JP3139352B2

JP3139352B2 - 高周波スイッチ

Info

Publication number: JP3139352B2
Application number: JP07316724A
Authority: JP
Inventors: 充英加藤; 規巨中島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: JPH09130101A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波スイッチに
関し、特に例えば、デジタル携帯電話機などの高周波回
路において信号の経路の切り換えを行うための高周波ス
イッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波スイッチは、図９に示すように、
デジタル携帯電話機などにおいて、第１のポートＰ１
（送信回路Ｔｘ）と第２のポートＰ２（アンテナＡＮ
Ｔ）との接続、及び第３のポートＰ３（受信回路Ｒｘ）
と第２のポートＰ２（アンテナＡＮＴ）との接続を切り
換えるために用いられる。

【０００３】図１０は、従来の高周波スイッチの一例を
示す回路図である。この高周波スイッチ１は、第１のポ
ートＰ１が送信回路Ｔｘに、第２のポートＰ２がアンテ
ナＡＮＴに、そして、第３のポートＰ３が受信回路Ｒｘ
に接続される。送信回路Ｔｘには、コンデンサ２ａを介
して、第１のダイオード３ａのアノードが接続される。
第１のダイオード３ａのアノードは、第１の分布定数線
路４ａ及びコンデンサ２ｂの直列回路を介して接地され
る。第１の分布定数線路４ａとコンデンサ２ｂの接続点
には、抵抗５ａを介して第１の制御電圧端子６ａが接続
される。第１の制御電圧端子６ａには、高周波スイッチ
の切り換えを行うための第１の制御回路（図示せず）が
接続される。また、第１のダイオード３ａのカソード
は、コンデンサ２ｃを介してアンテナＡＮＴに接続され
る。この第１のダイオード３ａには、抵抗５ｂが並列に
接続される。

【０００４】さらに、アンテナＡＮＴには、コンデンサ
２ｃを介して第２の分布定数線路４ｂの一端が接続され
る。第２の分布定数線路４ｂの他端は、コンデンサ２ｄ
を介して受信回路Ｒｘに接続される。第２の分布定数線
路４ｂとコンデンサ２ｄとの接続点には、第２のダイオ
ード３ｂのアノードが接続される。第２のダイオード３
ｂのカソードは、コンデンサ２ｅを介して接地される。
この第２のダイオード３ｂには、抵抗５ｃが並列に接続
される。また、第２のダイオード３ｂとコンデンサ２ｅ
の接続点には、抵抗５ｄを介して第２の制御電圧端子６
ｂが接続される。第２の制御電圧端子６ｂには、高周波
スイッチの切り換えを行うための第２の制御回路（図示
せず）が接続される。

【０００５】次に、高周波スイッチ１を用いて送信及び
受信を行う場合を説明する。まず、送信時には、第１の
制御電圧端子６ａに正の電圧、第２の制御電圧端子６ｂ
に０［Ｖ］が印加される。このとき、コンデンサ２ａ〜
２ｅによって直流分がカットされ、第１の制御電圧端子
６ａに印加された電圧が第１及び第２のダイオード３
ａ、３ｂを含む回路にのみ印加される。このため、第１
及び第２のダイオード３ａ、３ｂはオン状態になる。第
１及び第２のダイオード３ａ、３ｂがオン状態になるこ
とによって、送信回路Ｔｘからの信号が、アンテナＡＮ
Ｔに送られて、アンテナＡＮＴから送信される。また、
送信回路Ｔｘの送信信号は、第２の分布定数線路４ｂが
第２のダイオード３ｂ及びコンデンサ２ｅを介して接地
されることにより、インピーダンス反転回路が形成され
るため、第１のダイオード３ａのカソードと第２の分布
定数線路４ｂとの接続点から受信回路Ｒｘ側をみたイン
ピーダンスが非常に大きくなり、受信回路Ｒｘには伝達
されない。

【０００６】一方、受信時には、第１の制御電圧端子６
ａに０［Ｖ］、第２の制御電圧端子６ｂに正の電圧が印
加され、第１及び第２のダイオード３ａ、３ｂはオフ状
態になる。そのため、受信信号は受信回路Ｒｘに伝達さ
れ、送信回路Ｔｘ側には伝達されない。

