JPH04200012A - ダイオードスイッチ駆動回路 - Google Patents

ダイオードスイッチ駆動回路

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JPH04200012A
JPH04200012A JP33300390A JP33300390A JPH04200012A JP H04200012 A JPH04200012 A JP H04200012A JP 33300390 A JP33300390 A JP 33300390A JP 33300390 A JP33300390 A JP 33300390A JP H04200012 A JPH04200012 A JP H04200012A
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diode
transistor
capacitor
control signal
circuit
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Hideyuki Ishiwatari
石渡 秀幸
Haruo Kojima
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、マイクロ波レーダ装置、通信装置等におい
て、高周波信号の切換やパルス変調器等に用いられるダ
イオードスイッチ駆動回路に関する。
(従来の技術) 一般に、マイクロ波帯RF信号の伝送線路を断続する回
路には、第4図に示すようなRFスイッチ用ダイオード
(例えばPINダイオード)によるダイオードスイッチ
駆動回路が用いられる。
第4図において、1はRFスイッチ用ダイオード、2は
PNP トランジスタ、4はNPN トランジスタ、5
.6は信号伝送線路、7.8は直流阻止用キャパシタ、
9はRFチョークコイル、1゜はRFバイパス用キャパ
シタ、11.17はスピードアップ用キャパシタ、12
,13.16は抵抗、15はキャパシタ、21は切換制
御信号sCの入力端である。
この回路は、信号伝送線路5,6間に並列に接続したダ
イオード1に、切換制御信号scのローレベル、ハイレ
ベルに応してそれぞれ順方向バイアス電流(正極性電流
)IF、逆方向バイアス電圧(負極性電圧)VRを選択
的に印加する回路である。これによってRFスイッチと
しては、切換制御信号SCかローレベルでオフ、ハイレ
ベルでオン状態となる。
ダイオードの順方向から逆方向への切換の場合、すなわ
ち、切換制御信号scがローレベルからハイレベルへの
切換の場合、ダイオードに蓄積されているキャリアQは
順方向バイアス電流をIF%ダイオードの少数キャリア
蓄積時間をτLとすると、Q = r p  ・τして
表される。このとき、キャパシタ15がトランジスタ4
を介して充電される時間たけトランジスタ4を導通状態
に設定し、順方向バイアス電流■、の印加時にダイオー
ド1に蓄積されたキャリアを逆バイアス電源V(−)に
流すことによって高速に切換えるようにしである。
ここで、切換中の電流をILF−R+とすると、切換時
間τ、F−1は τ、F−1−τL−1p / Itp−R+となる。こ
のため、ハンドリングパワーがそれほど大きくならなく
てもよい場合であっても、例えばPINダイオードの耐
圧が100V程度のとき、PINダイオードのI層幅W
Iは12μm程度で、少数キャリア寿命時間τ、−4μ
s程度と長くなってしまう。そこで、τL−4μs程度
のPINダイオードを用いて、例えば0.1μSて切換
える場合、切換中の電流ILF−R)はIFの数十倍に
する必要かある。
一方、逆方向から順方向への切換の場合、すなわち、切
換制御信号S。がハイレベルからローレベルへの切換の
場合、ダイオードに蓄積されるべきQはキャパシタ17
により短時間で充電される。
この切換中の電流1(,1−Flと切換時間とQの関係
は前記ILP−R)と切換時間とQの関係と同じである
。また、ハンドリングパワーの大きなRFスイッチをP
INダイオードで構成する場合、PINダイオードの耐
圧を高(するだけでなく、順方向バイアス電流IFと逆
バイアス用電圧vRも大きくしなければならない。その
ため、トランジスタ2.4の耐圧、電流も大きくしなけ
ればならないので、トランジスタ2,4の応答速度は切
換時間に比べて十分時間が短くできない。
このようなことから、従来のダイオードスイッチ回路は
以下のような欠点を有する。
逆方向から順方向への切換中に、IFより大きな電流を
ダイオード1に流す目的でキャパシタ17(スピードア
ップコンデンサ)を接続しているが、順方向から逆方向
への切換中に、本来ならばトランジスタ4てダイオード
1に蓄積されたキャリアたけを放電させたいところ、キ
ャパシタ17を介してトランジスタ2に蓄積されたキャ
リアまでも同時にV(−)電源に放電させなければなら
ない。
すなわち、逆方向から順方向への切換を高速にするため
