JP6845688B2 - Switch device and switch circuit - Google Patents

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本発明は、スイッチデバイス及びスイッチ回路に関する。 The present invention relates to switch devices and switch circuits.

無線通信において、信号の送受信に冗長性を持たせて確度の高い通信を実現するため、アンテナダイバシティと呼ばれる技術が用いられている。アンテナダイバシティでは、フェージング効果のない信号を受信するため、複数のアンテナを設置して受信を行う。その際、複数のアンテナの中から通信に適したアンテナを選ぶためのスイッチ回路が用いられる。このようなスイッチ回路としては、例えば複数のスイッチ素子(例えばMOSトランジスタ)から構成される2入力2出力のDPDT(Dual Port Dual Throw)タイプのスイッチ回路が用いられている。 In wireless communication, a technique called antenna diversity is used in order to realize highly accurate communication by providing redundancy in signal transmission / reception. In antenna diversity, in order to receive a signal without fading effect, a plurality of antennas are installed to receive the signal. At that time, a switch circuit for selecting an antenna suitable for communication from a plurality of antennas is used. As such a switch circuit, for example, a DPDT (Dual Port Dual Throw) type switch circuit having two inputs and two outputs composed of a plurality of switch elements (for example, MOS transistors) is used.

複数のMOSトランジスタをスイッチ素子として用いたスイッチ回路において、NMOSトランジスタの基板電位を制御するため、トリプルウェル構造を採用したスイッチ回路が知られている。例えば、このようなトリプルウェル構造を用いたスイッチ回路として、オフリーク電流の発生を抑えるため、PMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタを直列にした回路2つを並列に接続し、NMOSトランジスタのゲートにクロック信号を供給し、PMOSトランジスタのゲートにクロック信号を反転した信号を供給するスイッチ回路が提案されている(例えば、特許文献1)。 In a switch circuit using a plurality of MOS transistors as switch elements, a switch circuit adopting a triple-well structure is known in order to control the substrate potential of the NMOS transistor. For example, as a switch circuit using such a triple-well structure, in order to suppress the generation of off-leakage current, two circuits in which a MOSFET transistor and an NMOS transistor are connected in series are connected in parallel, and a clock signal is supplied to the gate of the NMOS transistor. However, a switch circuit for supplying a signal obtained by inverting the clock signal to the gate of the MOSFET transistor has been proposed (for example, Patent Document 1).

特開2005−191657号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-191657

バルク(基板)型CMOSデバイスでは、一般的に基板電位が必要とされており、P型基板の場合には基板電位がGND(接地)電位に固定される。従って、入出力信号電圧の範囲は電源電圧VDDレベルからGNDレベルの間に制限される。これは無線用の高周波スイッチについても同様であり、NMOSトランジスタを用いたスイッチは直流的なバイアスをかけて使用するため、例えば直流バイアス電圧をVDD/2にとることにより、入出力信号電圧のダイナミックレンジを確保することが必要となる。この際、通常NMOSトランジスタの基板電圧はGNDであるため、バックバイアス効果で閾値電圧Vthが上昇しスイッチの損失特性が悪化してしまうという問題があった。スイッチの損失特性を改善するため、昇圧回路を用いてゲート電圧を引き上げる方法が考えられるが、その場合、クロックによるノイズの影響や、消費電流及び回路規模が増大するといった問題があった。 A bulk (board) type CMOS device generally requires a substrate potential, and in the case of a P-type substrate, the substrate potential is fixed to a GND (ground) potential. Therefore, the range of input / output signal voltages is limited between the power supply voltage VDD level and the GND level. This also applies to high-frequency switches for radio, and switches using NMOS transistors are used with a DC bias. Therefore, for example, by setting the DC bias voltage to VDD / 2, the input / output signal voltage is dynamic. It is necessary to secure a range. At this time, since the substrate voltage of the MOSFET transistor is usually GND, there is a problem that the threshold voltage Vth rises due to the back bias effect and the loss characteristic of the switch deteriorates. In order to improve the loss characteristics of the switch, a method of raising the gate voltage by using a booster circuit can be considered, but in that case, there are problems such as the influence of noise due to the clock, the current consumption and the increase in the circuit scale.

また、高周波用のアンテナダイバシティに用いられるDPDTタイプのスイッチ回路では、回路を構成する複数のスイッチの各々は、送受信パワーによらず損失特性が広帯域に亘って小さいことが特に要求される。従って、かかる高周波用のスイッチ回路は、上記従来技術のようなバルク型CMOSデバイスに内蔵するスイッチ回路として構成することが困難であり、高性能な専用ICを別途用いたシステムとして実現することが多い。そのため、外部部品が必要となり、システム全体の規模及びコストが増大してしまうという問題があった。 Further, in a DPDT type switch circuit used for antenna diversity for high frequency, it is particularly required that each of a plurality of switches constituting the circuit has a small loss characteristic over a wide band regardless of transmission / reception power. Therefore, it is difficult to configure such a high-frequency switch circuit as a switch circuit built in a bulk CMOS device as in the above-mentioned conventional technology, and it is often realized as a system using a high-performance dedicated IC separately. .. Therefore, there is a problem that external parts are required and the scale and cost of the entire system are increased.

本発明に係るスイッチデバイスは、第1導電型の基板からなる第1ウェルと、前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、前記第3ウェル内に設けられ、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、電源電圧の印加を受ける電源端子と、前記電源端子及び前記第2ウェルの間に接続された抵抗部と、からなり、前記抵抗部と前記第2ウェル及び前記第3ウェルの接触領域とを介して前記電源電圧を前記スイッチングトランジスタのバックゲートに印加する電圧印加手段と、前記第3ウェル内に設けられ、前記制御信号に応じてオン又はオフとなり、前記スイッチングトランジスタの前記バックゲートと前記スイッチングトランジスタの前記ソース又はドレインとの接続又は遮断を行う第1の基板電位制御トランジスタと、を備えることを特徴とする。 The switch device according to the present invention includes a first well made of a first conductive substrate and a second well of a second conductive type opposite to the first conductive type provided in the first well. , The first conductive type third well provided in the second well and the third well provided in the third well, turned on or off according to the control signal applied to the gate, and between the source and the drain. It is composed of a switching transistor that transmits or cuts a signal, a power supply terminal that receives a power supply voltage, and a resistance portion connected between the power supply terminal and the second well, and the resistance portion and the second well. A voltage applying means for applying the power supply voltage to the back gate of the switching transistor via the contact region of the third well, and a voltage applying means provided in the third well, which is turned on or off according to the control signal. A first substrate potential control transistor for connecting or disconnecting the back gate of the switching transistor and the source or drain of the switching transistor is provided.