【０００７】このように、この高周波スイッチ１では、
第１及び第２の制御電圧端子６ａ、６ｂに印加する電圧
を制御することによって、送受信を切り換えることがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高周波スイッチ１では、第１及び第２のダイオード３
ａ、３ｂに並列に抵抗５ｂ、５ｃを接続しなければなら
ないため、現実に高周波スイッチ１を形成する場合に
は、設計自由度が小さくなる。特に、多層基板を用いて
高周波スイッチ１を形成する場合、多層基板上に第１及
び第２のダイオード３ａ、３ｂを実装すると、抵抗５
ｂ、５ｃを多層基板上に実装あるいは印刷にて設ける必
要があり、製造コストが高くなるという問題点がある。

【０００９】また、高周波スイッチ１の一部を形成する
多層基板と抵抗５ｂ、５ｃを実装基板上に実装する場合
には、抵抗用の配線のため、高周波スイッチ１の特性の
悪化が生じ、所望の特性が得られなくなるという問題点
もある。

【００１０】本発明の目的は、このような問題点を解消
するためになされたものであり、特性を悪化させずに必
要な抵抗を実装基板上に実装することが可能な高周波ス
イッチを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため、本発明は、第１乃至第３のポートを有し、第１
のポートと第２のポートとの接続及び第３のポートと第
２のポートとの接続を切り換えるための高周波スイッチ
であって、前記第１のポートと前記第３のポートとの間
に接続される第１のダイオード及び第１の分布定数線路
からなる直列回路と、前記第１のポートと前記第１のダ
イオードとの接続点と、基準電位との間に接続される第
２の分布定数線路と、前記第３のポートと前記第１の分
布定数線路との接続点と、基準電位との間に接続される
第２のダイオードと、前記第２の分布定数線路と基準電
位との接続点と、前記第２のダイオードと基準電位との
接続点との間に接続される第１の抵抗及び第２の抵抗か
らなる直列回路と、前記第１の抵抗の一端に接続される
第１の制御電圧端子と、前記第２の抵抗の一端に接続さ
れる第２の制御電圧端子とを備え、前記第２のポート、
及び前記第１のダイオードと前記第１の分布定数線路と
の接続点が、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続
点にそれぞれ接続されていることを特徴とする。

【００１２】また、第１乃至第３のポートを有し、第１
のポートと第２のポートとの接続及び第３のポートと第
２のポートとの接続を切り換えるための高周波スイッチ
であって、前記第１のポートと前記第３のポートとの間
に接続される第１のダイオード及び第１の分布定数線路
からなる直列回路と、前記第１のポートと前記第１のダ
イオードとの接続点と、基準電位との間に接続される第
２の分布定数線路と、前記第３のポートと前記第１の分
布定数線路との接続点と、基準電位との間に接続される
第２のダイオードと、前記第２の分布定数線路と基準電
位との接続点と、前記第２のダイオードと基準電位との
接続点との間に接続される第１の抵抗及び第２の抵抗か
らなる直列回路と、前記第１のダイオードと前記第１の
分布定数線路との接続点と、前記第１の抵抗と前記第２
の抵抗との接続点との間に接続される第３の分布定数線
路と、前記第１の抵抗の一端に接続される第１の制御電
圧端子と、前記第２の抵抗の一端に接続される第２の制
御電圧端子とを備え、前記第２のポートが、前記第１の
ダイオードと前記第１の分布定数線路との接続点に接続
され、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点が基
準電位に接続されていることを特徴とする。

【００１３】また、前記第１及び第２の制御電圧端子の
少なくとも１つが、抵抗を介してそれぞれ前記第１及び
第２の抵抗の一端に接続されていることを特徴とする。

【００１４】また、前記第１乃至第３のポートの少なく
とも１つが、コンデンサを介して基準電位に接続されて
いることを特徴とする。

【００１５】また、前記第１の抵抗の一端と前記第２の
分布定数線路と基準電位との接続点との間に接続される
第３の抵抗と、前記第２の抵抗の一端と前記第２のダイ
オードと基準電位との接続点との間に接続される第４の
抵抗とを備えていることを特徴とする。

【００１６】また、前記第１及び第２のダイオードの少
なくとも１つに並列に、分布定数線路とコンデンサとの
直列回路が接続されていることを特徴とする。

【００１７】また、前記第１及び第２のダイオードの少
なくとも１つに並列に、分布定数線路とコンデンサとの
直列回路が接続され、さらに前記分布定数線路と前記コ
ンデンサとの直列回路に並列に、コンデンサが接続され
ていることを特徴とする。

