JP2011229029A - High frequency switching circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体スイッチを用いて高周波信号の伝送系統の切り替えを行う高周波切替回路に関する。 The present invention relates to a high-frequency switching circuit that switches a transmission system of a high-frequency signal using a semiconductor switch.
P層とN層の中間に不純物濃度が低い中間層(I層)を形成したPIN(Positive−Intrinsic−Negative)ダイオードを用いて、高周波信号の伝送系統の切り替えを行う高周波切替回路が広く知られている。このPINダイオードは、順方向に流れる電流を制御することによって、高周波直列抵抗を変化させることができるので、高周波信号の伝送系統を切り替えるための高周波切替回路や高周波可変減衰器などに好んで利用されている。 A high-frequency switching circuit that switches a transmission system of a high-frequency signal by using a PIN (Positive-Intrinsic-Negative) diode in which an intermediate layer (I layer) having a low impurity concentration is formed between the P layer and the N layer is widely known. ing. Since this PIN diode can change the high-frequency series resistance by controlling the current flowing in the forward direction, it is preferably used for a high-frequency switching circuit or a high-frequency variable attenuator for switching a high-frequency signal transmission system. ing.
図4は、一般的に使用されている高周波切替回路の回路図である。図4において、第1のプラス電源24、及び第2のプラス電源33は、第3のプラス電源27よりも高い電圧を有する電圧供給源である。第1の切替回路21は、トランジスタ22へのベース電流を供給/遮断する。第1の切替回路21からトランジスタ22へのベース電流が遮断されると、第1のプラス電源24から抵抗23を経由してPINダイオード26に逆バイアス電圧が印加されて、PINダイオード26はOFFされるので、第1の入力端子25と出力端子29との間では高周波信号の伝送は行われない。
FIG. 4 is a circuit diagram of a commonly used high-frequency switching circuit. In FIG. 4, a first
また、第1の切替回路21からトランジスタ22へベース電流が供給されるとトランジスタ22がONとなり、第3のプラス電源27から抵抗28を経由してPINダイオード26へ順方向電流が供給されるため、第1の入力端子25と出力端子29との間で高周波信号の伝送が行われる。なお、このときのPINダイオード26の順方向電流の大きさは、第3のプラス電源27に直列に接続された抵抗28の値によって決定される。
Further, when the base current is supplied from the
同様にして、第2の切替回路30は、トランジスタ31へのベース電流を供給/遮断する。第2の切替回路30からトランジスタ31へのベース電流が遮断されると、第2のプラス電源33から抵抗32を経由してPINダイオード35に逆バイアス電圧が印加されて、PINダイオード35はOFFされるので、第2の入力端子34と出力端子29との間では高周波信号の伝送は行われない。
Similarly, the
また、第2の切替回路30からトランジスタ31へベース電流が供給されるとトランジスタ31がONとなり、第3のプラス電源27から抵抗28を経由してPINダイオード35へ順方向電流が供給されるため、第2の入力端子34と出力端子29との間で高周波信号の伝送が行われる。なお、このときのPINダイオード35の順方向電流の大きさは、第3のプラス電源27に直列に接続された抵抗28の値によって決定される。
Further, when the base current is supplied from the
このようにして、第1の切替回路21と第2の切替回路30とによって、トランジスタ22とトランジスタ31を交互にON/OFFさせることにより、PINダイオード26とPINダイオード35に、交互に、逆バイアス電圧の印加と順方向電流の供給とが行われる。したがって、第1の入力端子25と出力端子29との間の高周波信号伝送路と、第2の入力端子34と出力端子29との間の高周波信号伝送路とを交互に切り替えることができる。
In this way, the
また、高周波信号の伝送系統を高速で切り替えるための高周波切替回路の関連技術として、PINダイオードの両端を半導体スイッチで強制的に短絡して同電位にすることによって、該PINダイオードを高速でONからOFFへ切り替える技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、半導体スイッチによってPINダイオードの両端を短絡することにより、該PINダイオードに蓄積されていた電荷を半導体スイッチによって急速に放電することができるので、高周波信号の伝送系統の切り替えを高速で行うことができる。 In addition, as a related technology of a high-frequency switching circuit for switching a high-frequency signal transmission system at high speed, both ends of the PIN diode are forcibly short-circuited by a semiconductor switch to have the same potential, so that the PIN diode is turned on at high speed. A technique for switching to OFF is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to this technology, by short-circuiting both ends of the PIN diode by the semiconductor switch, the charge accumulated in the PIN diode can be discharged rapidly by the semiconductor switch. Can be done.
