JP4040600B2 - 2x2 switch and 4x4 switch - Google Patents

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Description

本発明は、入力信号を任意の出力に切り替えて出力する多入力多出力スイッチに関し、電界効果トランジスタ(FET)等をオン/オフすることにより信号経路を切り替える多入力多出力スイッチ、特に2×2スイッチおよび4×4スイッチに関わる。   The present invention relates to a multi-input multi-output switch that switches an input signal to an arbitrary output for output, and more particularly to a multi-input multi-output switch that switches a signal path by turning on / off a field effect transistor (FET) or the like. Related to switches and 4x4 switches.

多入力多出力スイッチは、ネットワークのノードにおける信号経路の切替等に使用される。従来のn入力n出力スイッチは、n個の1入力n出力スイッチと、n個のn入力1出力スイッチと、これらのスイッチ間を互いに接続するn個の接続手段で構成されている。下記「特許文献1」に記されたこの従来例を図19に示す。 The multi-input multi-output switch is used for switching a signal path in a network node. A conventional n-input n-output switch is composed of n 1-input n-output switches, n n-input 1-output switches, and n 2 connection means for connecting these switches to each other. FIG. 19 shows this conventional example described in “Patent Document 1” below.

FETを用いたSingle-Pole n-Throw(SPnT;単極n投)スイッチは、広帯域、低消費電力および高速切替速度という特徴から、これらの多入力多出力スイッチに広く利用されている。このうち2×2スイッチとして下記「特許文献2」に記された従来例を図20に示す。   Single-pole n-throw (SPnT) switches using FETs are widely used in these multi-input multi-output switches because of their characteristics of wide bandwidth, low power consumption and high-speed switching speed. A conventional example described in “Patent Document 2” below as a 2 × 2 switch is shown in FIG.

この従来例の2×2スイッチは、入力端子111,112および出力端子211,212にそれぞれSPDT(単極双投)スイッチ911、912、921,922を備え、これらのSPDTスイッチ間を4本のインタコネクション用伝送線路5〜5で接続することにより、スイッチマトリックスとして動作する構成となっている。また、各SPDTスイッチ911,912,921,922は、シリーズ・シャントFET構成となっており、例えばSPDTスイッチ911の場合には、シリーズFET311とシャントFET311SおよびシリーズFET312とシャントFET312Sとで構成されている。 This conventional 2 × 2 switch includes SPDT (single pole double throw) switches 9 11 , 9 12 , 9 21 , 9 22 at input terminals 1 11 , 1 12 and output terminals 2 11 , 2 12 , respectively. The SPDT switches are connected by four interconnection transmission lines 5 1 to 5 4 , thereby operating as a switch matrix. Each SPDT switch 9 11, 9 12, 9 21, 9 22, has a series shunt FET configuration, for example, in the case of the SPDT switch 9 11 includes a series FET 3 11 and the shunt FET 3 11S and series FET 3 12 It consists of shunt FET3 12S .

この2×2スイッチの動作は以下の通りである。   The operation of this 2 × 2 switch is as follows.

入力端子111から入力される信号は、SPDTスイッチ911に入力され、一方の出力側SPDTスイッチ921への接続経路である伝送線路5か、または他方の出力側SPDTスイッチ922への接続経路である伝送線路5かの何れかに出力される。 A signal input from the input terminal 1 11 is input to the SPDT switch 9 11 , and is transmitted to the transmission line 5 1, which is a connection path to one output side SPDT switch 9 21 , or to the other output side SPDT switch 9 22 . is output to the transmission line 5 2 Kano either a connection path.

同様に、入力端子112から入力される信号は、SPDTスイッチ912に入力され、一方の出力側SPDTスイッチ921への接続経路である伝送線路5か、または他の出力側SPDTスイッチ922への接続経路である伝送線路5の何れかに出力される。 Similarly, the signal input from the input terminal 1 12 is inputted to the SPDT switch 9 12, the transmission line 3 or a connection path to one of the output-side SPDT switch 9 21 or other output side SPDT switch 9, a connection route to 22 is output to one of the transmission line 5 4.

SPDTスイッチ921においては、伝送線路5または伝送線路5からのどちらか一方の信号を出力端子211に出力するように制御され、SPDTスイッチ922においては、伝送線路5または伝送線路5からのどちらか一方の信号を出力端子212に出力するように制御される。 In SPDT switch 9 21 is controlled to output either a signal from the transmission line 5 1 or the transmission line 3 to the output terminal 211, the SPDT switch 9 22, the transmission line 5 2 or transmission lines It is controlled to output either one of the signal to the output terminal 2 12 from 5 4.

ここで、SPDTスイッチ911および921中のFETのゲートバイアスは、SPDTスイッチ911のシリーズFET311、シャントFFT312Sと、SPDTスイッチ912のシリーズFET321,シャントFET322Sとが制御端子6から、SPDTスイッチ911のシリーズFET312、シャントFET311Sと、SPDTスイッチ912のシリーズFET322、シャントFET321Sとが制御端子6からそれぞれ共通に印加できるようになっている。なお、出力端子211,212に接続されたSPDTスイッチ921,922中のFFTにも同様に、2個の制御端子6’、6’からゲートバイアスを印加できる構成となっている。 Here, the gate bias of the FET in the SPDT switch 9 11 and 9 21, series FET 3 11 of the SPDT switch 9 11, a shunt FFT3 12S series FET 3 21 of the SPDT switch 9 12, shunt FET 3 22S and a control terminal 61 from the series FET 3 12 of the SPDT switch 9 11, a shunt FET 3 11S series FET 3 22 of the SPDT switch 9 12, which is to be applied to the common from each shunt FET 3 21S and the control terminal 6 2. The output terminal 2 11, 2 12 are connected to the SPDT switch 9 21, 9 Similarly, FFT in 22, two control terminals 6 1 ', 6 2' has a configuration capable of applying a gate bias from Yes.

シリーズ・シャントFET構成のスイッチは、通過時にはシリーズFETをON、シャントFETをOFFに制御し、遮断時にはシリーズFETをOFF、シャントFETをONに制御する。従って、図20に示した従来例では、制御端子6、6’および6、6’に相補的な電圧を印加することにより、(入力端子111から出力端子211、入力端子112から出力端子212)および(入力端子111から出力端子212、入力端子112から出力端子211)という2通りの通過状態を切り替えることができる構成となっている。 The switch of the series shunt FET configuration controls the series FET to be ON and the shunt FET to be OFF when passing, and controls the series FET to be OFF and the shunt FET to be ON when the switch is cut off. Therefore, in the conventional example shown in FIG. 20, by applying a complementary voltage to the control terminals 6 1 , 6 1 ′ and 6 2 , 6 2 ′, (input terminal 1 11 to output terminal 2 11 , input terminal 1 12 to output terminal 2 12 ) and (input terminal 1 11 to output terminal 2 12 , input terminal 1 12 to output terminal 2 11 ) can be switched.

このFETスイッチを大規模化し、SPnTスイッチを構成すれば、図19に示したn入力n出力スイッチを構成できるが、これらの従来例には以下の問題点がある。   If this FET switch is enlarged and an SPnT switch is constructed, the n-input n-output switch shown in FIG. 19 can be constructed. However, these conventional examples have the following problems.

まず第1に、シャントFET311S、312S、321S、322Sにより信号通過経路がグランドに接続されているため、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号を通過させることや、レベルをシフトさせることができないという問題点である。 First, since the signal passing path is connected to the ground by the shunt FETs 3 11S , 3 12S , 3 21S , 3 22S , a base band signal having a logic level other than 0V is allowed to pass, It is a problem that cannot be shifted.

第2に、SPnTスイッチを入出力の両方にそれぞれn個づつ配置しているため、回路規模が大きくなることに加えて、制御線の交差数が増大しアイソレーション特性が劣化してしまうという問題点である。また、この従来の構成により、OFF経路のFETの電位を外部からしか与えることができないという問題点も生じる。例えば、(入力端子111から出力端子211、入力端子112から出力端子212)の通過状態の場合、OFF経路のFET312、322等の伝送線路側の電位は、シャントFET312Sまたは322S経由でグランドと等電位になっている。したがって、シャントFETが存在しない場合には、高抵抗等でグランドに接続しておくか、あるいは外部から伝送線路5または5にバイアスを印加しておく以外に電位を与えることが出来ず、この抵抗による挿入損失の増大を招くことになる。電位を定めずこれら伝送線路の電位をフローティング状態にした場合には、アイソレーション特性の劣化を招くことになる。シャントFETを適用した場合には上記第1の問題点が残ったままになってしまう。 Second, since n SPnT switches are arranged for both input and output, the circuit scale increases, and the number of control line crossings increases, resulting in degradation of isolation characteristics. Is a point. This conventional configuration also causes a problem that the potential of the FET in the OFF path can be given only from the outside. For example, in the case of a passing state (input terminal 1 11 to output terminal 2 11 , input terminal 1 12 to output terminal 2 12 ), the potential on the transmission line side such as FETs 3 12 and 3 22 in the OFF path is shunt FET 3 12S or 3 Equipotential to ground via 22S . Therefore, in the absence of the shunt FET, either keep connected to ground at high resistance and the like, or can not be given a potential other than to keep applying a bias to the transmission line 5 2 or 5 3 from the outside, This increases the insertion loss due to the resistance. If the potential of these transmission lines is set in a floating state without setting the potential, the isolation characteristic is deteriorated. When the shunt FET is applied, the first problem remains.

第3に、最小単位スイッチであるSPDTの規模をこれ以上大きくした場合、シリーズ・シャントFET構成ではゲートバイアスを共通にすることが不可能になるため、各シリーズ/シャントFET毎にゲートバイアス用制御線や制御端子が必要になり、これに伴う配線交差数の増大に起因するアイソレーション特性の劣化や、制御端子数の増大に伴う回路規模および実装困難性の増大を招いてしまうという問題点である。   Thirdly, if the SPDT, which is the smallest unit switch, is made larger than this, it is impossible to make the gate bias common in the series shunt FET configuration, so gate bias control for each series / shunt FET. Wires and control terminals are required, resulting in degradation of isolation characteristics due to an increase in the number of wiring intersections, and an increase in circuit scale and mounting difficulty due to an increase in the number of control terminals. is there.

第4にGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTでスイッチを構成した場合、正電源動作が困難であるという問題点である。   Fourthly, when a switch is configured by MESFET or HEMT using a compound semiconductor such as GaAs, the problem is that the positive power supply operation is difficult.

