JP3887804B2

JP3887804B2 - Diode switch

Info

Publication number: JP3887804B2
Application number: JP07750897A
Authority: JP
Inventors: 茂釼持; 安英邑上; 剛志武田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10276002A

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６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。
【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。
【０００５】
以下、図７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ＡＮＴ、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Ｄ１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ＴＬ２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、スイッチ回路を切り換えるための回路である。
【０００６】
図７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Ｄ１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。
【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ＶＣ１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８は、図７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や多数のランドおよび一番上の誘電体層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３１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、７−２０２５０４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９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１２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】
本発明の目的は、上記問題点を解決し、小型のダイオードスイッチ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、前記第１のダイオードのカソード側を接地する第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のダイオードとを具備し、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のダイオードとが前記第２の伝送線路を介して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正の電圧により前記第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の回路とを接続し、
前記第２の伝送線路は、積層素体に内蔵されたスパイラル形状のライン電極で形成され、少なくとも２層に形成されたライン電極がスルーホール電極を介して接続してなることを特徴とするダイオードスイッチ。
【００１３】
また本発明は、前記伝送線路を構成するスパイラル形状のライン電極は、電流の向きが同方向となるように異なる層に配置され、上下の層間で投影的に見て重複する部分を有するダイオードスイッチである。
【００１４】
【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ＲＸに接続されている。送信回路ＴＸには、コンデンサＣ１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Ｃ３を介してアンテナＡＮＴに接続される。アンテナＡＮＴ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。
【００１５】
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。
【００１６】
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ＶＣ１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Ｌ２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。
【００１７】
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ＶＣ１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、スイッチ回路を切り換えて、送受信を行うことができる。
【００１８】
また本発明は、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。
【００１９】
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、図１０（ａ）に示す略図のとおり、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。
【００２０】
これに対し、スパイラル形状の場合、図１０（ｂ）に示す略図のとおり、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。
【００２１】
また、ミアンダ形状の場合、１層上に１／４λの伝送線路を２本形成するスペースがある場合には、伝送線路の始点と終点の位置に自由度が高く、設計しやすい。しかし、小型化が要求されている時代にあっては、十分なスペースを確保することができなく、例えば、送信側の伝送線路と受信側の伝送線路とを干渉がおきないように十分間を開けて別の層に形成することが必要となり、小型化には不向きである。
スパイラル形状の場合は、引き出しの関係もあり、２層以上にわたって伝送線路を形成するため、スルーホールを形成する必要があるが、上記の理由もあり、小型化に適している。
【００２２】
本発明では、伝送線路として、スパイラル形状を用いるが、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。
【００２３】
また本発明では、２層以上に分けて形成したスパイラル形状の伝送線路において、その上下間で、伝送線路が重複するように形成することが望ましい。
このことは、その２つの層を投影的に見たとき、その伝送線路の電流の向きが同じであり、重複しているものを言っている。
この電流の向きが同方向のライン電極を重複させること、つまり近接させることによって、そのライン間の磁界が強まり、その結果として、伝送線路があたかも長くなったように見え、実際には、ライン長を短くすることができるものである。
【００２４】
この上下の伝送線路を重複させることは、一部でも重複させることにより、線路長低減の効果を得ることができるが、全長の１０％以上重複させることが好ましい。本発明によれば、１０％〜３０％重複させることにより、１／４λの６〜７割にライン長を低減出来ることが確認出来た。
【００２５】
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６０１、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。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に示す実施例の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されるが、積層素体内又は積層素体上に構成することもできる。
【００２６】
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１０１が形成され、所定の引き出し電極が形成されている。
【００２７】
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１０２、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。
【００２８】
