JP3196539B2 - 高周波スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば携帯電話器など
の高周波回路において信号経路を切り換えるための高周
波スイッチに関し、特に、４つのポートを有し、かつダ
イオードを利用した高周波スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話器においては、２本のアンテナ
と、あるいは１本のアンテナ及び１つの外部端子を、送
信部及び受信部で共用することがある。このような構成
では、例えば図７に示すスイッチ回路が従来より用いら
れている。

【０００３】スイッチ回路１５１は、３ポートのスイッ
チ１５２，１５３を接続した構成を有する。スイッチ１
５２は、第１のポートＰ₂₁、第２のポートＰ₂₂及び第３
のポートＰ₂₃を有する。同様に、スイッチ１５３は第１
〜第３のポートＰ₃₁，Ｐ₃₂及びＰ₃₃を有する。スイッチ
１５２の第２のポートＰ₂₂には、アンテナＡＮＴが接続
され、第３のポートＰ₂₃は、外部接続端子ＥＸＴとされ
ている。なお、第３のポートＰ₂₃には、第 2のアンテナ
が接続されることもある。すなわち、車載用携帯電話器
などにおいては、第２のアンテナとして車両に装備され
たアンテナを接続して使用することも可能である。ま
た、外部端子として使用する例としては、スイッチ回路
１５１が内蔵された携帯電話器の受信部の電気的特性を
測定する際に、外部端子から所定の信号を入力する場合
などが挙げられる。

【０００４】スイッチ１５２においては、第１のポート
Ｐ₂₁が、上記第２のポートＰ₂₂または第３のポートＰ₂₃
に対して切り換えられるように構成されている。第１の
ポートＰ₂₁は、スイッチ１５３の第１のポートＰ₃₁に接
続されている。

【０００５】スイッチ１５３の第１のポートＰ₃₁は、第
２のポートＰ₃₂と、第３のポートＰ ₃₃との間で接続が切
り換えられるように構成されている。第２のポートＰ₃₂
は、送信部Ｔｘに接続され、第３のポートＰ₃₃は、受信
部Ｒｘに接続される。

【０００６】上記スイッチ回路１５１を用いることによ
り、アンテナＡＮＴ及び外部端子ＥＸＴの何れかを、送
信部Ｔｘまたは受信部Ｒｘに接続した状態を実現するこ
とができる。

【０００７】ところで、上記３ポート型のスイッチ１５
２，１５３を構成するための部品としては、図８に示す
ダイオードを用いた高周波スイッチが知られている。高
周波スイッチ１６１は、上記第１〜第３のポートＰ₂₁〜
Ｐ₂₃，Ｐ₃₁〜Ｐ₃₃に相当する第１〜第３のポートＰ₆₁〜
Ｐ₆₃を有する。ポートＰ₆₁は、コンデンサ１６４を介し
てダイオード１６５ａのカソードに接続されている。ダ
イオード１６５ａのアノードは、コンデンサ１６６ａを
介して第２のポートＰ₆₂に接続されている。また、ダイ
オード１６５ａのアノードとコンデンサ１６６ａとの間
の接続点Ａには、分布定数線路１６７ａの一端が電気的
に接続されている。分布定数線路１６７ａは、このスイ
ッチ１６１に流れる高周波信号の波長をλとしたとき
に、λ／４以下の長さを有する伝送線路で構成されてい
る。分布定数線路１６７ａの他端は、コンデンサ１６８
ａを介して接地電位に接続されている。また、分布定数
線路１６７ａと、コンデンサ１６８ａとの間の接続点に
抵抗１６９ａの一端が接続されており、抵抗１６９ａの
他端が制御電圧端子Ｖ_c1に接続されている。 また、第
１のポートＰ₆₁は、コンデンサ１６４を介して、分布定
数線路１６７ａと同様に構成された分布定数線路１７１
に接続されている。分布定数線路１７１の他端は接地電
位に接続されている。

【０００８】さらに、第１のポートＰ₆₁には、コンデン
サ１６４を介してダイオード１６５ｂのカソードが接続
されている。ダイオード１６５ｂのアノードは、コンデ
ンサ１６６ｂを介して第３のポートＰ₆₃に接続されてい
る。また、ダイオード１６５ａ側と同様に、ダイオード
１６５ｂのアノードにも、分布定数線路１６７ｂ及びコ
ンデンサ１６８ｂからなる直列回路が接地電位との間に
接続されている。また、分布定数線路１６７ｂと、コン
デンサ１６８ｂとの間の接続点に抵抗１６９ｂの一端が
接続されており、抵抗１６９ｂの他端が制御電圧端子Ｖ
_c2に接続されている。

【０００９】高周波スイッチ１６１では、制御電圧端子
Ｖ_c1と、第２の制御電圧端子Ｖ_c2とに、異なる制御電圧
を印加することにより、ポートＰ₆₁を、第２のポートＰ
₆₂に接続した状態あるいは第３のポートＰ₆₃に接続した
状態を実現することができる。例えば、制御電圧端子Ｖ
_c1に正の制御電圧が印加され、他方、制御電圧端子Ｖ _c2
に負の制御電圧が印加されると、ダイオード１６５ａに
対しては順方向のバイアス電圧が印加され、ダイオード
１６５ｂに対しては逆方向のバイアス電圧が印加される
ことになる。すなわち、コンデンサ１６６ａ，１６８
ａ，１６４，１６６ｂ，１６８ｂが直流の流れる部分を
制限するため、制御電圧端子Ｖ_c1から与えられる制御電
流は、カットされ、分布定数線路１６７ａ、ダイオード
１６５ａ及び分布定数線路１７１を含む回路部分に流
れ、ダイオード１６５ａがオン状態とされる。他方、ダ
イオード１６５ｂ側においては、ダイオード１６５ｂに
逆方向のバイアス電圧が印加されることになり、ダイオ
ード１６５ｂがオフ状態とされる。

【００１０】また、第２のポートＰ₆₂から供給される高
周波信号については、分布定数線路１６７ａが上記のよ
うに構成されているため、コンデンサ１６８ａの容量を
大きく設定することで、分布定数線路１６７ａの一端を
高周波的に接地電位にすることができ、λ／４のインピ
ーダンス反転により、接続点Ａから見た分布定数線路１
６７ａ及びコンデンサ１６８ａからなる直列回路のイン
ピーダンスが高周波的に無限大となる。そのため、第２
のポートＰ₆₂から供給された高周波信号は、第１のポー
トＰ₆₁に流れる。

【００１１】他方、第１の制御電圧端子Ｖ_c1に負の制御
電圧が印加され、第２の制御電圧端子Ｖ_c2に正の制御電
圧が印加された場合には、上記とは逆にダイオード１６
５ａに逆方向のバイアス電圧が印加され、ダイオード１
６５ｂに順方向のバイアス電圧が印加されることにな
る。従って、ダイオード１６５ａがオフ状態とされ、ダ
イオード１６５ｂがオン状態とされる。従って、第２の
ポートＰ₆₂と、第１のポートＰ₆₁との間には信号が流れ
ず、第１のポートＰ₆₁と第３のポートＰ₆₃との間に信号
が流れることになる。この場合においても、接続点Ｂか
らみた分布定数線路１６７ｂ及びコンデンサ１６８ｂか
らなる直列回路のインピーダンスが高周波的に無限大と
なるため、高周波信号は分布定数線路１６７ｂ側には流
れない。

【００１２】分布定数線路１６７ａ，１６７ｂは、制御
電流をダイオード１６５ａ，１６５ｂに流すための電流
経路を構成するとともに、高周波信号に対しては、接続
点Ａ，Ｂから見た分布定数線路１６７ａ，１６７ｂ側の
インピーダンスを高め、挿入損失及び反射損失を低減す
る機能を果たす。