また、本発明に係るスイッチ回路は、第1導電型の基板からなる第1ウェルと、前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、を有するトリプルウェル構造の領域の前記第ウェルの表面に形成され、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、電源電圧の印加を受ける電源端子と、前記第2ウェルと前記第3ウェルとの接触領域に形成され、前記スイッチングトランジスタのバックゲートにアノードが接続された寄生ダイオードと、前記電源端子と前記寄生ダイオードのカソードとの間に接続された抵抗部と、ソース及びドレインが前記スイッチングトランジスタのバックゲートとソース又はドレインとの間に接続され、ゲートに前記制御信号の印加を受ける第1の基板電位制御トランジスタと、を備えることを特徴とする。

Further, the switch circuit according to the present invention has a first well made of a first conductive type substrate and a second conductive type second well which is opposite to the first conductive type and is provided in the first well. It is formed on the surface of the third well in the region of the triple well structure having the well and the first conductive type third well provided in the second well, and responds to a control signal applied to the gate. It is formed in a contact region between a switching transistor that turns on or off and transmits or cuts a signal between a source and a drain, a power supply terminal that receives a power supply voltage, and the second well and the third well. A parasitic diode whose anode is connected to the back gate of the switching transistor, a resistance portion connected between the power supply terminal and the cathode of the parasitic diode, and a source and drain of the back gate and source or drain of the switching transistor. A first substrate potential control transistor, which is connected between the two and receives the control signal applied to the gate, is provided.

本発明によれば、損失特性が良好で且つ装置規模を抑えたスイッチデバイス及びスイッチ回路を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a switch device and a switch circuit having good loss characteristics and a reduced device scale.

高周波スイッチ100の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a high frequency switch 100. 実施例1のスイッチ回路10の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switch circuit 10 of Example 1. FIG. スイッチ回路10のデバイス構造を示す図である。It is a figure which shows the device structure of a switch circuit 10. スイッチ回路10のノード部11の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the node part 11 of a switch circuit 10. Gainの周波数特性を電源と疑似ダイオードとの間に抵抗が挿入されている場合と挿入されていない場合とを比較して示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of Gain by comparing the case where a resistor is inserted between a power source and a pseudo diode, and the case where a resistor is not inserted. 電源と疑似ダイオードとの間に抵抗が挿入されている場合のGainの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of a Gain when a resistor is inserted between a power source and a pseudo diode. 実施例2のスイッチ回路20の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switch circuit 20 of Example 2. スイッチ回路20のデバイス構造を示す図である。It is a figure which shows the device structure of the switch circuit 20. スイッチ回路20のノード部21の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the node part 21 of a switch circuit 20. 電源と疑似ダイオードとの間にトランジスタが挿入されている場合のGainの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of a Gain when a transistor is inserted between a power source and a pseudo diode.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description and the accompanying drawings in each of the following examples, substantially the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.

図1は、本発明のスイッチ回路を含む高周波用スイッチ100の構成を示すブロック図である。高周波用スイッチ100では、スイッチSW1〜SW4がオン又はオフすることにより、ポートPT1〜PT4から高周波信号の入出力が行われる。本発明のスイッチ回路は、例えばスイッチSW1に相当するものである。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a high frequency switch 100 including the switch circuit of the present invention. In the high frequency switch 100, high frequency signals are input and output from ports PT1 to PT4 by turning on or off the switches SW1 to SW4. The switch circuit of the present invention corresponds to, for example, the switch SW1.

図2は、本発明の実施例1のスイッチ回路10の構成を示す回路図である。スイッチ回路10は、バルク(基板)型のCMOSデバイスに内蔵されており、スイッチデバイスとしての性質を有する。スイッチ回路10は、Nチャネル型MOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)であるトランジスタNM1、NM2及びNM3を有する。 FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the switch circuit 10 according to the first embodiment of the present invention. The switch circuit 10 is built in a bulk (board) type CMOS device and has properties as a switch device. The switch circuit 10 includes transistors NM1, NM2, and NM3, which are N-channel type MOS transistors (NMOS transistors).

トランジスタNM1は、RF(Radio Frequency)信号の入出力をオン又はオフ(伝送又は遮断)するためのメインスイッチとして機能するスイッチングトランジスタである。トランジスタNM1のソースは、RF信号の入力ポートであるポートPT1に接続されている。同様に、トランジスタNM1のドレインは、RF信号の入力ポートであるポートPT2に接続されている。トランジスタNM1のゲートは、トランジスタNM2のゲートに接続されるとともに、第1制御電圧Vcontの印加を受けるノードn2に接続されている。第1制御電圧VcontはトランジスタNM1及びNM2のオン又はオフを制御する制御電圧であり、ハイレベル(以下、Hレベル)又はローレベル(以下、Lレベル)の電圧レベルを有する。例えばHレベルはVDD電源の電圧レベル(電源電圧VDD)に対応し、Lレベルは接地電位GNDの電圧レベルに対応している。 The transistor NM1 is a switching transistor that functions as a main switch for turning on or off (transmission or cutoff) the input / output of an RF (Radio Frequency) signal. The source of the transistor NM1 is connected to the port PT1 which is an input port for RF signals. Similarly, the drain of the transistor NM1 is connected to port PT2, which is an input port for RF signals. The gate of the transistor NM1 is connected to the gate of the transistor NM2 and is also connected to the node n2 to which the first control voltage Vcont is applied. The first control voltage Vcont is a control voltage that controls the on or off of the transistors NM1 and NM2, and has a high level (hereinafter, H level) or a low level (hereinafter, L level) voltage level. For example, the H level corresponds to the voltage level of the VDD power supply (power supply voltage VDD), and the L level corresponds to the voltage level of the ground potential GND.

トランジスタNM2は、トランジスタNM1のバックゲートの電圧をコントロールするバックバイアスコントロール用スイッチとしての機能を有するトランジスタである。トランジスタNM2のソース及びバックゲートは、トランジスタNM1のバックゲート及びトランジスタNM3のドレインに接続されている。トランジスタNM2のドレインはポートPT1に接続され、ゲートはノードn2に接続されている。 The transistor NM2 is a transistor having a function as a back bias control switch for controlling the voltage of the back gate of the transistor NM1. The source and backgate of transistor NM2 are connected to the backgate of transistor NM1 and the drain of transistor NM3. The drain of the transistor NM2 is connected to the port PT1 and the gate is connected to the node n2.

トランジスタNM3は、トランジスタNM1及びNM2のバックゲートをGND(接地電位)に固定するためのスイッチとしての機能を有するトランジスタである。トランジスタNM3のソースはGNDに接続され、ゲートは第2制御電圧Vcont_bの印加を受けるノードn3に接続されている。第2制御電圧Vcont_bは、第1制御電圧Vcontを反転した電圧であり、トランジスタNM3のオン又はオフを制御する制御電圧である。 The transistor NM3 is a transistor having a function as a switch for fixing the back gates of the transistors NM1 and NM2 to GND (ground potential). The source of the transistor NM3 is connected to the GND, and the gate is connected to the node n3 to which the second control voltage Vcont_b is applied. The second control voltage Vcont_b is a voltage obtained by inverting the first control voltage Vcont, and is a control voltage that controls turning on or off of the transistor NM3.

