JP3315299B2 - マイクロ波スイッチ - Google Patents
マイクロ波スイッチInfo
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- Japan
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- circuit
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば２つの出
力端子部にマイクロ波信号を切り換え出力させるために
用いられるマイクロ波スイッチに関する。
力端子部にマイクロ波信号を切り換え出力させるために
用いられるマイクロ波スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波スイッチは、例えばスイッチ
素子としてＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）が用いら
れるもので、この様なＦＥＴのゲート電極に対して制御
信号を与えることによって、入力されたマイクロ波信号
を出力端子部に伝送あるいは遮断制御する機能を有し、
各種マイクロ波システムに対して用いられる。
素子としてＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）が用いら
れるもので、この様なＦＥＴのゲート電極に対して制御
信号を与えることによって、入力されたマイクロ波信号
を出力端子部に伝送あるいは遮断制御する機能を有し、
各種マイクロ波システムに対して用いられる。
【０００３】図５は従来から知られているマイクロ波ス
イッチの例を示すもので、１入力に対して２出力の構成
となっている。すなわち、入力端子51から入力されるマ
イクロ波信号は、第１および第２の電界効果型トランジ
スタ（ＦＥＴ）52および53のドレイン電極に対して並列
的に供給され、これらＦＥＴ52および53のそれぞれソー
ス電極は、それぞれ第１および第２の出力端子54および
55に接続する。
イッチの例を示すもので、１入力に対して２出力の構成
となっている。すなわち、入力端子51から入力されるマ
イクロ波信号は、第１および第２の電界効果型トランジ
スタ（ＦＥＴ）52および53のドレイン電極に対して並列
的に供給され、これらＦＥＴ52および53のそれぞれソー
ス電極は、それぞれ第１および第２の出力端子54および
55に接続する。
【０００４】ここで、これらの出力端子54および55は、
それぞれ第３および第４のＦＥＴ56および57のそれぞれ
ドレイン電極に接続され、これらＦＥＴ56および57のソ
ース電極は接地される。そして、第１および第４のＦＥ
Ｔ52および57のそれぞれゲート電極端子521 および571
には第１の制御信号が供給され、第２および第３のＦＥ
Ｔ53および56のゲート電極端子531 および561 には第２
の制御信号が供給されるようにする。
それぞれ第３および第４のＦＥＴ56および57のそれぞれ
ドレイン電極に接続され、これらＦＥＴ56および57のソ
ース電極は接地される。そして、第１および第４のＦＥ
Ｔ52および57のそれぞれゲート電極端子521 および571
には第１の制御信号が供給され、第２および第３のＦＥ
Ｔ53および56のゲート電極端子531 および561 には第２
の制御信号が供給されるようにする。
【０００５】ここで、第１および第４のＦＥＴ52および
57のゲート電極端子521 および571に対して０Ｖの制御
信号電圧を印加し、第２および第３のＦＥＴ53および56
のそれぞれゲート電極端子531 および561 に対してピン
チオフ電圧以下の制御信号電圧を印加すると、第１およ
び第４のＦＥＴ52および57はオン状態となり、第２およ
び第３のＦＥＴ53および56はオフ状態となる。この様な
状態では、第１のＦＥＴ52は導通され第２のＦＥＴ53は
遮断されるため、入力端子51に入力されたマイクロ波信
号は出力端子54側に出力される。
57のゲート電極端子521 および571に対して０Ｖの制御
信号電圧を印加し、第２および第３のＦＥＴ53および56
のそれぞれゲート電極端子531 および561 に対してピン
チオフ電圧以下の制御信号電圧を印加すると、第１およ
び第４のＦＥＴ52および57はオン状態となり、第２およ
び第３のＦＥＴ53および56はオフ状態となる。この様な
状態では、第１のＦＥＴ52は導通され第２のＦＥＴ53は
遮断されるため、入力端子51に入力されたマイクロ波信
号は出力端子54側に出力される。
【０００６】逆に第１および第４のＦＥＴ52および57の
ゲート電極端子521 および571 にピンチオフ電圧以下の
制御信号電圧を印加し、第２および第３のＦＥＴ53およ
び56のゲート電極端子531 および561 に０Ｖの電圧を印
加すると、第２および第３のＦＥＴ53および56がオン状
態となると共に、第１および第４のＦＥＴ52および57が
オフ状態となる。このため、入力端子51に入力されたマ
イクロ波信号は出力端子55側に出力される。