【００１３】上記のように、高周波スイッチ１６１で
は、制御電圧端子Ｖ_c1，Ｖ_c2に、正及び負の制御電圧を
印加することにより、第１のポートＰ₆₁を、第２のポー
トＰ₆₂または第３のポートＰ₆₃に切り換えた状態を実現
することができる。

【００１４】また、図７に示したスイッチ回路１５１
は、上記高周波スイッチ１６１を、スイッチ１５２，１
５３として使用することにより構成されている。すなわ
ち、３ポート高周波スイッチを２個使用し、互いの第１
のポートを相互に接続することにより構成されていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】スイッチ回路１５１
は、上記のように、２個の高周波スイッチ１５２，１５
３を接続することにより構成されていたため、高周波信
号が２つのスイッチを通過することになる。例えば、送
信部Ｔｘから与えられた送信出力は、アンテナＡＮＴに
与えられるまでに、２個のスイッチ１５３，１５２を通
過する。同様に、アンテナＡＮＴから入力された高周波
信号は、スイッチ１５２，１５３を通過して受信部Ｒｘ
に与えられる。そのため、挿入損失が大きくならざるを
得ず、その低減が強く求められていた。また、挿入損失
が大きくならざるを得ないため、送信に際しては、送信
出力を増大させる必要があり、かつ受信に際しては利得
の低下を招くという問題があった。

【００１６】また、上記スイッチ回路１５１では、高周
波スイッチ１６１を用いてスイッチ１５２，１５３が構
成されているため、各スイッチ１５２，１５３において
第１，第２の制御電圧端子に制御電圧を印加しなければ
ならず、従って、各スイッチ１５２，１５３において２
つの制御電圧供給用電源を必要としていた。その結果、
電源用の複雑な配線パターンを回路基板上に形成しなけ
ればならなかった。

【００１７】本発明の目的は、挿入損失が小さく、構成
部品点数を低減でき、かつ制御電圧供給用の配線パター
ンの簡略化を図り得る高周波スイッチを提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、第１
〜第３のポートを有し、第１のポートを、第２または第
３のポートに接続した状態間で切り換えることを可能と
する高周波スイッチであって、前記第１のポートと第２
のポートとの間に接続された第１のダイオードと、前記
第１のポートと第３のポートとの間に接続された第２の
ダイオードとを備え、前記第１，第２のダイオードは、
第１のポートに対して同じ向きに接続されており、前記
第１のポートと、第１，第２のダイオードとの間、前記
第２のポートと前記第１のダイオードとの間、前記第３
のポートと第２のダイオードとの間に、それぞれ、接続
されたカップリングコンデンサと、前記第２及び第３の
ポートに接続された各カップリングコンデンサと基準電
位との間に接続されており、かつ互いに直列に接続され
た分布定数線路及びコンデンサと、前記分布定数線路と
コンデンサとの間の各接続点に接続された制御電圧端子
と、前記第１のポートに接続されたカップリングコンデ
ンサと基準電位との間に接続されており、かつ互いに直
列に接続された分布定数線路及びコンデンサと、前記第
１のポートに接続された分布定数線路とコンデンサとの
間の接続点に接続されており、かつ前記制御電圧端子の
いずれかと同じ制御電圧となる一定の値の制御電圧が与
えられる固定電圧端子とをさらに備える、高周波スイッ
チである。

【００１９】また、本願の第２発明に掛かる高周波スイ
ッチは、第１〜第４のポートを有し、第１，第２のポー
トを、それぞれ、第３または第４のポートに切り換える
高周波スイッチであって、前記第１のポートと第３のポ
ート間、第１，第４のポート間、第２，第３のポート
間、第２，第４のポート間に接続された第１〜第４のダ
イオードを備え、前記第１，第２のダイオードは、前記
第１のポートに対して同じ向きに接続されており、前記
第３，第４のダイオードが前記第２のポートに同じ向き
に接続されており、前記第１〜第４のダイオードの第
３，第４のポート側端と基準電位との間に接続されてお
り、かつ互いに直列に接続された分布定数線路及びコン
デンサと、前記分布定数線路とコンデンサとの間の接続
点に接続された制御電圧端子と、前記第１，第２のポー
トと基準電位との間に、それぞれ接続された一対の第３
の分布定数線路と、前記一対の第３の分布定数線路間と
基準電位との間に接続されたコンデンサと、前記第３の
分布定数線路とコンデンサとの間の接続点に接続されて
おり、かつ一定の値の制御電圧が与えられる固定電圧端
子とをさらに備える、高周波スイッチである。

【００２０】さらに、本願の第３発明は、第１〜第４の
ポートを有し、第１，第２のポートを、それぞれ、第３
または第４のポートに切り換える高周波スイッチであっ
て、前記第１，第３のポート間、第１，第４のポート
間、第２，第３のポート間及び第２，第４のポート間に
接続された第１〜第４のダイオードを備え、前記第１，
第３のダイオードが第３のポートに対して逆向きに、第
２，第４のダイオードが第４のポートに対して逆向きに
接続されており、前記第１〜第４のポートと基準電位と
の間にそれぞれ接続されており、かつ互いに直列に接続
された分布定数線路及びコンデンサと、前記第１，第２
のポートに接続された分布定数線路及びコンデンサの直
列回路における分布定数線路とコンデンサとの間の接続
点に対して接続されており、かつ該接続点に一定の電圧
を与える固定電圧端子と、前記第３，第４のポートに接
続された上記分布定数線路及びコンデンサからなる直列
回路において前記分布定数線路とコンデンサとの間の接
続点に接続された制御電圧端子とを備える、高周波スイ
ッチである。

【００２１】上記第１〜第３発明の高周波スイッチで
は、好ましくは、少なくとも１つの上記ダイオードに並
列に接続されており、かつ互いに直列に接続された分布
定数線路及びコンデンサがさらに備えられる。

【００２２】また、第１〜第３発明の他の好ましい例で
は、少なくとも１つの上記ダイオードの両端と、基準電
位との間にコンデンサが接続される。さらに、上記第１
〜第３発明のさらに好ましい他の局面によれば、少なく
とも１つの上記ダイオードに並列に抵抗が接続される。

【００２３】

【発明の作用及び効果】第１発明では、例えば第２のポ
ートに接続された分布定数線路及びコンデンサの間の接
続点に接続された制御電圧端子から、電源電圧Ｖｃｃを
印加し、第３のポートに接続された分布定数線路及びコ
ンデンサの間の接続点に接続された制御電圧端子を接地
し、上記第１のポートに接続された分布定数線路及びコ
ンデンサ間の接続点に接続された制御電圧端子を接地す
ることにより、第１のダイオードをオン状態とし、第２
のダイオードをオフ状態とすることができる。すなわ
ち、上記のように一種類の電源電圧Ｖｃｃのみを用い
て、第１のポートと、第２のポート間に信号を流すこと
ができる。

【００２４】逆に、例えば第３のポートに接続された分
布定数線路及びコンデンサの間の接続点に接続された制
御電圧端子に、正の電源電圧Ｖｃｃを印加し、残りの制
御電圧端子を接地することにより、第１のダイオードを
オフ状態とし、第２のダイオードをオン状態とし、第１
のポートと第３のポートとの間に信号を流すことができ
る。

【００２５】第１のポート−第２のポート間あるいは第
１のポート−第３のポート間に信号を流す場合、上記分
布定数線路とコンデンサとの直列回路の基準電位とは反
対側の端部から見たインピーダンスは高周波的に無限大
となるため、高周波信号は基準電位側には流れず、上記
のように第１のポートと第２のポートとの間、あるいは
第１のポートと第３のポートとの間で流れることにな
る。

