JP3415595B2 - ダイオードスイッチおよびダイオードスイッチの切り換え方法 - Google Patents
ダイオードスイッチおよびダイオードスイッチの切り換え方法Info
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- JP3415595B2 JP3415595B2 JP2001037994A JP2001037994A JP3415595B2 JP 3415595 B2 JP3415595 B2 JP 3415595B2 JP 2001037994 A JP2001037994 A JP 2001037994A JP 2001037994 A JP2001037994 A JP 2001037994A JP 3415595 B2 JP3415595 B2 JP 3415595B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチ回路に関
わり、ディジタル携帯電話などの高周波回路において、
信号の伝送経路を切り換えるための高周波スイッチ回路
に適用されるダイオードスイッチとその切り換え方法に
関するものである。
わり、ディジタル携帯電話などの高周波回路において、
信号の伝送経路を切り換えるための高周波スイッチ回路
に適用されるダイオードスイッチとその切り換え方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ディジタル携帯電話などのスイ
ッチ回路は、図４に示すように、アンテナと受信回路と
の伝送経路および送信回路とアンテナとの伝送経路を切
り換えるのに使用される。
ッチ回路は、図４に示すように、アンテナと受信回路と
の伝送経路および送信回路とアンテナとの伝送経路を切
り換えるのに使用される。
【０００３】また、このスイッチ回路としては、受信ダ
イバーシチ方式を採用している電話などにおいて、受信
回路と第１のアンテナとの伝送経路および受信回路と第
２のアンテナとの伝送経路を切り換えるのにも使用され
る。また同様に、送信ダイバーシチ方式を採用している
携帯電話用の基地局などの場合、送信回路と第１のアン
テナとの伝送経路および送信回路と第２のアンテナとの
伝送経路を切り換えるのに使用される。
イバーシチ方式を採用している電話などにおいて、受信
回路と第１のアンテナとの伝送経路および受信回路と第
２のアンテナとの伝送経路を切り換えるのにも使用され
る。また同様に、送信ダイバーシチ方式を採用している
携帯電話用の基地局などの場合、送信回路と第１のアン
テナとの伝送経路および送信回路と第２のアンテナとの
伝送経路を切り換えるのに使用される。
【０００４】また、このスイッチ回路は、車載用ブース
ターなどとの外部接続用端子を持つ携帯電話などの内部
回路と上記端子への経路との切換や、携帯電話用の基地
局などの複数チャネルの切換用としても用いられる。
ターなどとの外部接続用端子を持つ携帯電話などの内部
回路と上記端子への経路との切換や、携帯電話用の基地
局などの複数チャネルの切換用としても用いられる。
【０００５】以下、図５に示すスイッチ回路を用いて、
詳細に説明する。このスイッチ回路は、アンテナＡＮ
Ｔ、送信回路ＴＸ、受信回路ＲＸに接続される。送信回
路ＴＸには、第１のコンデンサＣ１を介して第１のダイ
オードＤ１のアノードが接続され、第１のダイオードＤ
１のカソードには、第３のコンデンサＣ３を介してアン
テナＡＮＴに接続される。アンテナＡＮＴには、第３の
コンデンサＣ３、第２の伝送線路ＴＬ２、第４のコンデ
ンサＣ４の直列回路を介して受信回路ＲＸに接続され
る。また第１のダイオードＤ１のアノードは、第１の伝
送線路ＴＬ１と第２のコンデンサＣ２の直列回路を介し
て接地される。さらに、第１の伝送線路ＴＬ１と第２の
コンデンサＣ２の中間には、抵抗Ｒ１を介してコントロ
ール回路ＶＣ１が接続される。また第２の伝送線路ＴＬ
２と第４のコンデンサＣ４の中間には、第２のダイオー
ドＤ２のアノードが接続され、第２のダイオードＤ２の
カソードは、第５のコンデンサＣ５を介して接地され
る。さらに、第２のダイオードＤ２のカソードと第５の
コンデンサＣ５の中間には、抵抗Ｒ２を介してコントロ
ール回路ＶＣ２が接続される。ここで抵抗Ｒ１を介して
接続されるコントロール回路ＶＣ１および抵抗Ｒ２を介
して接続されるコントロール回路ＶＣ２は、スイッチ回
路の伝送線路を切り換える電圧を与えるための回路であ
る。
詳細に説明する。このスイッチ回路は、アンテナＡＮ
Ｔ、送信回路ＴＸ、受信回路ＲＸに接続される。送信回
路ＴＸには、第１のコンデンサＣ１を介して第１のダイ
オードＤ１のアノードが接続され、第１のダイオードＤ
１のカソードには、第３のコンデンサＣ３を介してアン
テナＡＮＴに接続される。アンテナＡＮＴには、第３の
コンデンサＣ３、第２の伝送線路ＴＬ２、第４のコンデ
ンサＣ４の直列回路を介して受信回路ＲＸに接続され
る。また第１のダイオードＤ１のアノードは、第１の伝
送線路ＴＬ１と第２のコンデンサＣ２の直列回路を介し
て接地される。さらに、第１の伝送線路ＴＬ１と第２の
コンデンサＣ２の中間には、抵抗Ｒ１を介してコントロ
ール回路ＶＣ１が接続される。また第２の伝送線路ＴＬ
２と第４のコンデンサＣ４の中間には、第２のダイオー
ドＤ２のアノードが接続され、第２のダイオードＤ２の
カソードは、第５のコンデンサＣ５を介して接地され
る。さらに、第２のダイオードＤ２のカソードと第５の
コンデンサＣ５の中間には、抵抗Ｒ２を介してコントロ
ール回路ＶＣ２が接続される。ここで抵抗Ｒ１を介して
接続されるコントロール回路ＶＣ１および抵抗Ｒ２を介
して接続されるコントロール回路ＶＣ２は、スイッチ回
路の伝送線路を切り換える電圧を与えるための回路であ
る。
【０００６】図５に示すスイッチ回路において、送信回
路ＴＸとアンテナＡＮＴとを接続する場合、コントロー
ル回路ＶＣ１から正の電圧が、コントロール回路ＶＣ２
から０の電圧が与えられる。コントロール回路ＶＣ１か
ら与えられた正の電圧は、第１から第５までのコンデン
サによって直流分がカットされ、第１のダイオードＤ１
および第２のダイオードＤ２を含む回路にのみ印加さ