図3は、各トランジスタを含むスイッチ回路10のデバイス構造(すなわち、スイッチデバイス)の断面を示した概略図である。スイッチ回路10は、P型(第1導電型)の第1ウェルであるP型基板PS、第1ウェル内に設けられたN型(第1導電型とは反対導電型の第2導電型)の第2ウェルであるN型ウェルNW、及び第2ウェル内に設けられたP型(第1導電型)の第3ウェルであるP型ウェルPWからなるトリプルウェル構造を有する。 FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of a device structure (that is, a switch device) of the switch circuit 10 including each transistor. The switch circuit 10 is a P-type substrate PS, which is the first well of the P-type (first conductive type), and an N-type (second conductive type opposite to the first conductive type) provided in the first well. It has a triple-well structure including an N-type well NW which is the second well of the above and a P-type well PW which is a P-type (first conductive type) third well provided in the second well.

トランジスタNM1及びNM2は、トリプルウェル構造の第3ウェルであるP型ウェルPWに形成されている。トランジスタNM3は、トリプルウェル構造の外側のP型基板PSに形成されている。 The transistors NM1 and NM2 are formed in a P-type well PW which is a third well of a triple well structure. The transistor NM3 is formed on the outer P-type substrate PS of the triple well structure.

第2ウェルであるN型ウェルNWと第3ウェルであるP型ウェルPWとの接触領域には、寄生ダイオードが形成される。以下、N型ウェルNWとP型ウェルPWとの接触領域に形成される寄生ダイオードを疑似ダイオードD1と称する。この疑似ダイオードD1にN型ウェルNWからP型ウェルPWに向かう方向(すなわち逆方向)に電圧が印加されると、接触領域に空乏層が形成され、ジャンクション容量を有する状態(疑似的なキャパシタの状態)となる。 A parasitic diode is formed in the contact region between the N-type well NW which is the second well and the P-type well PW which is the third well. Hereinafter, the parasitic diode formed in the contact region between the N-type well NW and the P-type well PW will be referred to as a pseudo diode D1. When a voltage is applied to the pseudo diode D1 in the direction from the N-type well NW to the P-type well PW (that is, in the opposite direction), a depletion layer is formed in the contact region and has a junction capacitance (pseudo-capacitor). State).

再び図2を参照すると、第1バイアス電圧源VB1は、トランジスタNM1にバイアス電圧を供給するバイアス供給源であり、抵抗R3を介してトランジスタNM1のソース及びポートPT1に接続されている。また、第1バイアス電圧源VB1は、抵抗R2を介してトランジスタNM1のドレイン及びポートPT2に接続されている。 Referring again to FIG. 2, the first bias voltage source VB1 is a bias supply source that supplies the bias voltage to the transistor NM1 and is connected to the source of the transistor NM1 and the port PT1 via the resistor R3. Further, the first bias voltage source VB1 is connected to the drain of the transistor NM1 and the port PT2 via the resistor R2.

疑似ダイオードD1のアノードは、トランジスタNM1のバックゲート、トランジスタNM2のソース及びバックゲート、及びトランジスタNM3のドレインに接続されている。 The anode of the pseudo-diode D1 is connected to the back gate of transistor NM1, the source and back gate of transistor NM2, and the drain of transistor NM3.

抵抗R1は、一端が疑似ダイオードD1のカソードに接続され、他端がVDD電源(電源電圧VDD)に接続された抵抗素子である。すなわち、本実施例のスイッチ回路10では、VDD電源と疑似ダイオードD1との間に、抵抗R1が挿入されている。 The resistor R1 is a resistance element having one end connected to the cathode of the pseudo diode D1 and the other end connected to a VDD power supply (power supply voltage VDD). That is, in the switch circuit 10 of this embodiment, the resistor R1 is inserted between the VDD power supply and the pseudo diode D1.

次に、本実施例のスイッチ回路10の動作について説明する。 Next, the operation of the switch circuit 10 of this embodiment will be described.

まず、ノードn2にLレベルの第1制御電圧Vcontが印加され、ノードn3にHレベルの第2制御電圧Vcont_bが印加されると、トランジスタNM1及びNM2がオフ状態となり、トランジスタNM3がオン状態となる。このとき、ノードn1は、トランジスタNM3によってGNDに固定されるため、スイッチ回路10は全体としてオフ状態となり、ポートPT1及びPT2はアイソレーション状態となる。 First, when the L-level first control voltage Vcont is applied to the node n2 and the H-level second control voltage Vcont_b is applied to the node n3, the transistors NM1 and NM2 are turned off and the transistors NM3 are turned on. .. At this time, since the node n1 is fixed to the GND by the transistor NM3, the switch circuit 10 is in the off state as a whole, and the ports PT1 and PT2 are in the isolation state.

次に、ノードn2にHレベルの第1制御電圧Vcontが印加され、ノードn3にLレベルの第2制御電圧Vcont_bが印加されると、トランジスタNM1及びNM2がオン状態となり、トランジスタNM3がオフ状態となる。このとき、ノードn1は、トランジスタNM2によってトランジスタNM1のソース電位に固定される。従って、トランジスタNM1はバックバイアス効果の影響を受けないため、トランジスタNM1の閾値電圧Vthは上昇せず、ポートPT1及びPT2の間の損失は、低周波領域においては悪化しない。 Next, when the H-level first control voltage Vcont is applied to the node n2 and the L-level second control voltage Vcont_b is applied to the node n3, the transistors NM1 and NM2 are turned on and the transistors NM3 are turned off. Become. At this time, the node n1 is fixed to the source potential of the transistor NM1 by the transistor NM2. Therefore, since the transistor NM1 is not affected by the back bias effect, the threshold voltage Vth of the transistor NM1 does not increase, and the loss between the ports PT1 and PT2 does not deteriorate in the low frequency region.

一方、疑似ダイオードD1に逆方向電圧が印加されることにより、ノードn1には疑似的なキャパシタが付加された状態となる。この疑似的なキャパシタは、損失特性を悪化させる要因となり得る。すなわち、仮に本実施例のスイッチ回路10とは異なり、VDD電源と疑似ダイオードD1との間に抵抗R1が設けられていなかった場合、ノードn1の周波数特性が悪化し、トランジスタNM1のソースノード又はドレインノードの高周波信号にトランジスタNM1及びNM2のバックゲートが追従できない状態となる。 On the other hand, when a reverse voltage is applied to the pseudo diode D1, a pseudo capacitor is added to the node n1. This pseudo capacitor can be a factor that deteriorates the loss characteristics. That is, unlike the switch circuit 10 of this embodiment, if the resistor R1 is not provided between the VDD power supply and the pseudo diode D1, the frequency characteristics of the node n1 deteriorate and the source node or drain of the transistor NM1 is deteriorated. The back gates of the transistors NM1 and NM2 cannot follow the high frequency signal of the node.

しかしながら、本実施例のスイッチ回路10では、VDD電源と疑似ダイオードD1との間に抵抗R1が挿入されているため、以下の理由により、高周波領域においても損失特性の悪化を抑えることが可能である。 However, in the switch circuit 10 of this embodiment, since the resistor R1 is inserted between the VDD power supply and the pseudo diode D1, it is possible to suppress the deterioration of the loss characteristics even in the high frequency region for the following reasons. ..