【００２６】なお、後述の実施例から明らかなように、
第１のポートに接続された分布定数線路及びコンデンサ
間の接続点に接続された制御電圧端子に加えられる一定
の値の電圧は、正の電源電圧Ｖｃｃでなくともよく、負
の制御電圧─Ｖｃｃであってもよく、接地されていても
よい。この一定の値の電圧は、残りの２個の制御電圧端
子の一方に印加される制御電圧と等しくされ、これを第
２の電圧とし、残りの１個の制御電圧端子に印加される
制御電圧を第１の電圧とする。この場合、第１の電圧及
び第２の電圧の一方を接地電位とすることができるた
め、第１発明では、一種類の制御電圧Ｖｃｃまたは─Ｖ
ｃｃのみを用いて、第１，第２のポート間あるいは第
１，第３のポート間を接続した状態を実現することがで
きる。

【００２７】従って、高周波スイッチに必要な電源供給
用の配線パターンを簡略化することができ、高周波スイ
ッチを実装するプリント回路基板の設計が容易となる。
よって、高周波スイッチが組み込まれた携帯電話機など
の電子機器の小型化を促進することができる。

【００２８】また、第２発明では、第１のダイオードを
オン状態とすることにより、第１，第３のポート間に信
号が流れ、その場合残りの第２〜第４のダイオードがオ
フ状態とされる。同様に、第２のダイオードをオン状態
とすることにより、第１，第４のポート間に信号が流
れ、その場合残りのダイオードはオフ状態とされる。ま
た、第３のダイオードをオン状態とすることにより第
２，第３のポート間に信号が流れ、その場合残りのダイ
オードはオフ状態とされる。同様に、第４のダイオード
をオン状態とすることにより、第２，第４のポート間に
信号が流れ、残りのダイオードがオフ状態とされる。

【００２９】すなわち、上記のような第１〜第４のダイ
オードの何れか１つのダイオードをオン状態とするよう
に、各制御電圧端子から制御電圧を印加することによ
り、第１または第２のポートを、第３または第４のポー
トに接続した状態を実現することができる。この場合、
制御電圧としては、第１発明と同様に、オン状態とすべ
きダイオードに接続された分布定数線路及びコンデンサ
からなる直列回路の接続点に接続された制御電圧端子に
該ダイオードをオン状態とするように第１の電圧を印加
する。残りの制御電圧端子及び固定電圧端子には、第１
の制御電圧とは異なる第２の電圧を印加すればよい。し
かも、第１，第２の電圧の一方を接地電位にし得るた
め、必要とする制御電圧は第１の発明と同様に１種でよ
い。従って、電源供給用配線パターンを簡略化すること
ができ、第１発明と同様に、プリント回路基板などにお
ける電源電圧供給用の配線パターンの設計を容易に行う
ことができ、電子機器の小型化に対応することができ
る。

【００３０】加えて、従来の３ポート高周波スイッチ１
５２，１５３を用いてスイッチ回路１５１を構成した場
合、高周波信号が２個のダイオードを通過していたのに
対し、第２発明では高周波信号が１個のダイオードのみ
を通過することになる。従って、挿入損失を従来のスイ
ッチ回路１５１を用いた場合に比べて半減することがで
き、かつ高周波スイッチを構成する素子の寿命も長くな
る。よって、例えば携帯電話機に使用される場合、電池
の消耗をおさえ、長時間通話を可能とするといった効果
を得ることができる。

【００３１】第３発明においては、第１〜第４のダイオ
ードの内、何れか２つのダイオードをオン状態とし、残
りのダイオードをオフ状態とすることにより、第１，第
３のポート間及び第１，第４のポート間の一方と、第
２，第３のポート間及び第２，第４のポート間の一方が
接続された状態が実現される。第３発明では、使用に際
しては、第１，第２のポートに接続された一対の固定電
圧端子の内一方に第１の電圧が、他方に第２の電圧が印
加される。また、第３，第４のポートに接続された制御
電圧端子には、上記第１の電圧または第２の電圧が印加
される。そして、第１，第２の電圧の内一方については
接地電位でよい。従って、単一の制御電圧のみを用い
て、上記各接続状態を実現することができる。よって、
第１，第２発明と同様に、電源電圧供給用配線パターン
を簡略化することができるので、高周波スイッチが実装
されるプリント回路基板上における配線パターンの簡略
化を果たすことができ、ひいては携帯電話機などの高周
波スイッチが組み込まれる電子機器の小型化を促進する
ことができる。

【００３２】また、オン状態においては、第２発明と同
様に、高周波信号が１個のダイオードのみを通過する。
よって、従来の３ポート高周波スイッチ１５２，１５３
を用いたスイッチ回路１５１に比べ、挿入損失を半減す
ることができる。のみならず、従来のスイッチ回路１５
１では、伝送線路が６本必要であったのに対し、第３発
明では伝送線路の数は４本で済む。よって、この点から
も、携帯電話機などの高周波スイッチが組み込まれる電
子機器の小型化を図り得る。

【００３３】また、少なくとも１つのダイオードに、互
いに直列に接続された分布定数線路とコンデンサとを並
列に接続した構成では、ダイオードのオフ状態の静電容
量と、分布定数線路のインピーダ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、スイッチに流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、それによってアイ
ソレーション特性を高めることができる。なお、この場
合、コンデンサは、上記ダイオードに並列に接続された
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
するように機能する。

【００３４】また、少なくとも１つのダイオードの両端
と、上記基準電位との間にコンデンサを接続した場合に
は、該コンデンサにより特性インピーダンスを調整する
ことができ、それによって挿入損失や反射損失の低減を
図ることができる。また、上記第１の分布定数線路の長
さを短縮することができ、高周波スイッチの小型化に寄
与することができる。

【００３５】さらに、少なくとも１つのダイオードに並
列に第２の抵抗を接続した構成では、ダイオードのオフ
状態にあるときの静電容量に蓄積された電荷が、オン状
態となると同時に該抵抗に放電される。そのため、ダイ
オードのオフ状態からオン状態へのスイッチング動作を
円滑化することができる。

【００３６】

【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ実施例を説明
することにより、本発明を明らかにする。

【００３７】第１の実施例 図１は、本願の第１発明の一実施例にかかる高周波スイ
ッチの回路図である。高周波スイッチ１は、第１〜第３
のポートＰ₁ 〜Ｐ₃ を有する３ポート高周波スイッチで
ある。高周波スイッチ１では、第１のポートＰ₁ が、第
２のポートＰ ₂ に接続された状態と、第３のポートＰ₃
に接続された状態とが切り換えられる。すなわち、高周
波スイッチ１は、図８に示した従来の高周波スイッチ１
６１と同様の切り換え状態を実現する。

【００３８】従って、高周波スイッチ１を２個用いるこ
とにより、図７に示したスイッチ回路１５１を実現する
ことができる。高周波スイッチ１では、第１のポートＰ
₁ に、コンデンサ２を介して第１，第２のダイオード３
ａ，３ｂのカソードが接続されている。

【００３９】第１のダイオード３ａのアノードは、コン
デンサ４ａを介して第２のポートＰ ₂ に接続されてい
る。また、ダイオード３ａのアノードとコンデンサ４ａ
との間の接続点Ａには、分布定数線路５ａの一端が接続
されている。分布定数線路５ａは、スイッチ１に流れる
高周波信号の波長λとした時に、λ／４以下の長さのス
トリップライン、マイクロストッリプライン、コプレー
ナガイドライン等で構成されている。分布定数線路５ａ
の他端は、コンデンサ６ａを介して接地電位に接続され
ている。また、分布定数線路５ａと、コンデンサ６ａと
の間の接続点Ｂに制御電圧端子Ｖ_C1が接続されている。