ゲート電極端子521 および571 にピンチオフ電圧以下の
制御信号電圧を印加し、第２および第３のＦＥＴ53およ
び56のゲート電極端子531 および561 に０Ｖの電圧を印
加すると、第２および第３のＦＥＴ53および56がオン状
態となると共に、第１および第４のＦＥＴ52および57が
オフ状態となる。このため、入力端子51に入力されたマ
イクロ波信号は出力端子55側に出力される。
【０００７】すなわち、ゲート電極端子521 と571 、お
よび531 と561 にそれぞれ入力される制御信号を選択的
に切り換えることによって、入力端子51に入力されたマ
イクロ波信号を、２つの出力端子54および55の一方から
任意に出力させることができる。
よび531 と561 にそれぞれ入力される制御信号を選択的
に切り換えることによって、入力端子51に入力されたマ
イクロ波信号を、２つの出力端子54および55の一方から
任意に出力させることができる。
【０００８】しかし、この様に構成されるマイクロ波ス
イッチの回路にあっては、例えば第１および第４のＦＥ
Ｔ52および57をオン状態とすると共に、第２および第３
のＦＥＴ53および56をオフ状態とした場合、出力端子54
にマイクロ波信号が出力されると共に、出力端子55が信
号遮断端子とされるものであるが、周波数の高い領域に
あっては、第３のＦＥＴ56の寄生容量によるアイソレー
ションが悪くなると共に、第２のＦＥＴ53の寄生容量や
各ＦＥＴを接続するための配線の寄生インダクタンスに
より、外部回路との間のインピーダンスの不整合を起こ
し、広帯域な伝送特性を得ることができない。
イッチの回路にあっては、例えば第１および第４のＦＥ
Ｔ52および57をオン状態とすると共に、第２および第３
のＦＥＴ53および56をオフ状態とした場合、出力端子54
にマイクロ波信号が出力されると共に、出力端子55が信
号遮断端子とされるものであるが、周波数の高い領域に
あっては、第３のＦＥＴ56の寄生容量によるアイソレー
ションが悪くなると共に、第２のＦＥＴ53の寄生容量や
各ＦＥＴを接続するための配線の寄生インダクタンスに
より、外部回路との間のインピーダンスの不整合を起こ
し、広帯域な伝送特性を得ることができない。
【０００９】第２および第３のＦＥＴ53および56をオン
状態とすると共に、第１および第４のＦＥＴ52および57
をオフ状態とした場合にあっても、この場合には出力端
子55からマイクロ波の出力が得られるようになるが、こ
の様な場合にあっても寄生容量や寄生インダクタンスの
ために、広帯域特性を得ることができない。
状態とすると共に、第１および第４のＦＥＴ52および57
をオフ状態とした場合にあっても、この場合には出力端
子55からマイクロ波の出力が得られるようになるが、こ
の様な場合にあっても寄生容量や寄生インダクタンスの
ために、広帯域特性を得ることができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、特に寄生容量や寄生インダ
クタンスのために伝送特性に悪影響を受けることなく、
広帯域にわたり良好な伝送特性が設定されるようにする
マイクロ波スイッチを提供しようとするものである。
な点に鑑みなされたもので、特に寄生容量や寄生インダ
クタンスのために伝送特性に悪影響を受けることなく、
広帯域にわたり良好な伝送特性が設定されるようにする
マイクロ波スイッチを提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波スイッチは、一端を入力端子に接続した第１のインダ
クタの他端に第１および第２のスイッチング素子の一方
の電極を接続し、この第１および第２のスイッチング素
子の他方の電極にそれぞれ第２および第３のインダクタ
の一端を接続すると共に、この第２および第３のインダ
クタそれぞれの他端に、第１および第２の出力端子に接
続される第４および第５のインダクタの一端を接続する
もので、第２および第３のインダクタのそれぞれ他端に
接地された第３および第４のスイッチング素子を接続す
る。そして、第１および第４のスイッチング素子のそれ
ぞれ制御電極、さらに第２および第３のスイッチング素
子のそれぞれ制御電極を相反的に制御するもので、等価
回路上で、遮断端子側とされる回路が誘導Ｍ形フィルタ
を構成し、通過端子側とされる回路が定Ｋ形フィルタを
構成して、前記誘導Ｍ形フィルタと定Ｋ形フィルタの特
性インピーダンスを整合させるようにしている。ここ
で、第１ないし第４のスイッチング素子は、電界効果型
トランジスタによって構成される。
波スイッチは、一端を入力端子に接続した第１のインダ
クタの他端に第１および第２のスイッチング素子の一方
の電極を接続し、この第１および第２のスイッチング素
子の他方の電極にそれぞれ第２および第３のインダクタ
の一端を接続すると共に、この第２および第３のインダ
クタそれぞれの他端に、第１および第２の出力端子に接
続される第４および第５のインダクタの一端を接続する
もので、第２および第３のインダクタのそれぞれ他端に
接地された第３および第４のスイッチング素子を接続す