にはキャパシタ17の容量を大きくしなければならない
が、順方向から逆方向への切換を高速にするためには、
キャパシタ17の容量を大きくできないという矛盾があ
る。このため、順方向から逆方向へ、逆方向から順方向
への両切換時の電流をIPより十分大きくし、高速化す
るのは困難であった。
(発明か解決しようとする課題) 以上述べたように従来のダイオードスイ・ソチ駆動回路
では、ハンドリングパワーか大きい場合には、順方向か
ら逆方向、逆方向から順方向への切換時間を両方とも短
縮することか困難であり、スイッチング速度の高速化は
実現困難であった。
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので
、ハンドリングパワーか大きくても、順方向から逆方向
、逆方向から順方向への切換時間を同時に短縮すること
かでき、これによってスイッチング速度の高速化を実現
できるダイオードスイッチ駆動回路を提供することを目
的とする。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明は、高周波信号の伝
送線路及び基準電位間にダイオードを接続し、前記ダイ
オードに対して逆方向バイアス電流を発生する第1の電
源と順方向バイアス電圧を発生する第2の電源とを備え
、切換制御信号に応じて前記ダイオードに前記第1、第
2の電源を選択的に接続することによりダイオードをオ
ン/オフ制御し、前記高周波信号の伝送を断続するダイ
オードスイッチ駆動回路において、前記ダイオードと前
記第1の電源とをつなぐ第1の抵抗と、 第1のトランジスタのエミッタか前記第1の電源に接続
され、ベースか第1のキャパシタを介して前記切換制御
信号の入力端子に接続され、コレクタか前記ダイオード
スイッチに接続される第1のトランジスタ回路と、 第2のトランジスタのエミッタが前記第2の電源に接続
され、ベースが第2の抵抗と第2のキャパシタの並列回
路を介して前記切換制御信号の入力端子に接続され、コ
レクタか第3の抵抗を介して前記ダイオードに接続され
る第2のトランジスタ回路と、 第3のトランジスタのエミッタが前記第2の電源に接続
され、ベースが第3のキャパシタを介して前記切換制御
信号の入力端子に接続され、コレクタが前記ダイオード
スイッチに接続される第3のトランジスタ回路とを具備
して構成される。
(作用) 上記構成によるダイオードスイ・ノチ駆動回路では、切
換制御信号がハイレベルからローレベルに切替わった場
合、第2のトランジスタは非導通状態から導通状態に、
第1のトランジスタは非導通状態のままで、ダイオード
は逆方向ノくイアスから順方向バイアスになり、RFス
イ・ソチとしてはオン状態からオフ状態になる。この切
換中に、第3のトランジスタは、第3のキャパシタから
のベース電流によって充電される時間たけ導通状態にな
り、ダイオードに順方向バイアス電流より十分大きい電
流が流れ、これによって逆方向から順方向への切換が高
速化される。
次に、切換制御信号がローレベルから71イレベルに切
替わった場合、第2のトランジスタは導通状態から非導
通状態になり、ダイオードは順方向バイアスから逆方向
バイアスになり、RFスイ・ソチとしてはオフ状態から
オン状態になる。このとき、第1のキャパシタが充電さ
れる時間だけ第1のトランジスタは導通状態となり、ダ
イオードに蓄積されたキャリアを急速に第1の電源に流
出させることかできる。そして、第3のトランジスタは
非導通状態で、放電しなければならないキャリアは蓄積
されていない。また、第2のトランジスタに蓄積された
キャリアは第2の抵抗を介して放電されるため、従来の
ようにスピードアップコンデンサを介して瞬時的に大電
流か第1の電源に流出することはない。したかって、順
方向から逆方向への切換も高速化される。
(実施例) 以下、第1図を参照してこの発明の一実施例を説明する
。第1図は第4図に示した回路にこの発明を適用した場
合の構成を示すものである。第1図において第4図同一
部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分に
ついて述べる。
第1図において、二の発明に係るタイオードスイッチ駆
動回路では、従来のダイオードスイッチ駆動回路からキ
ャパシタ17(スピードアップコンデンサ)を取り除き
、トランジスタ3を設け、そのベースをキャパシタ14
を介して切換制御信号・入力端21に、エミッタを順方
向ノくイアス用電源V(+)に、コレクタをチョークコ
イル9、伝送線路5を介してダイオード1のアノードに
接続するようにしたものである。
上記構成において、以下その動作について説明する。
まず、切換制御信号SCかノ\イレベルからローレベル
に切替わった場合、トランジスタ2は非導通状態から導
通状態に、トランジスタ4は非導通状態のままで、ダイ
オード1は逆方向ノくイアスから順方向バイアスになり
、RFスイッチとしてはオン状態からオフ状態になる。