【００４０】なお、上記分布定数線路５ａは、いわゆる
λ／４線路であるが、実際には、ラインのインダクタン
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。

【００４１】また、制御電圧端子Ｖ_C1は、接続点Ｂに対
し適宜の値の抵抗を介して接続されていてもよく、それ
によって接続点Ｂに供給される制御電圧を調整すること
ができる。

【００４２】第１のポートＰ₁ は、コンデンサ２を介し
て、分布定数線路７の一端に接続されている。分布定数
線路７の他端は、コンデンサ８を介して接地電位に接続
されている。なお、分布定数線路７は、分布定数線路５
ａと同様に、λ／４以下の長さを有するように形成され
ている。

【００４３】分布定数線路７とコンデンサ８との間の接
続点Ｃに、抵抗９を介して一定の値の電圧が印加される
ように構成された固定電圧端子としての制御電圧端子Ｖ
_f が接続されている。

【００４４】さらに、第２のダイオード３ｂ側において
は、該第２のダイオード３ｂのアノードが、コンデンサ
４ｂを介して第３のポートＰ₃ に接続されている。ま
た、第２のダイオード３ｂのアノードとコンデンサ４ｂ
との間の接続点Ｄに分布定数線路５ｂの一端が接続され
ている。分布定数線路５ｂの他端はコンデンサ６ｂを介
して接地電位に接続されている。分布定数線路５ｂは、
分布定数線路５ａと同様に構成されており、かつ分布定
数線路５ｂとコンデンサ６ｂとの間の接続点Ｅに制御電
圧端子Ｖ_C2が接続されている。制御電圧端子Ｖ_C2は、抵
抗を介して接続点Ｅに接続されていてもよい。

【００４５】高周波スイッチ１では、制御電圧端子Ｖ_C1
に制御電圧として正の電源電圧＋Ｖ _CC（第１の電圧）を
印加し、制御電圧端子Ｖ_C2，Ｖ_f を接地電位に接続する
ことにより（第２の電圧＝０Ｖ）、第１のポートＰ₁ を
第２のポートＰ₂ に接続した状態を実現することができ
る。

【００４６】上記のように制御電圧を印加した場合、第
１のダイオード３ａには順方向のバイアス電圧が印加さ
れ、第２のダイオード３ｂには逆方向のバイアス電圧が
印加されることになる。すなわち、コンデンサ２，４
ａ，６ａ，８，４ｂ，６ｂが直流の流れる部分を制御す
るため、制御電圧端子Ｖ_C1から与えられる制御電流がカ
ットされ、分布定数線路５ａ、ダイオード３ａ、分布定
数線路７及び抵抗９を含む回路部分に流れ、ダイオード
３ａがオン状態とされる。また、上記制御電流による抵
抗９における電圧降下により、接続点Ｆの電位はＶ_ccか
らダイオード３ａの電圧降下分を差し引いた値となり、
ダイオード３ｂに逆方向のバイアス電圧が印加されるこ
とになり、ダイオード３ｂがオフ状態とされる。

【００４７】他方、コンデンサ６ａの容量を大きく設定
することで、分布定数線路５ａの一端を高周波的に接地
電位にすることができ、このとき、λ／４のインピーダ
ンス反転により、接続点Ａからみた分布定数線路５ａ及
びコンデンサ６ａからなる直列回路のインピーダンスは
高周波的に無限大となっている。同様に、接続点Ｆから
みた分布定数線路７側も、そのインピーダンスは高周波
的に無限大となる。従って、高周波信号は、第１のポー
トＰ₁ と第２のポートＰ₂ との間を流れることになる。

【００４８】上記とは逆に、第１のポートＰ₁ と第３の
ポートＰ₃ との間を接続した状態とするには、第２の制
御電圧端子Ｖ_C2に正の電源電圧＋Ｖ_CC（第１の電圧）を
印加し、制御電圧端子Ｖ_C1及び制御電圧端子Ｖ_f を接地
すればよい。すなわち第２の電圧として、０Ｖの電圧を
印加すればよい。この場合には、第２のダイオード３ｂ
がオン状態とされ、第１，第３のポート間が接続され、
第１のダイオード３ａがオフ状態とされる。また、接続
点Ｄ，Ｆ側からみた分布定数線路５ｂ，７側のインピー
ダンスは高周波的に無限大とされているため、高周波信
号は、接続点Ｄ，Ｆから分布定数線路５ｂ，７側には流
れない。よって、高周波信号は、第１，第３のポートＰ
₁ ，Ｐ₃ 間を流れることになる。

【００４９】以上のように、分布定数線路５ａ，５ｂ，
７は、制御電流をダイオード３ａ，３ｂに流すための電
流経路を構成するとともに高周波信号に対しては、接続
点Ａ，Ｄ，Ｆからみた分布定数線路側のインピーダンス
を高め、挿入損失及び反射損失を低減する機能を果た
す。

【００５０】なお、上記説明では、第１，第２のポート
Ｐ₁ ，Ｐ₂ 間を接続した状態を実現するのに、第１の制
御電圧端子Ｖ_C1に第１の電圧として電源電圧＋Ｖ_CCを印
加し、残りの制御電圧端子Ｖ_f ，Ｖ_C2に０Ｖの電圧を与
え、第１，第３のポートＰ₁，Ｐ₃ 間を接続した状態を
実現するのに、第２の制御電圧端子Ｖ_C2に電源電圧＋Ｖ
_CCを印加し、残りの制御電圧端子Ｖ_C1，Ｖ_f に０Ｖの電
圧を印加したが、制御電圧印加方法はこれに限られな
い。

【００５１】例えば、第１の制御電圧端子Ｖ_C1に第１の
電圧として０Ｖの電圧を印加するように第１の制御電圧
端子Ｖ_C1を接地し、残りの制御電圧端子Ｖ_f ，Ｖ_C2に負
の電源電圧−Ｖ_CC（第２の電圧）を印加することによ
り、第１，第２のポートＰ₁ ，Ｐ₂ 間を接続してもよ
い。同様に第１，第３のポートＰ₁ ，Ｐ₃ 間を接続した
状態を実現するには、第２の制御電圧端子Ｖ_C2に０Ｖの
電圧（第１の電圧）を印加するように該制御電圧端子Ｖ
_C2を接地し、他方、残りの制御電圧端子Ｖ_C1，Ｖ_fに負
の電源電圧−Ｖ_CC（第２の電圧）を印加すればよい。要
するに、ダイオード３ａをオン状態もしくはオフ状態及
びダイオード３ｂをオン状態もしくはオフ状態とするよ
うに、第１，第２の制御電圧端子Ｖ_C1，Ｖ_C2に印加する
電圧を適宜定め得る。また、制御電圧端子Ｖ_f について
は、第１のポートＰ₁ と第２のポートＰ₂ とが接続され
た状態と、第１，第３のポートＰ₁ ，Ｐ₃ 間が接続され
た状態のいずれにおいても、一定の電圧が印加されるこ
とになる。

【００５２】また、図１では、ダイオード３ａ，３ｂ
は、カソード側が第１のポートＰ₁ に接続されていた
が、ダイオード３ａ，３ｂはアノード側が第１のポート
Ｐ₁ 側となるように接続されていてもよい。この場合に
は、下記の表１に示すように各制御電圧端子に制御電圧
を印加することにより、第１，第２のポートＰ₁ ，Ｐ₂
間が接続された状態及び第１，第３のポートＰ₁ ，Ｐ₃
が接続された状態を実現することができる。

