するボンディングワイヤのインダクタンスが問題となることが多い。
(Study on bonding wire inductance)
In the high-frequency switch circuit shown in FIG. 1, the input terminal 1 and the output terminal 2 are provided at one end and the other end on the transmission line, respectively, but only between points A and B to which the switching elements are connected. It is also conceivable that the transmission line is used as a transmission line, and the connection between the point A and the input terminal 1 and the point B and the output terminal are bonded by a gold wire or the like. In such a bonding connection, the inductance of the bonding wire to be bonded often becomes a problem.

ここで、例えばPINダイオードをボンディングワイヤで実装するようにした従来の高周波スイッチ回路について考察する。例えば、図4は、PINダイオードをボンディングワイヤで実装した従来構成の一例を示す図であり、図5は、図4に示す高周波スイッチ回路の等価回路を示す図である。   Here, for example, a conventional high-frequency switch circuit in which a PIN diode is mounted with a bonding wire will be considered. For example, FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional configuration in which a PIN diode is mounted with a bonding wire, and FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of the high-frequency switch circuit shown in FIG.

図4に示す高周波スイッチ回路では、PINダイオード30と基板20,21上にそれぞれ形成された入出力線路22,23との間をボンディングワイヤ24,25でそれぞれ接続する構成とされている。このような構成の場合、その等価回路は、図5に示すように、ボンディングワイヤのインダクタンスLとPINダイオードのキャパシタンスCjとによるLPFの構成となる。   In the high-frequency switch circuit shown in FIG. 4, the PIN diode 30 and the input / output lines 22 and 23 formed on the substrates 20 and 21 are connected by bonding wires 24 and 25, respectively. In the case of such a configuration, the equivalent circuit has an LPF configuration with an inductance L of the bonding wire and a capacitance Cj of the PIN diode, as shown in FIG.

ここで、ボンディングワイヤのインダクタンスは、実装上の制約により、例えば0.4nH程度であり、PINダイオードのキャパシタンスは、例えば0.1pF程度である。この場合、この高周波スイッチ回路の遮断周波数は約39GHzとなり、例えば準ミリ波帯やミリ波帯における損失が非常に大きくなる。   Here, the inductance of the bonding wire is, for example, about 0.4 nH due to mounting restrictions, and the capacitance of the PIN diode is, for example, about 0.1 pF. In this case, the cut-off frequency of the high-frequency switch circuit is about 39 GHz, and for example, the loss in the quasi-millimeter wave band and the millimeter wave band becomes very large.

一方、準ミリ波帯やミリ波帯における損失を減少させるために、ボンディングワイヤのインダクタンスLを小さくした場合には、伝送線路との整合が難しくなる。したがって、図4に示すような従来技術の構成による高周波スイッチ回路は、例えば準ミリ波帯やミリ波帯の帯域で使用する高周波スイッチ回路として採用することができない。   On the other hand, when the inductance L of the bonding wire is reduced in order to reduce the loss in the quasi-millimeter wave band or the millimeter wave band, matching with the transmission line becomes difficult. Therefore, the high-frequency switch circuit according to the configuration of the prior art as shown in FIG. 4 cannot be employed as a high-frequency switch circuit used in, for example, a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band.

他方、本実施の形態にかかる高周波スイッチ回路は、高周波スイッチ回路自身が、接地状態(スイッチング素子オンの状態)と1/4波長線路(50Ω)による整合状態(スイッチング素子オフの状態)との切り替えを実現しているので、入出力端子に接続されるボンディングワイヤのインダクタンスの影響を無視することができる。したがって、本実施の形態にかかる高周波スイッチ回路は、例えば準ミリ波帯やミリ波帯の帯域において好適な使用が可能となる。   On the other hand, in the high-frequency switch circuit according to the present embodiment, the high-frequency switch circuit itself switches between a ground state (switching element on state) and a matching state (switching element off state) by a quarter wavelength line (50Ω). Therefore, the influence of the inductance of the bonding wire connected to the input / output terminal can be ignored. Therefore, the high-frequency switch circuit according to the present embodiment can be suitably used, for example, in a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band.