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１０２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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１１１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。
【００３１】
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。
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。
【００３２】
この伝送線路は、いずれも２層に分かれて形成されている。この伝送線路のパターン図の平面図を図４に示す。この実施例では、第２の伝送線路を構成するライン電極１０７と１０８がスパイラル形状の一部１２１（斜線部）で上下層を投影的に見た時、重複している。このスパイラル形状とし、更に重複部分を設けることにより、ライン長を短くできた。この実施例では、９００ＭＨｚ帯用のダイオードスイッチを構成し、重複部の割合を全ライン長の１３％とした。これにより、１／４λ伝送線路で約３０ｍｍ必要なものを約２１ｍｍで構成出来た。これによれば、７０％短縮出来たことになる。
【００３３】
図５に別の実施例の伝送線路のパターン図の平面図を示す。この伝送線路は、いずれも２層に分かれて形成されている。この実施例では、第２の伝送線路を構成するライン電極１０７ｂと１０８ｂのスパイラル形状の一部１２１ｂ（斜線部）が上下層を投影的に見た時、重複している。このスパイラル形状とし、更に重複部分を設けることにより、ライン長を短くできた。この実施例では、８００ＭＨｚ帯用のダイオードスイッチを構成し、重複部の割合を全ライン長の２５％とした。これにより、１／４λ伝送線路で約３３ｍｍ必要なものを約２２ｍｍで構成出来た。これによれば、６７％短縮出来たことになる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ダイオードスイッチの伝送線路を積層素体内に形成し、その伝送線路をスパイラル形状とし、しかも２つ以上の層に分けて形成することにより、小型のダイオードスイッチを構成出来る。更に上下の伝送線路を重複させることにより、更なる小型化を達成出来る。これにより、スイッチ回路を装着する携帯電話あるいは高周波回路の小型化が達成される。また、ダイオードの接続方向を従来と比べて逆にすることで、挿入損失、アイソレーション特性を改善したダイオードスイッチとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図４】図１に示す一実施例の伝送線路パターンの平面図である。
【図５】本発明に係る別の実施例の伝送線路パターンの平面図である。
【図６】スイッチ回路の機能を示す図である。
【図７】従来のスイッチ回路の回路図である。
【図８】従来の技術を示す分解斜視図である。
【図９】従来の他の技術を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の説明図である。
【符号の説明】
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、１１９、１２０パターン電極
１２１重複部
１０４ｂ、１０５ｂ、１０７ｂ、１０８ｂライン電極
１２１ｂ重複部
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switch circuit, and more particularly to a diode switch applied to a high-frequency switch circuit for switching a signal transmission path in a high-frequency circuit such as a digital cellular phone.
[0002]
[Prior art]
For example, a switch circuit such as a digital cellular phone is used to switch the transmission path between the antenna and the reception circuit and the transmission path between the transmission circuit and the antenna, as shown in FIG.
[0003]
This switch circuit is also used to switch the transmission path between the reception circuit and the first antenna and the transmission path between the reception circuit and the second antenna in a telephone or the like adopting the reception diversity system. The
Similarly, in the case of a mobile phone base station adopting the transmission diversity system, it is used to switch the transmission path between the transmission circuit and the first antenna and the transmission path between the transmission circuit and the second antenna. Is done.
[0004]
In addition, this switch circuit is used for switching between internal circuits such as a mobile phone having a terminal for external connection with an in-vehicle booster or the like and a route to the above terminal, and switching of a plurality of channels such as a base station for a mobile phone. Is also used.
[0005]
A detailed description will be given below using the switch circuit shown in FIG.
This switch circuit is connected to the antenna ANT, the transmission circuit TX, and the reception circuit RX. The transmission circuit TX is connected to the anode of the first diode D1 via the first capacitor C1, and is connected to the antenna ANT via the third capacitor C3 to the cathode of the first diode D1.
The antenna ANT is connected to the receiving circuit RX via a series circuit of a third capacitor C3, a second transmission line TL2, and a fourth capacitor C4.
The anode of the first diode D1 is grounded via a series circuit of the first transmission line TL1 and the second capacitor C2. Further, a control circuit VC1 is connected between the first transmission line TL1 and the second capacitor C2 via a resistor R1.
The anode of the second diode D2 is connected between the second transmission line TL2 and the fourth capacitor C4, and the cathode of the second diode D2 is grounded via the fifth capacitor C5. Further, a control circuit VC2 is connected between the cathode of the second diode D2 and the fifth capacitor C5 via a resistor R2.