【００１８】本発明の高周波スイッチによれば、送信時
には、第１及び第２のダイオードに順方向の電圧が印加
され、第１及び第２のダイオードはオン状態になる。そ
のため、送信回路からの信号が第１のダイオードを介し
てアンテナに送られて、アンテナから送信される。ま
た、このとき、送信回路の送信信号は、第１の分布定数
線路が第２のダイオード及びコンデンサを介して接地さ
れることにより、インピーダンス反転回路が形成される
ため、アンテナ側から受信回路側をみたインピーダンス
が非常に大きくなるため、受信回路には伝達されない。

【００１９】一方、受信時には、第１及び第２のダイオ
ードはオフ状態になる。そのため、受信信号は受信回路
に伝達され、送信回路側には伝達されない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。なお、各実施例中において、第１の実
施例と同一もしくは同等の部分には同一番号を付し、詳
細な説明は省略する。

【００２１】図１は本発明に係る高周波スイッチの第１
の実施例の回路図である。この高周波スイッチ１０は、
第１のポートＰ１が送信回路Ｔｘに、第２のポートＰ２
がアンテナＡＮＴに、そして、第３のポートＰ３が受信
回路Ｒｘに接続される。

【００２２】送信回路Ｔｘには、コンデンサ１２ａを介
して、第１のダイオード１３ａのアノードが接続され、
第１のダイオード１３ａのカソードには、第１の分布定
数線路１４ａの一端が接続され、第１の分布定数線路１
４ａの他端には、コンデンサ１２ｂを介して、受信回路
Ｒｘに接続される。

【００２３】そして、第１のダイオード１３ａとコンデ
ンサ１２ａとの接続点Ａには、第２の分布定数線路１４
ｂの一端が接続され、分布定数線路１４ｂの他端は、コ
ンデンサ１２ｃを介して基準電位、すなわち接地電位に
接続される。また、第１の分布定数線路１４ａとコンデ
ンサ１２ｂとの接続点Ｂには、第２のダイオード１３ｂ
のアノードが接続され、第２のダイオード１３ｂのカソ
ードは、コンデンサ１２ｄを介して接地電位に接続され
る。

【００２４】さらに、第２の分布定数線路１４ｂとコン
デンサ１２ｃの接続点Ｃと、第２のダイオード１３ｂと
コンデンサ１２ｄの接続点Ｄとの間には、第１の抵抗１
５ａと第２の抵抗１５ｂからなる直列回路が接続され
る。

【００２５】そして、第２の分布定数線路１４ｂとコン
デンサ１２ｃの接続点Ｃには、抵抗１６ａを介して第１
の制御電圧端子Ｖｃ１が接続され、この第１の制御電圧
端子Ｖｃ１には、高周波スイッチの切り換えを行うため
の第１の制御回路（図示せず）が接続される。また、第
２のダイオード１３ｂとコンデンサ１２ｄの接続点Ｄに
は、抵抗１６ｂを介して第２の制御電圧端子Ｖｃ２が接
続され、この第２の制御電圧端子Ｖｃ２には、高周波ス
イッチの切り換えを行うための第２の制御回路（図示せ
ず）が接続される。

【００２６】さらに、第１の抵抗１５ａと第２の抵抗１
５ｂの接続点Ｆは、コンデンサ１２ｅを介してアンテナ
ＡＮＴに接続される。そして、接続点Ｅと接続点Ｆは直
接接続されている。

【００２７】このとき、第１及び第２の分布定数線路１
４ａ、１４ｂは、高周波スイッチ１０に流れる高周波信
号の波長をλとしたときに、λ／４以下の長さのストリ
ップライン、マイクロストリップライン、コプレーナガ
イドライン等で構成されている。また、第２の分布定数
線路１４ｂは、ハイインピーダンス線路での代用も可能
である。

【００２８】なお、第１及び第２の分布定数線路１４
ａ、１４ｂは、いわゆるλ／４線路であるが、実際には
インダクタンス分や浮遊容量の影響があるため、上記の
ようにλ／４以下の長さを有するように構成される。

【００２９】以上のように構成された高周波スイッチ１
０の動作について表１に示す制御動作説明図を参照にし
て説明する。表１において、［Ｖ１及びＶ２］は、第１
及び第２の制御電圧端子Ｖｃ１、Ｖｃ２に印加される制
御電圧（＋は正の制御電圧、０は接地電圧）を示し、
［Ｔｘ−ＡＮＴ］は、送信回路用ポートＴｘとアンテナ
用ポートＡＮＴとの間の開閉状態（○は接続状態、×は
開放状態）を示し、［ＡＮＴ−Ｒｘ］は、アンテナ用ポ
ートＡＮＴと受信回路用ポートＲｘとの間の開閉状態
（○は接続、×は開放）を示している。