スイッチの特性で重要なのは、ON経路の挿入損失とOFF経路のアイソレーションである。このうち挿入損失は、主に使用するFETのON抵抗(RON)に依存し、アイソレーションは主にFETのOFF容量(Coff)に依存する。このため、高周波スイッチ用デバイスとしては、RonとCoffを低減できるGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTが多用されている。 What is important in the characteristics of the switch is the insertion loss of the ON path and the isolation of the OFF path. Of these, the insertion loss mainly depends on the ON resistance (R ON ) of the FET used, and the isolation mainly depends on the OFF capacitance (Coff) of the FET. For this reason, MESFETs and HEMTs using compound semiconductors such as GaAs that can reduce Ron and Coff are frequently used as high-frequency switch devices.

しかしながら、一般的にMESFETやHEMTはディプレッション(ノーマリーオン)型FETであるため、しきい値電圧(Vth)が負電圧となる。従って、従来例のようにシャントFETによりドレインおよびソースの電位が自動的に0Vになる場合には、ゲートバイアスが0Vの時FETはON状態にあり、FETをOFF状態にするにはVthより低い負電圧が必要とされ、制御回路に負電圧発生回路が必要になる。特に携帯端末においては、この負電圧発生回路が実装上大きな領域を占めるため、FETスイッチの正電源動作が強く望まれている。   However, since MESFETs and HEMTs are generally depletion (normally on) type FETs, the threshold voltage (Vth) is a negative voltage. Therefore, when the drain and source potentials are automatically set to 0V by the shunt FET as in the conventional example, the FET is in the ON state when the gate bias is 0V, and is lower than Vth to turn the FET in the OFF state. A negative voltage is required, and a negative voltage generating circuit is required for the control circuit. In particular, in a portable terminal, since the negative voltage generation circuit occupies a large area for mounting, a positive power supply operation of the FET switch is strongly desired.

特開平9−9312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-9912 特開平6−232604号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-232604

本発明の目的は上記従来の問題点を解決し、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号を通過させることができ、簡易な構成で正電源動作も可能なスイッチを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a switch capable of passing a baseband signal having a logic level other than 0V DC level and capable of positive power supply operation with a simple configuration. is there.

上記目的を達成するために、本発明請求項1においては、2個の入力端子と、第1および第2の2個の単極双投スイッチと、2個の出力端子と、第1の2つの接続手段と、第2の2つの接続手段で構成され、前記第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子と前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子は、所定の間隔で互いに対向するように配置され、前記互いに対向して配置された第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2個の端子と前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2個の端子との互いに対向している端子同士を、前記第1の2つの接続手段でそれぞれ接続し、前記2個の入力端子は、前記第1および第2の単極双投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、
前記第2の2つの接続手段は、一端が前記2個の出力端子に、他端が前記第1の2つの接続手段にそれぞれ接続され、前記第2の接続手段の一方は、前記第2の接続手段とは接続されていない前記第1の接続手段と交差した構成の2×2スイッチについて規定している。
In order to achieve the above object, in claim 1 of the present invention, two input terminals, first and second two single-pole double-throw switches, two output terminals, and a first 2 Two connection means, and two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch, The second single-pole double-throw switch is common to two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch arranged opposite to each other at a predetermined interval. Terminals facing each other with two terminals other than the terminals are connected by the first two connecting means, respectively, and the two input terminals are the first and second single-pole double throws. Each connected to a common terminal on the switch,
One end of the second two connection means is connected to the two output terminals, and the other end is connected to the first two connection means. One of the second connection means is connected to the second output means. A 2 × 2 switch having a configuration intersecting with the first connection means not connected to the connection means is defined.

請求項2においては、請求項1に記載の2×2スイッチにおいて、前記2個の入力端子と前記2個の出力端子とを入れ替えた構成の2×2スイッチについて規定している。   According to a second aspect of the present invention, in the 2 × 2 switch according to the first aspect, a 2 × 2 switch having a configuration in which the two input terminals and the two output terminals are interchanged is defined.

請求項3においては、請求項1または請求項2のいずれかに記載の2×2スイッチにおいて、前記単極双投スイッチは、微小機械スイッチで構成された2×2スイッチについて規定している。   According to a third aspect of the present invention, in the 2 × 2 switch according to the first or second aspect, the single-pole double-throw switch defines a 2 × 2 switch formed of a micro mechanical switch.

請求項4においては、請求項1または請求項2のいずれかに記載の2×2スイッチにおいて、前記単極双投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の2個の端子にそれぞれ接続された少なくとも2個のFETで構成された2×2スイッチについて規定している。   According to a fourth aspect of the present invention, in the 2 × 2 switch according to the first or second aspect, the drain or source of the single-pole double-throw switch is connected to a common terminal and the other is common. It defines a 2 × 2 switch composed of at least two FETs respectively connected to two terminals other than the terminals.

請求項5においては、4個の入力端子と、4個の単極4投スイッチと、4個の出力端子と、第1の4つの接続手段と、第2の4つの接続手段と、両端を含む3つの接続点を有する第3の4つの接続手段とを備え、前記4個の単極4投スイッチは、それぞれ2個づつの単極4投スイッチからなる第1と第2のスイッチペアを形成し、前記スイッチペアを構成する単極4投スイッチは、共通端子以外の4個の端子側を所定の間隔で互いに対向して配置し、前記第1のスイッチペアの単極4投スイッチの互いに対向した前記共通端子でない4個の端子間同士を、前記第1の4つの接続手段でそれぞれ接続し、前記第2のスイッチペアの単極4投スイッチの互いに対向した前記共通端子でない4個の端子間同士を、前記第2の4つの接続手段でそれぞれ接続し、前記4個の入力端子は、前記4個の単極4投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、前記第3の4つの接続手段の両端のうちの一端である接続点は、前記4個の出力端子にそれぞれ接続され、前記第3の各々の接続手段の前記4個の出力端子に接続された接続点を除く2つの接続点は、前記第1の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段と前記第2の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段とにそれぞれ接続された構成の4×4スイッチについて規定している。 In claim 5, four input terminals, four single-pole four-throw switches, four output terminals, first four connection means, second four connection means, and both ends And four four single-pole four-throw switches each comprising a first and a second switch pair each consisting of two single-pole four-throw switches. The single-pole four-throw switch that forms the switch pair is arranged such that four terminal sides other than the common terminal face each other at a predetermined interval, and the single-pole four-throw switch of the first switch pair The four terminals that are not the common terminals facing each other are connected to each other by the first four connection means, and the four terminals that are not the common terminals facing each other of the single-pole four-throw switch of the second switch pair are connected. Are connected to each other by the second four connecting means. The four input terminals are respectively connected to the common terminals of the four single-pole four-throw switches, and a connection point that is one end of both ends of the third four connection means is Two connection points connected to the four output terminals, respectively, except for the connection points connected to the four output terminals of each of the third connection means, of the first four connection means It defines a 4 × 4 switch configured to be connected to one different connection means and one different connection means of the second four connection means .

請求項6においては、請求項5に記載の4×4スイッチにおいて、
前記個の入力端子と前記個の出力端子とは、当該4×4スイッチを形成している方形配置の各一辺にそれぞれ配置された構成の4×4スイッチについて規定している。
In claim 6, in the 4 × 4 switch according to claim 5,
The four input terminals and the four output terminals define a 4 × 4 switch having a configuration arranged on each side of a square arrangement forming the 4 × 4 switch.

請求項7においては、請求項6に記載の4×4スイッチにおいて、
前記入力端子とスイッチ間、または出力端子とスイッチ間、または入力および出力両端子とスイッチ間のいずれかの位置に線幅の広い低損失な伝送線路が接続されている4×4スイッチについて規定している
In claim 7, in the 4 × 4 switch according to claim 6,
A 4 × 4 switch in which a low-loss transmission line having a wide line width is connected between the input terminal and the switch, between the output terminal and the switch, or between the input and output terminals and the switch. It is .

請求項8においては、請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、前記4個の入力端子と前記4個の出力端子を入れ替えた配置とした構成の4×4スイッチについて規定している。 In Claim 8, 4 * 4 switch in any one of Claim 5 thru | or 7 WHEREIN: The 4 * 4 switch of the structure which carried out the arrangement | positioning which replaced the said 4 input terminal and the said 4 output terminal. It stipulates.

請求項9においては、請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、前記単極4投スイッチは、微小機械スイッチで構成された4×4スイッチについて規定している。 According to a ninth aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to any one of the fifth to eighth aspects, the single-pole four-throw switch defines a 4 × 4 switch configured by a micro mechanical switch .

請求項10においては、請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、前記単極4投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の4個の端子に接続された少なくとも4個のFETで構成の4×4スイッチについて規定している。 According to Claim 10, in the 4 × 4 switch according to any one of Claims 5 to 8 , the single-pole four-throw switch has one of its drain and source connected to a common terminal and the other common to each other. It defines a 4 × 4 switch composed of at least four FETs connected to four terminals other than the terminals .

請求項11においては、請求項5乃至請求項10のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、4個の抵抗で構成された1組または2組の第1の抵抗と、少なくとも1つの制御端子とを備え、前記各組に属する当該4個の抵抗は、その一端が前記制御端子に接続され、他端がそれぞれ、前記4個の入力端子、または前記4個の出力端子の少なくともどちらか一方に接続し4×4スイッチについて規定している。 In the eleventh aspect, in the 4 × 4 switch according to any one of the fifth to tenth aspects, one set or two sets of first resistors each including four resistors and at least one control terminal Each of the four resistors belonging to each set has one end connected to the control terminal and the other end at least one of the four input terminals or the four output terminals. 4 × 4 switch is specified.

請求項12においては、請求項11に記載の4×4スイッチにおいて、前記1組または2組中の少なくとも1つの組に属する4個の抵抗を、4個のインダクタで置き換えた構成の4×4スイッチについて規定している。 In claim 12, in 4 × 4 switch mounting serial to claim 11, wherein the set or four resistors belonging to at least one set of two sets in, 4 × arrangement is replaced by four inductors It specifies four switches.

請求項13においては、請求項5乃至請求項12のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、さらに4個のキャパシタを備え、前記4個の入力端子に、それぞれ前記4個のキャパシタを直列に接続した構成の4×4スイッチについて規定している。 In a thirteenth aspect of the present invention, the 4 × 4 switch according to any one of the fifth to twelfth aspects further includes four capacitors, and the four capacitors are connected in series to the four input terminals, respectively. It defines a 4x4 switch with a connected configuration .