さらに、他の関連技術として、一対のダイオードがコンデンサを介して互いに逆接続され、順方向電流を導通/非導通に制御することによって、ダイオードを導通させて高周波信号を通電させたり、ダイオードを非導通にして高周波信号を遮断したりする技術が開示されている(特許文献2参照)。この技術によれば、ダイオードが逆極性で直列接続されているので、順電流を流さなくてもダイオードを導通してしまう様な大電力高周波信号を阻止することができる。 Furthermore, as another related technique, a pair of diodes are reversely connected to each other via a capacitor, and the forward current is controlled to be conductive / non-conductive, whereby the diode is made conductive and a high-frequency signal is applied. A technique for making a high-frequency signal cut off is disclosed (see Patent Document 2). According to this technique, since the diodes are connected in series with reverse polarity, it is possible to prevent a high-power high-frequency signal that causes the diodes to conduct without passing a forward current.
しかしながら、前述の図4に示すような一般的な高周波切替回路においては、次のような幾つかの課題がある。すなわち、第1の課題は、トランジスタ22(又はトランジスタ31)のOFF時に、第1のプラス電源24(又は第2のプラス電源33)からPINダイオード26(又はPINダイオード35)に印加される逆バイアス電圧が、第1のプラス電源24(又は第2のプラス電源33)に直列に接続された抵抗23(又は抵抗32)で制限されるため、PINダイオード26(又はPINダイオード35)の電荷を除去するのに時間がかかり、高周波信号を高速でON/OFF切り替えすることができない。 However, the general high-frequency switching circuit as shown in FIG. 4 has the following problems. That is, the first problem is that the reverse bias applied to the PIN diode 26 (or PIN diode 35) from the first positive power source 24 (or second positive power source 33) when the transistor 22 (or transistor 31) is OFF. Since the voltage is limited by the resistor 23 (or resistor 32) connected in series with the first positive power supply 24 (or second positive power supply 33), the charge of the PIN diode 26 (or PIN diode 35) is removed. It takes time to do so, and high frequency signals cannot be switched on / off at high speed.
また、第2の課題は、トランジスタ22(又はトランジスタ31)のON時に、PINダイオード26(又はPINダイオード35)の逆バイアス用の第1のプラス電源24(又は第2のプラス電源33)からの電流がトランジスタ22(又はトランジスタ31)に流れてしまうため、無駄な消費電流が発生することである。その結果、抵抗23(又は抵抗32)の抵抗値を高くしなければならなくなり、電荷を除去するのに時間がかかり、高周波信号を高速でON/OFF切り替えすることができない。 The second problem is that when the transistor 22 (or the transistor 31) is turned on, the first positive power source 24 (or the second positive power source 33) for reverse biasing the PIN diode 26 (or the PIN diode 35) is used. Since current flows to the transistor 22 (or the transistor 31), useless consumption current is generated. As a result, the resistance value of the resistor 23 (or resistor 32) must be increased, and it takes time to remove the charge, and the high-frequency signal cannot be switched ON / OFF at high speed.
さらに、第3の課題は、特に大電力高周波回路においては高い電圧の逆バイアス電圧が必要であるが、逆バイアス用の第1のプラス電源24が抵抗23を経由してPINダイオード26に供給されるため、(又は、逆バイアス用の第2のプラス電源33が抵抗32を経由してPINダイオード35に供給されるため)、逆バイアス電圧に抵抗分の電圧降下が発生してしまい、PINダイオード26(又はPINダイオード35)に充分な逆バイアス電圧を印加できなくなることである。すなわち充分な逆バイアス電圧を印加するために、抵抗の電圧降下を考慮し、さらに高い電圧に設定しなければならない。
Further, the third problem is that a high reverse bias voltage is required particularly in a high-power high-frequency circuit, but the first
また、特許文献1に開示された技術は、PINダイオードの両端を半導体スイッチで短絡して該PINダイオードの電荷を除去しているため、PINダイオードの両端の電位が同じであるため、蓄積された電荷が除去されるまでに時間がかかるので、高周波信号の伝送系統を切替えるために時間がかかってしまう。さらに、特許文献2に開示された技術も逆極性でPINダイオードを接続することにより大高周波電流を阻止している点は異なるが、特許文献1と同様にPINダイオードの両端の電位が同じであるため、高周波信号の伝送系統を高速で切り替える高周波切替回路には適用することができない。
Further, since the technology disclosed in Patent Document 1 removes the charge of the PIN diode by short-circuiting both ends of the PIN diode with a semiconductor switch, the potentials at both ends of the PIN diode are the same. Since it takes time until the charges are removed, it takes time to switch the transmission system of the high-frequency signal. Furthermore, the technique disclosed in
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な回路構成によってPINダイオードの電荷を急速に除去することにより、高周波信号の伝送系統を高速で切り替えることができる高周波切替回路を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a high-frequency switching circuit capable of switching a high-frequency signal transmission system at high speed by rapidly removing the charge of a PIN diode with a simple circuit configuration. The purpose is that.
