JP3126599B2 - 高周波用ダイオードスイッチ及びその積層部品 - Google Patents

高周波用ダイオードスイッチ及びその積層部品

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JP3126599B2 JP06253079A JP25307994A JP3126599B2 JP 3126599 B2 JP3126599 B2 JP 3126599B2 JP 06253079 A JP06253079 A JP 06253079A JP 25307994 A JP25307994 A JP 25307994A JP 3126599 B2 JP3126599 B2 JP 3126599B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波信号,例えば
アンテナ回路における入出力の切換えを行う高周波用ダ
イオードスイッチ及びその積層部品に関する。
【0002】
【背景技術】無線機器のアンテナに対する送受信切換え
などに用いられている高周波用ダイオードスイッチとし
ては、すでに各種のものが知られている。例えば、特開
平2−108301号公報にはλ/4位相線路(λは信
号の波長)を用いたスイッチ回路が開示されており、実
開平3−82902号公報にはPINダイオードを用い
たスイッチが開示されている。
【0003】このようなダイオードスイッチの高周波帯
域における特性を改善するための各種の手法としては、
図5に示すようなものがある。まず、同図(A)に示す
ものは、遮断特性を改善するためのもので、入出力の切
換えに伴ってON(導通),OFF(非導通)に切り換
えられるダイオードDに対して並列に、インダクタL1
とキャパシタC1の直列回路を接続したものである。こ
れによれば、インダクタL1とダイオードDの容量成分
によって並列共振を行うことで、遮断特性の改善が図ら
れている。なお、C1は直流カット用である。
【0004】同図(B)に示すものは、伝送損失を低減
するためのもので、ダイオードDの両端にインダクタL
2とキャパシタC2,インダクタL3とキャパシタC3によ
るLC回路をそれぞれ取り付けたものである。これによ
り、伝送時の損失が低減される。同図(C)に示すもの
は、前記(A),(B)に示すものを合成したもので、
遮断特性の改善と損失の低減が図られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、インダクタ
をプリント基板上あるいは多層基板中にライン素子で形
成しようとすると、インダクタの値に対応した長さが必
要である。他方、前記図5(C)の例では、インダクタ
がL1,L2,L3と三つもあり、回路全体としてみる
と、どうしても占有面積あるいは積層数が大きくなって
しまう。部品の小型化のためには、インダクタL1〜L3
のライン長が短くてすむような回路構成が望ましい。
【0006】この発明は、以上の点に着目したもので、
遮断特性の改善や損失の低減といった本来の機能を妨げ
ることなく、インタクダのライン長を短くして部品の小
型化を図ることができる高周波用ダイオードスイッチ及
びその積層部品を提供することを、その目的とするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段と作用】前記目的を達成す
るため、本発明は、切換動作に対応してON,OFFに
制御されるダイオード;該ダイオードのアノード側に、
インダクタが直列に、キャパシタが並列に、それぞれ接
続された第1の損失低減用LC回路;該ダイオードのカ
ソード側に、インダクタが直列に、キャパシタが並列
に、それぞれ接続された第2の損失低減用LC回路;遮
断特性改善用インダクタと直流カット用キャパシタを直
列に接続した遮断特性改善用回路;を備えており、前記
ダイオードと前記第1及び第2の損失低減用LC回路と
の全体に対して並列に、前記遮断特性改善用回路を接続
したことを特徴とする。
【0008】このため、損失改善用インダクタが、遮断
特性改善用インダクタと共有されるようになり、その値
が小さくてすむようになる。従って、そのライン長が短
くなって面積あるいは体積が低減される。この発明の前
記及び他の目的,特徴,利点は、次の詳細な説明及び添
付図面から明瞭になろう。
【0009】
【好ましい実施例の説明】この発明には数多くの実施例
が有り得るが、ここでは適切な数の実施例を示し、詳細
に説明する。 <実施例1>最初に、図1及び図2を参照しながら実施
例1について説明する。図1には実施例1の構成が示さ
れており、信号入出力の切換えに伴ってON,OFFに
切り換えられるダイオードDのアノード側には、インダ
クタL2が直列に,キャパシタC2が並列にそれぞれ接続
されている。また、ダイオードDのカソード側には、イ
ンダクタL3が直列に,キャパシタC3が並列にそれぞれ
接続されている。これらのLC回路は、伝送時の損失を
低減するためのものである。
【0010】次に、本実施例では、これらのLC回路の
全体に対して並列に、インダクタL5とキャパシタC5の
直列回路が接続されている。このインダクタL5とダイ
オードDの容量成分によって並列共振を行うことで、遮
断特性の改善が図られている。なお、キャパシタC5
は、直流カットのために接続されている。このように、
遮断特性改善用の並列インダクタとキャパシタは、ダイ