請求項14においては、請求項11または請求項12のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、さらに8個のキャパシタを備え、前記4個の入力端子と前記4個の出力端子に、それぞれ前記8個のキャパシタを直列に接続した構成の4×4スイッチについて規定している。 In the fourteenth aspect of the present invention, the 4 × 4 switch according to any one of the eleventh and twelfth aspects further includes eight capacitors, and the four input terminals and the four output terminals respectively include the capacitors. It defines a 4 × 4 switch having a configuration in which eight capacitors are connected in series .

本発明に係わる2×2スイッチおよび4×4スイッチは、それぞれ従来例の半分づつの数、すなわち2個のSPDTスイッチおよび4個のSP4Tスイッチで構成したことに加えて、各SPDTスイッチおよびSP4TスイッチをシリーズFETで構成し、さらに、各入力端子または出力端子に抵抗またはインダクタを接続したことを最も主要な特徴とする。   The 2 × 2 switch and the 4 × 4 switch according to the present invention are each composed of half the number of conventional examples, that is, two SPDT switches and four SP4T switches, and each SPDT switch and SP4T switch. Is composed of series FETs, and further has a main feature that a resistor or an inductor is connected to each input terminal or output terminal.

このため、スイッチ中の全てのFETのソース/ドレインの電位を入力端子の電位と同一にすることができるため、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号もそのまま通過させることができる。さらに入力端子に直列にキャパシタを接続した構成とすれば、入出力端子のどちらか一方からバイアスを印加することによりレベルシフト機能を付加することもできる。したがって、イーサネット(登録商標)用スイッチやルータの小型高性能化に資するところが大である。また、正電源動作も可能になるため、無線通信端末の小型高性能化にも寄与することができる。   For this reason, since the potentials of the source / drain of all FETs in the switch can be made the same as the potential of the input terminal, a baseband signal having a logic level other than the DC level of 0V can be passed as it is. Further, if a capacitor is connected in series to the input terminal, a level shift function can be added by applying a bias from either one of the input / output terminals. Therefore, it greatly contributes to the small size and high performance of Ethernet (registered trademark) switches and routers. Further, since positive power supply operation is possible, it is possible to contribute to miniaturization and high performance of the wireless communication terminal.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる2×2スイッチを示す図である。本2×2スイッチは、2個の入力端子1,1と、2個のSPDTスイッチ9,9と、4つの接続手段1311、1312、1321、1322と、2個の出力端子2,2で構成されている。SPDTスイッチ9,9は同一の構成であり、SPDTスイッチ9の場合、2つのFET311,312と、これらのFETのゲートに接続された2つの抵抗411、412で構成される。ここで、入力端子1および1はSPDTスイッチの共通端子に接続され、FET311、312のソースまたはドレインの一方が共通端子に接続されることによりSPDTスイッチを構成する。また、接続手段1312と接続手段1322は、入出力端子を互いに対向して配置できるように、交差部11において交差している。これらの接続手段は、ワイヤや配線等で構成することができる。なお、抵抗411、412の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定されており、抵抗411と421、および抵抗412と422の一端は、制御端子6、6にそれぞれ接続されている。また、好ましくは、抵抗411,421、412、422の抵抗値は同一の値に設定される。図1の左右の実施の形態の相違は、入出力端子を入れ替えたことである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a 2 × 2 switch according to the first embodiment of the present invention. This 2 × 2 switch has two input terminals 1 1 , 1 2 , two SPDT switches 9 1 , 9 2 , and four connection means 13 11 , 13 12 , 13 21 , 13 22. Output terminals 2 1 and 2 2 . SPDT switch 9 1, 9 2 are the same configuration, when the SPDT switch 9 1, two FET 3 11, 3 12, formed of the two resistors 4 11 connected to the gate of the FET, 4 12 The Here, the input terminals 1 1 and 1 2 are connected to the common terminal of the SPDT switch, and one of the sources or drains of the FETs 3 11 , 3 12 is connected to the common terminal to constitute an SPDT switch. The connecting means 13 22 and connection means 13 12, as can be arranged to face the input and output terminals to each other and intersecting at the intersection 11. These connecting means can be composed of wires, wirings, or the like. The resistance values of the resistors 4 11 and 4 12 are set to a very large value compared to the characteristic impedance of the input / output. One end of each of the resistors 4 11 and 4 21 and the resistors 4 12 and 4 22 is The control terminals 6 1 and 6 2 are connected to each other. Preferably, the resistance values of the resistors 4 11 , 4 21 , 4 12 , and 4 22 are set to the same value. The difference between the left and right embodiments in FIG. 1 is that the input / output terminals are replaced.

FET311と321のゲートバイアスは制御端子6から、FET312と322のゲートバイアスは制御端子6からそれぞれ共通に印加される。従って、制御端子6および6に相補的な電圧を印加することにより、FET311と321を同時にONまたはOFFし、FET312と322を同時にOFFまたはONすることが可能になる。したがって、(入力端子1から伝送線路5 12 、入力端子1から伝送線路522)または、(入力端子1から伝送線路511、入力端子1から伝送線路521)の2×2スイッチマトリックス動作を実現できる。 FET 3 11 and 3 21 gate bias of the control terminal 61, the gate bias FET 3 12 3 22 is applied to the common respectively from the control terminal 6 2. Therefore, by applying complementary voltages to the control terminals 61 and 6 2, FET 3 11 and 3 21 was ON or OFF at the same time, it is possible to simultaneously OFF or ON FET 3 12 and 3 22. Therefore, (the input terminal 1 1 transmission line 5 12, the input terminal 1 2 from the transmission line 5 22) or, 2 × 2 (input terminal 1 1 from the transmission line 5 11, the transmission from the input terminal 1 2 line 5 21) Switch matrix operation can be realized.

図2は、図1(a)のスイッチング動作時の等価回路を簡略化して示したものである。左側の図2(a)は、(入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2)への通過状態を、右側の図2(b)は、(入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2)への通過状態を示し、ON状態のFETをRonで、OFF状態のFETをCoffで記している。 FIG. 2 shows a simplified equivalent circuit during the switching operation of FIG. 2A on the left side shows a passing state from (input terminal 11 1 to output terminal 2 1 , input terminal 1 2 to output terminal 2 2 ), and FIG. 2B on the right side shows (input terminal 1 1 1 to output terminal 2 2 and input terminal 12 2 to output terminal 2 1 ), the ON-state FET is indicated by Ron, and the OFF-state FET is indicated by Coff.

このように、全ての信号の通過経路は、シャントFETを使用していないためグランドに接続されていない。したがって、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号も通過させることができる。さらに、各入出力端子間は、抵抗Ronを介して直流的に接続された状態となっているため、全てのFETのソース/ドレインが自動的に入出力端子と同電位となり、FETの完全なON/OFF動作を実現できることに加えて、任意の直流レベルを有する信号を、自動的にそのまま通過させることもできる。   As described above, all signal passing paths are not connected to the ground because the shunt FET is not used. Therefore, a baseband signal having a logic level other than 0V can be passed. Furthermore, since the input / output terminals are connected in a DC manner via a resistor Ron, the source / drain of all FETs are automatically set to the same potential as the input / output terminals, and the FETs are completely connected. In addition to realizing the ON / OFF operation, a signal having an arbitrary DC level can be automatically passed as it is.

図20に示した従来例と比較すると、所要SPDTスイッチ数ならびに所要制御線数が半分になっており、回路の小型化ならびに高アイソレーション化も図ることができる。さらに、本実施の形態の2×2スイッチにおいては、信号は1つのFETしか通過しないので、図20に示した従来例と同一の挿入損失を実現するためには、各FETのON抵抗値が2倍のものを適用することができる。従って、各FETの所要ゲート幅を半分にすることができるので、回路をより一層小型化することが可能になる。
[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態に係わる2×2スイッチを示す図である。本実施の形態は、図1に例示した第1の実施の形態の変型例であり、高周波動作を容易にするため、等長のインタコネクション用伝送線路511、512、521、522を適用した点が異なっている。ここで、伝送線路の長さは好ましくは図4で説明するように線路内波長の1/36以下とする。
Compared with the conventional example shown in FIG. 20, the number of required SPDT switches and the number of required control lines are halved, and the circuit can be downsized and highly isolated. Furthermore, in the 2 × 2 switch of the present embodiment, since the signal passes through only one FET, in order to achieve the same insertion loss as the conventional example shown in FIG. Two times can be applied. Therefore, since the required gate width of each FET can be halved, the circuit can be further miniaturized.
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a 2 × 2 switch according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is a modification of the first embodiment illustrated in FIG. 1, and is equal in length to the interconnection transmission lines 5 11 , 5 12 , 5 21 , 5 22 in order to facilitate high-frequency operation. The point that applied is different. Here, the length of the transmission line is preferably set to 1/36 or less of the wavelength in the line as described with reference to FIG.

以下、第2の実施の形態の動作を第1の実施の形態との相違を中心に説明する。   Hereinafter, the operation of the second embodiment will be described focusing on the difference from the first embodiment.

第1の伝送線路512と第2の伝送線路522は配線交差部1において交差しているため、第1の実施の形態と同様に入出力端子を互いに対向して配置することが可能になっている。このような交差は、例えば誘電体や絶縁体を間に挟んだオーバーレイ構造や、第1の伝送線路512と第2の伝送線路522の一方を配線交差部11においてエアブリッジ配線とすることなどにより実現することができる。 Since the first transmission line 5 12 and the second transmission line 5 22 crosses the wiring intersection portion 1 1, can be arranged opposite each other in the same manner as input and output terminals of the first embodiment It has become. Such cross is for example, an overlay structure sandwiching a dielectric or an insulator, a first transmission line 5 12 and an air bridge wiring in the wiring intersection portion 11 1 one of the second transmission line 5 22 This can be realized.

また、インタコネクション用伝送線路511,512、521、522は長さが等しいため、2通りのスイッチング状態全てにおいて、挿入損失および信号の通過時間(通過位相)を揃えることが可能になっている。 Moreover, since the transmission lines 5 11 , 5 12 , 5 21 , and 5 22 for interconnection are equal in length, it is possible to make the insertion loss and the signal passing time (passing phase) uniform in all two switching states. It has become.