【００５３】

【表１】

【００５４】さらに、上記実施例では、図１に破線で示
すように、第１〜第３のポートＰ₁〜Ｐ₃ と基準電位と
の間にコンデンサＣ₁ 〜Ｃ₃ をそれぞれ接続してもよ
い。この場合には、コンデンサＣ₁ 〜Ｃ₃ 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、分
布定数線路５ａ，５ｂ，７の長さを短くすることがで
き、それによって高周波スイッチ１の小型化を図ること
も可能である。

【００５５】なお、図１では、破線でコンデンサＣ₁ 〜
Ｃ₃ を示したが、これらのコンデンサＣ₁ 〜Ｃ₃ は全て
用いられる必要は必ずしもなく、何れかのみが接続され
ていてもよい。

【００５６】上記のように、本実施例の高周波スイッチ
１では、第１，第２のポートＰ₁ ，Ｐ₂ 間及び第１，第
３のポートＰ₁ ，Ｐ₃ 間を接続した状態を実現するの
に、１種類の制御電圧Ｖ_CCまたは−Ｖ_CCと、接地電位と
を用いることができる。従って、高周波スイッチ１に接
続すべき電源電圧が１種類だけでよいため、電源電圧供
給用配線パターンを簡略化し得ることがわかる。

【００５７】第２の実施例 図２は、本願の第２発明の実施例の高周波スイッチの回
路図である。高周波スイッチ２１は、第１〜第４のポー
トＰ₂₁〜Ｐ₂₄を有する４ポート高周波スイッチである。
高周波スイッチ２１では、後述のようにして、第１のポ
ートＰ₂₁−第３のポートＰ₂₃間が接続された状態、第１
のポートＰ₂₁−第４のポートＰ₂₄間が接続された状態、
第２のポートＰ₂₂−第３のポートＰ₂₃間が接続された状
態、及び第２のポートＰ₂₂−第４のポートＰ₂₄間が接続
された状態の何れかをとり得るように構成されている。
言い換えれば、第１のポートＰ₂₁または第２のポートＰ
₂₂は、残りの２つの第３のポートＰ₂₃及び第４のポート
Ｐ₂₄の何れかに接続した状態をとり得るように構成され
ている。

【００５８】上記高周波スイッチ２１を用いることによ
り、それだけで、例えば、図７に示した従来のスイッチ
回路１５１を構成することができる。スイッチ回路１５
１では、実際の使用に際しては、アンテナＡＮＴと、送
信部Ｔｘまたは受信部Ｒｘとが接続される。あるいは、
外部端子ＥＸＴが、送信部Ｔｘまたは受信部Ｒｘに接続
される。

【００５９】すなわち、使用にあたっては、アンテナＡ
ＮＴ−送信部Ｔｘが接続された状態（送信時）、アンテ
ナＡＮＴ−受信部Ｒｘが接続された状態（受信時）、外
部端子ＥＸＴ−送信部Ｔｘが接続された状態（外部アン
テナを利用して送信する場合や送信部の特性を測定する
場合）、外部端子ＥＸＴ−受信部Ｒｘが接続された状態
（外部アンテナを利用した受信時あるいは受信部の受信
性能を測定する場合など）の何れかが採用される。よっ
て、本実施例の高周波スイッチ２１の第１のポートＰ₂₁
及び第２のポートＰ₂₂を、アンテナＡＮＴまたは外部端
子ＥＸＴに接続し、第３のポートＰ₂₃及び第４のポート
Ｐ₂₄を、それぞれ、送信部Ｔｘまたは受信部Ｒｘに接続
することにより、スイッチ回路１５１と同様に機能させ
ることができる。

【００６０】以下、高周波スイッチ２１の構成及び動作
につき説明する。高周波スイッチ２１では、第１のポー
トＰ₂₁にコンデンサ２２を介して第１，第２のダイオー
ド２３，２４のカソードが接続されている。第１のダイ
オード２３のアノードは、コンデンサ２５を介して第３
のポートＰ₂₃に接続されている。また、第１のダイオー
ド２３のアノードとコンデンサ２５との間の接続点Ａ
と、接地電位との間に分布定数線路２６及びコンデンサ
２７が接続されている。分布定数線路２６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ており、高周波スイッチ２１
に流れる高周波信号の波長λの１／４以下の長さを有す
る９０°位相シフターまたはハイインピーダンス線路で
ある。この分布定数線路２６は、いわゆるλ／４線路で
あるが、その長さは、ラインのインダクタンス分や浮遊
容量を考慮して、λ／４よりも短く形成されている。ま
た、分布定数線路２６とコンデンサ２７との間の接続点
Ｂには抵抗２８の一端が接続されており、抵抗２８の他
端が第１の制御電圧端子Ｖ₁ に接続されている。

【００６１】なお、抵抗２８は、制御電圧端子Ｖ₁ から
与えられる制御電圧を調整するために設けられているも
のであり、本発明においては、抵抗２８は必ずしも設け
られずともよい。

【００６２】同様に、第１，第４のポートＰ₂₁，Ｐ₂₄間
では、第２のダイオード２４のアノードと第４のポート
Ｐ₂₄とがコンデンサ２９を介して接続されている。さら
に、ダイオード２４のアノードとコンデンサ２９との間
の接続点Ｃと、接地電位との間に分布定数線路２６と同
様に構成された分布定数線路３０と、コンデンサ３１と
が接続されている。分布定数線路３０とコンデンサ３１
との間の接続点Ｄには抵抗３２を介して第２の制御電圧
端子Ｖ₂ が接続されている。この抵抗３２は、抵抗２８
と同様に、必ずしも設けられずともよい。

【００６３】他方、第２のポートＰ₂₂には、コンデンサ
４２を介して第３，第４のダイオード４３，４４のカソ
ードが接続されている。第２のポートＰ₂₂−第３のポー
トＰ ₂₃間の回路構成、並びに第２のポートＰ₂₂−第４の
ポートＰ₂₄間の回路構成は、上記第１のポートＰ₂₁−第
３のポートＰ₂₃間及び第１のポートＰ₂₁−第４のポート
Ｐ₂₄間と同様に構成されている。従って、相当の部分に
ついては、相当の参照番号を付することにより、詳細な
説明は省略する。

【００６４】すなわち、第３のダイオード４３のアノー
ドには、コンデンサ４５及び分布定数線路４６が接続さ
れている。また、ダイオード４３のアノードとコンデン
サ４５との間の接続点Ｅと基準電位との間には上記分布
定数線路４６及びコンデンサ４７が接続されている。分
布定数線路４６とコンデンサ４７との間の接続点Ｆが第
３の制御電圧端子Ｖ₃ に抵抗４８を介して接続されてい
る。

【００６５】同様に、第４のダイオード４４のアノード
は、コンデンサ４９を介して第４のポートＰ₂₄に接続さ
れている。第４のダイオード４４のアノードとコンデン
サ４９との間の接続点Ｇが、分布定数線路５０及びコン
デンサ５１を介して接地電位に接続されており、他方、
分布定数線路５０とコンデンサ５１との間の接続点Ｈ
が、抵抗５２を介して、第４の制御電圧端子Ｖ₄ に接続
されている。

【００６６】また、第１のポートＰ₂₁と、第２のポート
Ｐ₂₂とは、コンデンサ２２，４２を間に介して、分布定
数線路６１，６２により接続されている。分布定数線路
６１，６２は、分布定数線路２６と同様に構成されてお
り、かつ両者の間の接続点Ｉがコンデンサ６３を介して
接地電位に接続されている。さらに、接続点Ｉは、抵抗
６４を介して固定電圧端子Ｖ_f に接続されている。