図4は、図1の破線で囲まれた部分(ノードn1に沿った部分、以下ノード部11)を簡略化して示す図である。抵抗R_m2onは、トランジスタNM2がオン状態である場合のオン抵抗を示している。また、疑似キャパシタC1は、VDD電圧印加時における疑似ダイオードD1の寄生容量を示している。 FIG. 4 is a simplified diagram showing a portion surrounded by a broken line in FIG. 1 (a portion along the node n1, hereinafter referred to as a node portion 11). The resistor R_m2on indicates the on-resistance when the transistor NM2 is in the on-state. Further, the pseudo-capacitor C1 shows the parasitic capacitance of the pseudo-diode D1 when a VDD voltage is applied.

図4のノード部11において、仮に抵抗R1が挿入されておらず、疑似キャパシタC1がVDD電源に直接接続されている場合、ノードn1の周波数特性は、次式(1)のように示される。ここで、fcはカットオフ周波数である。
fc = 1/(2*π*R_m2on*C1) ・・・ (1)
In the node portion 11 of FIG. 4, when the resistor R1 is not inserted and the pseudo capacitor C1 is directly connected to the VDD power supply, the frequency characteristic of the node n1 is expressed by the following equation (1). Here, fc is the cutoff frequency.
fc = 1 / (2 * π * R_m2on * C1) ・ ・ ・ (1)

図5は、抵抗R1が挿入されている場合と挿入されていない場合とにおける、利得(Gain)の周波数特性の比較を模式的に示すグラフである。抵抗R1が挿入されていない場合、カットオフ周波数fcよりも高域側では、−20dB/decの傾きでGainは減少していく。 FIG. 5 is a graph schematically showing a comparison of the frequency characteristics of the gain (Gain) when the resistor R1 is inserted and when it is not inserted. When the resistor R1 is not inserted, the gain decreases with a slope of -20 dB / dec on the higher frequency side than the cutoff frequency fc.

一方、図4に示すように、疑似キャパシタC1とVDD電源との間に抵抗R1が挿入されている場合、ノードn1の周波数特性は、次式(2)〜(4)のように示される。
f1 = 1/(2*π*(R1+R_m2on)*C1) ・・・(2)
f2 = 1/(2*π*R1*C1) ・・・ (3)
G2 = R_m2on/(R1+R_m2on) ・・・ (4)
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the resistor R1 is inserted between the pseudo capacitor C1 and the VDD power supply, the frequency characteristics of the node n1 are shown by the following equations (2) to (4).
f1 = 1 / (2 * π * (R1 + R_m2on) * C1) ・ ・ ・ (2)
f2 = 1 / (2 * π * R1 * C1) ・ ・ ・ (3)
G2 = R_m2on / (R1 + R_m2on) ・ ・ ・ (4)

図6は、抵抗R1が挿入されている場合における、Gainの周波数特性を模式的に示すグラフである。ここで、f1は高域カットオフ周波数である。高周波領域において、Gainは減少していくが、所定の周波数f2で減衰量が制限される。G2は、減衰量が制限された後のGainを示している。 FIG. 6 is a graph schematically showing the frequency characteristics of Gain when the resistor R1 is inserted. Here, f1 is a high-frequency cutoff frequency. In the high frequency region, Gain decreases, but the amount of attenuation is limited at a predetermined frequency f2. G2 indicates Gain after the amount of attenuation is limited.

図5に示すように、抵抗R1が挿入されていない場合には、カットオフ周波数fc以降Gainは−20dB/decの傾きで減衰を続けるが、抵抗R1が挿入されている場合には、所定の周波数f2を境にGainは式(4)のG2(すなわち、R_m2on/(R1+R_m2on))にとどまる。これにより、高周波領域で本実施例のスイッチ回路10を使用する場合、使用帯域BWにおけるGainの低下が抑制される。 As shown in FIG. 5, when the resistor R1 is not inserted, the Gain continues to attenuate with a slope of −20 dB / dec after the cutoff frequency fc, but when the resistor R1 is inserted, it is predetermined. With the frequency f2 as the boundary, Gain remains in G2 of the equation (4) (that is, R_m2on / (R1 + R_m2on)). As a result, when the switch circuit 10 of this embodiment is used in the high frequency region, the decrease in Gain in the used band BW is suppressed.

すなわち、本実施例のスイッチ回路10では、VDD電源と疑似ダイオードD1との間に挿入された抵抗R1により、疑似ダイオードD1のキャパシタとしての働きが阻害され、ノードn1の電位が入出力信号のレベルに応じて変動可能(応答可能)な状態となる。これにより、ノードn1の高域周波数特性が悪化せず、ノードn1の電位はトランジスタNM1のソースノード又はドレインノードの高周波信号に追従可能となる。従って、バックバイアス効果によるトランジスタNM1の閾値電圧Vthの上昇を抑え、高周波領域でのポートPT1及びPT2の間の損失特性の悪化を改善し、良好な損失特性を得ることが可能となるのである。 That is, in the switch circuit 10 of this embodiment, the resistor R1 inserted between the VDD power supply and the pseudo diode D1 hinders the function of the pseudo diode D1 as a capacitor, and the potential of the node n1 is the level of the input / output signal. It becomes a variable (responsive) state according to. As a result, the high frequency characteristic of the node n1 does not deteriorate, and the potential of the node n1 can follow the high frequency signal of the source node or the drain node of the transistor NM1. Therefore, it is possible to suppress an increase in the threshold voltage Vth of the transistor NM1 due to the back bias effect, improve the deterioration of the loss characteristic between the ports PT1 and PT2 in the high frequency region, and obtain a good loss characteristic.

以上のように、本実施例のスイッチ回路10では、トランジスタNM1のバックバイアスコントロールを行うことに加え、トランジスタNM1及びNM2のバックゲートへの電源電圧VDDの供給、すなわちトリプルウェル構造におけるN型ウェルNWへの電源電圧の供給を抵抗R1を介して行う。これにより、ノードn1の高周波領域での特性を改善し、トランジスタNM1のソースノード又はドレインノードの動作に追従させることが可能となる。この結果、バックバイアス効果によるトランジスタNM1の閾値電圧Vthの上昇を抑え、高周波領域でのポートPT1及びPT2の間の損失特性の悪化を改善して良好な損失特性を得ることができる。 As described above, in the switch circuit 10 of the present embodiment, in addition to controlling the back bias of the transistor NM1, the power supply voltage VDD is supplied to the back gates of the transistors NM1 and NM2, that is, the N-type well NW in the triple well structure. The power supply voltage is supplied to the power supply through the resistor R1. This makes it possible to improve the characteristics of the node n1 in the high frequency region and to follow the operation of the source node or the drain node of the transistor NM1. As a result, it is possible to suppress an increase in the threshold voltage Vth of the transistor NM1 due to the back bias effect, improve the deterioration of the loss characteristics between the ports PT1 and PT2 in the high frequency region, and obtain good loss characteristics.

また、本実施例のスイッチ回路10は、バルク型CMOSデバイスに内蔵されているため、専用ICを別途用いたシステムとして構成する場合や昇圧回路を用いた場合と比べて、装置規模を抑えることが可能となる。 Further, since the switch circuit 10 of this embodiment is built in the bulk type CMOS device, the scale of the device can be reduced as compared with the case of configuring as a system using a dedicated IC separately or the case of using a booster circuit. It will be possible.