ここで、(入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2)の通過状態の場合、第1の伝送線路512と第2の伝送線路522とがそれぞれFET312と322のドレインまたはソース端で開放(オープン)状態に、(入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2)の通過状態の場合、第1の伝送線路511と第2の伝送線路521とがそれぞれFET311と321のドレインまたはソース端で開放(オープン)状態になるため、これらの伝送線路の長さが動作周波数帯の波長に比べて無視できない長さである場合、オープンスタブとしてスイッチ特性の劣化を招いてしまう。 Here, (the input terminal 1 1 from the output terminal 2 1, from the input terminal 1 2 output terminal 2 2) When the passage state of the first transmission line 5 12 and the second transmission line 5 22 and each FET 3 12 when 3 to 22 open (open) state in the drain or source terminal of, when (output terminal 2 2 from the input terminal 1 1, from the input terminal 1 second output terminal 2 1) of the passing state of the first transmission line 5 11 And the second transmission line 5 21 are open at the drain or source ends of the FETs 3 11 and 3 21 , respectively, so that the length of these transmission lines is not negligible compared to the wavelength of the operating frequency band. If this is the case, the switch characteristics will deteriorate as an open stub.

この様子をシミュレーションしたのが図4である。横軸にインタコネクション用の第1および第2の伝送線路(511、512、521,522)の長さ(対線路内波長)、縦軸に伝送線路長がゼロの時を基準にした挿入損失の劣化量、および反射損失、アイソレーションをプロットしている。この図を見ると、伝送線路が長くなればなる程、オープンスタブの影響が徐々に現われ、挿入損失が増大し、反射損失が減少することがわかる。一方、アイソレーションは反射損失の減少の裏返しで改善される。例えば、伝送線路の長さを線路内波長の1/36以下にした場合、反射損失の劣化を3.5dB、挿入損失の劣化を0.12dB以下に抑えることができる。 This situation is simulated in FIG. The horizontal axis is the length of the first and second transmission lines (5 11 , 5 12 , 5 21 , 5 22 ) for interconnection (wavelength in the line), and the vertical axis is when the transmission line length is zero The deterioration amount of insertion loss, reflection loss, and isolation are plotted. From this figure, it can be seen that as the transmission line becomes longer, the effect of the open stub appears gradually, the insertion loss increases, and the reflection loss decreases. On the other hand, isolation is improved by turning over the reduction in reflection loss. For example, when the length of the transmission line is set to 1/36 or less of the in-line wavelength, the deterioration of the reflection loss can be suppressed to 3.5 dB, and the deterioration of the insertion loss can be suppressed to 0.12 dB or less.

なお、図3に例示した第2の実施の形態に限定されることなく、入出力端子を入替えた構成でも構わない。
〔第3の実施の形態]
図5、図6は、本発明の第3の実施の形態に係わる2×2スイッチを示す図である。
本実施の形態は、図3に例示した第2の実施の形態とは異なる実施の形態を提供するものである。本実施の形態の2×2スイッチを、図3に例示した第2の実施の形態との相違点を中心に説明する。
Note that the present invention is not limited to the second embodiment illustrated in FIG. 3 and may have a configuration in which the input / output terminals are replaced.
[Third Embodiment]
5 and 6 are diagrams showing a 2 × 2 switch according to the third embodiment of the present invention.
This embodiment provides an embodiment different from the second embodiment illustrated in FIG. The 2 × 2 switch of the present embodiment will be described focusing on differences from the second embodiment illustrated in FIG.

本実施の形態の2×2スイッチは、それぞれ2つづつの入力端子および出力端子と、共通端子以外の2つの端子を互いに向い合せにして配置した2つのSPDTスイッチ9,9で構成されている。SPDTスイッチ9,9は同一の構成であり、SPDTスイッチ9の場合、2つのFET311、312と、これらのFETのゲートに接続された2つの抵抗411,412で構成される。ここで、FET311、312のソースまたはドレインの一方が共通端子に接続されることによりSPDTスイッチを構成する。なお、抵抗411,412の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定されており、抵抗411と421、および抵抗412と422の一端は、制御端子611,612にそれぞれ接続される。好ましくは、抵抗411,421,412、422の抵抗値は同一に設定される。 The 2 × 2 switch according to the present embodiment is composed of two SPDT switches 9 1 and 9 2 each having two input terminals and two output terminals, and two terminals other than the common terminal facing each other. Yes. SPDT switch 9 1, 9 2 are the same configuration, when the SPDT switch 9 1, two FET 3 11, 3 12, formed of the two resistors 4 11 connected to the gate of the FET, 4 12 The Here, one of the sources or drains of the FETs 3 11 and 3 12 is connected to the common terminal to constitute an SPDT switch. The resistance values of the resistors 4 11 and 4 12 are set to a very large value as compared with the characteristic impedance of the input / output, and one ends of the resistors 4 11 and 4 21 and the resistors 4 12 and 4 22 are The control terminals 6 11 and 6 12 are respectively connected. Preferably, the resistance values of the resistors 4 11 , 4 21 , 4 12 , and 4 22 are set to be the same.

図5に示した実施の形態は、SPDTスイッチ9,9中の各FET311と312、321と322のドレインまたはソース端子側を所定の間隔で互いに向い合せにして配置し、FET311と322のドレインまたはソース端子と、FET312と321のドレインまたはソース端子を、それぞれ互いに接続したことに加えて、FET312と321のドレインまたはソース端子と交差して、FET311と322のドレインまたはソース端子と入力端子1および入力端子1とをそれぞれ接続したことを最も主要な特徴とする。なお、この交差により、入出力端子をそれぞれ対向して配置することが可能になっている。これらの接続には、ワイヤや配線等を適用することができる。本実施の形態は、図3に例示した第2の実施の形態と比較して、SPDTスイッチ9、9間の接続長を短縮できるため、スイッチ動作のより一層の広帯域/高周波化、ならびに回路の小型化を図ることができる。 In the embodiment shown in FIG. 5, the drain or source terminal sides of the FETs 3 11 and 3 12 , 3 21 and 3 22 in the SPDT switches 9 1 and 9 2 are arranged facing each other at a predetermined interval, FET 3 11 3 and 22 drain or source terminal of the drain or source terminal of the FET 3 12 and 3 21, respectively in addition to the connection together, to intersect the drain or source terminal of the FET 3 12 and 3 21, FET 3 11 the most important feature 3 22 of the drain and the source terminal the input terminal 1 1 and an input terminal 1 2 and that it has connected the. Note that the intersection allows the input / output terminals to be arranged to face each other. A wire, wiring, or the like can be applied to these connections. This embodiment differs from the second embodiment illustrated in FIG. 3, it is possible to shorten the connection length between the SPDT switch 9 1, 9 2, more broadband / high frequency switching operation, and The circuit can be reduced in size.

図6に示した実施の形態の2×2スイッチは、高周波動作を容易にするため、FET311と322のドレインまたはソース端子と、FET312と321のドレインまたはソース端子を、それぞれ伝送線路531、532と、伝送線路541,542で互いに接続したことに加えて、伝送線路5により伝送線路541と交差して、出力端子2へ接続していること、ならびに、入出力伝送線路1211、1212、1212,1222に導体幅の広い低損失な伝送線路を適用し、さらにこれらの入出力伝送線路を互いに真向かいに対向して配置された入出力端子に接続できるように屈曲させていることを最も主要な特徴とする。なお、ゲート用抵抗とゲートバイアス用制御線は図示していない。なお、図6において黒く塗りつぶした丸印は接続部分を示しており、点で灰色を示した四角な部分11は接続していない交差部分を示している。 In the 2 × 2 switch of the embodiment shown in FIG. 6, in order to facilitate high-frequency operation, the drain or source terminal of the FETs 3 11 and 3 22 and the drain or source terminal of the FETs 3 12 and 3 21 are respectively connected to the transmission line. 5 31, 5 32, in addition to connecting to each other a transmission line 5 41, 5 42, intersects the transmission line 5 41 by the transmission line 5 5, it is connected to the output terminal 2 1, and, A low-loss transmission line with a wide conductor width is applied to the input / output transmission lines 12 11 , 12 12 , 12 12 , and 12 22 , and these input / output transmission lines are connected to input / output terminals that are disposed directly opposite to each other. The main feature is that it is bent so that it can be connected. The gate resistor and the gate bias control line are not shown. In FIG. 6, black circles indicate connection portions, and square portions 11 that are gray with dots indicate intersection portions that are not connected.

これにより、入出力伝送線路の引き回しによる挿入損失の増加を最小限に抑えた構成でパッケージヘの実装が容易なレイアウトとすることができる。   Thereby, it is possible to achieve a layout that can be easily mounted on a package with a configuration in which an increase in insertion loss due to the routing of the input / output transmission line is minimized.

なお、図5、図6に例示した実施の形態に限定されることなく、入出力端子を互いに入替えた構成でも構わない。
[第4の実施の形態]
図7〜図10は、本発明の第4の実施の形態に係わる2×2スイッチを示す図である。本実施の形態の2×2スイッチは、図3、図5、図6に例示した第2、第3の実施の形態の2×2スイッチに、入力端子側に接続された抵抗451,452等および制御端子6を追加した構成となっており、以下、第2、第3の実施の形態との相違を中心に説明する。
Note that the present invention is not limited to the embodiments illustrated in FIGS. 5 and 6 and may have a configuration in which the input / output terminals are interchanged with each other.
[Fourth Embodiment]
7 to 10 are diagrams showing a 2 × 2 switch according to the fourth embodiment of the present invention. The 2 × 2 switch of this embodiment is a resistor 4 51 , 4 connected to the input terminal side of the 2 × 2 switch of the second and third embodiments illustrated in FIG. 3, FIG. 5 and FIG. 52 etc. and the control terminal 6 3 has a added configure, following explanation will be focused on the difference between the second and third embodiments.

図7に示した実施の形態の2×2スイッチは、図3に例示した2×2スイッチに、抵抗451,452の一端を制御端子6に接続し、他端をそれぞれ入力端子1,1に接続して構成している。なお抵抗451、452の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。これにより、制御端子6から全てのFET311,312、321,322のソースおよびドレインに同一のバイアス電圧を印加することができる。本実施の形態においては、入力端子側に抵抗451、452を介して制御端子6を接続したが、これら抵抗は出力側に設けても差し支えない。 2 × 2 switch of the embodiment shown in FIG. 7, the 2 × 2 switch illustrated in FIG. 3, the resistor 4 51, 4 to connect the 52 end of the control terminal 6 3, enter the other end, respectively terminals 1 It is formed by connecting one, 1 2. The resistance values of the resistors 4 51 and 4 52 are sufficiently larger than the input / output characteristic impedance, and are preferably set to the same value. Thus, it is possible to apply the same bias voltage to all of the FET 3 11, 3 12, 3 21, 3 22 source and drain from the control terminal 6 3. In the present embodiment, connecting the control terminal 6 3 via the resistor 4 51, 4 52 to the input terminal side, the resistors is no problem even if provided on the output side.