【００３０】

【表１】

【００３１】まず、送信時には、第１の制御電圧端子Ｖ
ｃ１に正の電圧、第２の制御電圧端子Ｖｃ２に接地電
位、すなわち０［Ｖ］が印加される。このとき、コンデ
ンサ１２ａ〜１２ｆによって直流分がカットされ、第１
の制御電圧端子Ｖｃ１に印加された電圧が第１及び第２
のダイオード１３ａ、１３ｂを含む回路にのみ印加され
る。このため、第１及び第２のダイオード１３ａ、１３
ｂはオン状態になる。第１及び第２のダイオード１３
ａ、１３ｂがオン状態になることによって、送信回路Ｔ
ｘからの信号がアンテナＡＮＴに送られ、アンテナＡＮ
Ｔから送信される。また、送信回路Ｔｘの送信信号は、
第１の分布定数線路１４ａが第２のダイオード１３ｂ及
びコンデンサ１２ｄを介して接地されることにより、イ
ンピーダンス反転回路が形成されるため、第１のダイオ
ード１３ａのカソードと第１の分布定数線路１４ａとの
接続点Ｅから受信回路Ｒｘ側をみたインピーダンスが非
常に大きくなるため、受信回路Ｒｘには伝達されない。

【００３２】一方、受信時には、第１の制御電圧端子Ｖ
ｃ１に０［Ｖ］、第２の制御電圧端子Ｖｃ２に正の電圧
が印加され、第１及び第２のダイオード１３ａ、１３ｂ
はオフ状態になる。そのため、受信信号は受信回路Ｒｘ
に伝達され、送信回路Ｔｘ側には伝達されない。なお、
第１及び第２の抵抗１５ａ、１５ｂは受信時における第
１及び第２のダイオード１３ａ、１３ｂの逆バイアス容
量を安定化させるために設けられている。

【００３３】このように、この高周波スイッチ１０で
は、第１及び第２の制御電圧端子Ｖｃ１、Ｖｃ２に印加
する電圧を制御することによって、送受信を切り換える
ことができる。

【００３４】次に、図２に高周波スイッチ１０の上面図
を示す。この高周波スイッチ１０は図１の一点鎖線で示
す箇所を内部に形成した多層基板２１、コンデンサ１２
ａ〜１２ｅ、第１の抵抗１５ａ及び第２の抵抗１５ｂを
実装基板２２に実装してなる。

【００３５】この多層基板２１は図３の分解斜視図に示
すように、複数の誘電体層２３ａ〜２３ｄを積層するこ
とにより形成される。

【００３６】最上層の誘電体層２３ａ上には、４つのラ
ンド２４ａ〜２４ｄが形成され、ランド２４ａ、２４ｂ
には第１のダイオード１３ａ、ランド２４ｃ、２４ｄに
は第２のダイオード１３ｂがそれぞれ接続され、上から
２層目の誘電体層２３ｂ上には、第１の接地電極２５ａ
が形成される。

【００３７】また、上から３層目の誘電体層２３ｃ上に
は、第１及び第２の分布定数線路１４ａ、１４ｂが形成
され、最下層の誘電体層２３ｄ上には、第２の接地電極
２５ｂが形成される。

【００３８】そして、第１のダイオード１３ａのアノー
ドは、誘電体層２３ａ上に形成したランド２４ａ及び誘
電体層２３ａ、２３ｂに形成したビアホールを介して、
第２の分布定数線路１４ｂの一端に接続され、カソード
は、誘電体層２３ａ上に形成したランド２４ｂ及び誘電
体層２３ａ、２３ｂに形成したビアホールを介して、第
１の分布定数線路１４ａの一端に接続される。また、第
２のダイオード１３ｂのアノードは、誘電体層２３ａ上
に形成したランド２４ｃ及び誘電体層２３ａ、２３ｂに
形成したビアホールを介して、第１の分布定数線路１４
ａの他端に接続される。

【００３９】この多層基板２１の上面及び側面には、図
２に示すように、８個の外部電極２６ａ〜２６ｈが形成
される。また、実装基板２２上には、外部電極２６ａ〜
２６ｈがそれぞれ接続されるランド２７ａ〜２７ｅが形
成される。

【００４０】各外部電極２６ａ〜２６ｈのうち、外部電
極２６ａは、第２の分布定数線路１４ｂの一端に接続さ
れ、ランド２７ａ及びコンデンサ１２ａを介して送信回
路Ｔｘに接続される。また、外部電極２６ｂは、接地端
子としてＧＮＤに接続される。