この切換中に、トランジスタ3はキャパシタ14からの
ベース電流によって充電される時間たけ導通状態になり
、ダイオードに工、より十分大きい電流が流れ、これに
よって逆方向から順方向への切換か高速化される。
次に、切換制御信号S。がローレベルからノ\イレベル
に切替わった場合、トランジスタ2は導通状態から非導
通状態になり、ダイオード1は順方向バイアスから逆方
向バイアスになり、RFスイッチとしてはオフ状態から
オン状態になる。このとき、キャパシタ15が充電され
る時間だけトランジスタ4は導通状態となり、ダイオー
ド1に蓄積されたキャリアを急速にV (−)電源に流
出させることができる。そして、トランジスタ3は非導
通状態で、放電しなければならないキャリアは蓄積され
ていない。また、トランジスタ2に蓄積されたキャリア
は抵抗13を介して放電されるため、従来のようにスピ
ードアップコンデンサを介して瞬時的に大電流がV(−
)電源に流出することはない。したかって、順方向から
逆方向への切換も高速化される。
ここで、第2図に示すように、上記トランジスタ2〜4
のベース・エミッタ間に抵抗18〜20を介在させれば
、ベース・エミッタ間のもれ電流によりトランジスタか
誤動作するような不安定な状態になることを避けること
ができ、しかもキャパシタ11.14.15の充放電の
時定数を安定させることもできる。
さらに、第3図に示すように、トランジスタ3のエミッ
タに前記順方向バイアス電源V(+)の電圧よりも高い
電源V(++)を接続すれば、逆方向から順方向への切
換をさらに高速化できる。
尚、第2図及び第3図において、第1図と同一部分には
同一符号を付して示し、その説明を省略する。
マタ、このダイオードスイッチ駆動回路はRFスイッチ
に限らず、移相器、ステ・ソプア・ソテネータ等に用い
るダイオードスイッチにも実施可能であることはいうま
でもない。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、ノ\ンドリングパワー
が大きくても、順方向から逆方向、逆方向から順方向へ
の切換時間を同時に短縮することができ、これによって
スイッチング速度の高速化を実現できるダイオードスイ
ッチ駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るダイオードスイッチ駆動回路の
一実施例を示す回路図、第2図及び第3図はそれぞれこ
の発明に係る他の実施例を示す回路図、第4図は従来の
ダイオードスイッチ駆動回路の構成を示す回路図である
。 1・・・RFスイッチ用ダイオード、2,3・・・PN
P )ランジスタ、4・・・NPN トランジスタ、5
.6・・・信号伝送線路、7.8・・・直流阻止用キャ
パシタ、9・・RFチョークコイル、10・・・RFバ
イパス用−t−ヤパシタ、1117・・・スピードアッ
プ用キャパシタ、12.13,16.18〜20・・・
抵抗、14.15・・・キャパシタ、21・・切換制御
信号入力端、SC・・・切換制御信号。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高周波信号の伝送線路及び基準電位間にダイオー
    ドを接続し、前記ダイオードに対して逆方向バイアス電
    流を発生する第1の電源と順方向バイアス電圧を発生す
    る第2の電源とを備え、切換制御信号に応じて前記ダイ
    オードに前記第1、第2の電源を選択的に接続すること
    によりダイオードをオン/オフ制御し、前記高周波信号
    の伝送を断続するダイオードスイッチ駆動回路において
    、前記ダイオードと前記第1の電源とをつなぐ第1の抵
    抗と、 第1のトランジスタのエミッタが前記第1の電源に接続
    され、ベースが第1のキャパシタを介して前記切換制御
    信号の入力端子に接続され、コレクタが前記ダイオード
    スイッチに接続される第1のトランジスタ回路と、 第2のトランジスタのエミッタが前記第2の電源に接続
    され、ベースが第2の抵抗と第2のキャパシタの並列回
    路を介して前記切換制御信号の入力端子に接続され、コ
    レクタが第3の抵抗を介して前記ダイオードに接続され
    る第2のトランジスタ回路と、 第3のトランジスタのエミッタが前記第2の電源に接続
    され、ベースが第3のキャパシタを介して前記切換制御
    信号の入力端子に接続され、コレクタが前記ダイオード
    スイッチに接続される第3のトランジスタ回路とを具備
    するダイオードスイッチ駆動回路。
  2. (2)前記第3のトランジスタのエミッタは、前記第2
    の電源の発生電圧より高い電圧を発生する第3の電源に
    接続されることを特徴とする請求項1記載のダイオード
    スイッチ駆動回路。
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