図8に示した実施の形態の2×2スイッチは、図3に例示した2×2スイッチに、インダクタ7,7の一端を制御端子631、632に接続し、他端をそれぞれ出力端子2,2に接続して構成している。なおインダクタ7,7のインダクタンスは、そのインピーダンスが所望の帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。これにより、制御端子631,632から全てのFET311、312、321、322のソースおよびドレインに同一のバイアス電圧を印加することができる。さらに、直流成分を含む信号を通過させる場合、FETのON抵抗等に起因する直流レベルの変動を、制御端子631または632からバイアス電圧を印加することにより抑制することも可能になる。これは、FETを通過する際に生じる電圧降下を、制御端子631,632からのバイアスにより補償することが可能になるためである。また、図8においては出力端子側にインダクタを接続したが、これらを入力端子側に接続しても差し支えない。 The 2 × 2 switch of the embodiment shown in FIG. 8 is similar to the 2 × 2 switch illustrated in FIG. 3, with one end of the inductors 7 1 and 7 2 connected to the control terminals 6 31 and 6 32 and the other end respectively. The output terminals 2 1 and 2 2 are connected to each other. The inductances of the inductors 7 1 and 7 2 are sufficiently large compared to the input / output characteristic impedance in a desired band, and are preferably set to the same value. As a result, the same bias voltage can be applied to the sources and drains of all the FETs 3 11 , 3 12 , 3 21 , and 3 22 from the control terminals 6 31 and 6 32 . Further, when passing a signal including a DC component, the variation in DC level due to the ON resistance of the FET, it also becomes possible to suppress by applying a bias voltage from the control terminal 6 31 or 6 32. This is because a voltage drop generated when passing through the FET can be compensated by a bias from the control terminals 6 31 and 6 32 . Further, although the inductor is connected to the output terminal side in FIG. 8, it may be connected to the input terminal side.

図9に示した実施の形態の2×2スイッチは、図5に例示した2×2スイッチに、抵抗451,452の一端を制御端子6に接続し、他端をそれぞれキャパシタ811,812に接続し、さらに入力端子1,1に直列にキャパシタ811、812を接続して構成している。なお抵抗451、452の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。また、キャパシタ811、812の容量値は、そのインピーダンスが使用する信号帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分小さな値となっており、好ましくは同一の値に設定される。キャパシタ811、812を個別部品による外付けの構成とすれば、大容量値のキャパシタを容易に適用することができるため、直流に近い低周波成分を有する信号も劣化なく通過させることが可能になる。これにより、制御端子6から全てのFET311,312、321、322のソースおよびドレインに同一のバイアス電圧を印加することができると同時に、べースバンド信号を任意の直流レベルにレベルシフトして出力することが可能になる。制御端子6にプラスの電圧を印加すればプラスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができ、マイナスの電圧を印加すればマイナスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができることになる。従って、入力されたべースバンド信号を、後段に接続される装置のインターフェースに合わせて、例えばDCオフセット電圧が+0.5Vや−0.5V等にレベルシフトして出力することが可能になる。なお、ここで抵抗451、452の代わりにインダクタを用いることも可能であるが、この場合は、インダクタのインピーダンスが使用する周波数帯域で入出力インピーダンスに比べて十分大きいことが必要である。 2 × 2 switch of the embodiment shown in FIG. 9, the 2 × 2 switch illustrated in FIG. 5, the resistor 4 51, 4 52 one end of and connected to the control terminal 6 3, capacitor 8 and the other end, respectively 11 , connected to 8 12 constitute further connected a capacitor 8 11, 8 12 in series with the input terminal 1 1, 1 2. The resistance values of the resistors 4 51 and 4 52 are sufficiently larger than the input / output characteristic impedance, and are preferably set to the same value. Further, the capacitance values of the capacitors 8 11 and 8 12 are sufficiently smaller than the input / output characteristic impedance in the signal band used by the impedance, and are preferably set to the same value. If the capacitors 8 11 and 8 12 are externally configured by individual components, a capacitor having a large capacitance value can be easily applied, so that a signal having a low frequency component close to direct current can be passed without deterioration. become. Thus, all the FET 3 11 from the control terminal 6 3, 3 12, 3 21, 3 22 source and drain at the same time can be applied to the same bias voltage, the level shifting baseband signals to any DC level of Can be output. By applying a voltage of the positive to the control terminal 6 3 can output a signal having a positive DC offset voltage, so that it is possible to output a signal having a negative DC offset voltage by applying a negative voltage . Therefore, it is possible to output the input baseband signal by shifting the level of the DC offset voltage to +0.5 V, −0.5 V or the like, for example, in accordance with the interface of the device connected to the subsequent stage. Here, it is possible to use an inductor instead of the resistors 4 51 , 4 52 , but in this case, the impedance of the inductor needs to be sufficiently larger than the input / output impedance in the frequency band to be used.

図10に示した実施の形態の2×2スイッチは、図6に例示した2×2スイッチに、抵抗451,452の一端を制御端子6に接続し、他端をそれぞれキャパシタ821,822および伝送線路1221、1222の接続点に接続し、さらに入力端子1,1および出力端子2,2に直列にキャパシタ811、812、821、822を接続して構成している。なお抵抗451、452の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは互いに同一の値に設定される。また、キャパシタ811、812、821,822の容量値は、そのインピーダンスが使用する信号帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分小さな値となっており、好ましくは互いに同一の値に設定される。キャパシタ811、812、821、822を個別部品による外付けの構成とすれば、大容量値のキャパシタを容易に適用することができるため、直流に近い低周波成分を有する信号も劣化なく通過させることが可能になる。これにより、外部と独立して制御端子6から全てのFET311、312、321、322のソースおよびドレインに同一のバイアス電圧を印加することができる。したがって、しきい値電圧(Vth)が負電圧であるディプレッション(ノーマリーオン)型FETを用いた場合においても、FETのソースおよびドレインの電位を持ち上げることができ、正電源動作が可能になる。これにより、低ON抵抗かつ低OFF容量の特長を有するGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTを使用しても正電源動作が可能になり、特に携帯端末装置の小型化/高性能化を図ることができる。 Figure 2 × 2 switch of the embodiment shown in 10, the 2 × 2 switch illustrated in FIG. 6, the one end of the resistor 4 51, 4 52 and connected to the control terminal 6 3, capacitor 8 and the other end, respectively 21 , 8 22 and connected to a connection point of the transmission line 12 21, 12 22, further input terminal 1 1, 1 2 and the output terminals 2 1, 2 2 capacitors 8 11 in series, 8 12, 8 21, 8 22 Connected and configured. The resistance values of the resistors 4 51 and 4 52 are sufficiently larger than the input / output characteristic impedance, and are preferably set to the same value. Further, the capacitance values of the capacitors 8 11 , 8 12 , 8 21 , and 8 22 are sufficiently small compared to the input / output characteristic impedance in the signal band used by the impedance, and preferably the same value as each other. Set to If the capacitors 8 11 , 8 12 , 8 21 , and 8 22 are externally configured with individual components, a capacitor having a large capacitance value can be easily applied, so that a signal having a low frequency component close to DC is also deteriorated. It is possible to pass without. Thus, it is possible to apply all the FET 3 11, 3 12, 3 21, 3 22 same bias voltage to the source and drain from the control terminal 6 3 independently of external. Therefore, even when a depletion (normally on) type FET whose threshold voltage (Vth) is a negative voltage is used, the potential of the source and drain of the FET can be raised, and a positive power supply operation becomes possible. This enables positive power supply operation even when using MESFETs and HEMTs using compound semiconductors such as GaAs, which have the features of low ON resistance and low OFF capacity, and in particular, miniaturization / high performance of portable terminal devices. Can be planned.

なお、図7〜図10に例示した実施の形態に限定されることなく、入出力端子を互いに入替えた構成や、抵抗の代わりにインダクタ、逆にインダクタの代わりに抵抗を備えた構成や入出力端子の全てに抵抗やインダクタを備えた構成であっても構わない。
[第5の実施の形態]
図11(a)および(b)は、本発明の第5の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。図11(a)に示す4×4スイッチは、4個の入力端子1〜1と、4個のSP4Tスイッチ10〜10と、16個の接続手段と、4個の出力端子2〜2で構成されている。SP4Tスイッチ10〜10は全て同一の構成であり、SP4Tスイッチ10の場合、4つのFET311〜314と、これらのFETのゲートに接続された4つの抵抗411〜414で構成される。ここで、FET311〜314のソースまたはドレインの一方が共通端子に接続されることによりSP4Tスイッチを構成する。また、これらの接続手段は、ワイヤあるいは配線等で構成することができる。なお、抵抗411〜414の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定され、好ましくは、抵抗411〜414、421〜424、431〜434、441〜444の抵抗値は同一の値に設定される。図11(b)は、図11(a)における入出力端子を入れ替えたことである。ゲートバイアス用の制御線と制御端子は図示していない。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments illustrated in FIGS. 7 to 10, and the configuration in which the input / output terminals are interchanged with each other, the configuration in which an inductor is used instead of a resistor, A configuration in which resistors and inductors are provided in all terminals may be used.
[Fifth Embodiment]
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a 4 × 4 switch according to the fifth embodiment of the present invention. The 4 × 4 switch shown in FIG. 11A includes four input terminals 1 1 to 1 4 , four SP4T switches 10 1 to 10 4 , 16 connection means, and 4 output terminals 2. It is composed of 21 to 24. The SP4T switches 10 1 to 10 4 all have the same configuration. In the case of the SP4T switch 10 1 , the four FETs 3 11 to 3 14 and four resistors 4 11 to 4 14 connected to the gates of these FETs are included. Is done. Here, one of the sources or drains of the FETs 3 11 to 3 14 is connected to the common terminal to constitute an SP4T switch. Moreover, these connection means can be comprised with a wire or wiring. The resistance value of the resistor 4 11-4 14 is set to a very large value as compared to the characteristic impedance of the input and output, preferably, the resistance 4 11-4 14, 4 21-4 24, 4 31-4 34, the resistance value of 4 41-4 44 is set to the same value. FIG. 11B shows that the input / output terminals in FIG. A gate bias control line and a control terminal are not shown.