れ、第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２
がＯＮ状態になる。第１のダイオードＤ１がＯＮ状態に
なることによって、送信回路ＴＸとアンテナＡＮＴと間
の伝送経路のインピーダンスが低くなり接続される。一
方ＯＮ状態になった第２のダイオードＤ２および第５の
コンデンサによって、第２の伝送線路ＴＬ２が高周波的
に接地されることにより共振して、第１のダイオードＤ
１のカソードと第３のコンデンサＣ３と第２の伝送線路
ＴＬ２との接続点から受信回路ＲＸ側を見たインピーダ
ンスが非常に大きくなり、アンテナＡＮＴと受信回路Ｒ
Ｘとの伝送経路は接続されない。このとき、送信回路Ｔ
Ｘからの送信信号が受信回路ＲＸに漏洩することなく、
アンテナＡＮＴに伝送されることになる。
路ＴＸとアンテナＡＮＴとを接続する場合、コントロー
ル回路ＶＣ１から正の電圧が、コントロール回路ＶＣ２
から０の電圧が与えられる。コントロール回路ＶＣ１か
ら与えられた正の電圧は、第１から第５までのコンデン
サによって直流分がカットされ、第１のダイオードＤ１
および第２のダイオードＤ２を含む回路にのみ印加さ
れ、第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２
がＯＮ状態になる。第１のダイオードＤ１がＯＮ状態に
なることによって、送信回路ＴＸとアンテナＡＮＴと間
の伝送経路のインピーダンスが低くなり接続される。一
方ＯＮ状態になった第２のダイオードＤ２および第５の
コンデンサによって、第２の伝送線路ＴＬ２が高周波的
に接地されることにより共振して、第１のダイオードＤ
１のカソードと第３のコンデンサＣ３と第２の伝送線路
ＴＬ２との接続点から受信回路ＲＸ側を見たインピーダ
ンスが非常に大きくなり、アンテナＡＮＴと受信回路Ｒ
Ｘとの伝送経路は接続されない。このとき、送信回路Ｔ
Ｘからの送信信号が受信回路ＲＸに漏洩することなく、
アンテナＡＮＴに伝送されることになる。
【０００７】一方アンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとを接
続する場合には、コントロール回路ＶＣ２から正または
０の電圧が、コントロール回路ＶＣ１から０の電圧が与
えられることにより、第１のダイオードＤ１および第２
のダイオードＤ２がＯＦＦ状態になる。第１のダイオー
ドＤ１がＯＦＦ状態になることによって、送信回路ＴＸ
とアンテナＡＮＴと間の伝送経路のインピーダンスが高
くなり接続されない。またＯＦＦ状態になった第２のダ
イオードＤ２によって、第２の伝送線路ＴＬ２を介して
アンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとの伝送経路が接続され
る。このとき、アンテナＡＮＴからの受信信号が送信回
路ＴＸに漏洩することなく、受信回路ＲＸに伝送される
ことになる。上述のようにして、コントロール回路ＶＣ
１およびコントロール回路ＶＣ２から与えられる電圧を
コントロールすることによって、スイッチ回路の伝送線
路を切り換えて、送受信を行うことができる。
続する場合には、コントロール回路ＶＣ２から正または
０の電圧が、コントロール回路ＶＣ１から０の電圧が与
えられることにより、第１のダイオードＤ１および第２
のダイオードＤ２がＯＦＦ状態になる。第１のダイオー
ドＤ１がＯＦＦ状態になることによって、送信回路ＴＸ
とアンテナＡＮＴと間の伝送経路のインピーダンスが高
くなり接続されない。またＯＦＦ状態になった第２のダ
イオードＤ２によって、第２の伝送線路ＴＬ２を介して
アンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとの伝送経路が接続され
る。このとき、アンテナＡＮＴからの受信信号が送信回
路ＴＸに漏洩することなく、受信回路ＲＸに伝送される
ことになる。上述のようにして、コントロール回路ＶＣ
１およびコントロール回路ＶＣ２から与えられる電圧を
コントロールすることによって、スイッチ回路の伝送線
路を切り換えて、送受信を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図６は、図５に示すよ
うな回路を有する従来のスイッチ回路の一例を示す分解
斜視図である。このスイッチ回路は、積層素体を含み、
第１の伝送線路ＴＬ１となる第１のライン電極３１およ
び第２の伝送線路ＴＬ２となる第２のライン電極３２、
誘電体を介して第１のライン電極３１および第２のライ
ン電極３２を挟むように第１のアース電極４１および第
２のアース電極１１や多数のランドが形成され、更に一
番上の誘電体層５０には第１のダイオードＤ１をはじめ
とする表面実装部品が配置されている。
うな回路を有する従来のスイッチ回路の一例を示す分解
斜視図である。このスイッチ回路は、積層素体を含み、
第１の伝送線路ＴＬ１となる第１のライン電極３１およ
び第２の伝送線路ＴＬ２となる第２のライン電極３２、
誘電体を介して第１のライン電極３１および第２のライ
ン電極３２を挟むように第１のアース電極４１および第
２のアース電極１１や多数のランドが形成され、更に一
番上の誘電体層５０には第１のダイオードＤ１をはじめ
とする表面実装部品が配置されている。
【０００９】このスイッチ回路は、第１のライン電極３
１および第２のライン電極３２として、送信信号や受信
信号の波長の１／４の長さを持つ２本の伝送線路が必要
であり、従来は特開平７−２０２５０２、７−２０２５
０４等に開示されているように、積層素体内の同一の層
上にそれぞれ形成されている。積層素体の誘電率にもよ
るが、上記伝送線路は数１０ｍｍ程度になるため、小型
化に限界があった。
１および第２のライン電極３２として、送信信号や受信
信号の波長の１／４の長さを持つ２本の伝送線路が必要
であり、従来は特開平７−２０２５０２、７−２０２５
０４等に開示されているように、積層素体内の同一の層
上にそれぞれ形成されている。積層素体の誘電率にもよ
るが、上記伝送線路は数１０ｍｍ程度になるため、小型
化に限界があった。
【００１０】また特開平７−２０２５０３等に開示され
ているように、第１のライン電極および第２のライン電
極を積層素体内の異なる層上に形成した場合、図７に示