オードDの両端ではなく、損失改善用のLC回路の外側
に接続されている。従って、インダクタL2,L3が、遮
断特性改善用のL5,C5による並列共振回路と、損失改
善用のLC回路との両方に共有されるようになる。
【0011】このため、図5(C)に示した背景技術の
回路に対し、同様の遮断特性の改善効果を得るために必
要な並列接続インダクタL5の値が小さくてすむように
なる。これにより、プリント基板や多層基板などで部品
を構成した場合、インダクタL5のライン長が低減され
て面積あるいは体積が低減され、その小型化が可能とな
る。
【0012】図2には、実施例1を多層基板で構成した
部品の各層のパターンが示されている。同図において、
まず最下層のシート10上にはアースパターン12が形
成されている。14,16は引出し部である。その上の
シート18上には、並列共振用キャパシタC5の一方の
パターンC5A,並列共振用インダクタパターンL5,及
び引出し部20が連続して形成されている。その上のシ
ート22上には、前記キャパシタパターンC5Aに対応し
て並列共振用キャパシタC5を形成するための他方のキ
ャパシタパターンC5B,ビアホール24が形成されてい
る。26は引出し部である。
【0013】その上のシート28上には、損失改善用イ
ンダクタパターンL2,L3,ビアホール30,32がそ
れぞれ形成されている。ビアホール30は、下のシート
22のビアホール24を介してその下のシート18の引
出し部20に接続されるようになっている。また、ビア
ホール32は、その下のシート22のパターンC5Bに接
続されるようになっている。
【0014】その上のシート34には、ダイオードDの
ための部品ランド36A,36B,ビアホール38,4
0がそれぞれ形成されている。ビアホール38,40
は、その下のシート28のインダクタパターンL2,L3
にそれぞれ接続されるようになっている。これらの各シ
ートは積層圧着の後焼成され、ダイオードDや側面電極
が取り付けられて積層複合部品となる。
【0015】次に、この積層部品と図1の回路との関係
を説明すると、引出し部20が図1の入力端となってお
り、これが一方ではインダクタパターンL5に接続さ
れ、他方ではビアホール24,30を通じてインタクダ
パターンL2に接続されている。インダクタパターンL5
は、キャパシタパターンC5A,C5Bによって形成された
キャパシタC5に接続され、このキャパシタC5Bの引出
し部26が図1の回路の出力端となっている。また、こ
の引出し部26は、ビアホール32を通じてインダクタ
パターンL3に接続されている。
【0016】インダクタパターンL2,L3は、ビアホー
ル38,40を通じてダイオードDにそれぞれ接続され
ている。また、ダイオードDのキャパシタC2,C3は、
部品ランド36A,36Bと、最下層のアースパターン
12との間に浮遊容量として形成されている。
【0017】ところで、このような部品パターンにおい
てインダクタパターンL2,L3,L5に着目する。図1
の回路において、インダクタL2,L3は例えば数nH
(2〜3nH)であり、インダクタL5は例えば約10
nHである。このため、インダクタパターンL5は他の
インダクタパターンL2,L3よりも長くなり、図2に示
すようにジグザグに形成されている。本実施例によれ
ば、これが短くてすむため、部品面積が低減されるよう
になる。
【0018】また、本実施例では、インダクタパターン
L5のライン長を短くできるため、同一シート上に他の
パターン(図示の例ではキャパシタパターンC5A)が形
成できる。このため、シートの積層数が低減され、部品
の体積が低減されることになる。更に、これらによっ
て、遮断特性の改善や損失の低減といった本来の機能が
妨げられることもない。
【0019】<実施例2>次に、図3を参照しながら実
施例2について説明する。この実施例は、信号源SGの
出力信号の負荷RL(例えば50Ω)に対する供給切換
えを行うスイッチに、前記実施例1を適用したものであ
る。同図において、信号源SGは、例えば内部抵抗Rg
が50Ωとなっており、一方がアースに、他方がカップ
リングコンデンサC6を介して実施例1の回路の入力端
子T1に接続されている。この入力端子T1とアースとの
間には、信号カット用インダクタL6とバイパスコンデ
ンサC7の直列回路が接続されている。
【0020】他方、出力端子T2は、一方でカップリン
グコンデンサC8を介して負荷RLに接続されており、多
方でアースとの間に直流電流制限用の抵抗Rとバイパス
コンデンサC9が接続されている。更に、バイパスコン
デンサC7,C9は切換スイッチ50,52にそれぞれ接
続されている。これら切換スイッチ50,52は、制御
用直流電源V1,V2に対する切換えを行うためのもの
で、連動して動作するように構成されている。
【0021】次に、以上のように構成された実施例2の
全体動作を説明する。まず、負荷RLに信号を供給しな
い状態から説明する。この場合は、切換スイッチ50,
52が図示の位置と反対の位置となる。このため、制御
用直流電源V2のプラス電圧が直流電流制限用抵抗R,
損失低減用インダクタL3を介してダイオードDのカソ
ード側に印加されるようになる。これによって、ダイオ
ードDは逆バイアスされることになり、OFFの状態と
なる。
【0022】なお、このとき、制御用直流電源V2から
遮断特性改善用インダクタL5,信号カット用インダク