この4×4スイッチは、各SP4T中のFETのうち1つがON、残りの3つがOFFとなるように制御される。図12は、(入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2、入力端子1から出力端子2)という通過状態に制御された時の等価回路を簡略化して示したものである。 This 4 × 4 switch is controlled so that one of the FETs in each SP4T is ON and the remaining three are OFF. FIG. 12 is controlled to pass states (input terminal 1 1 to output terminal 2 4 , input terminal 1 2 to output terminal 2 3 , input terminal 1 3 to output terminal 2 2 , input terminal 1 4 to output terminal 2 1 ). The equivalent circuit is shown in a simplified manner.

このように、全ての信号の通過経路は、シャントFETを使用していないためグランドに接続されていない。したがって、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号も通過させることができる。さらに、各入出力端子間は、抵抗Ronを介して直流的に接続された状態となっているため、全てのFETのソースおよびドレインが自動的に入出力端子と同電位となり、FETの完全なON/OFF動作を実現できることに加えて、任意の直流レベルを有する信号を、自動的にそのまま通過させることができる。
[第6の実施の形態]
図13、図14は、本発明の第6の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。本実施の形態の4×4スイッチは、それぞれ4つづつの入力および出力端子と、共通端子以外の4つの端子を互いに向い合せにして配置した4つのSP4Tスイッチ10〜10で構成されている。SP4Tスイッチ10〜10は全て同一の構成であり、SP4Tスイッチ10の場合、4つのFET311〜314と、これらのFFTのゲートに接続された4つの抵抗411〜414で構成される。ここで、FET311〜314のソースまたはドレインの一方が共通端子として接続されることによりSP4Tスイッチを構成する。なお、抵抗411〜414の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定され、好ましくは、抵抗411〜414、421〜424、431〜434、441〜444の抵抗値は同一の値に設定される。ゲートバイアス用の制御線と制御端子は図示していない。図12および図13において、黒く塗りつぶした丸印は接続部分を、点により灰色を示した丸印は接続しない交差部分を示している。
As described above, all signal passing paths are not connected to the ground because the shunt FET is not used. Therefore, a baseband signal having a logic level other than 0V can be passed. Furthermore, since the input / output terminals are connected in a DC manner via the resistor Ron, the sources and drains of all the FETs are automatically set to the same potential as the input / output terminals, and the FETs are completely connected. In addition to realizing the ON / OFF operation, a signal having an arbitrary DC level can be automatically passed as it is.
[Sixth Embodiment]
13 and 14 are diagrams showing a 4 × 4 switch according to the sixth embodiment of the present invention. The 4 × 4 switch according to the present embodiment is composed of four SP4T switches 10 1 to 10 4 each having four input and output terminals and four terminals other than the common terminals facing each other. . All SP4T switches 10 1 to 10 4 have the same configuration, when the SP4T switches 10 1, consists of four FET 3 11 and to 3 14, four that are connected to the gates of the FFT resistor 4 11-4 14 Is done. Here, one of the sources or drains of the FETs 3 11 to 3 14 is connected as a common terminal to constitute an SP4T switch. The resistance value of the resistor 4 11-4 14 is set to a very large value as compared to the characteristic impedance of the input and output, preferably, the resistance 4 11-4 14, 4 21-4 24, 4 31-4 34, the resistance value of 4 41-4 44 is set to the same value. A gate bias control line and a control terminal are not shown. In FIG. 12 and FIG. 13, black circles indicate connection portions, and circles indicated by gray by dots indicate intersection portions that are not connected.

図13に示した実施の形態の4×4スイッチは、第1のスイッチペアを形成するSP4Tスイッチ10と10、および第2のスイッチペアを形成するSP4Tスイッチ10と10中の各FETのドレインまたはソース端子側を所定の間隔で互いに向い合せにして配置し、互いに対向したFFTのドレインまたはソース端子同士を、それぞれ第1の伝送線路511〜516および521〜526で接続したことに加えて、第1の伝送線路511〜516と521〜526との間を、第1のスイッチペアと第2のスイッチペアからそれぞれ1ケ所づつ選んで、第2の伝送線路531〜534で接続したことに最も主要な特徴がある。これらの接続は、ワイヤや配線等を適用することができる。 The 4 × 4 switch of the embodiment shown in FIG. 13 includes SP4T switches 10 1 and 10 4 that form a first switch pair, and SP4T switches 10 2 and 10 3 that form a second switch pair. the drain or source terminal of the FET is arranged in the oppositely each other at predetermined intervals, the drain or source terminals of the FFT facing each other, a first transmission line 5 11-5 16 and 5 21-5 26 respectively in addition to connecting, between the first transmission line 5 11-5 16 5 21-5 26, select one by each one place from the first switch pair and a second pair of switches, the second the most main feature that are connected by the transmission line 5 31-5 34. For these connections, a wire, wiring, or the like can be applied.

このような構成とすることにより、各SP4Tスイッチ間のインタコネクションを極めてコンパクトに、かつその接続長も非常に短くできるため、スイッチの小型化、低損失化、および広帯域化を図ることができる。   With such a configuration, the interconnection between the SP4T switches can be made extremely compact and the connection length thereof can be made very short, so that the switch can be reduced in size, reduced in loss, and widened.

さらに、第3の伝送線路535〜537を適用することにより、4×4スイッチの一辺に集められた出力端子2〜2への接続が可能になっている。 Further, by applying the third transmission line 5 35-5 37, 4 × 4 has become possible to connect the switch to the output terminal 21 to 24 gathered on one side of the.

ここで、第1の伝送線路と第2、第3の伝送線路は、接続点以外では互いに交差した構成となっている。このような交差は、例えば誘電体や絶縁体を間に挟んだオーバーレイ構造や、第1の伝送線路と、第2および第3の伝送線路の一方を配線交差部においてエアブリッジ配線とすることなどにより実現することができる。   Here, the first transmission line and the second and third transmission lines cross each other except at the connection point. Such an intersection may be, for example, an overlay structure with a dielectric or insulator sandwiched therebetween, or one of the first transmission line and the second and third transmission lines as an air bridge wiring at the wiring intersection. Can be realized.

図13に示した本第6の実施の形態では、SP4TスイッチをシリーズFETのみで構成したことにより、信号経路をグランドから切り離すことができるため、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号も通過させることが可能になる。従来例の構成と比較すると、信号が通過するスイッチが1つだけで済むように構成できることから、所要スイッチ数の削減による回路の小型化を達成できる。また、シリーズFETのみで構成したことと所要スイッチ数を削減したことにより、所要制御線数を大幅に減らすことができるため、高アイソレーション化と回路サイズの小型化を実現できる。さらに各FETの所要ゲート幅を半分にすることができるので、回路をより一層小型化することが可能になる。   In the sixth embodiment shown in FIG. 13, since the signal path can be disconnected from the ground by configuring the SP4T switch only with the series FET, a baseband signal having a logic level other than 0V DC level. Can also be passed. Compared with the configuration of the conventional example, the configuration can be such that only one switch through which a signal passes is required, so that the circuit can be reduced in size by reducing the number of required switches. In addition, since the number of required control lines can be greatly reduced by the configuration with only series FETs and the reduction in the number of required switches, high isolation and a reduction in circuit size can be realized. Further, since the required gate width of each FET can be halved, the circuit can be further reduced in size.

図14に示した実施の形態の4×4スイッチは、図13に例示した4×4スイッチにおけるインターコネクション用の伝送線路よりも導体幅の広い低損失な入出力伝送線路1211〜1214、1221〜1224を適用し、さらにこれらの入出力伝送線路を互いに真向かいに対向して配置された入出力端子に接続できるように屈曲させていることを最も主要な特徴とする。 The 4 × 4 switch of the embodiment shown in FIG. 14 is a low-loss input / output transmission line 12 11 to 12 14 having a conductor width wider than that of the transmission line for interconnection in the 4 × 4 switch illustrated in FIG. 12 21 to 12 24 are applied, and these input / output transmission lines are bent so that they can be connected to input / output terminals arranged to face each other directly.

これにより、入出力伝送線路の引き回しによる挿入損失の増加を最小限に抑えた構成でパッケージヘの実装が容易なレイアウトとすることができる。   Thereby, it is possible to achieve a layout that can be easily mounted on a package with a configuration in which an increase in insertion loss due to the routing of the input / output transmission line is minimized.

なお、図13、図14に例示した実施の形態に限定されることなく、入出力端子を入替えた構成でも構わない。
[第7の実施の形態]
図15〜図18は、本発明の第7の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。
Note that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIGS. 13 and 14 and may have a configuration in which the input / output terminals are replaced.
[Seventh embodiment]
15 to 18 are diagrams showing a 4 × 4 switch according to the seventh embodiment of the present invention.

本実施の形態の4×4スイッチは、図14に例示した第6の実施の形態の4×4スイッチに、抵抗451〜454等および制御端子6を追加した構成となっており、第6の実施の形態との相違を中心に説明する。 4 × 4 switch of the embodiment, the 4 × 4 switch of the sixth embodiment illustrated in FIG. 14, the resistor 4 51 has a added configure to 4 54, and the like, and the control terminal 6 3, The difference from the sixth embodiment will be mainly described.

図15に示した実施の形態の4×4スイッチは、図14に例示した4×4スイッチに、抵抗451〜454の一端を制御端子6に接続し、他端をそれぞれ入力端子1〜1に接続して構成している。なお抵抗451〜454の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。これにより、制御端子6から全てのFET311〜314、321〜324、331〜334、341〜344のソース/ドレインに同一のバイアス電圧を印加することができる。 Figure 4 × 4 switch embodiment shown in 15, the 4 × 4 switch illustrated in FIG. 14, the resistance 4 51-4 54 one end of and connected to the control terminal 6 3, enter the other end, respectively terminals 1 It is configured by connecting to 1 to 1 4. The resistance values of the resistors 4 51 to 4 54 are sufficiently larger than the input / output characteristic impedance, and are preferably set to the same value. Thus, it is possible to apply all the FET3 11 ~3 14, 3 21 ~3 24, 3 31 ~3 34, 3 41 ~3 44 same bias voltage to the source / drain from the control terminal 6 3.