Here, the control circuit VC1 connected via the resistor R1 and the control circuit VC2 connected via the resistor R2 are circuits for switching the switch circuit.
[0006]
In the switch circuit shown in FIG. 7, when the transmission circuit TX and the antenna ANT are connected, a positive voltage is applied from the control circuit VC1 and a voltage of 0 is applied from the control circuit VC2.
The positive voltage supplied from the control circuit VC1 is cut in the DC component by the first to fifth capacitors, and is applied only to the circuit including the first diode D1 and the second diode D2. The first diode D1 and the second diode D2 are turned on. When the first diode D1 is turned on, the impedance of the transmission path between the transmission circuit TX and the antenna ANT is lowered and connected. On the other hand, the second transmission line TL2 is resonated by being grounded at a high frequency by the second diode D2 and the fifth capacitor which are turned on, and the cathode of the first diode D1 and the third capacitor C3 are resonated. The impedance when the receiving circuit RX side is viewed from the connection point between the antenna ANT and the second transmission line TL2 becomes very large, and the transmission path between the antenna ANT and the receiving circuit RX is not connected. At this time, the transmission signal from the transmission circuit TX is transmitted to the antenna ANT without leaking to the reception circuit RX.
[0007]
On the other hand, when the antenna ANT and the receiving circuit RX are connected, a positive or 0 voltage is applied from the control circuit VC2 and a 0 voltage is applied from the control circuit VC1, so that the first diode D1 and the second diode D2 are applied. Is turned off. When the first diode D1 is turned off, the impedance of the transmission path between the transmission circuit TX and the antenna ANT is increased, and the first diode D1 is not connected. Further, the transmission path between the antenna ANT and the receiving circuit RX is connected via the second transmission line TL2 by the second diode D2 in the OFF state. At this time, the reception signal from the antenna ANT is transmitted to the reception circuit RX without leaking to the transmission circuit TX. As described above, by controlling the voltages supplied from the control circuit VC1 and the control circuit VC2, the switch circuit can be switched to perform transmission / reception.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of a conventional switch circuit having a circuit as shown in FIG. This switch circuit includes a laminated body, and includes a first line electrode 31 to be a first transmission line TL1, a second line electrode 32 to be a second transmission line TL2, and a first line via a dielectric. The first ground electrode 41 and the second ground electrode 11 as well as the many lands and the uppermost dielectric layer 50 are sandwiched between the electrode 31 and the second line electrode 32, and the first diode D1 is included. Surface mount components are placed.
[0009]
This switch circuit requires two transmission lines having a length of ¼ of the wavelength of a transmission signal or a reception signal as the first line electrode 31 and the second line electrode 32. As disclosed in 7-202502, 7-202504 and the like, they are respectively formed on the same layer in the laminated body. Although depending on the dielectric constant of the laminated body, the transmission line has a size of about several tens of millimeters, so that there is a limit to downsizing.
[0010]
Further, as disclosed in JP-A-7-202503 and the like, when the first line electrode and the second line electrode are formed on different layers in the laminated body, the first line electrode as shown in FIG. The shield electrode 21 is provided between the dielectric layer 30 on which the first line electrode 31 is formed and the dielectric layer 10 on which the second line electrode 12 is formed so that the 31 and the second line electrode 12 do not interfere with each other. It is necessary to provide the dielectric layer 20 formed with, and as a whole, the number of layers of the laminated body is increased and the production cost is increased.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a small diode switch.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is connected to the first circuit, the second circuit, and the third circuit, the connection between the first circuit and the third circuit, and the second circuit and the third circuit. A first diode having a cathode connected to the first circuit side and an anode connected to the third circuit side, and a cathode side of the first diode a first transmission line to ground, and a second transmission line connected between said third circuit and the second circuit, the cathode to the second circuit side of the second transmission line the but is connected an anode and a second diode is grounded through a capacitor, no so as to connect the control circuit between said capacitor and said second diode, said first diode The second diode is the front Are connected in series via a second transmission line, the ON state and the first diode and the second diode by a positive voltage applied from the control circuit, the said first circuit first 3 of the circuit is connected,
The diode is characterized in that the second transmission line is formed of spiral-shaped line electrodes built in a multilayer body, and the line electrodes formed in at least two layers are connected via through-hole electrodes. switch.