【００４１】さらに、外部電極２６ｃは、第１の分布定
数線路１４ａの他端に接続され、ランド２７ｃ及びコン
デンサ１２ｂを介して受信回路Ｒｘに接続される。ま
た、外部電極２６ｄ、２６ｈは、第１及び第２の接地電
極２５ａ、２５ｂに接続され、接地端子としてＧＮＤに
接続される。

【００４２】さらに、外部電極２６ｅは、第２のダイオ
ード１３ｂのカソードに接続され、ランド２７ｃ及びコ
ンデンサ１２ｄを介してＧＮＤに接続される。そして、
ランド２７ｄ及び抵抗１６ｂを介して、第２の制御電圧
端子Ｖｃ２として用いられる。

【００４３】また、外部電極２６ｆは、第１の分布定数
線路１４ａの一端に接続され、ランド２７ｄ及びコンデ
ンサ１２ｅを介してアンテナＡＮＴに接続される。

【００４４】さらに、外部電極２６ｇは、第２の分布定
数線路１４ｂの他端に接続され、ランド２７ｅ及びコン
デンサ１２ｃを介してＧＮＤに接続される。そして、ラ
ンド２７ｆ及び抵抗１６ａを介して、第１の制御電圧端
子Ｖｃ１として用いられる。また、ランド２７ｃとラン
ド２７ｄとの間には、抵抗１５ｂが接続され、ランド２
７ｄとランド２７ｅとの間には、抵抗１５ａが接続され
る。

【００４５】以上のような構成で、図１に示す回路を有
する高周波スイッチ１０が形成される。

【００４６】図４は本発明に係る高周波スイッチの第２
の実施例の回路図である。この高周波スイッチ２０は、
第１の実施例の高周波スイッチ１０と比較して、アンテ
ナＡＮＴがコンデンサ１２ｅを介して第１のダイオード
１３ａと第１の分布定数線路１４ａの接続点Ｅに接続さ
れ、第１の抵抗１５ａと第２の抵抗１５ｂの接続点Ｆが
コンデンサ１２ｆを介して接地電位に接続され、第３の
分布定数線路１４ｃが接続点Ｅと接続点Ｆとの間に接続
されている点で異なる。

【００４７】このとき、第１〜第３の分布定数線路１４
ａ〜１４ｃは、高周波スイッチ２０に流れる高周波信号
の波長をλとしたときに、λ／４以下の長さのストリッ
プライン、マイクロストリップライン、コプレーナガイ
ドライン等で構成されている。また、第２及び第３の分
布定数線路１４ｂ、１４ｃは、ハイインピーダンス線路
での代用も可能である。

【００４８】なお、第１〜第３の分布定数線路１４ａ〜
１４ｃは、いわゆるλ／４線路であるが、実際にはイン
ダクタンス分や浮遊容量の影響があるため、上記のよう
にλ／４以下の長さを有するように構成される。

【００４９】以上のように構成された高周波スイッチ２
０の動作については、表１に示した高周波スイッチ１０
の動作と同様である。

【００５０】上記のように、第１及び第２の実施例の高
周波スイッチによれば、従来の高周波スイッチで、ダイ
オードに並列に接続していた抵抗をダイオードから離す
ことができるため、回路構成上の設計自由度が大きくな
る。

【００５１】また、抵抗を信号線路から分離することが
できるため、Ｑが向上し、高周波スイッチの挿入損失が
改善される。

【００５２】さらに、抵抗を多層基板上に実装、あるい
は内部に内蔵しないで、実装基板上に実装することがで
きるため、多層基板の低コスト化及び小形化が図れる。

【００５３】また、高周波スイッチを構成する抵抗以外
の部品の全てあるいは一部を、多層基板上に実装、ある
いは内部に内蔵することができるため、多層基板の低コ
スト化及び小形化が可能となる。

【００５４】なお、正の制御電圧に変えて接地電位、接
地電位に変えて負の制御電圧を印加してもよい。その場
合には、上記第１の接続状態においては、第１の制御電
圧端子Ｖｃ１に接地電位、すなわち０［Ｖ］を印加し、
第２の制御電圧端子Ｖｃ２に負の制御電圧を印加すれば
よい。また、第２の接続状態の実現する場合も同様に行
えばよい。