る。そして、第１および第４のスイッチング素子のそれ
ぞれ制御電極、さらに第２および第３のスイッチング素
子のそれぞれ制御電極を相反的に制御するもので、等価
回路上で、遮断端子側とされる回路が誘導Ｍ形フィルタ
を構成し、通過端子側とされる回路が定Ｋ形フィルタを
構成して、前記誘導Ｍ形フィルタと定Ｋ形フィルタの特
性インピーダンスを整合させるようにしている。ここ
で、第１ないし第４のスイッチング素子は、電界効果型
トランジスタによって構成される。
【００１２】この様に構成されるマイクロ波スイッチに
あっては、遮断端子の回路を誘導Ｍ形フィルタによって
構成すると共に、通過端子の回路を定Ｋ形フィルタによ
って構成されるものであるため、このそれぞれの回路の
特性インピーダンスを整合させることにより、確実に広
帯域な伝送特性を得ることができる。
あっては、遮断端子の回路を誘導Ｍ形フィルタによって
構成すると共に、通過端子の回路を定Ｋ形フィルタによ
って構成されるものであるため、このそれぞれの回路の
特性インピーダンスを整合させることにより、確実に広
帯域な伝送特性を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施の形態を説明する。図１はマイクロ波スイッチの
回路を示すもので、入力端子11に入力マイクロ波信号が
入力される。この入力端子11は、第１のインダクタ12を
介して第１および第２の電界効果型トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）13および14のそれぞれドレイン電極に接続される。
この第１および第２のＦＥＴ13および14のそれぞれソー
ス電極は、それぞれ第２および第３のインダクタ15およ
び16の一端に接続され、これらインダクタ15および16の
他端はさらに第４および第５のインダクタ17および18を
それぞれ介して、第１および第２の出力端子19および20
に接続される。
一実施の形態を説明する。図１はマイクロ波スイッチの
回路を示すもので、入力端子11に入力マイクロ波信号が
入力される。この入力端子11は、第１のインダクタ12を
介して第１および第２の電界効果型トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）13および14のそれぞれドレイン電極に接続される。
この第１および第２のＦＥＴ13および14のそれぞれソー
ス電極は、それぞれ第２および第３のインダクタ15およ
び16の一端に接続され、これらインダクタ15および16の
他端はさらに第４および第５のインダクタ17および18を
それぞれ介して、第１および第２の出力端子19および20
に接続される。
【００１４】第２のインダクタ15と第４のインダクタ17
との接続点には、第３のＦＥＴ21のドレイン電極が接続
され、このＦＥＴ21のソース電極は接地される。また、
第３のインダクタ16と第５のインダクタ18との接続点に
は、第４のＦＥＴ22のドレイン電極が接続され、このＦ
ＥＴ22のソース電極は接地される。そして、第１のＦＥ
Ｔ13と第４のＦＥＴ22のそれぞれゲート電極端子131 と
221 には第１の制御信号を入力し、第２のＦＥＴ14と第
３のＦＥＴ21のそれぞれゲート電極端子141 および211
には第２の制御信号が入力される。
との接続点には、第３のＦＥＴ21のドレイン電極が接続
され、このＦＥＴ21のソース電極は接地される。また、
第３のインダクタ16と第５のインダクタ18との接続点に
は、第４のＦＥＴ22のドレイン電極が接続され、このＦ
ＥＴ22のソース電極は接地される。そして、第１のＦＥ
Ｔ13と第４のＦＥＴ22のそれぞれゲート電極端子131 と
221 には第１の制御信号を入力し、第２のＦＥＴ14と第
３のＦＥＴ21のそれぞれゲート電極端子141 および211
には第２の制御信号が入力される。
【００１５】この様に構成されるマイクロ波スイッチ回
路において、第１ないし第４のＦＥＴ13、14、21、22は
それぞれスイッチング素子として機能されるもので、オ
ン状態のＦＥＴはドレイン・ソース間抵抗によって表現
され、またオフ状態のＦＥＴは空乏層容量によって表現
される。ここで、オン状態のＦＥＴのドレイン・ソース
間抵抗が充分に小さく無視できる程度のものであるとす
ると、第１および第４のＦＥＴ13および22をオン状態と
し、第２および第３のＦＥＴ14および21をオフ状態とす
ると、このマイクロ波スイッチ回路の等価回路は図２で
示すように表現される。
路において、第１ないし第４のＦＥＴ13、14、21、22は
それぞれスイッチング素子として機能されるもので、オ
ン状態のＦＥＴはドレイン・ソース間抵抗によって表現
され、またオフ状態のＦＥＴは空乏層容量によって表現
される。ここで、オン状態のＦＥＴのドレイン・ソース
間抵抗が充分に小さく無視できる程度のものであるとす
ると、第１および第４のＦＥＴ13および22をオン状態と
し、第２および第３のＦＥＴ14および21をオフ状態とす
ると、このマイクロ波スイッチ回路の等価回路は図２で
示すように表現される。