[0013]
The present invention, line electrodes spiral constituting the transmission line is arranged in different layers so that the direction of current is the same direction, a diode switch having a portion overlapping when viewed in projected manner at the upper and lower layers It is.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of a diode switch according to one embodiment of the present invention.
This diode switch is connected to the antenna ANT, the transmission circuit TX, and the reception circuit RX. The transmission circuit TX is connected to the cathode of the first diode D1 via the capacitor C1, and the anode of the first diode D1 is connected to the antenna ANT via the capacitor C3. A receiving circuit RX is connected to the antenna ANT through a series circuit of a capacitor C3, a second transmission line L2, and a capacitor C4.
[0015]
The first transmission line L1 and the capacitor C6 are connected to the cathode of the first diode D1, and they are grounded via the capacitor C2. Further, a control circuit VC1 is connected between the first transmission line L1 and the capacitor C2 via a resistor R1.
The cathode of the second diode D2 is connected between the second transmission line L2 and the capacitor C4, and the anode of the second diode D2 is grounded via the capacitor C5. Further, a control circuit VC2 is connected between the anode of the second diode D2 and the capacitor C5 via a resistor R2.
Here, the control circuit VC1 connected via the resistor R1 and the control circuit VC2 connected via the resistor R2 are circuits for switching the switch circuit.
[0016]
In the switch circuit of this embodiment, when the transmission circuit TX and the antenna ANT are connected, a positive voltage is applied from the control circuit VC2 and a voltage of 0 is applied from the control circuit VC1. The positive voltage supplied from the control circuit VC2 is cut in the DC component by the first to fifth capacitors, and is applied only to the circuit including the first diode D1 and the second diode D2. The first diode D1 and the second diode D2 are turned on. When the first diode D1 is turned on, the impedance of the transmission path between the transmission circuit TX and the antenna ANT is lowered and connected. On the other hand, the second transmission line L2 is resonated by being grounded at a high frequency by the second diode D2 and the fifth capacitor which are turned on, and the anode of the first diode D1 and the third capacitor C3 are resonated. The impedance when the receiving circuit RX side is viewed from the connection point between the antenna ANT and the second transmission line L2 becomes very large, and the transmission path between the antenna ANT and the receiving circuit RX is not connected. At this time, the transmission signal from the transmission circuit TX is transmitted to the antenna ANT without leaking to the reception circuit RX.
[0017]
On the other hand, when the antenna ANT and the receiving circuit RX are connected, a positive or 0 voltage is applied from the control circuit VC1 and a 0 voltage is applied from the control circuit VC2, so that the first diode D1 and the second diode D2 are connected. Is turned off. When the first diode D1 is turned off, the impedance of the transmission path between the transmission circuit TX and the antenna ANT is increased, and the first diode D1 is not connected. Further, the transmission path between the antenna ANT and the receiving circuit RX is connected via the second transmission line L2 by the second diode D2 in the OFF state. At this time, the reception signal from the antenna ANT is transmitted to the reception circuit RX without leaking to the transmission circuit TX. As described above, by controlling the voltage applied from the control circuit VC1 and the control circuit VC2, the switch circuit can be switched to perform transmission / reception.
[0018]
In the present invention, the connection direction of the diode is reversed compared to the conventional example. This improved insertion loss and isolation characteristics.
[0019]
In the present invention, the transmission line has a spiral shape. The transmission line has the following differences between the meander shape and the spiral shape.
First, in the case of a meander shape, as shown in the schematic diagram in FIG. For this reason, the magnetic fields between adjacent transmission lines are weakened, and the transmission lines appear as if they are shortened. In addition, if an attempt is made to increase the length of a transmission line in a narrow space, the distance between the adjacent transmission lines is shortened and the weakening of the magnetic field is increased, so that a certain space is required.