図7は、本発明の実施例2のスイッチ回路20の構成を示す回路図である。スイッチ回路20は、疑似ダイオードD1とVDD電源との間に抵抗R1の代わりにトランジスタPM4を挿入し、トランジスタPM4のゲートにバイアス電圧を印加する第2バイアス電圧源VB2が接続されている点で、実施例1のスイッチ回路10と異なる。 FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the switch circuit 20 according to the second embodiment of the present invention. In the switch circuit 20, a transistor PM4 is inserted instead of the resistor R1 between the pseudo diode D1 and the VDD power supply, and a second bias voltage source VB2 that applies a bias voltage to the gate of the transistor PM4 is connected. It is different from the switch circuit 10 of the first embodiment.

トランジスタPM4は、Pチャネル型MOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)であり、ソースがVDD電源に接続されている。トランジスタPM4のゲートは、電圧値が可変な電圧源である第2バイアス電圧源VB2の正極端子に接続されている。第2バイアス電圧源VB2の負極端子は、GNDに接続されている。トランジスタPM4は、ゲートにバイアス電圧の印加を受けてオン状態となり、そのオン抵抗によりVDD電源と疑似ダイオードD1との間に接続された抵抗部として機能する。 The transistor PM4 is a P-channel type MOS transistor (MOSFET transistor), and its source is connected to a VDD power supply. The gate of the transistor PM4 is connected to the positive electrode terminal of the second bias voltage source VB2, which is a voltage source having a variable voltage value. The negative electrode terminal of the second bias voltage source VB2 is connected to the GND. The transistor PM4 is turned on by applying a bias voltage to the gate, and functions as a resistor connected between the VDD power supply and the pseudo diode D1 by its on resistance.

図8は、各トランジスタを含むスイッチ回路20のデバイス構造(すなわち、スイッチデバイス)の断面を示した概略図である。スイッチ回路20は、実施例1のスイッチ回路10と同様、第1ウェルであるP型基板PS、第1ウェル内に設けられた第2ウェルであるN型ウェルNW、及び第2ウェル内に設けられた第3ウェルであるP型ウェルPWからなるトリプルウェル構造を有する。 FIG. 8 is a schematic view showing a cross section of a device structure (that is, a switch device) of the switch circuit 20 including each transistor. Similar to the switch circuit 10 of the first embodiment, the switch circuit 20 is provided in the P-type substrate PS which is the first well, the N-type well NW which is the second well provided in the first well, and the second well. It has a triple-well structure composed of a P-type well PW which is a third well.

トランジスタNM1及びNM2は、トリプルウェル構造の第3ウェルであるP型ウェルPWに形成されている。トランジスタNM3は、トリプルウェル構造の外側のP型基板PSに形成されている。 The transistors NM1 and NM2 are formed in a P-type well PW which is a third well of a triple well structure. The transistor NM3 is formed on the outer P-type substrate PS of the triple well structure.

トランジスタPM4は、第1ウェル内の第2ウェル及び第3ウェルから離間した位置に設けられた第4ウェルであるN型ウェルNW2に形成されている。 The transistor PM4 is formed in an N-type well NW2 which is a fourth well provided at a position separated from the second well and the third well in the first well.

実施例1と同様、第2ウェルであるN型ウェルNWと第3ウェルであるP型ウェルPWとの接触領域には寄生ダイオードが形成され、当該接触領域は疑似ダイオードD1として機能する。すなわち、N型ウェルNWからP型ウェルPWに向かう方向(逆方向)に電圧が印加されると、空乏層が形成され、ジャンクション容量を有する疑似的なキャパシタの状態となる。 Similar to the first embodiment, a parasitic diode is formed in the contact region between the N-type well NW which is the second well and the P-type well PW which is the third well, and the contact region functions as a pseudo diode D1. That is, when a voltage is applied in the direction (reverse direction) from the N-type well NW to the P-type well PW, a depletion layer is formed, resulting in a pseudo-capacitor state having a junction capacitance.

再び図7を参照すると、トランジスタPM4のドレインは、疑似ダイオードD1のカソードに接続されている。 Referring again to FIG. 7, the drain of the transistor PM4 is connected to the cathode of the pseudodiode D1.

次に、本実施例のスイッチ回路20の動作について説明する。 Next, the operation of the switch circuit 20 of this embodiment will be described.

まず、ノードn2にLレベルの第1制御電圧Vcontが印加され、ノードn3にHレベルの第2制御電圧Vcont_bが印加されると、トランジスタNM1及びNM2がオフ状態となり、トランジスタNM3がオン状態となる。このとき、ノードn1は、トランジスタNM3によってGNDに固定されるため、スイッチ回路20は全体としてオフ状態となり、ポートPT1及びPT2はアイソレーション状態となる。 First, when the L-level first control voltage Vcont is applied to the node n2 and the H-level second control voltage Vcont_b is applied to the node n3, the transistors NM1 and NM2 are turned off and the transistors NM3 are turned on. .. At this time, since the node n1 is fixed to the GND by the transistor NM3, the switch circuit 20 is in the off state as a whole, and the ports PT1 and PT2 are in the isolation state.

次に、ノードn2にHレベルの第1制御電圧Vcontが印加され、ノードn3にLレベルの第2制御電圧Vcont_bが印加されると、トランジスタNM1及びNM2がオン状態となり、トランジスタNM3がオフ状態となる。このとき、ノードn1は、トランジスタNM2によってトランジスタNM1のソース電位に固定される。従って、トランジスタNM1はバックバイアス効果の影響を受けないため、トランジスタNM1の閾値電圧Vthは上昇せず、ポートPT1及びPT2の間に損失は、低周波領域においては悪化しない。 Next, when the H-level first control voltage Vcont is applied to the node n2 and the L-level second control voltage Vcont_b is applied to the node n3, the transistors NM1 and NM2 are turned on and the transistors NM3 are turned off. Become. At this time, the node n1 is fixed to the source potential of the transistor NM1 by the transistor NM2. Therefore, since the transistor NM1 is not affected by the back bias effect, the threshold voltage Vth of the transistor NM1 does not increase, and the loss between the ports PT1 and PT2 does not deteriorate in the low frequency region.

一方、疑似ダイオードD1に逆方向電圧が印加されることにより、ノードn1には疑似的なキャパシタが付加された状態となる。この疑似的なキャパシタは、損失特性を悪化させる要因となり得る。すなわち、仮に本実施例のスイッチ回路20とは異なり、VDD電源と疑似ダイオードD1との間にトランジスタPM4が設けられていなかった場合、ノードn1の周波数特性が悪化し、トランジスタNM1のソースノード又はドレインノードの高周波信号にトランジスタNM1及びNM2のバックゲートが追従できない状態となる。 On the other hand, when a reverse voltage is applied to the pseudo diode D1, a pseudo capacitor is added to the node n1. This pseudo capacitor can be a factor that deteriorates the loss characteristics. That is, unlike the switch circuit 20 of this embodiment, if the transistor PM4 is not provided between the VDD power supply and the pseudo diode D1, the frequency characteristics of the node n1 deteriorate and the source node or drain of the transistor NM1 is deteriorated. The back gates of the transistors NM1 and NM2 cannot follow the high frequency signal of the node.