上記目的を達成するために、この発明の第1の構成は、高周波信号を伝送するための複数系統の伝送経路を有し、それぞれの伝送経路に直列に接続されたダイオードを交互に導通/遮断させることにより、前記高周波信号の系統切替を行う高周波切替回路であって、第1の半導体スイッチを介して、前記複数系統の伝送経路にそれぞれ接続された前記ダイオードにダイレクトに逆バイアス電圧を印加するマイナス電源と、第2の半導体スイッチを介して、前記複数系統の伝送経路にそれぞれ接続された前記ダイオードに順方向電流を供給するプラス電源とを備え、それぞれの前記ダイオードに対して、前記マイナス電源からの逆バイアス電圧の印加と前記プラス電源からの順方向電流の供給とを交互に行うことにより、前記高周波信号の系統切替を行うことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention has a plurality of transmission paths for transmitting a high-frequency signal, and alternately connects / disconnects diodes connected in series to the respective transmission paths. A high-frequency switching circuit that performs system switching of the high-frequency signal, and applies a reverse bias voltage directly to the diodes connected to the transmission paths of the plurality of systems via the first semiconductor switch. A negative power source and a positive power source for supplying a forward current to the diodes connected to the transmission paths of the plurality of systems via a second semiconductor switch, and the negative power source for each of the diodes. By alternately applying a reverse bias voltage from the positive power supply and a forward current from the positive power source, the high-frequency signal system It is characterized by carrying out the exchange.
この発明の構成によれば、高周波信号の伝送経路に直列に接続されたダイオード(PINダイオード)に対して抵抗を経由せずにダイレクトに逆バイアス電圧をかけている。したがって、ダイオード(PINダイオード)のON時に蓄積された電荷は、該ダイオードのOFF時において急速に除去される。これによって、ダイオードを伝送する高周波信号の伝送経路を高速で切り替えることができる。 According to the configuration of the present invention, a reverse bias voltage is directly applied to a diode (PIN diode) connected in series to a high-frequency signal transmission path without passing through a resistor. Therefore, the electric charge accumulated when the diode (PIN diode) is turned on is rapidly removed when the diode is turned off. Thereby, the transmission path of the high frequency signal transmitted through the diode can be switched at high speed.
関連する技術にあっては、比較的高い値の抵抗を用いてPINダイオードに逆バイアス電圧を印加している。これにより、PINダイオードの両端を短絡する場合よりも高速にPINダイオードの電荷を除去して、高周波信号の伝送系統を比較的高速で切り替えることができる。しかし、抵抗による電流制限を受けるため、電荷の除去にも制限を受け、結果として高周波信号の高速切替にも制限を受ける。さらには、PINダイオードのON時に無駄な電流がトランジスタに流れるために、必然的に抵抗の値を大きくしなければならないので、高周波信号の伝送系統の高速切替にも限界が生じる。そこで、この発明の実施形態では、抵抗を介することなく、PINダイオードに直接逆バイアス電圧をかけることにより、PINダイオードに蓄積された電荷をより急速に除去することによって、高周波信号の伝送系統の切替時間の更なる高速化を実現している。
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳細に説明する。
In the related technology, a reverse bias voltage is applied to the PIN diode using a relatively high value resistor. Thereby, the charge of the PIN diode can be removed at a higher speed than when both ends of the PIN diode are short-circuited, and the high-frequency signal transmission system can be switched at a relatively high speed. However, since the current is limited by the resistance, the charge removal is also limited, and as a result, the high-speed signal switching is also limited. Furthermore, since a wasteful current flows through the transistor when the PIN diode is turned on, the resistance value must be increased. Therefore, there is a limit to high-speed switching of the transmission system of the high-frequency signal. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the reverse bias voltage is directly applied to the PIN diode without using a resistor, thereby removing charges accumulated in the PIN diode more rapidly, thereby switching the transmission system of the high-frequency signal. Realizing further speedup of time.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1の実施形態である高周波切替回路の回路図である。この高周波切替回路では、PINダイオードに逆バイアス電圧をダイレクトにかけることにより高周波信号の伝送系統を高速で切り替えることを特徴としている。 FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency switching circuit according to the first embodiment of the present invention. This high-frequency switching circuit is characterized in that a high-frequency signal transmission system is switched at high speed by directly applying a reverse bias voltage to the PIN diode.