【００１６】この等価回路において、遮断端子の構成素
子である第２のＦＥＴ14のオフ状態の等価キャパシタ14
2 とインダクタ16を含む回路は、図３の（Ａ）で示すよ
うな誘導Ｍ形フィルタ回路によって構成できる。また出
力端子の構成素子であるインダクタ17とオフ状態の第３
のＦＥＴ21の等価キャパシタ212 を含む回路は、図３の
（Ｂ）で示す定Ｋ形フィルタ回路によって構成できる。
子である第２のＦＥＴ14のオフ状態の等価キャパシタ14
2 とインダクタ16を含む回路は、図３の（Ａ）で示すよ
うな誘導Ｍ形フィルタ回路によって構成できる。また出
力端子の構成素子であるインダクタ17とオフ状態の第３
のＦＥＴ21の等価キャパシタ212 を含む回路は、図３の
（Ｂ）で示す定Ｋ形フィルタ回路によって構成できる。
【００１７】ここで、（Ａ）図におけるインダクタ12と
15のインダクタンスと、キャパシタ142 のキャパシタン
スの比、および（Ｂ）図におけるインダクタ15と17のイ
ンダクタンスと、キャパシタ212 のキャパシタンスの比
によって決定される特性インピーダンスを整合させるこ
とにより、極めて広帯域な伝送特性を有するマイクロ波
スイッチが実現できる。
15のインダクタンスと、キャパシタ142 のキャパシタン
スの比、および（Ｂ）図におけるインダクタ15と17のイ
ンダクタンスと、キャパシタ212 のキャパシタンスの比
によって決定される特性インピーダンスを整合させるこ
とにより、極めて広帯域な伝送特性を有するマイクロ波
スイッチが実現できる。
【００１８】図４はこの様に構成されるマイクロ波スイ
ッチの特性例を示すもので、第１および第２のＦＥＴ13
および14のそれぞれゲート幅は２３０μｍであり、オフ
状態の等価キャパシタンスは０．０６２５μＦである。
また、第３および第４のＦＥＴ21および22のゲート幅は
６９０μｍであり、オフ状態での等価キャパシタンスは
０．１８８ｐＦである。インダクタ12のインダクタンス
は０．０７８ｎＨであり、またインダクタ15および16の
インダクタンスは共に０．３１２ｎＨで、インダクタ17
および18のインダンクタンスは共に０．２３４ｎＨであ
る。そして、これら回路素子の組み込まれる半絶縁性砒
化ガリウム基板の基板厚は１００μｍであり、誘電体の
比誘電率は１２．９である。
ッチの特性例を示すもので、第１および第２のＦＥＴ13
および14のそれぞれゲート幅は２３０μｍであり、オフ
状態の等価キャパシタンスは０．０６２５μＦである。
また、第３および第４のＦＥＴ21および22のゲート幅は
６９０μｍであり、オフ状態での等価キャパシタンスは
０．１８８ｐＦである。インダクタ12のインダクタンス
は０．０７８ｎＨであり、またインダクタ15および16の
インダクタンスは共に０．３１２ｎＨで、インダクタ17
および18のインダンクタンスは共に０．２３４ｎＨであ
る。そして、これら回路素子の組み込まれる半絶縁性砒
化ガリウム基板の基板厚は１００μｍであり、誘電体の
比誘電率は１２．９である。
【００１９】図４においてＡはこの発明に係るマイクロ
波スイッチの特性であり、Ｂは従来のマイクロ波スイッ
チの特性を示すもので、各ＦＥＴの等価キャパシタおよ
び各インダクタの値を誘導Ｍ形フィルタおよび定Ｋ形フ
ィルタを構成するような値に選定することにより、充分
な広帯域な伝送特性を有するマイクロ波スイッチを実現
できるようになる。
波スイッチの特性であり、Ｂは従来のマイクロ波スイッ
チの特性を示すもので、各ＦＥＴの等価キャパシタおよ
び各インダクタの値を誘導Ｍ形フィルタおよび定Ｋ形フ
ィルタを構成するような値に選定することにより、充分
な広帯域な伝送特性を有するマイクロ波スイッチを実現
できるようになる。
【００２０】
【発明の効果】以上のようにこの発明にに係るマイクロ
波スイッチによれば、等価回路上において遮断端子側と
される回路が誘導Ｍ形フィルタの構成とされ、通過端子
側とされる回路が定Ｋ形フィルタの構成とすることによ
って、充分な広帯域な伝送特性が設定できるようにな
る。
波スイッチによれば、等価回路上において遮断端子側と
される回路が誘導Ｍ形フィルタの構成とされ、通過端子
側とされる回路が定Ｋ形フィルタの構成とすることによ
って、充分な広帯域な伝送特性が設定できるようにな
る。
【図１】この発明の一実施形態に係るマイクロ波スイッ
チを示す回路図。
チを示す回路図。
【図２】上記マイクロ波スイッチの等価回路を示す図。
【図３】（Ａ）は上記等価回路の遮断端子側の回路を誘
導Ｍ形フィルタで構成した状態を示す図、（Ｂ）は上記
等価回路の通過端子側の回路を定Ｋ形フィルタで構成し
た状態を示す図。
導Ｍ形フィルタで構成した状態を示す図、（Ｂ）は上記
等価回路の通過端子側の回路を定Ｋ形フィルタで構成し
た状態を示す図。
【図４】上記マイクロ波スイッチの特性を従来と比較し
て示す図。
て示す図。
【図５】従来のマイクロ波スイッチを示す回路図。
11…入力端子、13、14、21、22…電界効果型トランジス
タ（ＦＥＴ）、12、15〜18…インダクタ、19、20…出力
端子。
タ（ＦＥＴ）、12、15〜18…インダクタ、19、20…出力