しかしながら、本実施例のスイッチ回路20では、VDD電源と疑似ダイオードD1との間にトランジスタPM4が挿入されているため、以下の理由により、高周波領域においても損失特性の悪化を抑えることが可能である。 However, in the switch circuit 20 of this embodiment, since the transistor PM4 is inserted between the VDD power supply and the pseudo diode D1, it is possible to suppress the deterioration of the loss characteristics even in the high frequency region for the following reasons. ..

図9は、図7の破線で囲まれた部分(ノードn1に沿った部分、以下ノード部21)を簡略化して示す図である。抵抗R_m2onは、トランジスタNM2がオン状態である場合のオン抵抗を示している。また、疑似キャパシタC1は、VDD電圧印加時における疑似ダイオードD1の寄生容量を示している。 FIG. 9 is a simplified diagram showing a portion surrounded by a broken line in FIG. 7 (a portion along the node n1, hereinafter referred to as a node portion 21). The resistor R_m2on indicates the on-resistance when the transistor NM2 is in the on-state. Further, the pseudo-capacitor C1 shows the parasitic capacitance of the pseudo-diode D1 when a VDD voltage is applied.

図9のノード部21において、仮にトランジスタPM4が挿入されておらず、疑似キャパシタC1がVDD電源に直接接続されている場合、ノードn1の周波数特性は、次式(5)のように示される。ここで、fcはカットオフ周波数である。
fc = 1/(2*π*R_m2on*C1) ・・・ (5)
In the node section 21 of FIG. 9, when the transistor PM4 is not inserted and the pseudo capacitor C1 is directly connected to the VDD power supply, the frequency characteristic of the node n1 is shown by the following equation (5). Here, fc is the cutoff frequency.
fc = 1 / (2 * π * R_m2on * C1) ・ ・ ・ (5)

トランジスタPM4が挿入されていない場合、カットオフ周波数fcよりも高域側では、−20dB/decの傾きでGainは減少していく。 When the transistor PM4 is not inserted, the gain decreases with a slope of −20 dB / dec on the higher frequency side than the cutoff frequency fc.

一方、図9に示すように、疑似キャパシタC1とVDD電源との間にトランジスタPM4が挿入されている場合、トランジスタPM4のオン状態時のオン抵抗を抵抗R_m4onとすると、ノードn1の周波数特性は、次式(6)〜(8)のように示される。
f1 = 1/(2*π*(R_m4on+R_m2on)*C1) ・・・(6)
f2 = 1/(2*π*R_m4on*C1) ・・・ (7)
G2 = R_m2on/(R_m4on+R_m2on) ・・・ (8)
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the transistor PM4 is inserted between the pseudo capacitor C1 and the VDD power supply, if the on resistance of the transistor PM4 in the on state is the resistor R_m4on, the frequency characteristic of the node n1 is determined. It is expressed as the following equations (6) to (8).
f1 = 1 / (2 * π * (R_m4on + R_m2on) * C1) ・ ・ ・ (6)
f2 = 1 / (2 * π * R_m4on * C1) ・ ・ ・ (7)
G2 = R_m2on / (R_m4on + R_m2on) ・ ・ ・ (8)

図10は、トランジスタPM4が挿入されている場合における、Gainの周波数特性を模式的に示すグラフである。ここで、f1は高域カットオフ周波数である。高周波領域において、Gainは減少していくが、所定の周波数f2で減衰量が制限される。G2は、減衰量が制限された後のGainを示している。 FIG. 10 is a graph schematically showing the frequency characteristics of Gain when the transistor PM4 is inserted. Here, f1 is a high-frequency cutoff frequency. In the high frequency region, Gain decreases, but the amount of attenuation is limited at a predetermined frequency f2. G2 indicates Gain after the amount of attenuation is limited.

トランジスタPM4が挿入されていない場合には、カットオフ周波数fc以降Gainは−20dB/decの傾きで減衰を続けるが、トランジスタPM4が挿入されている場合には、トランジスタPM4のオン抵抗により、所定の周波数f2を境にGainは式(8)のG2(すなわち、R_m2on/(R_m4on+R_m2on))にとどまる。 When the transistor PM4 is not inserted, the Gain continues to be attenuated with a gradient of -20 dB / dec after the cutoff frequency fc, but when the transistor PM4 is inserted, it is determined by the on-resistance of the transistor PM4. With the frequency f2 as the boundary, Gain remains in G2 of the equation (8) (that is, R_m2on / (R_m4on + R_m2on)).

すなわち、本実施例のスイッチ回路20では、VDD電源と疑似ダイオードD1との間に挿入されたトランジスタPM4のオン抵抗により、疑似ダイオードD1のキャパシタとしての働きが阻害され、ノードn1の電位が入出力信号のレベルに応じて変動可能(応答可能)な状態となる。これにより、ノードn1の高域周波数特性が悪化せず、ノードn1の電位はトランジスタNM1のソースノード又はドレインノードの高周波信号に追従可能となる。従って、バックバイアス効果によるトランジスタNM1の閾値電圧Vthの上昇を抑え、高周波領域でのポートPT1及びPT2の間の損失特性の悪化を改善し、良好な損失特性を得ることが可能となるのである。 That is, in the switch circuit 20 of this embodiment, the on-resistance of the transistor PM4 inserted between the VDD power supply and the pseudo diode D1 hinders the function of the pseudo diode D1 as a capacitor, and the potential of the node n1 is input and output. It becomes a variable (responsive) state according to the signal level. As a result, the high frequency characteristic of the node n1 does not deteriorate, and the potential of the node n1 can follow the high frequency signal of the source node or the drain node of the transistor NM1. Therefore, it is possible to suppress an increase in the threshold voltage Vth of the transistor NM1 due to the back bias effect, improve the deterioration of the loss characteristic between the ports PT1 and PT2 in the high frequency region, and obtain a good loss characteristic.

また、第2バイアス電圧源VB2は電圧値が可変な電圧源であるため、トランジスタPM4のゲート電圧を変化させることにより、トランジスタPM4のオン抵抗を変化させることが可能である。従って、式(6)における高域カットオフ周波数を適切な値に調整することが可能となる。 Further, since the second bias voltage source VB2 is a voltage source having a variable voltage value, it is possible to change the on-resistance of the transistor PM4 by changing the gate voltage of the transistor PM4. Therefore, the high cutoff frequency in the equation (6) can be adjusted to an appropriate value.

以上のように、本実施例のスイッチ回路20では、トランジスタNM1のバックバイアスコントロールを行うことに加え、トランジスタNM1及びNM2のバックゲートへの電源電圧VDDの供給、すなわちトリプルウェル構造におけるN型ウェルNWへの電源電圧の供給をトランジスタPM4を介して行う。これにより、ノードn1の高周波領域での特性を改善し、トランジスタNM1のソースノード又はドレインノードの動作に追従させることが可能となる。 As described above, in the switch circuit 20 of the present embodiment, in addition to controlling the back bias of the transistor NM1, the power supply voltage VDD is supplied to the back gates of the transistors NM1 and NM2, that is, the N-type well NW in the triple well structure. The power supply voltage is supplied to the power supply through the transistor PM4. This makes it possible to improve the characteristics of the node n1 in the high frequency region and to follow the operation of the source node or the drain node of the transistor NM1.