まず、図1に示す第1の実施形態に係る高周波切替回路の構成について説明する。図1において、第1の切替回路1は、NPN型のトランジスタ2のベース、又はPNP型のトランジスタ3のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ2は、ONしたときに、第1のマイナス電源4による逆バイアス電圧をPINダイオード6へ印加する。また、PNP型のトランジスタ3は、ONしたときに、第1のプラス電源5による順方向電流をPINダイオード6へ供給する。
First, the configuration of the high-frequency switching circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the first switching circuit 1 supplies a current to either the base of the
また、PINダイオード6は、第1の入力端子7aから送信された高周波信号のON/OFF切り替えを行う。抵抗9は、PINダイオード6及びPINダイオード15に流れる順方向電流の大きさを決定する。出力端子8aは、第1の入力端子7a又は第2の入力端子16aから送信された高周波信号を外部へ出力する。
The
同様にして、第2の切替回路10は、NPN型のトランジスタ11のベース、又はPNP型のトランジスタ12のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ11は、ONしたときに、第2のマイナス電源13による逆バイアス電圧をPINダイオード15へ印加する。また、PNP型のトランジスタ12は、ONしたときに、第2のプラス電源14による順方向電流をPINダイオード15へ供給する。PINダイオード15は、第2の入力端子16aから送信された高周波信号のON/OFF切替えを行う。
Similarly, the
なお、第1の切替回路1及び第2の切替回路2は、例えば、トランジスタを用いたディスクリートによるフリップフロップ回路、又は、D−フリップフロップやJK−フリップフロップなどによって容易に実現することはできる。したがって、これらの切替回路は、当業者にとっては良く知られており、また、この発明とは直接的には関係ないので、その詳細な説明は省略する。
The first switching circuit 1 and the
次に、図1に示す第1の実施形態に係る高周波切替回路の動作について説明する。図1において、第1の切替回路1は、NPN型のトランジスタ2のベース、又はPNP型のトランジスタ3のベースの何れかへ電流を供給する。第1の切替回路1からNPN型のトランジスタ2のベースへ電流が供給されると、第1のマイナス電源4からPINダイオード6に逆バイアス電圧がかかるので該PINダイオード6はOFFとなり、第1の入力端子7aからの高周波信号は出力端子8aへ出力されない。
Next, the operation of the high frequency switching circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the first switching circuit 1 supplies a current to either the base of the
また、第1の切替回路1からPNP型のトランジスタ3のベースに電流が供給されると、第1のプラス電源5からPINダイオード6へ順方向電流が供給されるため該PINダイオード6はONとなり、第1の入力端子7aからの高周波信号は出力端子8aへ出力される。なお、このときのPINダイオード6の順方向電流は抵抗9の値で決定される。
When a current is supplied from the first switching circuit 1 to the base of the PNP transistor 3, the forward current is supplied from the first
同様にして、第2の切替回路10は、NPN型のトランジスタ11のベース、又はPNP型のトランジスタ12のベースの何れかへ電流を供給する。第2の切替回路10からNPN型のトランジスタ11のベースに電流が供給されると、第2のマイナス電源13からPINダイオード15へ逆バイアスがかかるので該PINダイオード15はOFFとなり、第2の入力端子16aからの高周波信号は出力端子8aへ出力されない。
Similarly, the
また、第2の切替回路10からPNP型のトランジスタ12のベースに電流が供給されると、第2のプラス電源14からPINダイオード15へ順方向電流が供給されるため該PINダイオード6はONとなり、第2の入力端子16aからの高周波信号は出力端子8aへ出力される。なお、このときのPINダイオード15の順方向電流は抵抗9の値で決定される。
When a current is supplied from the
このようにして、第1の切替回路1及び第2の切替回路10によって、NPN型のトランジスタ2とPNP型のトランジスタ3、及びNPN型のトランジスタ11とPNP型のトランジスタ12を交互にON/OFFすることにより、PINダイオード6とPINダイオード15とを交互にON/OFFさせることができる。これによって、第1の入力端子7aと出力端子8aとの間の高周波信号の伝送系統と、第2の入力端子16aと出力端子8aとの間の高周波信号の伝送系統とを交互に切り替えることができる。
In this way, the first switching circuit 1 and the