すように第１のライン電極３１および第２のライン電極
１２とがお互いに干渉しないように、第１のライン電極
３１を形成した誘電体層３０および第２のライン電極１
２を形成した誘電体層１０の間にシールド電極２１が形
成された誘電体層２０を設ける必要があり、全体として
積層素体の層数を増加させ生産コストを増大させること
になる。
ているように、第１のライン電極および第２のライン電
極を積層素体内の異なる層上に形成した場合、図７に示
すように第１のライン電極３１および第２のライン電極
１２とがお互いに干渉しないように、第１のライン電極
３１を形成した誘電体層３０および第２のライン電極１
２を形成した誘電体層１０の間にシールド電極２１が形
成された誘電体層２０を設ける必要があり、全体として
積層素体の層数を増加させ生産コストを増大させること
になる。
【００１１】そして更なる電気的特性の改善が求められ
ている。そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、
小型かつ電気的特性に優れたダイオードスイッチとその
切り換え方法を提供することである。
ている。そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、
小型かつ電気的特性に優れたダイオードスイッチとその
切り換え方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の回路、
第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回
路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と
前記第３の回路との接続を切り換えるためのダイオード
スイッチであって、前記第１の回路側にカソードが接続
され、前記第３の回路側にアノードが接続される第１の
ダイオードと、一端が前記第１のダイオードのカソード
に接続し他端が接地される第１の伝送線路と、前記第３
の回路と前記第２の回路との間に接続される第２の伝送
線路と、前記第２の伝送線路の前記第２の回路側にカソ
ードが接続され、アノードがコンデンサを介して接地さ
れる第２のダイオードを具備し、前記第２のダイオード
と前記コンデンサとの間にコントロール回路を接続する
ようになし、前記第１のダイオードと前記第２のダイオ
ードとは前記第２の伝送線路を介するがコンデンサを介
さずに直列に接続されており、前記コントロール回路か
ら与えられる電圧により前記第１のダイオードと前記第
２のダイオードとをＯＮ状態として、前記第１の回路と
前記第３の回路とを接続するダイオードスイッチであ
る。本発明においては、前記第１の伝送線路を他のコン
デンサを介して接地し、前記第１の伝送線路と前記他の
コンデンサとの間に他のコントロール回路が接続するよ
うになし、前記第２の回路と前記第３の回路との接続時
には、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードと
をＯＦＦ状態とするとともに、前記他のコントロール回
路により前記第１のダイオードと前記第２のダイオード
のカソード側から電圧を与えるのが好ましい。第２の発
明は、第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続
され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、およ
び前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換え
るダイオードスイッチの切り換え方法であって、前記ダ
イオードスイッチは、前記第１の回路側にカソードが接
続され、前記第３の回路側にアノードが接続される第１
のダイオードと、一端が前記第１のダイオードのカソー
ドに接続し他端が接地される第１の伝送線路と、前記第
３の回路と前記第２の回路との間に接続される第２の伝
送線路と、前記第２の伝送線路の前記第２の回路側にカ
ソードが接続され、アノードがコンデンサを介して接地
される第２のダイオードを含み、前記第２のダイオード
と前記コンデンサとの間にコントロール回路を接続する
ようになし、前記第１のダイオードと前記第２のダイオ
ードとは前記第２の伝送線路を介するがコンデンサを介
さずに直列に接続されており、 前記コントロール回路か
ら与えられる電圧により、前記第１の回路と前記第３の
回路との接続時には前記第１のダイオードと前記第２の
ダイオードとをＯＮ状態とし、前記第２の回路と前記第
３の回路との接続時には前記第１のダイオードと前記第
２のダイオードとをＯＦＦ状態とするダイオードスイッ
チの切り換え方法である。
第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回
路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と
前記第３の回路との接続を切り換えるためのダイオード
スイッチであって、前記第１の回路側にカソードが接続
され、前記第３の回路側にアノードが接続される第１の
ダイオードと、一端が前記第１のダイオードのカソード
に接続し他端が接地される第１の伝送線路と、前記第３
の回路と前記第２の回路との間に接続される第２の伝送
線路と、前記第２の伝送線路の前記第２の回路側にカソ
ードが接続され、アノードがコンデンサを介して接地さ
れる第２のダイオードを具備し、前記第２のダイオード
と前記コンデンサとの間にコントロール回路を接続する
ようになし、前記第１のダイオードと前記第２のダイオ
ードとは前記第２の伝送線路を介するがコンデンサを介
さずに直列に接続されており、前記コントロール回路か
ら与えられる電圧により前記第１のダイオードと前記第
２のダイオードとをＯＮ状態として、前記第１の回路と
前記第３の回路とを接続するダイオードスイッチであ
る。本発明においては、前記第１の伝送線路を他のコン
デンサを介して接地し、前記第１の伝送線路と前記他の
コンデンサとの間に他のコントロール回路が接続するよ
うになし、前記第２の回路と前記第３の回路との接続時