端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−221681（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−214125（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258126（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−89701（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−35501（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−145801（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−68302（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/15 H03K 17/693 H04B 1/18 H04B 1/44
Claims (2)
- 【請求項１】 一端を入力端子に接続した第１のインダ
クタと、 この第１のインダクタの他端にそれぞれ一方の電極が接
続された第１および第２のスイッチング素子と、 この第１および第２のスイッチング素子の他方の電極に
それぞれ一端が接続された第２および第３のインダクタ
と、 この第２および第３のインダクタそれぞれの他端に一端
が接続され、それぞれ他端が第１および第２の出力端子
に接続されるようにした第４および第５のインダクタ
と、 前記第２および第３のインダクタのそれぞれ他端に一方
の電極が接続され、それぞれ他方の電極が接地された第
３および第４のスイッチング素子と、 前記第１および第４のスイッチング素子のそれぞれ制御
電極、さらに前記第２および第３のスイッチング素子の
それぞれ制御電極を相反的に制御するスイッチング制御
手段とを具備し、 等価回路上で、遮断端子側とされる回路が誘導Ｍ形フィ
ルタを構成し、通過端子側とされる回路が定Ｋ形フィル
タを構成して、前記誘導Ｍ形フィルタと定Ｋ形フィルタ
の特性インピーダンスを整合させるようにしたことを特
徴とするマイクロ波スイッチ。 - 【請求項２】 前記第１ないし第４のスイッチング素子
はそれぞれ電界効果型トランジスタによって構成され、
それぞれ前記一方の電極がドレイン電極とされると共に
他方の電極がソース電極とされ、さらに制御電極がゲー
ト電極でなる請求項１記載のマイクロ波スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29837295A JP3315299B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | マイクロ波スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29837295A JP3315299B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | マイクロ波スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139602A JPH09139602A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3315299B2 true JP3315299B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=17858843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29837295A Expired - Fee Related JP3315299B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | マイクロ波スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3315299B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004349740A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-09 | Advantest Corp | 入力信号処理装置、高周波成分取得方法および低周波成分取得方法 |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP29837295A patent/JP3315299B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09139602A (ja) | 1997-05-27 |
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