【００５５】さらに、第１、第２のダイオード１３ａ、
１３ｂの接続方向も図１及び図４に示す実施例に限定さ
れることはなく、図１及び図４に示す向きと逆に接続さ
れていてもよい。すなわち、第１のダイオード１３ａの
アノードが第１の分布定数線路１４ａ側、カソードがコ
ンデンサ１２ａ側に、第２のダイオード１３ｂのアノー
ドがコンデンサ１２ｄ側、カソードが第１の分布定数線
路１４ａ側になるように第１、第２のダイオード１３
ａ、１３ｂを接続してもよい。この場合には、図１及び
図４に示した実施例とは、第１、第２のダイオードの極
性が逆となるため、表１に示す正の制御電圧及び接地電
位に変えて、それぞれ接地電位、正の制御電圧を選択す
ればよい。

【００５６】さらに、抵抗１６ａ、１６ｂは、第１、第
２の制御電圧端子Ｖｃ１、Ｖｃ２から接続点Ｃ、Ｄを介
して高周波スイッチに与える制御電圧の値を調整するた
めに設けられているものであるため、必要に応じて省略
することもでき、その場合には、接続点Ｃ、Ｄが直接第
１、第２の制御電圧端子Ｖｃ１、Ｖｃ２に接続される。

【００５７】また、コンデンサ１２ａ〜１２ｆは、バイ
アスカットの機能を果たすものであるが、必要に応じて
省略することもできる。

【００５８】次に、高周波スイッチ１０、２０の第１の
変形例を説明する。図１及び図４に破線で示すように、
好ましくは、第１〜第３のポートＰ１〜Ｐ３のそれぞれ
と、基準電位との間にコンデンサ１７ａ〜１７ｄを接続
してもよい。この場合には、コンデンサ１７ａ〜１７ｄ
の静電容量を選択することにより、特性インピーダンス
を補正することができ、それによって高周波スイッチ１
０、２０の挿入損失や反射損失を効果的に低減すること
ができる。加えて、第１〜第３の分布定数線路１４ａ〜
１４ｃの長さを短くすることもでき、それによって高周
波スイッチ１０、２０の小型化を図ることができる。

【００５９】なお、コンデンサ１７ａ〜１７ｄはすべて
用いられる必要は必ずしもなく、必要に応じて必要箇所
のみに接続されていてもよい。

【００６０】次に、高周波スイッチ１０、２０の第２の
変形例を図５を参照して説明する。図５に示すように、
さらに好ましくは、図１及び図４における接続点Ｃと接
続点Ｆとの間に第１の抵抗１５ａ及び第３の抵抗１５ｃ
からなる直列回路を接続し、接続点Ｄと接続点Ｆとの間
に第２の抵抗１５ｂ及び第４の抵抗１５ｄからなる直列
回路を接続する。そして、第１の制御電圧端子Ｖｃ１
が、抵抗１６ａを介して、第１の抵抗１５ａと第３の抵
抗１５ｃの接続点Ｇに接続され、第２の制御電圧端子Ｖ
ｃ２が、抵抗１６ｂを介して、第２の抵抗１５ｂと第４
の抵抗１５ｄの接続点Ｈに接続されている。この際、第
３及び第４の抵抗１５ｃ、１５ｄは送信時における第１
及び第２のダイオード１３ａ、１３ｂに印加される印加
電圧を規定しており、逆バイアス容量を安定化させるた
めに設けられている。

【００６１】また、第２の変形例の別の例を図６に示
す。この場合は、第１の制御電圧端子Ｖｃ１が、抵抗１
６ａを介して接続点Ｇに接続され、第２の制御電圧端子
Ｖｃ２が、抵抗１６ｂを介して接続点Ｄに接続されてい
る。この場合も、図５の第２の変形例と同様の効果が得
られる。

【００６２】なお、図６では第１の制御電圧端子Ｖｃ１
が接続点Ｇに、第２の御電圧端子Ｖｃ２が接続点Ｄに接
続されている場合を示したが、第１の制御電圧端子Ｖｃ
１が接続点Ｃに、第２の制御電圧端子Ｖｃ２が接続点Ｈ
に接続される場合でも、図５の第２の変形例と同様の効
果が得られる。

【００６３】次に、高周波スイッチ１０、２０の第３及
び第４の変形例を図７及び図８を参照して説明する。図
７及び図８に示す変形例では、第１、第２のダイオード
１３ａ、１３ｂのうち任意のダイオードに後述の各回路
素子が接続される。図７及び図８では、第１のダイオー
ド１３ａに設けられる場合について説明する。