には、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードと
をＯＦＦ状態とするとともに、前記他のコントロール回
路により前記第１のダイオードと前記第２のダイオード
のカソード側から電圧を与えるのが好ましい。第２の発
明は、第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続
され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、およ
び前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換え
るダイオードスイッチの切り換え方法であって、前記ダ
イオードスイッチは、前記第１の回路側にカソードが接
続され、前記第３の回路側にアノードが接続される第１
のダイオードと、一端が前記第１のダイオードのカソー
ドに接続し他端が接地される第１の伝送線路と、前記第
３の回路と前記第２の回路との間に接続される第２の伝
送線路と、前記第２の伝送線路の前記第２の回路側にカ
ソードが接続され、アノードがコンデンサを介して接地
される第２のダイオードを含み、前記第２のダイオード
と前記コンデンサとの間にコントロール回路を接続する
ようになし、前記第１のダイオードと前記第２のダイオ
ードとは前記第２の伝送線路を介するがコンデンサを介
さずに直列に接続されており、 前記コントロール回路か
ら与えられる電圧により、前記第１の回路と前記第３の
回路との接続時には前記第１のダイオードと前記第２の
ダイオードとをＯＮ状態とし、前記第２の回路と前記第
３の回路との接続時には前記第１のダイオードと前記第
２のダイオードとをＯＦＦ状態とするダイオードスイッ
チの切り換え方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例のダイオー
ドスイッチの等価回路図を図２に示す。このダイードス
イッチは、アンテナＡＮＴ、送信回路ＴＸ、受信回路Ｒ
Ｘに接続されている。送信回路ＴＸには、コンデンサＣ
１を介して第１のダイオードＤ１のカソードが接続さ
れ、第１のダイオードＤ１のアノードは、コンデンサＣ
３を介してアンテナＡＮＴに接続される。アンテナＡＮ
Ｔには、コンデンサＣ３、第２の伝送線路Ｌ２、コンデ
ンサＣ４の直列回路を介して受信回路ＲＸが接続され
る。
ドスイッチの等価回路図を図２に示す。このダイードス
イッチは、アンテナＡＮＴ、送信回路ＴＸ、受信回路Ｒ
Ｘに接続されている。送信回路ＴＸには、コンデンサＣ
１を介して第１のダイオードＤ１のカソードが接続さ
れ、第１のダイオードＤ１のアノードは、コンデンサＣ
３を介してアンテナＡＮＴに接続される。アンテナＡＮ
Ｔには、コンデンサＣ３、第２の伝送線路Ｌ２、コンデ
ンサＣ４の直列回路を介して受信回路ＲＸが接続され
る。
【００１４】また第１のダイオードＤ１のカソードに
は、第１の伝送線路Ｌ１とコンデンサＣ６が接続され、
それらがコンデンサＣ２を介して接地される。さらに、
第１の伝送線路Ｌ１とコンデンサＣ２の中間には、抵抗
Ｒ１を介してコントロール回路ＶＣ１が接続される。ま
た第２の伝送線路Ｌ２とコンデンサＣ４の中間には、第
２のダイオードＤ２のカソードが接続され、第２のダイ
オードＤ２のアノードは、コンデンサＣ５を介して接地
される。さらに、第２のダイオードＤ２のアノードとコ
ンデンサＣ５の中間には、抵抗Ｒ２を介してコントロー
ル回路ＶＣ２が接続される。ここで抵抗Ｒ１を介して接
続されるコントロール回路ＶＣ１および抵抗Ｒ２を介し
て接続されるコントロール回路ＶＣ２は、スイッチ回路
を切り換えるための回路である。
は、第１の伝送線路Ｌ１とコンデンサＣ６が接続され、
それらがコンデンサＣ２を介して接地される。さらに、
第１の伝送線路Ｌ１とコンデンサＣ２の中間には、抵抗
Ｒ１を介してコントロール回路ＶＣ１が接続される。ま
た第２の伝送線路Ｌ２とコンデンサＣ４の中間には、第
２のダイオードＤ２のカソードが接続され、第２のダイ
オードＤ２のアノードは、コンデンサＣ５を介して接地
される。さらに、第２のダイオードＤ２のアノードとコ
ンデンサＣ５の中間には、抵抗Ｒ２を介してコントロー
ル回路ＶＣ２が接続される。ここで抵抗Ｒ１を介して接
続されるコントロール回路ＶＣ１および抵抗Ｒ２を介し
て接続されるコントロール回路ＶＣ２は、スイッチ回路
を切り換えるための回路である。
【００１５】この実施例のスイッチ回路において、送信
回路ＴＸとアンテナＡＮＴとを接続する場合、コントロ
ール回路ＶＣ２から正の電圧が、コントロール回路ＶＣ
１から０の電圧が与えられる。コントロール回路ＶＣ２
から与えられた正の電圧は、第１から第５までのコンデ
ンサによって直流分がカットされ、第１のダイオードＤ
１および第２のダイオードＤ２を含む回路にのみ印加さ
れ、第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２
がＯＮ状態になる。第１のダイオードＤ１がＯＮ状態に
なることによって、送信回路ＴＸとアンテナＡＮＴと間
の伝送経路のインピーダンスが低くなり接続される。一
方ＯＮ状態になった第２のダイオードＤ２および第５の
コンデンサによって、第２の伝送線路Ｌ２が高周波的に
接地されることにより共振して、第１のダイオードＤ１
のアノードと第３のコンデンサＣ３と第２の伝送線路Ｌ
２との接続点から受信回路ＲＸ側を見たインピーダンス
が非常に大きくなり、アンテナＡＮＴと受信回路ＲＸと
の伝送経路は接続されない。このとき、送信回路ＴＸか
らの送信信号が受信回路ＲＸに漏洩することなく、アン
テナＡＮＴに伝送されることになる。
回路ＴＸとアンテナＡＮＴとを接続する場合、コントロ
ール回路ＶＣ２から正の電圧が、コントロール回路ＶＣ
１から０の電圧が与えられる。コントロール回路ＶＣ２
から与えられた正の電圧は、第１から第５までのコンデ
ンサによって直流分がカットされ、第１のダイオードＤ
１および第２のダイオードＤ２を含む回路にのみ印加さ
れ、第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２
がＯＮ状態になる。第１のダイオードＤ１がＯＮ状態に