[0020]
On the other hand, in the case of a spiral shape, the current directions of adjacent transmission lines are the same as shown in the schematic diagram of FIG. For this reason, the magnetic fields between adjacent transmission lines are strengthened, and the transmission lines appear to be longer. In the case of this spiral transmission line, there is no problem even if the distance between adjacent transmission lines is shortened.
As described above, when the transmission line is formed in a spiral shape, the transmission line appears to be long, so that the actual line length can be shortened.
[0021]
Further, in the case of the meander shape, when there is a space for forming two 1 / 4λ transmission lines on one layer, the positions of the start point and end point of the transmission line are highly flexible and easy to design. However, in an era when miniaturization is required, sufficient space cannot be secured. For example, there is a sufficient interval between the transmission line on the transmission side and the transmission line on the reception side so that interference does not occur. It is necessary to open it and form it in another layer, which is not suitable for miniaturization.
In the case of a spiral shape, there is a relationship of drawing out, and it is necessary to form a through hole in order to form a transmission line over two or more layers. However, for the reasons described above, it is suitable for downsizing.
[0022]
In the present invention, a spiral shape is used as the transmission line, but it is preferably 1 to 5 turns. Further, according to the spiral shape of the present invention, it was possible to form a 1 / 4λ transmission line with a length of about 90%.
[0023]
In the present invention, it is desirable that the spiral transmission line formed in two or more layers is formed so that the transmission lines overlap between the upper and lower sides.
This means that when the two layers are viewed in projection, the current direction of the transmission line is the same and overlaps.
By overlapping the line electrodes with the same direction of current, that is, close to each other, the magnetic field between the lines is strengthened, and as a result, the transmission line appears to be long. Can be shortened.
[0024]
The overlapping of the upper and lower transmission lines can achieve the effect of reducing the line length by overlapping even a part, but it is preferable to overlap 10% or more of the total length. According to the present invention, it was confirmed that the line length can be reduced to 60 to 70% of 1 / 4λ by overlapping 10% to 30%.
[0025]
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to examples.
Example 1
FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment according to the present invention. The diode switch 600 includes a multilayer body 601, a semiconductor element 602 in which two diodes are incorporated, and a chip capacitor 607. An equivalent circuit diagram of this diode switch is as shown in FIG. In FIG. 2, the portion surrounded by a broken line is the diode switch of the embodiment shown in FIG. 1, and other circuit constants are formed on the circuit board on which the diode switch is mounted. It can also be configured on the element body.
[0026]
The internal structure of the multilayer body 601 is shown in FIG. A first ground electrode 101 is formed on the lower dielectric layer 100, and a predetermined lead electrode is formed.
[0027]
On the dielectric layer 100, several dummy layers are arranged, and two dielectric layers 102 and 103 constituting a transmission line are laminated. The transmission line L1 in the circuit diagram of FIG. 2 is configured by connecting the line electrode 104 of the dielectric layer 103 and the line electrode 105 of the dielectric layer 102. The two line electrodes are connected through the through-hole electrode 106. And the extraction electrode which faces the side surface of each dielectric material layer is formed, respectively.
[0028]
Further, the transmission line L2 in the circuit diagram of FIG. 2 is configured by connecting the line electrode 107 of the dielectric layer 103 and the line electrode 108 of the dielectric layer 102. The connection between the two line electrodes is made through the through-hole electrode 109. And the extraction electrode which faces the side surface of each dielectric material layer is formed, respectively.
[0029]
Then, the dielectric layer 110 on which the second ground electrode 111 is formed is laminated via some dummy layers.
[0030]
A pattern electrode is formed on the upper surface of the uppermost dielectric layer 112.
This pattern electrode includes pattern electrodes 113, 114, 115 connected to the first ground electrode 101 and the second ground electrode 111, and a pattern electrode 116 connected to the line electrode 104 constituting the first transmission line L1. Similarly, the pattern electrode 117 connected to the line electrode 105 constituting the first transmission line L1, the pattern electrode 118 connected to the line electrode 108 constituting the second transmission line L2, and the second transmission It has a pattern electrode 119 connected to the line electrode 107 constituting the line L2, and a pattern electrode 120 connected to a diode.