タL6を介してアースに流れる電流は、直流カット用コ
ンデンサC5によってカットされる。
【0023】次に、負荷RLに信号を供給する場合は、
切換スイッチ50,52が図示の位置となる。このた
め、制御用直流電源V1のプラス電圧が信号カット用イ
ンダクタL6,損失低減用インダクタL2を介してダイオ
ードDのアノード側に印加されるようになる。これによ
って、ダイオードDは正バイアスされることになり、O
Nの状態となる。従って、信号源SGから出力された高
周波信号は、カップリングコンデンサC6を介して入力
端子T1に供給され、実施例1の回路を介して出力端子
T2からカップリングコンデンサC8を介して負荷RLに
供給される。なお、このときの制御用直流電源V1によ
って流れる電流は、抵抗Rによって制限される。
【0024】<実施例3>次に、図4を参照しながら実
施例3について説明する。この実施例は、ほぼ実施例2
と同様であるが、インダクタの部分を分布定数回路で構
成したものである。すなわち、ダイオードDのアノード
側の損失低減用インダクタL2,コンデンサC2は、分布
定数回路A2によって構成されている。ダイオードDの
カソード側の損失低減用インダクタL3,キャパシタC3
は、分布定数回路A3によって構成されている。遮断特
性改善用インダクタL5は、分布定数回路A5によって構
成されている。信号カット用インダクタL6は、分布定
数回路A6によって構成されている。
【0025】また、バイパスコンデンサC7は、制御用
直流電源V1,V2を切り換えるための切換スイッチ60
に接続されている。電流制限用抵抗R側のバイパスコン
デンサは設けられていない。切換スイッチ60を電源V
1側に切り換えると、ダイオードDがONとなって、信
号源SGから出力された高周波信号が負荷RLに供給さ
れる。信号の供給を停止するときは、切換スイッチ60
を電源V2側に切り換える。すると、ダイオードDがO
FFとなって、負荷RLに対する信号供給は停止する。
【0026】<他の実施例>この発明は、以上の開示に
基づいて多様に改変することが可能であり、例えば次の
ようなものがある。 (1)前記実施例は、本発明を所定負荷に対する信号の
供給切換えに適用したものであるが、例えば無線機器の
アンテナにおける送受信切換スイッチなど、高周波信号
に対するスイッチング一般に適用可能である。 (2)扱う高周波信号の帯域としては、特に数百MHz
〜数GHzまでが好適であるが、それに限定されるもの
ではない。 (3)回路構成も、同様の作用を奏するように各種設計
変更が可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、遮断特性改善用及び損失低減用のインダクタの全体
の値が減少するため、多層基板などで回路構成したと
き、部品の面積や体積が低減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1の構成を示す回路図であ
る。
【図2】実施例1の回路を構成した多層基板の各層のパ
ターンを示す斜視図である。
【図3】この発明の実施例2の構成を示す回路図であ
る。
【図4】この発明の実施例3の構成を示す回路図であ
る。
【図5】背景技術の例を示す回路図である。
【符号の説明】
10,18,22,28,34…シート 12…アースパターン 14,16,20,26…引出し部 24,30,32,38,40…ビアホール 36A,36B…部品ランド 50,52,60…切換スイッチ A2,A3,A5,A6…分布定数回路 C2,C3…損失低減用キャパシタ C5…直流カット用キャパシタ C6,C8…カップリングコンデンサ C7,C9…バイパスコンデンサ D…ダイオード L2,L3…損失低減用インダクタ L5…遮断特性改善用インダクタ L6…信号カット用インダクタ R…電流制限用抵抗 Rg…内部抵抗 RL…負荷抵抗 T1,T2…端子 V1,V2…制御用直流電圧源

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 切換動作に対応してON,OFFに制御
    されるダイオード; 該ダイオードのアノード側に、インダクタが直列に、キ
    ャパシタが並列に、それぞれ接続された第1の損失低減
    用LC回路; 該ダイオードのカソード側に、インダクタが直列に、キ
    ャパシタが並列に、それぞれ接続された第2の損失低減
    用LC回路; 遮断特性改善用インダクタと直流カット用キャパシタを
    直列に接続した遮断特性改善用回路; を備えており、 前記ダイオードと前記第1及び第2の損失低減用LC回
    路との全体に対して並列に、前記遮断特性改善用回路を
    接続したことを特徴とする高周波用ダイオードスイッ
    チ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の高周波用ダイオードスイ
    ッチを、多層基板による分布定数回路で構成した高周波
    用ダイオードスイッチ。
  3. 【請求項3】 前記キャパシタ及びインダクタのいずれ
    かに相当するパターンを形成した複数のシートを積層し
    て、請求項1記載の高周波用ダイオードスイッチを構成
    したことを特徴とする積層部品。
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