【００６７】高周波スイッチ２１は、第１の実施例の高
周波スイッチ１を２つ用意し、接続した構造に相当す
る。すなわち、高周波スイッチ２１は２個の高周波スイ
ッチ１の第１のポートＰ₁ を、それぞれ、図２の第１，
第２のポートＰ₂₁，Ｐ₂₂とし、高周波スイッチ１の第
２，第３のポートＰ₂ ，Ｐ₃ を、２個の高周波スイッチ
で共用し、図２の第３，第４のポートＰ₂₃，Ｐ₂₄とし、
さらに両者の制御電圧端子Ｖ_f を図２の固定電圧端子Ｖ
_f のように共用した構成に相当する。

【００６８】次に、高周波スイッチ２１の動作を説明す
る。まず、第１のポートＰ₂₁と、第３のポートＰ₂₃との
間に高周波信号を流す場合につき説明する。

【００６９】この場合、下記の表２に示すように、第１
の制御電圧端子Ｖ₁ に第１の電圧として正の電源電圧＋
Ｖ_CCを印加する。他方、第２〜第４の制御電圧端子Ｖ₂
〜Ｖ ₄ 及び固定電圧端子Ｖ_f を接地する。すなわち、第
２の電圧として０Ｖの電圧を採用する。この結果、制御
電圧端子Ｖ₁ から与えられる制御電流は、コンデンサ２
２，２５，２７，２９，３１，４２，４５，４７，４
９，５１，６３でカットされる。すなわち、これらのコ
ンデンサは、制御電流が流れる回路部分を制限するよう
に機能する。

【００７０】その結果、第１のダイオード２３に順方向
のバイアス電圧が印加され、第１のダイオード２３がオ
ン状態とされる。なお、第２〜第４のダイオード２４，
４４，４３には逆方向のバイアス電圧が印加され、オフ
状態とされる。従って、第１のポートＰ₂₁と第３のポー
トＰ₂₃との間に高周波信号が流れる。この場合、接続点
Ａから分布定数線路２６側を見た場合、分布定数線路２
６とコンデンサ２７とで構成される直列回路のインピー
ダンスが高周波的に無限大となるため、接続点Ａから分
布定数線路２６側には高周波信号は流れない。

【００７１】なお、第１，第２のポートＰ₂₁，Ｐ₂₂間に
も高周波信号は流れない。これは、第１のポートＰ₂₁か
ら分布定数線路６１側を見た場合、分布定数線路６１及
びコンデンサ６３により構成される直列回路のインピー
ダンスが高周波的に無限大となるためである。

【００７２】上記のように、第１の制御電圧端子Ｖ₁ に
正の電源電圧＋Ｖ_CCを印加し、残りの第２〜第４の制御
電圧端子Ｖ₂ 〜Ｖ₄ 及び固定電圧端子Ｖ_f を接地するこ
とにより、第１の接続状態を実現でき、第１のポートＰ
₁ と第３のポートＰ₃ との間に高周波信号を流すことが
可能となる。

【００７３】同様に、下記の表２に示すように、第２〜
第４の制御電圧端子Ｖ₂ 〜Ｖ₄ の何れかに第１の電圧と
して正の電源電圧＋Ｖ_CCを印加し、残りの制御電圧端子
及び固定電圧端子Ｖ_f に第２の電圧として０Ｖを印加す
るようにこれらを接地することにより、第２〜第４のダ
イオードの何れかをオン状態とし、第１，第４のポート
間、第２，第３のポート間、あるいは第２，第４のポー
ト間を接続した状態を実現することができる。

【００７４】

【表２】

【００７５】さらに、第１の実施例の場合と同様に、上
記第１の制御電圧として、＋Ｖ_CCではなく０Ｖを採用
し、第２の電圧として、−Ｖ_CCを採用してもよい。加え
て、図２において、第１〜第４のダイオードの全てを、
図示の方向とは逆向きに接続して高周波スイッチ２１を
構成してもよい。その場合には、表３に示すように制御
電圧を印加することにより上記と同様に各接続状態を実
現し得る。この場合にも第１の制御電圧として０Ｖを採
用し、第２の電圧として−Ｖ_CCを採用してもよい。

【００７６】

【表３】

【００７７】以上のように、第２の実施例の高周波スイ
ッチ２１においても、接続すべきポート間に配置された
ダイオードをオン状態とするように、かつ残りのダイオ
ードをオフ状態とするように、制御電圧端子Ｖ₁ 〜Ｖ₄
の何れか１つに第１の電圧を、残りの制御電圧端子と固
定電圧端子とに第２の電圧を印加することにより、上記
各接続状態を実施することができる。しかも、高周波ス
イッチ２１を動作させた状態において、オン状態にある
ダイオードは１個だけであるため、従来の高周波スイッ
チ１５２，１５３を用いたスイッチ回路１５１に比べ
て、高周波信号が通過するダイオードの数が半減するこ
とになる。よって、挿入損失を半減することができる。

【００７８】しかも、第２の実施例の高周波スイッチ２
１においても、第１，第２の電圧の何れかを接地電位と
することにより、単一の電源電圧のみを用いて接続状態
を切り換えることができる。よって、電源電圧供給用配
線パターンを簡略化することができる。

【００７９】さらに高周波スイッチ２１では、動作状態
において、オン状態とされるダイオードが１個であり、
バイアス回路も１つである。従って、高周波スイッチ２
１を構成する素子の寿命を長くすることが可能となる。
またこの部品を実装した携帯電話機の電池の消耗をおさ
え、長時間通話を可能にすることができる。

【００８０】なお、第２の実施例においても、各ポート
Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄に破線で示すように基準電位との間にコンデ
ンサＣ₁ 〜Ｃ₄ を接続することにより、特性インピーダ
ンスを調整し、それによって高周波スイッチ２１の挿入
損失や反射損失の低減を図ることができる。加えて、分
布定数線路２６，３０，４６，５０，６１，６２の長さ
を短くすることも可能である。

【００８１】第３の実施例 図３は、本願の第３の発明の実施例に掛かる高周波スイ
ッチの回路図である。高周波スイッチ７１は、第１〜第
４のポートＰ₇₁〜Ｐ₇₄を有する４ポート高周波スイッチ
である。スイッチ７１では、第１，第３のポートＰ₇₁，
Ｐ₇₃間及び第２，第４のポートＰ₇₂，Ｐ₇₄間が接続され
た状態と、第２，第３のポートＰ₇₂，Ｐ₇₃間及び第１，
第４のポートＰ₇₁，Ｐ₇₄間が接続された状態の何れかを
とり得るように構成されている。

【００８２】高周波スイッチ７１では、第１のポートＰ
₇₁にコンデンサ７２ａを介して第１，第２のダイオード
７３，７４のカソードが接続されている。また、第２の
ポートＰ₇₂に対してコンデンサ７２ｂを介して第３，第
４のダイオード７６，７７のアノードが接続されてい
る。すなわち、ダイオード７３，７４は第１のポートＰ
₇₁に対して同じ向きに接続されており、ダイオード７
６，７７は、第２のポートＰ₇₂に対して同じ向きに接続
されている。また、ダイオード７３，７６は第３のポー
トＰ₇₃に対して逆向きに接続されており、ダイオード７
４，７７の第４のポートＰ₇₄に対して逆向きに接続され
ている。

【００８３】第１のポートＰ₇₁には、上記コンデンサ７
２ａを介して基準電位との間に分布定数線路７８ａ及び
コンデンサ７９ａが接続されている。分布定数線路７８
ａ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ており、高周
波スイッチ７１に流れる高周波信号の波長λの１／４以
下の長さを有する９０°位相シフターまたはハイインピ
ーダンス線路である。ここで高周波信号の波長の１／４
以下の長さを有するように構成しているのは、λ／４線
路を構成するものであるが、ラインのインピーダンスや
浮遊容量を考慮して、λ／４よりも短い長さに形成する
ことが普通だからである。また、分布定数線路７８ａと
コンデンサ７９ａとの間の接続点Ｂには、抵抗８０ａを
介して第１の固定電圧端子Ｖ_f1が接続されている。