【００６４】図７に示すように、第３の変形例では、第
１のダイオード１３ａに並列に、互いに直列に接続され
た分布定数線路１８及びコンデンサ１９ａが接続され
る。この構成では、第１のダイオード１３ａのオフ状態
における静電容量と、分布定数線路１８のインダクタン
ス分により、並列共振回路が構成される。従って、この
並列共振回路の共振周波数が、伝送される高周波信号の
周波数と一致するように分布定数線路１８のインダクタ
ンス分を調整することにより、第１のダイオード１３ａ
のオフ状態のインピーダンスを高めることができる。そ
の結果、オフ状態にあるときの第１のダイオード１３ａ
のアイソレーション特性を高めることができる。なお、
コンデンサ１９ａは、分布定数線路１８により、直流が
バイパスすることを防止するために設けられている。

【００６５】そして、分布定数線路１８は、ストリップ
ライン、マイクロストリップライン、コプレーナガイド
ライン等により構成され、その長さ及びインピーダンス
は、並列共振回路の共振周波数を高周波信号の周波数と
一致させるように選ばれる。また、ハイインピーダンス
線路での代用も可能である。

【００６６】さらに、第１のダイオード１３ａのオフ状
態における静電容量が小さく、所望の共振周波数が得ら
れない場合には、第４の変形例として、図８に示すよう
に第１のダイオード１３ａに並列に、分布定数線路１８
とコンデンサ１９ａの直列回路が接続されたものに、さ
らに、コンデンサ１９ｂが接続される。この構成では、
第１のダイオード１３ａのオフ状態における静電容量と
コンデンサ１９ｂとの合成静電容量と、分布定数線路１
８のインダクタンス分により、並列共振回路が構成さ
れ、所望の共振周波数を得ることができる。

【００６７】なお、第１〜第４の変形例は、それぞれ組
み合わせることが可能である。

【００６８】

【発明の効果】請求項１及び請求項２の高周波スイッチ
によれば、従来の高周波スイッチで、ダイオードに並列
に接続していた抵抗をダイオードから離すことができる
ため、回路構成上の設計自由度が大きくなる。

【００６９】また、抵抗を信号線路から分離することが
できるため、Ｑが向上し、高周波スイッチの挿入損失が
改善される。

【００７０】さらに、抵抗を多層基板上に実装、あるい
は内部に内蔵しないで、実装基板上に実装することがで
きるため、多層基板の低コスト化及び小形化が図れる。

【００７１】また、高周波スイッチを構成する抵抗以外
の部品の全てあるいは一部を、多層基板上に実装、ある
いは内部に内蔵することができるため、多層基板の低コ
スト化及び小形化が可能となる。

【００７２】請求項３の高周波スイッチによれば、抵抗
の抵抗値により、第１、第２の制御電圧端子における制
御電圧及び制御電流の値を容易に調整することができ
る。

【００７３】請求項４の高周波スイッチによれば、コン
デンサの静電容量を選択することにより、特性インピー
ダンスを補正することができ、それによって挿入損失や
反射損失を効果的に低減することができる。加えて、第
１〜第３の分布定数線路の長さを短くすることもでき、
それによって高周波スイッチの小型化を図ることができ
る。

【００７４】請求項５の高周波スイッチによれば、第３
及び第４の抵抗を設けることにより、送信時における第
１及び第２のダイオードに印加される印加電圧を規定
し、逆バイアス容量を安定化させることができる。

【００７５】請求項６の高周波スイッチによれば、ダイ
オードのオフ状態における静電容量と、ダイオードに並
列に接続される分布定数線路のインダクタンスとによ
り、並列共振回路が構成される。従って、この並列共振
回路の共振周波数を、高周波スイッチに伝送される高周
波信号の周波数と一致するように構成することにより、
ダイオードのオフ状態のインピーダンスを高めることが
でき、その結果、アイソレーション特性を高めることが
できる。加えて、分布定数線路に直列に接続されるコン
デンサにより、分布定数線路を含む回路部分への直流の
バイパスを防止することができる。

【００７６】請求項７の高周波スイッチによれば、ダイ
オードのオフ状態における静電容量とダイオードに並列
に接続されるコンデンサとの合成静電容量と、ダイオー
ド及びコンデンサに、並列に接続される分布定数線路の
インダクタンスとにより、並列共振回路が構成される。
従って、所望の共振周波数を得ることができ、さらにア
イソレーション特性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波スイッチの第１の実施例の
回路図である。