また、この実施形態では、PINダイオード6(又は、PINダイオード15)に対して抵抗を経由せずに直接逆バイアス電圧をかけている。したがって、PINダイオード6(又は、PINダイオード15)のON時に蓄積された電荷は、PINダイオード6(又は、PINダイオード15)のOFF時において急速に除去される。これによって、PINダイオード6を伝送する高周波信号と、PINダイオード15を伝送する高周波信号との伝送系統を高速で切り替えることができる。
In this embodiment, a reverse bias voltage is directly applied to the PIN diode 6 (or PIN diode 15) without passing through a resistor. Therefore, the charge accumulated when the PIN diode 6 (or PIN diode 15) is turned on is rapidly removed when the PIN diode 6 (or PIN diode 15) is turned off. Thereby, the transmission system of the high frequency signal transmitted through the
図2は、この発明の第2の実施形態である高周波切替回路の回路図である。第2の実施形態では、図1に示す第1の実施形態の高周波切替回路をベースにして構成したフィルタバンク回路が示されている。したがって、図1に示す第1の入力端子7aが図2では第1のフィルタ7bに置き換えられ、図1に示す第2の入力端子16aが図2では第2のフィルタ16bに置き換えられ、さらに、図1に示す出力端子8aは図2ではアンテナ8bに置き換えられている。それ以外の構成については両者に変更はない。
FIG. 2 is a circuit diagram of a high frequency switching circuit according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a filter bank circuit configured based on the high frequency switching circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 is shown. Therefore, the
なお、フィルタバンク回路とはバンドパスフィルタをアレイ状にしたものである。したがって、図2に示す高周波切替回路は、高周波の入力信号をフィルタによって複数のコンポーネントに分割して出力するフィルタバンク回路として示されている。 The filter bank circuit is an array of band pass filters. Therefore, the high frequency switching circuit shown in FIG. 2 is shown as a filter bank circuit that divides a high frequency input signal into a plurality of components by a filter and outputs the divided components.
まず、図2に示す第2の実施形態に係る高周波切替回路の構成について説明する。図2において、第1の切替回路1は、NPN型のトランジスタ2のベース、又はPNP型のトランジスタ3のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ2は、ONしたときに、第1のマイナス電源4による逆バイアス電圧をPINダイオード6へ印加する。また、PNP型のトランジスタ3は、ONしたときに、第1のプラス電源5による順方向電流をPINダイオード6へ供給する。第1のフィルタ7bはバンドパスフィルタで構成され、入力された高周波信号から所望の周波数の高周波信号を選別して出力する。
First, the configuration of the high-frequency switching circuit according to the second embodiment shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, the first switching circuit 1 supplies a current to either the base of the
また、PINダイオード6は、第1のフィルタ7bから選別されて出力された高周波信号のON/OFF切り替えを行う。抵抗9は、PINダイオード6及びPINダイオード15に流れる順方向電流の大きさを決定する。アンテナ8bは、第1のフィルタ7b又は第2のフィルタ16bで選別されて出力された高周波信号を空中へ送信する。
Further, the
同様にして、第2の切替回路10は、NPN型のトランジスタ11のベース、又はPNP型のトランジスタ12のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ11は、ONしたときに、第2のマイナス電源13による逆バイアス電圧をPINダイオード15へ印加する。また、PNP型のトランジスタ12は、ONしたときに、第2のプラス電源14による順方向電流をPINダイオード15へ供給する。第2のフィルタ16bはバンドパスフィルタで構成され、入力された高周波信号から所望の周波数の高周波信号を選別して出力する。PINダイオード15は、第2のフィルタ16bで選別されて出力された高周波信号のON/OFF切り替えを行う。