[0031]
This laminate is made by using a dielectric material, forming a sheet with a doctor blade, screen-printing an Ag electrode on this sheet to form a pattern electrode, laminating it, pressing it, and firing it integrally It is. Then, terminal electrodes 603, 604, 605, and 606 on the side surfaces after firing were formed.
The terminals of the semiconductor element 602 incorporating two diodes are connected to the pattern electrodes 117, 118, 119, and 120, respectively, and the chip capacitor 607 is connected to the pattern electrodes 116 and 117.
[0032]
Each of these transmission lines is formed in two layers. A plan view of this transmission line pattern diagram is shown in FIG. In this embodiment, the line electrodes 107 and 108 constituting the second transmission line are overlapped when the upper and lower layers are projected in the spiral part 121 (shaded portion). By using this spiral shape and further providing an overlapping portion, the line length could be shortened. In this example, a 900 MHz band diode switch was constructed, and the ratio of overlapping portions was 13% of the total line length. As a result, a quarter λ transmission line that required about 30 mm could be formed with about 21 mm. According to this, it can be shortened by 70%.
[0033]
FIG. 5 shows a plan view of a pattern diagram of a transmission line of another embodiment. Each of these transmission lines is formed in two layers. In this embodiment, the spirally-shaped portions 121b (shaded portions) of the line electrodes 107b and 108b constituting the second transmission line overlap when the upper and lower layers are viewed in projection. By using this spiral shape and further providing an overlapping portion, the line length could be shortened. In this embodiment, a diode switch for 800 MHz band is configured, and the ratio of overlapping portions is 25% of the total line length. As a result, a 1 / 4λ transmission line that requires about 33 mm can be formed with about 22 mm. According to this, it was able to shorten 67%.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, a small diode switch can be configured by forming a transmission line of a diode switch in a laminated body, forming the transmission line in a spiral shape, and dividing it into two or more layers. Further miniaturization can be achieved by overlapping the upper and lower transmission lines. Thereby, miniaturization of the mobile phone or the high frequency circuit to which the switch circuit is attached is achieved. Further, by reversing the diode connection direction compared to the conventional one, a diode switch with improved insertion loss and isolation characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a switch circuit using the embodiment shown in FIG.
3 is an exploded perspective view of the multilayer body of the embodiment according to the present invention shown in FIG. 1. FIG.
4 is a plan view of the transmission line pattern of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a plan view of a transmission line pattern according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the function of a switch circuit.
FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional switch circuit.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a conventional technique.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing another conventional technique.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 102, 103, 110, 112 Dielectric layer 101 First ground electrode 104, 105, 107, 108 Line electrode 106, 109 Through-hole electrode 111 Second ground electrode 113, 114, 115, 116, 117, 118 119, 120 Pattern electrode 121 Overlapping portion 104b, 105b, 107b, 108b Line electrode 121b Overlapping portion 600 Diode switch 601 Multilayer body 602 Semiconductor element 603, 604, 605, 606 Terminal electrode 607 Chip capacitor

Claims

Connected to the first circuit, the second circuit, and the third circuit, and switches the connection between the first circuit and the third circuit and the connection between the second circuit and the third circuit. A diode switch for
A first diode having a cathode connected to the first circuit side and an anode connected to the third circuit side; a first transmission line grounding a cathode side of the first diode; a second transmission line connected between the circuit 3 and the second circuit, cathode connected to said second circuit side of the second transmission line, the anode is grounded through a capacitor and a second diode that,
A control circuit is connected between the second diode and the capacitor, and the first diode and the second diode are connected in series via the second transmission line, as a positive ON state and said first diode and the second diode by a voltage applied from said control circuit, and connects the first circuit and the third circuit,
The diode is characterized in that the second transmission line is formed of spiral-shaped line electrodes built in a multilayer body, and the line electrodes formed in at least two layers are connected via through-hole electrodes. switch.

The spiral-shaped line electrodes constituting the transmission line are arranged in different layers so that the directions of currents are the same, and have overlapping portions when viewed in projection between the upper and lower layers. 2. The diode switch according to 1.