なることによって、送信回路ＴＸとアンテナＡＮＴと間
の伝送経路のインピーダンスが低くなり接続される。一
方ＯＮ状態になった第２のダイオードＤ２および第５の
コンデンサによって、第２の伝送線路Ｌ２が高周波的に
接地されることにより共振して、第１のダイオードＤ１
のアノードと第３のコンデンサＣ３と第２の伝送線路Ｌ
２との接続点から受信回路ＲＸ側を見たインピーダンス
が非常に大きくなり、アンテナＡＮＴと受信回路ＲＸと
の伝送経路は接続されない。このとき、送信回路ＴＸか
らの送信信号が受信回路ＲＸに漏洩することなく、アン
テナＡＮＴに伝送されることになる。
【００１６】一方アンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとを接
続する場合には、コントロール回路ＶＣ１から正または
０の電圧が、コントロール回路ＶＣ２から０の電圧が与
えられることにより、第１のダイオードＤ１および第２
のダイオードＤ２がＯＦＦ状態になる。第１のダイオー
ドＤ１がＯＦＦ状態になることによって、送信回路ＴＸ
とアンテナＡＮＴと間の伝送経路のインピーダンスが高
くなり接続されない。またＯＦＦ状態になった第２のダ
イオードＤ２によって、第２の伝送線路Ｌ２を介してア
ンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとの伝送経路が接続され
る。このとき、アンテナＡＮＴからの受信信号が送信回
路ＴＸに漏洩することなく、受信回路ＲＸに伝送される
ことになる。上述のようにして、コントロール回路ＶＣ
１およびコントロール回路ＶＣ２から与えられる電圧を
コントロールすることによって、スイッチ回路の伝送経
路を切り換えて、送受信を行うことができる。
続する場合には、コントロール回路ＶＣ１から正または
０の電圧が、コントロール回路ＶＣ２から０の電圧が与
えられることにより、第１のダイオードＤ１および第２
のダイオードＤ２がＯＦＦ状態になる。第１のダイオー
ドＤ１がＯＦＦ状態になることによって、送信回路ＴＸ
とアンテナＡＮＴと間の伝送経路のインピーダンスが高
くなり接続されない。またＯＦＦ状態になった第２のダ
イオードＤ２によって、第２の伝送線路Ｌ２を介してア
ンテナＡＮＴと受信回路ＲＸとの伝送経路が接続され
る。このとき、アンテナＡＮＴからの受信信号が送信回
路ＴＸに漏洩することなく、受信回路ＲＸに伝送される
ことになる。上述のようにして、コントロール回路ＶＣ
１およびコントロール回路ＶＣ２から与えられる電圧を
コントロールすることによって、スイッチ回路の伝送経
路を切り換えて、送受信を行うことができる。
【００１７】本発明は、従来例に比べ、ダイオードの接
続方向が逆となっている。このことにより、挿入損失、
アイソレーション特性が改善された。
続方向が逆となっている。このことにより、挿入損失、
アイソレーション特性が改善された。
【００１８】本発明では、伝送線路の特性として、１／
４λより短いときは、誘導性のインピーダンスをもち、
１／４λ〜１／２λでは、容量性のインピーダンスをも
ち、更に１／２λ〜λでは誘導性のインピーダンスをも
つという特性を利用している。このことから、伝送線路
のライン長を１／４λより短くし、誘導性のインピーダ
ンスをもたせ、これにコンデンサを接続することによ
り、共振現象を起こさせるものである。この共振周波数
ｆ０（例えば送信周波数）は次式で求められる。
４λより短いときは、誘導性のインピーダンスをもち、
１／４λ〜１／２λでは、容量性のインピーダンスをも
ち、更に１／２λ〜λでは誘導性のインピーダンスをも
つという特性を利用している。このことから、伝送線路
のライン長を１／４λより短くし、誘導性のインピーダ
ンスをもたせ、これにコンデンサを接続することによ
り、共振現象を起こさせるものである。この共振周波数
ｆ０（例えば送信周波数）は次式で求められる。
【００１９】
【数１】
【００２０】数１でＬは、伝送線路のラインの等価イン
ダクタ、Ｃはコンデンサの容量である。また、Ｌは、伝
送線路のライン長をｌとした場合、次式で求められる。
ダクタ、Ｃはコンデンサの容量である。また、Ｌは、伝
送線路のライン長をｌとした場合、次式で求められる。
【００２１】
【数２】
【００２２】数２において、Ｚ０は、ラインの特性イン
ピーダンスである。これらの関係式から、伝送線路のラ
イン長およびコンデンサ容量が決定される。本発明で
は、種々検討した結果、コンデンサ容量が０．１〜１０
ｐＦであることが望ましいことがわかった。更に好まし
くは、０．５〜５．０ｐＦである。また、伝送線路のラ
イン長は、上記のとおり、コンデンサ容量との関係で決
まるが、本発明によれば、従来の１／４λの長さに対し
て、７０％以下の長さで構成する事ができた。また、５
０％以下でも可能であった。従って、スペースを必要と
する伝送線路の長さを短くできる事により、ダイオード
スイッチの小型化が可能である。
ピーダンスである。これらの関係式から、伝送線路のラ
イン長およびコンデンサ容量が決定される。本発明で
は、種々検討した結果、コンデンサ容量が０．１〜１０
ｐＦであることが望ましいことがわかった。更に好まし
くは、０．５〜５．０ｐＦである。また、伝送線路のラ
イン長は、上記のとおり、コンデンサ容量との関係で決
まるが、本発明によれば、従来の１／４λの長さに対し
て、７０％以下の長さで構成する事ができた。また、５
０％以下でも可能であった。従って、スペースを必要と
する伝送線路の長さを短くできる事により、ダイオード
スイッチの小型化が可能である。
【００２３】また本発明では、伝送線路をスパイラル形
状としている。この伝送線路がミアンダ形状とスパイラ
ル形状では、次のような違いがある。まず、ミアンダ形
状の場合、隣り合う伝送線路の電流の向きが逆方向とな
る。このため、近接する伝送線路の間の磁界は弱め合
い、伝送線路は、あたかも短くなったかのように見え
る。また、狭いスペースの中で、伝送線路の長さを長く
しようとすると、この隣り合う伝送線路の間の距離が短
くなり、磁界の弱め合いが増すため、一定のスペースが
必要である。
状としている。この伝送線路がミアンダ形状とスパイラ
ル形状では、次のような違いがある。まず、ミアンダ形