Similarly, the
次に、図2に示す高周波切替回路の動作について説明する。第1の切替回路1は、NPN型のトランジスタ2のベース、又はPNP型のトランジスタ3のベースの何れかへ電流を供給する。第1の切替回路1からNPN型のトランジスタ2のベースへ電流が供給されると、第1のマイナス電源4からPINダイオード6へ逆バイアス電圧が印加されて該PINダイオード6はOFFされるので、第1のフィルタ7bを通過した高周波信号はアンテナ8bへ出力されない。
Next, the operation of the high frequency switching circuit shown in FIG. 2 will be described. The first switching circuit 1 supplies a current to either the base of the
また、第1の切替回路1からPNP型のトランジスタ3のベースへ電流が供給されると、第1のプラス電源5からPINダイオード6へ順方向電流が供給されるため、第1のフィルタ7bで選別された高周波信号はアンテナ8bを経由して空中へ出力される。なお、このときのPINダイオード6の順方向電流の大きさは抵抗9の値で決定される。
Further, when a current is supplied from the first switching circuit 1 to the base of the PNP transistor 3, a forward current is supplied from the first
同様にして、第2の切替回路10は、NPN型のトランジスタ11のベース、又はPNP型のトランジスタ12のベースの何れかへ電流を供給する。第2の切替回路10からNPN型のトランジスタ11のベースへ電流が供給されると、第2のマイナス電源13からPINダイオード15へ逆バイアス電圧が印加されて該PINダイオード15がOFFされるので、第2のフィルタ16で選別された高周波信号はアンテナ8bへ出力されない。
Similarly, the
また、第2の切替回路10からPNP型のトランジスタ12のベースへ電流が供給されると、第2のプラス電源14からPINダイオード15へ順方向電流が供給されるため、第2のフィルタ16bで選別された高周波信号はアンテナ8bを経由して空中へ出力される。
Further, when a current is supplied from the
このようにして、第1の切替回路1及び第2の切替回路10によって、NPN型のトランジスタ2とPNP型のトランジスタ3、及びNPN型のトランジスタ11とPNP型のトランジスタ12を交互にON/OFFさせることにより、PINダイオード6とPINダイオード15とを交互にON/OFFさせることができる。これによって、第1のフィルタ7bで選別された高周波信号と第2のフィルタ16bで選別された高周波信号が交互に切り替えられてアンテナ8bを経由して空中へ出力される。
In this way, the first switching circuit 1 and the
また、このとき、PINダイオード6又はPINダイオード15は、第1のマイナス電源4又は第2のマイナス電源13から、抵抗を経由せずに、直接逆バイアス電圧が印加されるので、PINダイオード6又はPINダイオード15の電荷を急速に除去することができる。したがって、第1のフィルタ7b又は第2のフィルタ16bで選別された高周波信号の伝送系統を高速で切り替えてアンテナ8bへ出力することができる。
At this time, since the reverse bias voltage is directly applied to the
図3は、この発明の第3の実施形態である高周波切替回路の回路図である。図3に示す第3の実施形態の高周波切替回路の基本的な構成は図2とほぼ同じであるが、図2ではフィルタバンク回路の切り替えを出力側で行っていたのに対し、図3ではフィルタバンク回路の切り替えを入力側で行っている点が異なっている。それに伴い、図3の高周波切替回路は図2とは回路構成が若干異なるので、図2と重複する部分も含めて図3の構成内容について説明する。 FIG. 3 is a circuit diagram of a high frequency switching circuit according to a third embodiment of the present invention. The basic configuration of the high-frequency switching circuit of the third embodiment shown in FIG. 3 is almost the same as that of FIG. 2, but in FIG. 2, the filter bank circuit is switched on the output side, whereas in FIG. The difference is that the filter bank circuit is switched on the input side. Accordingly, the circuit configuration of the high-frequency switching circuit of FIG. 3 is slightly different from that of FIG. 2, so that the configuration contents of FIG.