【図２】図１の高周波スイッチの上面図である。

【図３】図１の高周波スイッチに用いられる多層基板の
分解斜視図である。

【図４】本発明に係る高周波スイッチの第２の実施例の
回路図である。

【図５】高周波スイッチの第２の変形例を説明するため
の回路図である。

【図６】高周波スイッチの第２の変形例の別の例を説明
するための回路図である。

【図７】高周波スイッチの第３の変形例を説明するため
の回路図である。

【図８】高周波スイッチの第４の変形例を説明するため
の回路図である。

【図９】高周波スイッチの動作を示す概念図である。

【図１０】従来の高周波スイッチの回路図である。

【符号の説明】

１０、２０高周波スイッチ１３ａ第１のダイオード１３ｂ第２のダイオード１４ａ第１の分布定数線路１４ｂ第２の分布定数線路１４ｃ第３の分布定数線路１５ａ第１の抵抗１５ｂ第２の抵抗１５ｃ第３の抵抗１５ｄ第４の抵抗１６ａ、１６ｂ抵抗１７ａ〜１７ｃ、１９ａ、１９ｂコンデンサ１８分布定数線路Ｐ１〜Ｐ３ポートＶｃ１第１の制御電圧端子Ｖｃ２第２の制御電圧端子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１乃至第３のポートを有し、第１のポ
ートと第２のポートとの接続及び第３のポートと第２の
ポートとの接続を切り換えるための高周波スイッチであ
って、前記第１のポートと前記第３のポートとの間に接続され
る第１のダイオード及び第１の分布定数線路からなる直
列回路と、前記第１のポートと前記第１のダイオードと
の接続点と、基準電位との間に接続される第２の分布定
数線路と、前記第３のポートと前記第１の分布定数線路
との接続点と、基準電位との間に接続される第２のダイ
オードと、前記第２の分布定数線路と基準電位との接続
点と、前記第２のダイオードと基準電位との接続点との
間に接続される第１の抵抗及び第２の抵抗からなる直列
回路と、前記第１の抵抗の一端に接続される第１の制御
電圧端子と、前記第２の抵抗の一端に接続される第２の
制御電圧端子とを備え、前記第２のポート、及び前記第
１のダイオードと前記第１の分布定数線路との接続点
が、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点にそれ
ぞれ接続されていることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項２】第１乃至第３のポートを有し、第１のポ
ートと第２のポートとの接続及び第３のポートと第２の
ポートとの接続を切り換えるための高周波スイッチであ
って、前記第１のポートと前記第３のポートとの間に接続され
る第１のダイオード及び第１の分布定数線路からなる直
列回路と、前記第１のポートと前記第１のダイオードと
の接続点と、基準電位との間に接続される第２の分布定
数線路と、前記第３のポートと前記第１の分布定数線路
との接続点と、基準電位との間に接続される第２のダイ
オードと、前記第２の分布定数線路と基準電位との接続
点と、前記第２のダイオードと基準電位との接続点との
間に接続される第１の抵抗及び第２の抵抗からなる直列
回路と、前記第１のダイオードと前記第１の分布定数線
路との接続点と、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との
接続点との間に接続される第３の分布定数線路と、前記
第１の抵抗の一端に接続される第１の制御電圧端子と、
前記第２の抵抗の一端に接続される第２の制御電圧端子
とを備え、前記第２のポートが、前記第１のダイオード
と前記第１の分布定数線路との接続点に接続され、前記
第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点が基準電位に接
続されていることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項３】前記第１及び第２の制御電圧端子の少な
くとも１つが、抵抗を介してそれぞれ前記第１及び第２
の抵抗の一端に接続されていることを特徴とする請求項
１あるいは請求項２に記載の高周波スイッチ。
【請求項４】前記第１乃至第３のポートの少なくとも
１つが、コンデンサを介して基準電位に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の高周波スイッチ。
【請求項５】前記第１の抵抗の一端と前記第２の分布
定数線路と基準電位との接続点との間に接続される第３
の抵抗と、前記第２の抵抗の一端と前記第２のダイオー
ドと基準電位との接続点との間に接続される第４の抵抗
とを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載の高周波スイッチ。
【請求項６】前記第１及び第２のダイオードの少なく
とも１つに並列に、分布定数線路とコンデンサとの直列
回路が接続されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項５のいずれかに記載の高周波スイッチ。
【請求項７】前記第１及び第２のダイオードの少なく
とも１つに並列に、分布定数線路とコンデンサとの直列
回路が接続され、さらに前記分布定数線路と前記コンデ
ンサとの直列回路に並列に、コンデンサが接続されてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに
記載の高周波スイッチ。