状の場合、隣り合う伝送線路の電流の向きが逆方向とな
る。このため、近接する伝送線路の間の磁界は弱め合
い、伝送線路は、あたかも短くなったかのように見え
る。また、狭いスペースの中で、伝送線路の長さを長く
しようとすると、この隣り合う伝送線路の間の距離が短
くなり、磁界の弱め合いが増すため、一定のスペースが
必要である。
【００２４】これに対し、スパイラル形状の場合、隣り
合う伝送線路の電流の向きは同方向となる。このため、
近接する伝送線路の間の磁界は強め合い、伝送線路はあ
たかも長くなったように見える。また、このスパイラル
形状の伝送線路の場合、隣り合う伝送線路の間の距離を
短くしても問題ない。このように、伝送線路をスパイラ
ル形状とすると、伝送線路は長くなったように見えるた
め、実際のライン長を短くすることができる。
合う伝送線路の電流の向きは同方向となる。このため、
近接する伝送線路の間の磁界は強め合い、伝送線路はあ
たかも長くなったように見える。また、このスパイラル
形状の伝送線路の場合、隣り合う伝送線路の間の距離を
短くしても問題ない。このように、伝送線路をスパイラ
ル形状とすると、伝送線路は長くなったように見えるた
め、実際のライン長を短くすることができる。
【００２５】このように、伝送線路として、スパイラル
形状を用いることも小型化に寄与している。このスパイ
ラル形状としては、１〜５ターンであることが好まし
い。また、本発明のスパイラル形状によれば、１／４λ
の伝送線路を形成するのに、その９割程度の長さで、構
成することができた。
形状を用いることも小型化に寄与している。このスパイ
ラル形状としては、１〜５ターンであることが好まし
い。また、本発明のスパイラル形状によれば、１／４λ
の伝送線路を形成するのに、その９割程度の長さで、構
成することができた。
【００２６】以下、実施例に従い本発明を詳細に説明す
る。 （実施例１）図１に本発明に係る一実施例の斜視図を示
す。このダイオードスイッチ６００は、積層素体６０
１、２つのダイオードが内蔵された半導体素子６０２、
及びチップコンデンサ６０７からなる。尚、この半導体
素子は、２つのダイオードをそれぞれ配設しても良い。
このダイオードスイッチの等価回路図は図２に示すとお
りである。この図２において、破線で囲った部分が図１
に示すダイオードスイッチであり、他の回路定数は、こ
のダイオードスイッチが搭載される回路基板上に構成す
れば良い。また、チップコンデンサ６０７等は、この積
層素体中に形成することもできる。もちろん、図６に示
す従来技術のように、積層素体上に上記以外の回路素子
を搭載するように構成することもできるし、コンデンサ
を内蔵する構成とすることもできる。
る。 （実施例１）図１に本発明に係る一実施例の斜視図を示
す。このダイオードスイッチ６００は、積層素体６０
１、２つのダイオードが内蔵された半導体素子６０２、
及びチップコンデンサ６０７からなる。尚、この半導体
素子は、２つのダイオードをそれぞれ配設しても良い。
このダイオードスイッチの等価回路図は図２に示すとお
りである。この図２において、破線で囲った部分が図１
に示すダイオードスイッチであり、他の回路定数は、こ
のダイオードスイッチが搭載される回路基板上に構成す
れば良い。また、チップコンデンサ６０７等は、この積
層素体中に形成することもできる。もちろん、図６に示
す従来技術のように、積層素体上に上記以外の回路素子
を搭載するように構成することもできるし、コンデンサ
を内蔵する構成とすることもできる。
【００２７】この積層素体６０１の内部構造を図３に示
す。下層の誘電体層１００には、第１のアース電極１０
１が形成され、側面に臨む所定の引き出し電極が形成さ
れている。
す。下層の誘電体層１００には、第１のアース電極１０
１が形成され、側面に臨む所定の引き出し電極が形成さ
れている。
【００２８】誘電体層１００の上には、いくつかのダミ
ー層が配置され、伝送線路を構成する２つの誘電体層１
０２、１０３が積層される。図２の回路図における伝送
線路Ｌ１は、誘電体層１０３のライン電極１０４と誘電
体層１０２のライン電極１０５とを接続して構成され
る。この２つのライン電極の接続は、スルーホール電極
１０６を介して行われている。そして、各誘電体層の側
面に臨む引き出し電極がそれぞれ形成されている。
ー層が配置され、伝送線路を構成する２つの誘電体層１
０２、１０３が積層される。図２の回路図における伝送
線路Ｌ１は、誘電体層１０３のライン電極１０４と誘電
体層１０２のライン電極１０５とを接続して構成され
る。この２つのライン電極の接続は、スルーホール電極
１０６を介して行われている。そして、各誘電体層の側
面に臨む引き出し電極がそれぞれ形成されている。
【００２９】また図２の回路図における伝送線路Ｌ２
は、誘電体層１０３のライン電極１０７と誘電体層１０
２のライン電極１０８とを接続して構成される。この２
つのライン電極の接続は、スルーホール電極１０９を介
して行われている。そして、各誘電体層の側面に臨む引
き出し電極がそれぞれ形成されている。
は、誘電体層１０３のライン電極１０７と誘電体層１０
２のライン電極１０８とを接続して構成される。この２
つのライン電極の接続は、スルーホール電極１０９を介
して行われている。そして、各誘電体層の側面に臨む引
き出し電極がそれぞれ形成されている。
【００３０】そして、いくつかのダミー層を介して、第
２のアース電極１１１が形成された誘電体層１１０が積
層される。
２のアース電極１１１が形成された誘電体層１１０が積
層される。
【００３１】そして、最上層の誘電体層１１２の上面に
は、パターン電極が形成されている。このパターン電極
は、第１のアース電極１０１及び第２のアース電極１１
１と接続されるパターン電極１１３、１１４、１１５
と、第１の伝送線路Ｌ１を構成するライン電極１０４と
接続されるパターン電極１１６と、同じく第１の伝送線
路Ｌ１を構成するライン電極１０５と接続されるパター
ン電極１１７と、第２の伝送線路Ｌ２を構成するライン
電極１０８と接続されるパターン電極１１８と、同じく
第２の伝送線路Ｌ２を構成するライン電極１０７と接続
されるパターン電極１１９と、ダイオードが接続される
パターン電極１２０とを有する。