図16に示した実施の形態の4×4スイッチは、図14に例示した4×4スイッチに、インダクタ7〜7の一端を制御端子631〜634に接続し、他端をそれぞれ出力端子2〜2に接続して構成している。なおインダクタ7〜7のインダクタンスは、そのインピーダンスが所望の帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。これにより、制御端子631〜634から全てのFET311〜314、321〜324、331〜334、341〜344のソース/ドレインに同一のバイアス電圧を印加することができる。さらに、直流成分を含む信号を通過させる場合、FETのON抵抗等に起因する直流レベルの変動を、制御端子631〜634からバイアス電圧を印加することにより抑制することも可能になる。これは、FETを通過する際に生じる電圧降下を、制御端子6からのバイアスにより補償することが可能になるためである。図16においては各インダクタごとに制御端子を個別に設けているが、この制御端子は各インダクタ共通として1個にしても差し支えない。 The 4 × 4 switch of the embodiment shown in FIG. 16 is similar to the 4 × 4 switch illustrated in FIG. 14, with one end of inductors 7 1 to 7 4 connected to control terminals 6 31 to 6 34 and the other end respectively. and it constituted by connecting the output terminals 21 to 24. Note inductance of the inductor 7 1-7 4, its impedance is compared to the characteristic impedance of the input and output in the desired band is sufficiently large value, preferably set to the same value. Thus, is possible to apply all the FET3 11 ~3 14, 3 21 ~3 24, 3 31 ~3 34, 3 41 ~3 44 same bias voltage to the source / drain from the control terminal 6 31-6 34 it can. Further, when a signal including a DC component is passed, it is possible to suppress a change in DC level caused by the ON resistance of the FET or the like by applying a bias voltage from the control terminals 6 31 to 6 34 . This voltage drop occurring when passing through the FET, is because it becomes possible to compensate by a bias from the control terminal 6 3. In FIG. 16, a control terminal is individually provided for each inductor, but this control terminal may be shared by one inductor.

図17に示した実施の形態の4×4スイッチは、図14に例示した4×4スイッチに、抵抗451〜454の一端を制御端子6に接続し、他端をそれぞれキャパシタ811〜814と伝送線路1211〜1214との接続点に接続し、さらに入力端子1〜1に直列にキャパシタ811〜814を接続して構成している。なお抵抗451〜454の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。また、キャパシタ811〜814の容量値は、そのインピーダンスが使用する信号帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分小さな値となっており、好ましくは同一の値に設定される。キャパシタ811〜814を個別部品による外付けの構成とすれば、大容量値のキャパシタを容易に適用することができるため、直流に近い低周波成分を有する信号も劣化なく通過させることが可能になる。これにより、制御端子6から全ての811〜814、821〜824のソース/ドレインに同一のバイアス電圧を印加することができると同時に、べースバンド信号を任意の直流レベルにレベルシフトして出力することが可能になる。制御端子6にプラスの電圧を印加すればプラスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができ、マイナスの電圧を印加すればマイナスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができることになる。従って、入力されたべースバンド信号を、後段に接続される装置のインターフェースに合わせて、例えばDCオフセット電圧が+0.5Vや−0.5V等にレベルシフトして出力することが可能になる。なお、この場合においても、抵抗451乃至454の代わりにインダクタを用いることは可能であるが、この場合はインダクタのインピーダンスが使用する周波数帯域における入出力インピーダンスに比べて十分大きいことが必要である。 4 × 4 switch embodiment shown in FIG. 17, the 4 × 4 switch illustrated in FIG. 14, the resistance 4 51-4 54 one end of and connected to the control terminal 6 3, capacitor 8 and the other end, respectively 11 8 14 and connected to a connection point between the transmission line 12 11-12 14 constitute further connected to the capacitor 8 through 11 8 14 in series with the input terminal 1 1 to 1 4. The resistance values of the resistors 4 51 to 4 54 are sufficiently larger than the input / output characteristic impedance, and are preferably set to the same value. Further, the capacitance values of the capacitors 8 11 to 8 14 are sufficiently smaller than the input / output characteristic impedance in the signal band used by the impedance, and are preferably set to the same value. If the capacitors 8 11 to 8 14 are externally configured with individual components, a capacitor having a large capacitance value can be easily applied, so that a signal having a low frequency component close to direct current can be passed without deterioration. become. Thus, the control terminal 6 3 All from 8 11-8 14, 8 21-8 24 source / drain of the same time it is possible to apply a same bias voltage, the level shifting baseband signals to any DC level Can be output. By applying a voltage of the positive to the control terminal 6 3 can output a signal having a positive DC offset voltage, so that it is possible to output a signal having a negative DC offset voltage by applying a negative voltage . Therefore, it is possible to output the input baseband signal by shifting the level of the DC offset voltage to +0.5 V, −0.5 V or the like, for example, in accordance with the interface of the device connected to the subsequent stage. In this case also, although the use of inductors in place of the resistor 4 51 to 4 54 are possible, in this case it needs to be sufficiently larger than the input and output impedances in the frequency band in which the impedance of the inductor is used is there.

図18に示した実施の形態の4×4スイッチは、図14に例示した4×4スイッチに、抵抗451〜454の一端を制御端子6に接続し、他端をキャパシタ821〜824と伝送線路1221〜1224との接続点にそれぞれ接続し、さらに入力端子1〜1および出力端子2〜2に直列にキャパシタ811〜814、821〜824を接続して構成している。なお抵抗451〜454の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。また、キャパシタ811〜814、821〜824の容量値は、そのインピーダンスが使用する信号帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分小さな値となっており、好ましくは同一の値に設定される。キャパシタ811〜814、821〜824を個別部品による外付けの構成とすれば、大容量値のキャパシタを容易に適用することができるため、直流に近い低周波成分を有する信号も劣化なく通過させることが可能になる。これにより、外部と独立して制御端子6から全てのFET311〜314、321〜324、331〜334、341〜344のソースおよびドレインに同一のバイアス電圧を印加することができる。したがって、しきい値電圧(Vth)が負電圧であるディプレッション(ノーマリーオン)型FETを用いた場合においても、FETのソースおよびドレインの電位を持ち上げることができ、正電源動作が可能になる。これにより、低ON抵抗かつ低OFF容量の特長を有するGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTを使用しても正電源動作が可能になり、特に携帯端末装置の小型化/高性能化を図ることができる。 4 × 4 switch embodiment shown in FIG. 18, the 4 × 4 switch illustrated in FIG. 14, one end of the resistor 4 51-4 54 connected to the control terminal 6 3, the other end capacitors 8 21 - 8 24 and transmission lines 12 21 to 12 24 are connected to the connection points, respectively, and capacitors 8 11 to 8 14 and 8 21 to 8 24 are connected in series to the input terminals 1 1 to 12 and the output terminals 2 1 to 2 2. Are connected and configured. The resistance values of the resistors 4 51 to 4 54 are sufficiently larger than the input / output characteristic impedance, and are preferably set to the same value. In addition, the capacitance values of the capacitors 8 11 to 8 14 and 8 21 to 8 24 are sufficiently smaller than the input / output characteristic impedance in the signal band used by the impedance, and preferably have the same value. Is set. If the capacitors 8 11 to 8 14 and 8 21 to 8 24 are externally configured by individual components, a capacitor having a large capacitance value can be easily applied, so that a signal having a low frequency component close to DC is also deteriorated. It is possible to pass without. Thus, applying the same bias voltage to all of the FET3 11 ~3 14, 3 21 ~3 24, 3 31 ~3 34, source and drain of 3 41-3 44 from the control terminal 6 3 independently of external be able to. Therefore, even when a depletion (normally on) type FET whose threshold voltage (Vth) is a negative voltage is used, the potential of the source and drain of the FET can be raised, and a positive power supply operation becomes possible. This enables positive power supply operation even when using MESFETs and HEMTs using compound semiconductors such as GaAs, which have the features of low ON resistance and low OFF capacity, and in particular, miniaturization / high performance of portable terminal devices. Can be planned.

なお、図15〜図18に例示した実施の形態に限定されることなく、入出力端子を入替えた構成や、抵抗の代わりにインダクタ、逆にインダクタの代わりに抵抗を備えた構成や入出力端子の全てに抵抗やインダクタを備えた構成であっても構わない。
[その他の実施の形態]
本実施の形態に例示した2×2スイッチおよび4×4スイッチ中のSPDTスイッチやSP4Tスイッチは、FETに代わり、微小機械スイッチ(MEMS:Micro−Electro−Mecanica1 Switch)で構成しても構わない。この場合、FETを用いた構成と比較して、制御電圧が大きくなり、切替時間が遅くなるというデメリットがあるものの、スイッチの低損失化および高アイソレーション化を図ることができる。また、本実施の形態に例示した2×2スイッチおよび4×4スイッチの一部または全ては、好ましくは半導体基板に集積される。さらに、本実施の形態に例示した2×2スイッチおよび4×4スイッチに限定されることなく、より多入力多出力のスイッチであってもよい。例えば、単位スイッチとしてSP8Tスイッチを使用し、本実施の形態に例示した4×4スイッチなどと同様の手法を適用すれば、8×8スイッチを構成できることは容易に類推し得る。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIGS. 15 to 18, but the configuration in which the input / output terminals are replaced, the configuration in which an inductor is used instead of the resistor, and the resistance is used instead of the inductor, and the input / output terminal. All of these may be provided with resistors and inductors.
[Other embodiments]
The SPDT switch and the SP4T switch in the 2 × 2 switch and the 4 × 4 switch exemplified in this embodiment may be configured by a micro mechanical switch (MEMS: Micro-Electro-Mechanica 1 Switch) instead of the FET. In this case, the loss of the switch and the high isolation can be achieved, although there is a demerit that the control voltage is increased and the switching time is delayed as compared with the configuration using the FET. Further, part or all of the 2 × 2 switch and the 4 × 4 switch exemplified in this embodiment are preferably integrated on a semiconductor substrate. Furthermore, the switch is not limited to the 2 × 2 switch and the 4 × 4 switch exemplified in the present embodiment, and may be a switch with more inputs and more outputs. For example, if an SP8T switch is used as a unit switch and a method similar to the 4 × 4 switch exemplified in the present embodiment is applied, it can be easily analogized that an 8 × 8 switch can be configured.