また、本実施例のスイッチ回路20では、トランジスタPM4のゲート電圧を変化させることにより、トランジスタPM4のオン抵抗を変化させ、高域カットオフ周波数を適切な値に調整することが可能である。従って、各々の入力信号の周波数に対応したカットオフ周波数に調整することにより、バックバイアス効果によるトランジスタNM1の閾値電圧Vthの上昇を抑え、高周波領域でのポートPT1及びPT2の間の損失特性の悪化を改善して良好な損失特性を得ることができる。 Further, in the switch circuit 20 of the present embodiment, the on-resistance of the transistor PM4 can be changed by changing the gate voltage of the transistor PM4, and the high-frequency cutoff frequency can be adjusted to an appropriate value. Therefore, by adjusting the cutoff frequency corresponding to the frequency of each input signal, the increase in the threshold voltage Vth of the transistor NM1 due to the back bias effect is suppressed, and the loss characteristic between the ports PT1 and PT2 in the high frequency region deteriorates. Can be improved to obtain good loss characteristics.

また、本実施例のスイッチ回路20は、バルク型CMOSデバイスに内蔵されているため、専用ICを別途用いたシステムとして構成する場合や昇圧回路を用いた場合と比べて、装置規模を抑えることが可能となる。 Further, since the switch circuit 20 of this embodiment is built in the bulk type CMOS device, the scale of the device can be reduced as compared with the case of configuring as a system using a dedicated IC separately or the case of using a booster circuit. It will be possible.

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施例では、メインスイッチのトランジスタとしてNMOSトランジスタを用いる例について説明したが、PMOSトランジスタをメインスイッチのトランジスタとして用いても良い。また、NMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのトランスファーゲートを用いることも可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the example in which the NMOS transistor is used as the transistor of the main switch has been described, but the MOSFET transistor may be used as the transistor of the main switch. It is also possible to use a transfer gate of an NMOS transistor and a MOSFET transistor.

また、上記実施例では、第1バイアス電圧源VB1が、抵抗R2及びR3を介してトランジスタNM1のソース及びドレインとポートPT1及びポートPT2とに接続されている構成について説明したが、抵抗の代わりにインダクタを用いても良い。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the first bias voltage source VB1 is connected to the source and drain of the transistor NM1 and the port PT1 and the port PT2 via the resistors R2 and R3 has been described. An inductor may be used.

また、上記実施例1では、N型ウェルNWとVDD電源との間に抵抗R1を挿入した構成について説明したが、これとは異なり、例えば入出力信号の使用周波数帯のみをターゲットとしてフィルタや共振回路を挿入することも可能である。 Further, in the first embodiment, the configuration in which the resistor R1 is inserted between the N-type well NW and the VDD power supply has been described, but unlike this, for example, a filter or resonance targeting only the frequency band of the input / output signal is used. It is also possible to insert a circuit.

また、上記実施例では、トランジスタNM1のソースがポートPT1に接続され、ドレインがポートPT2に接続されている例について説明した。しかしこれとは逆に、トランジスタNM1のドレインがポートPT1に接続され、ソースがポートPT2に接続されている構成としても良い。 Further, in the above embodiment, an example in which the source of the transistor NM1 is connected to the port PT1 and the drain is connected to the port PT2 has been described. However, on the contrary, the drain of the transistor NM1 may be connected to the port PT1 and the source may be connected to the port PT2.

10,20 スイッチ回路
11,21 ノード部
D1 疑似ダイオード
NM1〜3、PM4 トランジスタ
R1〜R3 抵抗
VB1,VB2 バイアス電圧源
PT1〜4 ポート
SW1〜4 スイッチ
10,20 Switch circuit 11,21 Node part D1 Pseudo diode NM1, PM4 Transistor R1 to R3 Resistor VB1, VB2 Bias voltage source PT1 to 4 Port SW1 to 4 Switch

Claims (10)