は、パターン電極が形成されている。このパターン電極
は、第１のアース電極１０１及び第２のアース電極１１
１と接続されるパターン電極１１３、１１４、１１５
と、第１の伝送線路Ｌ１を構成するライン電極１０４と
接続されるパターン電極１１６と、同じく第１の伝送線
路Ｌ１を構成するライン電極１０５と接続されるパター
ン電極１１７と、第２の伝送線路Ｌ２を構成するライン
電極１０８と接続されるパターン電極１１８と、同じく
第２の伝送線路Ｌ２を構成するライン電極１０７と接続
されるパターン電極１１９と、ダイオードが接続される
パターン電極１２０とを有する。
【００３２】この積層体は、誘電体材料を用い、ドクタ
ーブレードでシート成形し、このシート上にＡｇ電極を
スクリーン印刷してパターン電極を形成し、これを積層
して、圧着し、一体で焼成されたものである。そして、
焼成後側面の端子電極６０３、６０４、６０５、６０６
を形成した。なお前記積層体には、前記端子電極が形成
された側面と対向する側面にも同様に端子電極が形成さ
れているが、図1では省略している。そして、２つのダ
イオードが内蔵された半導体素子６０２の端子がそれぞ
れパターン電極１１７、１１８、１１９、１２０に接続
され、チップコンデンサ６０７がパターン電極１１６、
１１７に接続される。
ーブレードでシート成形し、このシート上にＡｇ電極を
スクリーン印刷してパターン電極を形成し、これを積層
して、圧着し、一体で焼成されたものである。そして、
焼成後側面の端子電極６０３、６０４、６０５、６０６
を形成した。なお前記積層体には、前記端子電極が形成
された側面と対向する側面にも同様に端子電極が形成さ
れているが、図1では省略している。そして、２つのダ
イオードが内蔵された半導体素子６０２の端子がそれぞ
れパターン電極１１７、１１８、１１９、１２０に接続
され、チップコンデンサ６０７がパターン電極１１６、
１１７に接続される。
【００３３】本発明のダイオードスイッチにおいては第
１及び第２のダイオードとを従来とは逆向きに配置する
ことにより、従来のアンテナスイッチに比べ、挿入損
失、アイソレーション特性が改善された。また、この実
施例では、第１の伝送線路Ｌ１と並行にコンデンサＣ６
が接続されている。この第１の伝送線路にコンデンサを
並行に接続することにより、第１の伝送線路のライン長
を極めて短くできた。この実施例では、１．９ＧＨｚ帯
用のダイオードスイッチを構成し、第１の伝送線路のラ
イン長を約９ｍｍとし、コンデンサの容量を０．５ｐＦ
として構成出来た。このライン長は、従来の１／４λと
すれば、１４ｍｍとなるものであり、本発明により、約
６４％に短縮できた。尚、誘電体の誘電率は、約８であ
る。
１及び第２のダイオードとを従来とは逆向きに配置する
ことにより、従来のアンテナスイッチに比べ、挿入損
失、アイソレーション特性が改善された。また、この実
施例では、第１の伝送線路Ｌ１と並行にコンデンサＣ６
が接続されている。この第１の伝送線路にコンデンサを
並行に接続することにより、第１の伝送線路のライン長
を極めて短くできた。この実施例では、１．９ＧＨｚ帯
用のダイオードスイッチを構成し、第１の伝送線路のラ
イン長を約９ｍｍとし、コンデンサの容量を０．５ｐＦ
として構成出来た。このライン長は、従来の１／４λと
すれば、１４ｍｍとなるものであり、本発明により、約
６４％に短縮できた。尚、誘電体の誘電率は、約８であ
る。
【００３４】次に、第１の伝送線路は同一とし、第２の
伝送線路のライン長を変更して、８００ＭＨｚ帯用のダ
イオードスイッチを構成した。このとき、第１の伝送線
路のライン長を約９ｍｍとし、コンデンサの容量を４ｐ
Ｆとして構成出来た。このライン長は、従来の１／４λ
とすれば、３３ｍｍとなるものであり、本発明により、
約２７％に短縮できた。尚、誘電体の誘電率は、約８で
ある。このように、本発明によれば、伝送線路のライン
長を従来の７０％以下、更には、５０％以下にも設定可
能なものであり、ダイオードスイッチの小型化が可能で
あることは、容易に理解出来る。
伝送線路のライン長を変更して、８００ＭＨｚ帯用のダ
イオードスイッチを構成した。このとき、第１の伝送線
路のライン長を約９ｍｍとし、コンデンサの容量を４ｐ
Ｆとして構成出来た。このライン長は、従来の１／４λ
とすれば、３３ｍｍとなるものであり、本発明により、
約２７％に短縮できた。尚、誘電体の誘電率は、約８で
ある。このように、本発明によれば、伝送線路のライン
長を従来の７０％以下、更には、５０％以下にも設定可
能なものであり、ダイオードスイッチの小型化が可能で
あることは、容易に理解出来る。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、挿入損失、アイソレー
ション特性を改善した高性能なダイオードスイッチをを
構成出来る。
ション特性を改善した高性能なダイオードスイッチをを
構成出来る。
【図１】本発明に係る一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す実施例を用いたスイッチ回路の等価
回路図である。
回路図である。
【図３】図１に示す本発明に係る実施例の積層素体の分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図４】スイッチ回路の機能を示す図である。
【図５】従来のスイッチ回路の回路図である。
【図６】従来の技術を示す分解斜視図である。
【図７】従来の他の技術を示す分解斜視図である。
１００、１０２、１０３、１１０、１１２ 誘電体層
１０１ 第１のアース電極
１０４、１０５、１０７、１０８ ライン電極
１０６、１０９ スルーホール電極
１１１ 第２のアース電極
１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１
１９、１２０ パターン電極 ６００ ダイオードスイッチ ６０１ 積層素体 ６０２ 半導体素子 ６０３、６０４、６０５、６０６ 端子電極 ６０７ チップコンデンサ
１９、１２０ パターン電極 ６００ ダイオードスイッチ ６０１ 積層素体 ６０２ 半導体素子 ６０３、６０４、６０５、６０６ 端子電極 ６０７ チップコンデンサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/15