【００８４】同様に、第２〜第４のポートＰ₇₂〜Ｐ₇₄に
も、基準電位との間に分布定数線路７８ｂ，７８ｃ，７
８ｄ，、及びコンデンサ７９ｂ，７９ｃ，７９ｄが接続
されている。分布定数線路７８ｂとコンデンサ７９ｂと
の間の接続点Ｄに、抵抗８０ｂを介して第２の固定電圧
端子Ｖ_f2が接続されている。また、分布定数線路７８
ｃ，７８ｄとコンデンサ７９ｃ，７９ｄとの間の接続点
Ｅ，Ｆに、それぞれ、抵抗８０ｃ，８０ｄを介して、第
１，第２の制御電圧端子Ｖ₁ ，Ｖ₂ が接続されている。

【００８５】なお、抵抗８０ａ〜８０ｄは、必ずしも設
けられずともよい。次に、高周波スイッチ７１の動作を
説明する。まず、第１，第３のポートＰ₇₁，Ｐ₇₃間、及
び第２，第４のポートＰ₇₂，Ｐ₇₄間に高周波信号を流す
場合につき説明する。この場合には、下記の表４に示す
ように、第１の固定電圧端子Ｖ_f1を接地し、第２の固定
電圧端子Ｖ_f2に正の電源電圧＋Ｖ_CCを印加し、第１の制
御電圧端子Ｖ₁ に正の電源電圧＋Ｖ_CCを印加し、第２の
制御電圧端子Ｖ₂ を接地すればよい。

【００８６】その結果、コンデンサ７２ａ〜７２ｄ，７
９ａ〜７９ｄが制御電流をカットするため、上記コンデ
ンサ７２ａ〜７２ｄ，コンデンサ７９ａ〜７９ｄで囲ま
れた回路部分に制御電流が流れることになる。従って、
第１のダイオード７３に順方向のバイアス電圧が印加さ
れることになり、第１のダイオード７３がオン状態とさ
れる。同様に、第４のダイオード７７についても順方向
のバイアス電圧が印加され、第４のダイオード７７がオ
ン状態とされる。他方、第２，第３のダイオード７４，
７６には逆方向のバイアス電圧が印加され、オフ状態と
される。

【００８７】その結果、第１，第３のポートＰ₇₁，Ｐ₇₃
間及び第２，第４のポートＰ₇₂，Ｐ ₇₄間に高周波信号が
流れる。この場合、例えば接続点Ａから分布定数線路７
８ａ側には高周波信号は流れない。なぜならば、分布定
数線路７８ａ及びコンデンサ７９ａで構成される直列回
路が接地電位との間に接続されることになり、そのイン
ピーダンスが接続点Ａ側から見た場合高周波的に無限大
となるためである。同様に、接続点Ｃ，Ｇ，Ｈから各接
続点に接続されている分布定数線路７８ｂ〜７８ｄ側に
も高周波信号は流れない。

【００８８】よって、上記のように、第１の電圧とし
て、第１，第４のダイオード７３，７７をオン状態と
し、残りのダイオードをオフ状態とするように、第１の
制御電圧端子Ｖ₁ 及び第２の固定電圧端子Ｖ_f2に正の電
源電圧＋Ｖ_CC（第１の電圧）を印加し、残りの第２の制
御電圧端子Ｖ₂ 及び第１の固定電圧端子Ｖ_f1を接地する
ことにより（第２の電圧＝０Ｖ）、上記接続状態を実現
し得る。

【００８９】逆に、第１，第４のポートＰ₇₁，Ｐ₇₄間及
び第２，第３のポートＰ₇₂，Ｐ₇₃間を接続した状態を実
現するには、下記の表４に示す制御電圧を印加すればよ
い。従って、１種類の電源電圧＋Ｖ_CCのみを用いて、上
記接続状態を実現することができる。なお、上記説明で
は、正の電源電圧＋Ｖ_CCを用いた場合、負の電源電圧−
Ｖ_CCを用いてもよく、その場合には、下記の表４に示す
ように電圧を印加すればよい。

【００９０】

【表４】

【００９１】上記のように、本実施例の高周波スイッチ
７１では、流れる高周波信号は単一のダイオードのみを
通過する。例えば、第１のポートＰ₇₁と第３のポートＰ
₇₃の間を流れる高周波信号はダイオード７３のみを通過
する。よって、従来の高周波スイッチ１５２，１５３を
用いた場合には、高周波信号は２個のダイオードを通過
せざるを得なかったのに対し、本実施例では、１個のダ
イオードのみを通過すればよいため、挿入損失を半減す
ることができる。

【００９２】加えて、従来のスイッチ回路１５１では、
伝送線路が６本必要であったが、本実施例では、伝送線
路は４つのポートＰ₇₁〜Ｐ₇₄に接続される４本だけでよ
いため、高周波スイッチを含む高周波回路の小型化を図
り得る。

【００９３】加えて、単一の電源を用いるだけでよいた
め、電源電圧供給用配線パターンの設計を簡略化するこ
とができ、高周波スイッチ７１が実装されるプリント回
路基板を小型化し得る。

【００９４】また、従来の２個の高周波スイッチ１５
２，１５３を用いた構成に比べて、抵抗素子の使用数も
低減することができるため、例えば多層基板により高周
波スイッチ７１を構成した場合には、小型化及びコスト
ダウンを図り得る。

【００９５】なお、第３の実施例においても、各ポート
Ｐ₇₁〜Ｐ₇₄に、基準電位との間に破線で示すようにコン
デンサＣ₁ 〜Ｃ₄ を接続してもよく、それによって特性
インピーダンスの調整を図ることができ、挿入損失や反
射損失を低減することができ、さらに使用する分布定数
線路７８ａ〜７８ｄの線路の長さを短くすることができ
る。

【００９６】また、第１，第２のダイオード７３，７４
を図３に示した状態と逆向きに、第３，第４のダイオー
ド７６，７７を図３に示した状態と逆向きに接続しても
よく、その場合においても、上記と同様に第１，第２の
ポートＰ₇₁，Ｐ₇₂を第３，第４のポートＰ₇₃，Ｐ₇₄に接
続した状態を実現し得る。

【００９７】第１〜第３の実施例の変形例 次に、第１〜第３の実施例に適用し得る好ましい変形例
を、図４〜図６を参照して説明する。図４〜図６に示す
変形例では、上述した第１〜第３の実施例で用いた任意
のダイオードに後述の各回路素子が接続される。

【００９８】図４に示すように、第１の変形例では、ダ
イオード９１に並列に、放電抵抗９２が接続されてい
る。ダイオード９１は、オフ状態にある時には、直流的
にはコンデンサとして機能する。従って、オフ状態にあ
るときに蓄積された電荷が、ダイオード９１がオン状態
になると同時に流れることになるが、図４に示す構成で
は、放電抵抗９２に蓄積電荷が放電され、従って、ダイ
オード９１のオフ状態からオン状態へのスイッチング動
作が円滑化される また、図５に示す変形例では、ダイオード９１に並列
に、互いに直列に接続された分布定数線路９３及びコン
デンサ９４が接続される。この構成では、ダイオード９
１のオフ状態における静電容量と、分布定数線路９３の
インダクタンス分とにより、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が、伝送さ
れる高周波信号の周波数と一致するように上記分布定数
線路９３のインダクタンス分を調整することにより、ダ
イオード９１のオフ状態のインピーダンスを高め得る。
その結果、オフ状態にある時のダイオード９１を挟んだ
次のポート間のアイソレーション特性を高め得ることが
できる。なお、コンデンサ９４は、分布定数線路９３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。