図3において、第1の切替回路1は、NPN型のトランジスタ2のベース、又はPNP型のトランジスタ3のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ2は、ON時において、第1のマイナス電源4による逆バイアス電圧をPINダイオード6へ印加する。PNP型のトランジスタ3は、ON時において、第1のプラス電源5による順方向電流をPINダイオード6へ供給する。PINダイオード6は、第1のフィルタ7cで選別された高周波信号を入力端子7へ供給する。第1のフィルタ7cは、外部から入力された高周波信号から所望の周波数の高周波信号を選別する。抵抗17は、PINダイオード6、及びPINダイオード15の順方向電流の大きさを決定する。
In FIG. 3, the first switching circuit 1 supplies a current to either the base of the
同様にして、第2の切替回路10は、NPN型のトランジスタ11のベース、又はPNP型のトランジスタ12のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ11は、ON時において、第2のマイナス電源13による逆バイアス電圧をPINダイオード15に印加する。PNP型のトランジスタ12は、ON時において、第2のプラス電源14による順方向電流をPINダイオード15へ供給する。PINダイオード15は、第2のフィルタ10cで選別された高周波信号を入力端子7へ供給する。第2のフィルタ10cは、外部から入力された高周波信号から所望の周波数の高周波信号を選別する。
Similarly, the
次に、図3のフィルタバンク回路の動作を説明する。第1の切替回路1は、NPN型のトランジスタ2のベース、又はPNP型のトランジスタ3のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ2のベースへ電流が供給されると、第1のマイナス電源4からPINダイオード6に逆バイアス電圧が印加されるので、第1のフィルタ7cからの高周波信号は入力端子7へ供給されない。
Next, the operation of the filter bank circuit of FIG. 3 will be described. The first switching circuit 1 supplies a current to either the base of the
また、PNP型のトランジスタ3のベースへ電流が供給されると、第1のプラス電源5からPINダイオード6へ順方向電流が供給されるため、PINダイオード6がONとなって第1のフィルタ7cからの高周波信号は入力端子7へ供給される。このときのPINダイオード6の順方向電流の大きさは抵抗17の値で決定される。
When a current is supplied to the base of the PNP transistor 3, a forward current is supplied from the first
同様にして、第2の切替回路10は、NPN型のトランジスタ11のベース、又はPNP型のトランジスタ12のベースの何れかへ電流を供給する。NPN型のトランジスタ11のベースへ電流が供給されると、第2のマイナス電源13からPINダイオード15へ逆バイアス電圧が印加されるので、第2のフィルタ16cからの高周波信号は入力端子7へ供給されない。
Similarly, the
また、PNP型のトランジスタ12のベースへ電流が供給されると、第2のプラス電源14からPINダイオード15へ順方向電流が供給されるため、PINダイオード15がONとなって第2のフィルタ16cからの高周波信号は入力端子7へ供給される。このときのPINダイオード15の順方向電流の大きさは抵抗17の値で決定される。
When a current is supplied to the base of the
このようにして、第3の実施形態の高周波切替回路では、入力端子7の入力側において高周波信号の伝送系統の切り替えを行っているので、入力側におけるアイソレーションを高めることができる。なお、このような高周波切替回路の構成において、図2と図3のフィルタバンク回路は、同じ回路上に構成しても良い。
In this manner, in the high frequency switching circuit of the third embodiment, since the transmission system of the high frequency signal is switched on the input side of the
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、この発明の具体的に構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもそれらはこの発明に含まれる。例えば、前記各実施形態では電源電圧を切り替えるための好適な手段としてトランジスタを用いたが、これに限ることはなく、必要に応じてFET(電界効果トランジスタ)を用いても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to these embodiments, and the design does not depart from the spirit of the present invention. These changes are included in the present invention. For example, in each of the embodiments, a transistor is used as a suitable means for switching the power supply voltage. However, the present invention is not limited to this, and an FET (field effect transistor) may be used as necessary.
また、前記各実施形態では高周波信号の伝送経路を2系統で切り替える場合について説明したが、高周波信号の伝送経路を3系統以上の複数系統で切り替えるようにしても良い。例えば、高周波信号を3系統の伝送経路で切り替えるときは、図1の高周波切替回路において、さらに、第3の切替回路と、第3のマイナス電源と、第3のプラス電源と、第3のマイナス電源と第3のプラス電源とを切り替えるためのNPN型及びPNP型の一対のトランジスタと、第3のマイナス電源と第3のプラス電源とによって逆バイアス電圧の印加と順方向電流の供給とが行われるPINダイオードとを設ければ良い。 Further, although cases have been described with the above embodiments where the high-frequency signal transmission path is switched between two systems, the high-frequency signal transmission path may be switched between three or more systems. For example, when switching a high-frequency signal with three transmission paths, in the high-frequency switching circuit of FIG. 1, a third switching circuit, a third negative power source, a third positive power source, and a third negative power source are further provided. A reverse bias voltage is applied and a forward current is supplied by a pair of NPN and PNP transistors for switching between a power source and a third positive power source, and a third negative power source and a third positive power source. A PIN diode may be provided.