第1の実施の形態の2×2スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の2×2スイッチの2通りの状態を示す簡易等価回路図。FIG. 3 is a simplified equivalent circuit diagram showing two states of the 2 × 2 switch according to the first embodiment. 第2の実施の形態の2×2スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of 2nd Embodiment. 第2の回路のシミュレーションによる特性図。The characteristic view by simulation of the 2nd circuit. 第3の実施の形態の2×2スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の変型例の2×2スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of the modification of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の2×2スイッチを示す第の回路構成図。The 2nd circuit block diagram showing the 2x2 switch of a 4th embodiment. 第4の実施の形態の2×2スイッチを示す第2の回路構成図。The 2nd circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の2×2スイッチを示す第3の回路構成図。The 3rd circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の2×2スイッチを示す第4の回路構成図。The 4th circuit block diagram which shows the 2 * 2 switch of 4th Embodiment. 第5の実施の形態の4×4スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the 4x4 switch of 5th Embodiment. 第5の実施の形態の4×4スイッチの1つの通過状態を示す簡易等価回路図。The simple equivalent circuit diagram which shows one passage state of 4x4 switch of 5th Embodiment. 第6の実施の形態の4×4スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the 4x4 switch of 6th Embodiment. 第6の実施の形態の4×4スイッチの変形例を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the modification of 4x4 switch of 6th Embodiment. 第7の実施の形態の4×4スイッチを示す第1の回路構成図。The 1st circuit block diagram which shows the 4x4 switch of 7th Embodiment. 第7の実施の形態の4×4スイッチを示す第2の回路構成図。The 2nd circuit lineblock diagram showing the 4x4 switch of a 7th embodiment. 第7の実施の形態の4×4スイッチを示す第3の回路構成図。The 3rd circuit block diagram which shows the 4x4 switch of 7th Embodiment. 第7の実施の形態の4×4スイッチを示す第4の回路構成図。The 4th circuit block diagram which shows the 4x4 switch of 7th Embodiment. 従来のn入力n出力スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the conventional n input n output switch. 従来の2×2スイッチを示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the conventional 2x2 switch.

符号の説明Explanation of symbols

、1:入力端子
、2:出力端子
11〜344:FET
11〜454:抵抗
〜5、511〜534:伝送線路
〜6、631〜634:制御端子
〜7:インダクタ
21〜824:キャパシタ
〜9:SPDTスイッチ
10〜10:SP4Tスイッチ
11:配線交差部(クロスオーバー)
1211〜1224:入出力用伝送線路
1311〜1322:接続手段
1 1 , 1 2 : input terminal 2 1 , 2 2 : output terminal 3 11 to 3 44 : FET
4 11-4 54: resistor 5 1 to 5 4, 5 11-5 34: transmission line 61 through 3, 6 31-6 34: control terminal 7 1-7 4: inductor 8 21-8 24: capacitor 9 1 to 9 2 : SPDT switch 10 1 to 10 4 : SP4T switch 11: wiring intersection (crossover)
12 11 to 12 24 : transmission line for input / output 13 11 to 13 22 : connection means

Claims (14)

2個の入力端子と、第1および第2の2個の単極双投スイッチと、2個の出力端子と、第1の2つの接続手段と、第2の2つの接続手段で構成され、
前記第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子と前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子は、所定の間隔で互いに対向するように配置され、
前記互いに対向して配置された第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2個の端子と前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2個の端子との互いに対向している端子同士を、前記第1の2つの接続手段でそれぞれ接続し、
前記2個の入力端子は、前記第1および第2の単極双投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、
前記第2の2つの接続手段は、一端が前記2個の出力端子に、他端が前記第1の2つの接続手段にそれぞれ接続され、
前記第2の接続手段の一方は、前記第2の接続手段とは接続されていない前記第1の接続手段と交差してなることを特徴とする2×2スイッチ。
It is composed of two input terminals, first and second single-pole double-throw switches, two output terminals, first two connection means, and second two connection means,
Two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch are arranged so as to face each other at a predetermined interval.
Two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch arranged opposite to each other and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch are opposed to each other. Are connected to each other by the first two connecting means,
The two input terminals are connected to common terminals of the first and second single-pole double-throw switches, respectively.
The second two connection means have one end connected to the two output terminals and the other end connected to the first two connection means,
One of said second connecting means, the second 2 × 2 switch that the connection means, characterized in Rukoto such intersects with the first connecting means is not connected.
請求項1に記載の2×2スイッチにおいて、
前記2個の入力端子と前記2個の出力端子とを入れ替えたことを特徴とする2×2スイッチ。
The 2 × 2 switch according to claim 1,
2. A 2 × 2 switch, wherein the two input terminals and the two output terminals are interchanged.
請求項1または請求項2のいずれかに記載の2×2スイッチにおいて、
前記単極双投スイッチは、微小機械スイッチで構成されたことを特徴とする2×2スイッチ。
The 2 × 2 switch according to claim 1, wherein:
The single-pole double-throw switch is composed of a micro mechanical switch.
請求項1または請求項2のいずれかに記載の2×2スイッチにおいて、
前記単極双投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の2個の端子に接続された少なくとも2個のFETで構成されたことを特徴とする2×2スイッチ。
The 2 × 2 switch according to claim 1, wherein:
The single-pole double-throw switch is composed of at least two FETs, one of which is connected to a common terminal and the other of which is connected to two terminals other than the common terminal. 2x2 switch.
4個の入力端子と、4個の単極4投スイッチと、4個の出力端子と、第1の4つの接続手段と、第2の4つの接続手段と、両端を含む3つの接続点を有する第3の4つの接続手段とを備え、Four input terminals, four single-pole four-throw switches, four output terminals, first four connection means, second four connection means, and three connection points including both ends A third four connection means having
前記4個の単極4投スイッチは、それぞれ2個づつの単極4投スイッチからなる第1と第2のスイッチペアを形成し、  The four single-pole four-throw switches form first and second switch pairs each consisting of two single-pole four-throw switches,
前記スイッチペアを構成する単極4投スイッチは、共通端子以外の4個の端子側を所定の間隔で互いに対向して配置し、  The single-pole four-throw switch that constitutes the switch pair is arranged such that four terminal sides other than the common terminal face each other at a predetermined interval,
前記第1のスイッチペアの単極4投スイッチの互いに対向した前記共通端子でない4個の端子間同士を、前記第1の4つの接続手段でそれぞれ接続し、  The four terminals that are not the common terminals facing each other of the single-pole four-throw switch of the first switch pair are connected by the first four connection means, respectively.
前記第2のスイッチペアの単極4投スイッチの互いに対向した前記共通端子でない4個の端子間同士を、前記第2の4つの接続手段でそれぞれ接続し、  The four terminals that are not the common terminals facing each other of the single-pole four-throw switch of the second switch pair are connected by the second four connection means, respectively.
前記4個の入力端子は、前記4個の単極4投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、  The four input terminals are connected to common terminals of the four single-pole four-throw switches, respectively.
前記第3の4つの接続手段の両端のうちの一端である接続点は、前記4個の出力端子にそれぞれ接続され、  A connection point that is one end of both ends of the third four connection means is connected to the four output terminals, respectively.
前記第3の各々の接続手段の前記4個の出力端子に接続された接続点を除く2つの接続点は、前記第1の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段と前記第2の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段とにそれぞれ接続されたことを特徴とする4×4スイッチ。  Two connection points excluding connection points connected to the four output terminals of each of the third connection means are different from one connection means of the first four connection means and the second connection point. 4 × 4 switch, characterized in that each of the four connection means is connected to a different connection means.
請求項5に記載の4×4スイッチにおいて、
前記個の入力端子と前記個の出力端子とは、当該4×4スイッチを形成している方形配置の各一辺にそれぞれ配置されたことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4x4 switch according to claim 5,
4. The 4 × 4 switch, wherein the four input terminals and the four output terminals are arranged on each side of a square arrangement forming the 4 × 4 switch.
請求項6に記載の4×4スイッチにおいて、
前記入力端子とスイッチ間、または出力端子とスイッチ間、または入力および出力両端子とスイッチ間のいずれかの位置に線幅の広い低損失な伝送線路が接続されていることを特徴とする4×4スイッチ
The 4x4 switch according to claim 6,
A low-loss transmission line having a wide line width is connected to any position between the input terminal and the switch, between the output terminal and the switch, or between both the input and output terminals and the switch. 4 switches .
請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、
前記4個の入力端子と前記4個の出力端子を入れ替えた配置としたことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4 × 4 switch according to any one of claims 5 to 7 ,
4. A 4 × 4 switch characterized in that the four input terminals and the four output terminals are interchanged .
請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、
前記単極4投スイッチは、微小機械スイッチで構成されたことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4 × 4 switch according to any one of claims 5 to 8,
The single-pole four-throw switch is composed of a micro mechanical switch.
請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、
前記単極4投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の4個の端子に接続された少なくとも4個のFETで構成されたことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4 × 4 switch according to any one of claims 5 to 8 ,
The single-pole four-throw switch is composed of at least four FETs, one of which is connected to a common terminal and the other of which is connected to four terminals other than the common terminal. 4x4 switch.
請求項5乃至請求項10のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、
4個の抵抗で構成された1組または2組の第1の抵抗と、少なくとも1つの制御端子とを備え、
前記各組に属する当該4個の抵抗は、その一端が前記制御端子に接続され、他端がそれぞれ、前記4個の入力端子、または前記4個の出力端子の少なくともどちらか一方に接続されたことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4 × 4 switch according to claim 5, wherein:
1 set or 2 sets of 1st resistance comprised by four resistances, and at least 1 control terminal,
The four resistors belonging to each set have one end connected to the control terminal and the other end connected to at least one of the four input terminals or the four output terminals . 4x4 switch characterized by that.
請求項11に記載の4×4スイッチにおいて、
前記1組または2組中の少なくとも1つの組に属する4個の抵抗を、4個のインダクタで置き換えたことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4 × 4 switch according to claim 11 ,
4. A 4 × 4 switch , wherein four resistors belonging to at least one of the one or two sets are replaced with four inductors .
請求項5乃至請求項12のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、The 4x4 switch according to any one of claims 5 to 12,
さらに4個のキャパシタを備え、  It also has 4 capacitors,
前記4個の入力端子に、それぞれ前記4個のキャパシタを直列に接続したことを特徴とする4×4スイッチ。  4. A 4 × 4 switch, wherein the four capacitors are connected in series to the four input terminals.
請求項11または請求項12のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、
さらに8個のキャパシタを備え、
前記4個の入力端子と前記4個の出力端子に、それぞれ前記8個のキャパシタを直列に接続したことを特徴とする4×4スイッチ。
The 4x4 switch according to any of claims 11 or 12,
It also has 8 capacitors,
4. A 4 × 4 switch , wherein the eight capacitors are connected in series to the four input terminals and the four output terminals, respectively .
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