以上、説明したように、この実施の形態の高周波スイッチ回路によれば、入力端子1から出力端子2に向かう高周波信号の通過および遮断を制御する回路部として、直列接続された複数のスイッチング素子4a〜4nによって構成され、その一端が伝送線路3の接続点Aに接続されるスイッチング素子回路部と、直列接続された複数のスイッチング素子5a〜5nによって構成され、その一端が伝送線路3の接続点Aから1/4波長の奇数倍長だけ離れた接続点Bに接続されるスイッチング素子回路部と、を設けるようにしたので、耐電力性を向上させた高周波スイッチ回路を提供することができる。   As described above, according to the high-frequency switch circuit of this embodiment, a plurality of switching elements 4a connected in series as a circuit unit for controlling the passage and blocking of a high-frequency signal from the input terminal 1 to the output terminal 2 are used. 4n, one end of which is connected to a connection point A of the transmission line 3, and a plurality of switching elements 5a to 5n connected in series, one end of which is a connection point of the transmission line 3. Since the switching element circuit portion connected to the connection point B separated from A by an odd multiple of a quarter wavelength is provided, a high-frequency switch circuit with improved power durability can be provided.

なお、上記実施の形態では、スイッチング素子として電界効果トランジスタ(FET)を使用する場合の一例を示したが、例えばIGBTなどの接合容量を有するバイポーラ型のトランジスタを用いることも可能である。   In the above embodiment, an example in which a field effect transistor (FET) is used as a switching element has been described. However, for example, a bipolar transistor having a junction capacitance such as an IGBT can also be used.

以上のように、本発明にかかる高周波スイッチ回路は、自身の耐電力性を向上させた高周波スイッチ回路として有用である。   As described above, the high-frequency switch circuit according to the present invention is useful as a high-frequency switch circuit with improved power durability.

本発明の好適な実施の形態にかかる高周波スイッチ回路の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the high frequency switch circuit concerning suitable embodiment of this invention. 各スイッチング素子をオフ制御した場合の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit at the time of carrying out OFF control of each switching element. 各スイッチング素子をオン制御した場合の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit at the time of carrying out ON control of each switching element. PINダイオードをボンディングワイヤで実装した従来構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional structure which mounted the PIN diode with the bonding wire. 図4に示す高周波スイッチ回路の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the high frequency switch circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力端子
2 出力端子
3 伝送線路
4a〜4n,5a〜5n スイッチング素子
6 制御端子
7a〜7n,9a〜9n 寄生インダクタンス
8a〜8n,10a〜10n オフ容量
11a〜11n,12a〜12n オン抵抗
16〜19 等価回路
20,21 基板
22,23 入出力線路
24,25 ボンディングワイヤ
30 PINダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 Output terminal 3 Transmission line 4a-4n, 5a-5n Switching element 6 Control terminal 7a-7n, 9a-9n Parasitic inductance 8a-8n, 10a-10n Off-capacitance 11a-11n, 12a-12n On-resistance 16- 19 Equivalent circuit 20, 21 Substrate 22, 23 Input / output line 24, 25 Bonding wire 30 PIN diode

Claims (2)

伝送線路と、
前記伝送線路の一端に設けられた第1端子と、
前記伝送線路の他端に設けられた第2端子と、
直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の第1の接続点に接続される第1のスイッチング素子回路部、および直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の前記第1の接続点から1/4波長の奇数倍長だけ離れた第2の接続点に接続される第2のスイッチング素子回路部、ならびに直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、前記第1、第2のスイッチング素子回路部の各スイッチング素子の導通を制御する制御端子と、
を備えたことを特徴とする高周波スイッチ回路。
A transmission line;
A first terminal provided at one end of the transmission line;
A second terminal provided at the other end of the transmission line;
It is composed of a plurality of switching elements connected in series, one end of which is composed of a first switching element circuit unit connected to the first connection point of the transmission line, and a plurality of switching elements connected in series, A second switching element circuit portion having one end connected to a second connection point separated from the first connection point of the transmission line by an odd multiple of a quarter wavelength; and a plurality of switching elements connected in series A control terminal configured to control conduction of each switching element of the first and second switching element circuit units;
A high-frequency switch circuit comprising:
1/4波長の奇数倍長の長さを有する伝送線路と、
前記伝送線路の一端から引き出されて設けられた第1端子と、
前記伝送線路の他端から引き出されて設けられた第2端子と、
直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の一端に接続される第1のスイッチング素子回路部と、
直列接続された複数のスイッチング素子によって構成され、その一端が前記伝送線路の他端に接続される第2のスイッチング素子回路部と、
前記第1、第2のスイッチング素子回路部を制御する制御端子と、
を備えたことを特徴とする高周波スイッチ回路。
A transmission line having a length that is an odd multiple of a quarter wavelength;
A first terminal provided from one end of the transmission line;
A second terminal provided by being pulled out from the other end of the transmission line;
A first switching element circuit unit configured by a plurality of switching elements connected in series, one end of which is connected to one end of the transmission line;
A second switching element circuit unit configured by a plurality of switching elements connected in series, one end of which is connected to the other end of the transmission line;
A control terminal for controlling the first and second switching element circuit units;
A high-frequency switch circuit comprising:
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