H01P 5/02 603
H04B 1/44
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の回路、第２の回路および第３の回
路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接
続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を
切り換えるためのダイオードスイッチであって、 前記第１の回路側にカソードが接続され、前記第３の回
路側にアノードが接続される第１のダイオードと、一端が 前記第１のダイオードのカソードに接続し他端が
接地される第１の伝送線路と、 前記第３の回路と前記第２の回路との間に接続される第
２の伝送線路と、前記第２の伝送線路の 前記第２の回路側にカソードが接
続され、アノードがコンデンサを介して接地される第２
のダイオードを具備し、前記第２のダイオードと前記コンデンサとの間にコント
ロール回路を接続するようになし、 前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとは前記
第２の伝送線路を介するがコンデンサを介さずに直列に
接続されており、 前記コントロール回路から与えられる電圧により前記第
１のダイオードと前記第２のダイオードとをＯＮ状態と
して、前記第１の回路と前記第３の回路とを接続するこ
とを特徴とするダイオードスイッチ。 - 【請求項２】 前記第１の伝送線路を他のコンデンサを
介して接地し、前記第１の伝送線路と前記他のコンデン
サとの間に他のコントロール回路が接続するようにな
し、前記第２の回路と前記第３の回路との接続時には、
前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとをＯＦ
Ｆ状態とするとともに、前記他のコントロール回路によ
り前記第１のダイオードと前記第２のダイオードのカソ
ード側から電圧を与えることを特徴とする請求項１に記
載のダイオードスイッチ。 - 【請求項３】 第１の回路、第２の回路および第３の回
路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接
続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を
切り換えるダイオードスイッチの切り換え方法であっ
て、 前記ダイオードスイッチは、前記第１の回路側にカソー
ドが接続され、前記第３の回路側にアノードが接続され
る第１のダイオードと、一端が 前記第１のダイオードのカソードに接続し他端が
接地される第１の伝送線路と、 前記第３の回路と前記第２の回路との間に接続される第
２の伝送線路と、前記第２の伝送線路の 前記第２の回路側にカソードが接
続され、アノードがコンデンサを介して接地される第２
のダイオードを含み、前記第２のダイオードと前記コンデンサとの間にコント
ロール回路を接続するようになし、 前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとは前記
第２の伝送線路を介するがコンデンサを介さずに直列に
接続されており、 前記コントロール回路から与えられる電圧により、前記
第１の回路と前記第３の回路との接続時には前記第１の
ダイオードと前記第２のダイオードとをＯＮ状態とし、
前記第２の回路と前記第３の回路との接続時には前記第
１のダイオードと前記第２のダイオードとをＯＦＦ状態
と することを特徴とするダイオードスイッチの切り換え
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037994A JP3415595B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | ダイオードスイッチおよびダイオードスイッチの切り換え方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037994A JP3415595B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | ダイオードスイッチおよびダイオードスイッチの切り換え方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07750997A Division JP3887805B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | ダイオードスイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274603A JP2001274603A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3415595B2 true JP3415595B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=18901048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037994A Expired - Lifetime JP3415595B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | ダイオードスイッチおよびダイオードスイッチの切り換え方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3415595B2 (ja) |
-
2001
- 2001-02-15 JP JP2001037994A patent/JP3415595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001274603A (ja) | 2001-10-05 |
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