この発明の高周波切替回路は、簡単な回路構成によって高周波信号の伝送経路を高速で切り替えることができるので、通信システムの信号切替手段などに有効に利用することができる。 Since the high-frequency switching circuit of the present invention can switch the transmission path of a high-frequency signal at high speed with a simple circuit configuration, it can be effectively used for signal switching means of a communication system.
1,21 第1の切替回路
2,11 NPN型のトランジスタ(第1の半導体スイッチ)
3,12 PNP型のトランジスタ(第2の半導体スイッチ)
4 第1のマイナス電源(マイナス電源)
5 第1のプラス電源(プラス電源)
6,15 PINダイオード(ダイオード)
7 入力端子
7a,25 第1の入力端子
7b,7c 第1のフィルタ(フィルタ)
8a,29 出力端子
10,30 第2の切替回路
13 第2のマイナス電源(マイナス電源)
14 第2のプラス電源(プラス電源)
16a,34 第2の入力端子
16b,16c 第2のフィルタ(フィルタ)
22,31 NPN型のトランジスタ
24 第1のプラス電源
26,35 PINダイオード
27 第3のプラス電源
33 第2のプラス電源
1,21
3,12 PNP type transistor (second semiconductor switch)
4 First negative power supply (negative power supply)
5 First positive power supply (positive power supply)
6,15 PIN diode (diode)
7 Input terminal 7a, 25
8a, 29
14 Second positive power supply (positive power supply)
16a, 34
22, 31 NPN-
Claims (7)
第1の半導体スイッチを介して、前記各伝送経路に接続された前記ダイオードに直接逆バイアス電圧を印加するマイナス電源と、
第2の半導体スイッチを介して、前記各伝送経路に接続された前記ダイオードに順方向電流を供給するプラス電源とを備え、
前記各ダイオードに対して、前記マイナス電源からの逆バイアス電圧の印加と前記プラス電源からの順方向電流の供給とを交互に行うことにより、前記高周波信号の系統切替を行うことを特徴とする高周波切替回路。 The high-frequency signal system has a plurality of transmission paths for transmitting a high-frequency signal, and alternately connects / disconnects diodes connected in series to the transmission paths constituting the multiple-system transmission paths. A high-frequency switching circuit for switching,
A negative power source for directly applying a reverse bias voltage to the diodes connected to the transmission paths via a first semiconductor switch;
A positive power source for supplying a forward current to the diodes connected to the transmission paths via a second semiconductor switch;
The high-frequency signal system is switched by alternately applying a reverse bias voltage from the negative power source and supplying a forward current from the positive power source to each diode. Switching circuit.
第1の半導体スイッチを介して、前記各伝送経路に接続された前記ダイオードに、抵抗を介さずに、直接逆バイアス電圧を印加するマイナス電源と、
第2の半導体スイッチを介して、前記各伝送経路に接続された前記ダイオードに順方向電流を供給するプラス電源とを備え、
前記各ダイオードに対して、前記マイナス電源からの逆バイアス電圧の印加と前記プラス電源からの順方向電流の供給とを交互に行うことにより、前記高周波信号の系統切替を行うことを特徴とする高周波切替回路。 The high-frequency signal system has a plurality of transmission paths for transmitting a high-frequency signal, and alternately connects / disconnects diodes connected in series to the transmission paths constituting the multiple-system transmission paths. A high-frequency switching circuit for switching,
A negative power source for directly applying a reverse bias voltage to the diodes connected to the transmission paths via a first semiconductor switch without using a resistor;
A positive power source for supplying a forward current to the diodes connected to the transmission paths via a second semiconductor switch;
The high-frequency signal system is switched by alternately applying a reverse bias voltage from the negative power source and supplying a forward current from the positive power source to each diode. Switching circuit.
前記フィルタによって選別された高周波信号は、前記PINダイオードに対して、前記マイナス電源からの逆バイアス電圧の印加と前記プラス電源からの順方向電流の供給とが交互に行われることにより、伝送経路の系統切替が行われることを特徴とする請求項3又は4記載の高周波切替回路。 The transmission path includes a filter that selects a high-frequency signal having a desired frequency from the input high-frequency signal.
The high-frequency signal selected by the filter is applied to the PIN diode by alternately applying a reverse bias voltage from the minus power source and supplying a forward current from the plus power source. 5. The high frequency switching circuit according to claim 3, wherein system switching is performed.
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