第1導電型の基板からなる第1ウェルと、
前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、
前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、
前記第3ウェル内に設けられ、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、
電源電圧の印加を受ける電源端子と、前記電源端子及び前記第2ウェルの間に接続された抵抗部と、からなり、前記抵抗部と前記第2ウェル及び前記第3ウェルの接触領域とを介して前記電源電圧を前記スイッチングトランジスタのバックゲートに印加する電圧印加手段と、
前記第3ウェル内に設けられ、前記制御信号に応じてオン又はオフとなり、前記スイッチングトランジスタの前記バックゲートと前記スイッチングトランジスタの前記ソース又はドレインとの接続又は遮断を行う第1の基板電位制御トランジスタと、
を備えることを特徴とするスイッチデバイス。
The first well made of the first conductive type substrate and
The second well of the second conductive type, which is the opposite conductive type to the first conductive type, provided in the first well,
With the first conductive type third well provided in the second well,
A switching transistor provided in the third well, which is turned on or off according to a control signal applied to the gate, and transmits or cuts a signal between the source and the drain.
It is composed of a power supply terminal to which a power supply voltage is applied, a resistance portion connected between the power supply terminal and the second well, and via a contact region between the resistance portion and the second well and the third well. A voltage applying means for applying the power supply voltage to the back gate of the switching transistor, and
A first substrate potential control transistor provided in the third well, which is turned on or off according to the control signal to connect or cut off the back gate of the switching transistor and the source or drain of the switching transistor. When,
A switch device characterized by being equipped with.
第1導電型の基板からなる第1ウェルと、
前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、
前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、
前記第3ウェル内に設けられ、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、
電源電圧の印加を受ける電源端子と、前記電源端子及び前記第2ウェルの間に接続された抵抗部と、からなり、前記抵抗部と前記第2ウェル及び前記第3ウェルの接触領域とを介して前記電源電圧を前記スイッチングトランジスタのバックゲートに印加する電圧印加手段と、
前記第1ウェル内に設けられ、ゲートに前記制御信号を反転した反転信号の印加を受けてオン又はオフとなり、前記スイッチングトランジスタのバックゲートと接地電位との間の接続又は遮断を行う第2の基板電位制御トランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のスイッチデバイス。
The first well made of the first conductive type substrate and
The second well of the second conductive type, which is the opposite conductive type to the first conductive type, provided in the first well,
With the first conductive type third well provided in the second well,
A switching transistor provided in the third well, which is turned on or off according to a control signal applied to the gate, and transmits or cuts a signal between the source and the drain.
It is composed of a power supply terminal to which a power supply voltage is applied, a resistance portion connected between the power supply terminal and the second well, and via a contact region between the resistance portion and the second well and the third well. A voltage applying means for applying the power supply voltage to the back gate of the switching transistor, and
A second well provided in the first well, which is turned on or off by receiving an inverting signal obtained by inverting the control signal to the gate, and connects or cuts off between the back gate of the switching transistor and the ground potential. Substrate potential control transistor and
The switch device according to claim 1, wherein the switch device comprises.
前記抵抗部は、一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記第2ウェルに接続された抵抗素子からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のスイッチデバイス。 The switch device according to claim 1 or 2, wherein the resistance portion includes a resistance element having one end connected to the power supply terminal and the other end connected to the second well. 第1導電型の基板からなる第1ウェルと、
前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、
前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、
前記第3ウェル内に設けられ、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、
電源電圧の印加を受ける電源端子と、前記電源端子及び前記第2ウェルの間に接続された抵抗部と、からなり、前記抵抗部と前記第2ウェル及び前記第3ウェルの接触領域とを介して前記電源電圧を前記スイッチングトランジスタのバックゲートに印加する電圧印加手段と、
前記第1ウェル内の前記第2ウェル及び前記第3ウェルから離間した位置に設けられた前記第2導電型の第4ウェルと、
を備え、
前記抵抗部は、前記第4ウェル内に設けられ、ゲートに印加されるバイアス電圧に応じてオン又はオフとなり、前記電源端子と前記第2ウェル及び前記第3ウェルの接触領域との間の接続又は遮断を行う抵抗トランジスタからなることを特徴とするスイッチデバイス。
The first well made of the first conductive type substrate and
The second well of the second conductive type, which is the opposite conductive type to the first conductive type, provided in the first well,
With the first conductive type third well provided in the second well,
A switching transistor provided in the third well, which is turned on or off according to a control signal applied to the gate, and transmits or cuts a signal between the source and the drain.
It is composed of a power supply terminal to which a power supply voltage is applied, a resistance portion connected between the power supply terminal and the second well, and via a contact region between the resistance portion and the second well and the third well. A voltage applying means for applying the power supply voltage to the back gate of the switching transistor, and
The second well in the first well and the second conductive type fourth well provided at a position separated from the third well.
With
The resistance portion is provided in the fourth well and is turned on or off according to the bias voltage applied to the gate, and is a connection between the power supply terminal and the contact regions of the second well and the third well. or wherein the to Luz switch device that a resistor transistor for blocking.
前記抵抗トランジスタのゲートに前記バイアス電圧を印加するバイアス電圧供給部を備え、
前記バイアス電圧供給部は、前記バイアス電圧の電圧値を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項に記載のスイッチデバイス。
A bias voltage supply unit for applying the bias voltage to the gate of the resistance transistor is provided.
The switch device according to claim 4 , wherein the bias voltage supply unit is configured so that the voltage value of the bias voltage can be changed.
第1導電型の基板からなる第1ウェルと、前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、を有するトリプルウェル構造の領域の前記第3ウェルの表面に形成され、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、A first well made of a first conductive type substrate, a second well of a second conductive type opposite to the first conductive type provided in the first well, and a second well of a second conductive type provided in the second well. It is formed on the surface of the third well in the region of the triple well structure having the first conductive type third well, and is turned on or off depending on the control signal applied to the gate, and is between the source and the drain. A switching transistor that transmits or cuts off the signal of
電源電圧の印加を受ける電源端子と、The power supply terminal that receives the power supply voltage and
前記第2ウェルと前記第3ウェルとの接触領域に形成され、前記スイッチングトランジスタのバックゲートにアノードが接続された寄生ダイオードと、A parasitic diode formed in the contact region between the second well and the third well and having an anode connected to the back gate of the switching transistor.
前記電源端子と前記寄生ダイオードのカソードとの間に接続された抵抗部と、A resistor connected between the power supply terminal and the cathode of the parasitic diode,
ソース及びドレインが前記スイッチングトランジスタのバックゲートとソース又はドレインとの間に接続され、ゲートに前記制御信号の印加を受ける第1の基板電位制御トランジスタと、A first substrate potential control transistor in which the source and drain are connected between the back gate of the switching transistor and the source or drain and the control signal is applied to the gate.
を備えることを特徴とするスイッチ回路。A switch circuit characterized by being provided with.
第1導電型の基板からなる第1ウェルと、前記第1ウェル内に設けられた前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第2ウェルと、前記第2ウェル内に設けられた前記第1導電型の第3ウェルと、を有するトリプルウェル構造の領域の前記第3ウェルの表面に形成され、ゲートに印加される制御信号に応じてオン又はオフとなり、ソース及びドレイン間の信号の伝送又は遮断を行うスイッチングトランジスタと、
電源電圧の印加を受ける電源端子と、
前記第2ウェルと前記第3ウェルとの接触領域に形成され、前記スイッチングトランジスタのバックゲートにアノードが接続された寄生ダイオードと、
前記電源端子と前記寄生ダイオードのカソードとの間に接続された抵抗部と、
ソース及びドレインが前記スイッチングトランジスタのバックゲートと接地電位との間に接続され、ゲートに前記制御信号を反転した反転信号の印加を受ける第2の基板電位制御トランジスタと、
を備えることを特徴とするスイッチ回路。
A first well made of a first conductive type substrate, a second well of a second conductive type opposite to the first conductive type provided in the first well, and a second well of a second conductive type provided in the second well. It is formed on the surface of the third well in the region of the triple well structure having the first conductive type third well, and is turned on or off depending on the control signal applied to the gate, and is between the source and the drain. A switching transistor that transmits or cuts off the signal of
The power supply terminal that receives the power supply voltage and
A parasitic diode formed in the contact region between the second well and the third well and having an anode connected to the back gate of the switching transistor.
A resistor connected between the power supply terminal and the cathode of the parasitic diode,
A second substrate potential control transistor in which a source and a drain are connected between the back gate and the ground potential of the switching transistor and receive an inverting signal obtained by inverting the control signal at the gate.
A switch circuit characterized by being provided with.
前記抵抗部は、一端が前記電源端子に接続され且つ他端が前記寄生ダイオードのカソードに接続された抵抗素子からなることを特徴とする請求項6又は7に記載のスイッチ回路。 The switch circuit according to claim 6 or 7, wherein the resistance portion includes a resistance element having one end connected to the power supply terminal and the other end connected to the cathode of the parasitic diode. 前記抵抗部は、ソース及びドレインが前記電源端子と前記寄生ダイオードのカソードとの間に接続され、ゲートにバイアス電圧の印加を受ける抵抗トランジスタからなることを特徴とする請求項6又は7に記載のスイッチ回路。 The resistance portion according to claim 6 or 7 , wherein the source and drain are connected between the power supply terminal and the cathode of the parasitic diode, and the resistance portion comprises a resistance transistor to which a bias voltage is applied to the gate. Switch circuit. 前記抵抗トランジスタのゲートに前記バイアス電圧を印加するバイアス電圧供給部を備え、
前記バイアス電圧供給部は、前記バイアス電圧の電圧値を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項に記載のスイッチ回路。
A bias voltage supply unit for applying the bias voltage to the gate of the resistance transistor is provided.
The switch circuit according to claim 9 , wherein the bias voltage supply unit is configured so that the voltage value of the bias voltage can be changed.
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