【００９９】また、上記分布定数線路９３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得るが、その長さ及びインピ
ーダンスは、上記のように、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。

【０１００】図６に示す変形例では、ダイオード９１に
並列に並列共振回路を構成するための分布定数線路９３
が接続されている。また、分布定数線路９３に直列にコ
ンデンサ９４が接続されている。さらに、コンデンサ９
５がダイオード９１に並列に、かつ分布定数線路９３及
びコンデンサ９４からなる回路部分に並列に接続されて
いる。このようにコンデンサ９５を追加することによ
り、図５に示す構成においてダイオード９３のオフ状態
の静電容量が小さい場合に、ダイオード９１のオフ状態
の静電容量とコンデンサ９５の静電容量との合成静電容
量と、分布定数線路９３のインダクタンス分とにより並
列共振回路を構成することができ、それによって、並列
共振回路の共振周波数を容易に高周波信号の周波数と一
致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例にかかる高周波スイッチ
の回路図。

【図２】本発明の第２の実施例にかかる高周波スイッチ
の回路図。

【図３】本発明の第３の実施例にかかる高周波スイッチ
の回路図。

【図４】高周波スイッチの第１の変形例を説明するため
の回路図。

【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。

【図６】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。

【図７】従来の高周波スイッチ回路図を説明するための
略図的構成図。

【図８】従来の３ポート型高周波スイッチの１例を示す
回路図。

【符号の説明】

１…高周波スイッチ ３ａ，３ｂ…第１，第２のダイオード ４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂ，８…コンデンサ ５ａ，５ｂ，７…分布定数線路 Ｃ₁ 〜Ｃ₃ …コンデンサ Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ …第１〜第３のポート Ｖ_C1，Ｖ_C2…第１，第２の制御電圧端子 Ｖ_f …固定電圧端子 ２３，２４…第１，第２のダイオード ２６，３０…分布定数線路 ２５，２７，２９，３１…コンデンサ ４３，４４…第３，第４のダイオード ４６，５０…分布定数線路 ４５，４７，４９，５１…コンデンサ ６１，６２…分布定数線路 ６３…コンデンサ ６４…抵抗 Ｃ₁ 〜Ｃ₄ …コンデンサ Ｐ₂₁〜Ｐ₂₄…第１〜第４のポート Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ …第１〜第４の制御電圧端子 Ｖ_f …固定電圧端子 ７１…高周波スイッチ ７３，７４，７６，７７…第１〜第４のダイオード ７８ａ〜７８ｄ…分布定数線路 ７９ａ〜７９ｄ…コンデンサ ８０ａ〜８０ｄ…抵抗 Ｃ₁ 〜Ｃ₄ …コンデンサ Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，…第１，第２の制御電圧端子 Ｖ_f1，Ｖ_f2…第１，第２の固定電圧端子 Ｐ₇₁〜Ｐ₇₄…第１〜第４のポート ９１…ダイオード ９２…放電抵抗 ９３…分布定数線路 ９４…コンデンサ ９５…コンデンサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−197041（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−32303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13418（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−77507（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−162801（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−7449（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60236（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142217（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−6197（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−32301（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−154002（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−63539（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−114402（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−169151（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−129701（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 1/15 H04B 1/44

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１〜第３のポートを有し、第１のポー
   トを、第２または第３のポートに接続した状態間で切り
   換えることを可能とする高周波スイッチであって、 前記第１のポートと第２のポートとの間に接続された第
   １のダイオードと、 前記第１のポートと第３のポートとの間に接続された第
   ２のダイオードとを備え、 前記第１，第２のダイオードは、第１のポートに対して
   同じ向きに接続されており、 前記第１のポートと、第１，第２のダイオードとの間、
   前記第２のポートと前記第１のダイオードとの間、前記
   第３のポートと第２のダイオードとの間に、それぞれ、
   接続されたカップリングコンデンサと、 前記第２及び第３のポートに接続された各カップリング
   コンデンサと基準電位との間に接続されており、かつ互
   いに直列に接続された分布定数線路及びコンデンサと、 前記各分布定数線路と各コンデンサとの間の各接続点に
   接続された制御電圧端子と、 前記第１のポートに接続されたカップリングコンデンサ
   と基準電位との間に接続されており、かつ互いに直列に
   接続された分布定数線路及びコンデンサと、 前記第１のポートに接続された分布定数線路とコンデン
   サとの間の接続点に接続されており、かつ前記制御電圧
   端子のいずれかと同じ制御電圧となる一定の値の制御電
   圧が与えられる固定電圧端子と をさらに備える、高周波
   スイッチ。
2. 【請求項２】 第１〜第４のポートを有し、第１，第２
   のポートを、それぞれ、第３または第４のポートに切り
   換える高周波スイッチであって、 前記第１のポートと第３のポート間、第１，第４のポー
   ト間、第２，第３のポート間、第２，第４のポート間に
   接続された第１〜第４のダイオードを備え、 前記第１，第２のダイオードは、前記第１のポートに対
   して同じ向きに接続されており、前記第３，第４のダイ
   オードが前記第２のポートに同じ向きに接続されてお
   り、 前記第１〜第４のダイオードの第３，第４のポート側端
   と基準電位との間に接続されており、かつ互いに直列に
   接続された分布定数線路及びコンデンサと、 前記分布定数線路とコンデンサとの間の接続点に接続さ
   れた制御電圧端子と、 前記第１，第２のポートと基準電位との間に、それぞれ
   接続された一対の第３の分布定数線路と、 前記一対の第３の分布定数線路間と基準電位との間に接
   続されたコンデンサと、 前記第３の分布定数線路とコンデンサとの間の接続点に
   接続されており、かつ一定の値の制御電圧が与えられる
   固定電圧端子とをさらに備える、高周波スイッチ。
3. 【請求項３】 第１〜第４のポートを有し、第１，第２
   のポートを、それぞれ、第３または第４のポートに切り
   換える高周波スイッチであって、 前記第１，第３のポート間、第１，第４のポート間、第
   ２，第３のポート間及び第２，第４のポート間に接続さ
   れた第１〜第４のダイオードを備え、 前記第１，第３のダイオードが第３のポートに対して逆
   向きに、第２，第４のダイオードが第４のポートに対し
   て逆向きに接続されており、 前記第１〜第４のポートと基準電位との間にそれぞれ接
   続されており、かつ互いに直列に接続された分布定数線
   路及びコンデンサと、 前記第１，第２のポートに接続された分布定数線路及び
   コンデンサからなる各直列回路における分布定数線路と
   コンデンサとの間の接続点に対して接続されており、か
   つ該接続点に一定の電圧を与える固定電圧端子と、 前記第３，第４のポートに接続された上記分布定数線路
   及びコンデンサからなる各直列回路において前記分布定
   数線路とコンデンサとの間の接続点に接続された制御電
   圧端子とを備える、高周波スイッチ。
4. 【請求項４】 少なくとも１つの前記ダイオードに並列
   に接続されており、かつ互いに直列に接続された分布定
   数線路とコンデンサとをさらに備えることを特徴とす
   る、請求項１〜３の何れかに記載の高周波スイッチ。
5. 【請求項５】 少なくとも１つの前記ダイオードの両端
   と、前記基準電位との間に接続されたコンデンサをさら
   に備えることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記
   載の高周波スイッチ。
6. 【請求項６】 少なくとも１つの前記ダイオードに並列
   に接続された抵抗をさらに備えることを特徴とする、請
   求項１〜３の何れかに記載の高周波スイッチ。