JPH05136674A - 高周波信号用スイツチ - Google Patents

高周波信号用スイツチ

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JPH05136674A
JPH05136674A JP29423591A JP29423591A JPH05136674A JP H05136674 A JPH05136674 A JP H05136674A JP 29423591 A JP29423591 A JP 29423591A JP 29423591 A JP29423591 A JP 29423591A JP H05136674 A JPH05136674 A JP H05136674A
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JP
Japan
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high frequency
frequency signal
voltage
fets
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP29423591A
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English (en)
Inventor
Masanori Akagi
政則 赤木
Hidetoshi Maeda
英俊 前田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 入力された高周波信号を等分に分配する電力
分配器1を設ける。上記電力分配器1からの各信号を断
接するFET3・8をそれぞれ設ける。FET3・8か
らの信号を合成する電力合成器9を設ける。 【効果】 各FET3・8の出力側であるソース電圧が
低減されるので、各FET3・8のゲート−ソース間電
圧がピンチオフ電圧以下となることが減少し、各FET
3・8のON/OFF制御がより確実となる。したがっ
て、大電力の高周波信号が印加されても高周波信号の伝
達における歪みの発生が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線機等で高周波信号
である送受信信号を同一のアンテナで切り替える高周波
信号用スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような高周波信号用スイッ
チとしては、例えば図3に示すように、電界効果トラン
ジスタであるFET21〜24を用いたものが知られて
おり、高周波信号の切り替えは、各FET21〜24の
ゲートに印加する電圧の制御によりなされる。
【0003】受信時、アンテナ(ANT)から受信され
た信号は、増幅するための低雑音増幅器(図示せず)で
あるRX側に送るために、FET21・23をON状態
とし、一方、FET22・24をOFF状態とするよう
にCONT.25・26端子に電圧をそれぞれ印加す
る。
【0004】上記の各FET21〜24がガリウムひ素
FETの場合、各FET21〜24をOFFにするため
には各ゲートにピンチオフ電圧以下の負電圧を印加する
必要がある。このため、各FET21〜24の制御に
は、供給され得る電圧で上記条件を満たす負電圧と、各
FET21〜24をONさせるためのピンチオフ電圧以
上の電圧とが必要となる。
【0005】一方、送信時、FET22・24をONと
し、FET21・23をOFFとするようにCONT.
25・26端子に電圧を印加する。このとき、送信に必
要な電力に信号を増幅する電力増幅器(TX側)からア
ンテナ(ANT)には低インピーダンスであり、電力増
幅器(TX側)から低雑音増幅器(RX側)およびアン
テナ(ANT)から低雑音増幅器(RX側)への経路に
は高インピーダンスとなる。このようにしてアンテナ
(ANT)において送受信する高周波信号を切り替えて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、FET22のゲート−ソース間電圧はCON
T.26の制御電圧から上記FET22のソース電圧を
減じた値となるので、回路のインピーダンスが50Ωに
設定されている場合、送信側の電力増幅器から出力され
る信号の電力が、例えば20dBmに達すると、FET
22のソース側での電位は±3V以上となる。
【0007】これにより、そのソース電位が正側にふれ
たとき、CONT.26からの制御電圧が、FET22
をONさせるために通常の状態におけるピンチオフ電圧
以上としても、FET22のゲート−ソース間電圧がピ
ンチオフ電圧以下となることがある。よって、FET2
2が充分にONとならず伝達される高周波信号に歪みを
生じ、線型性が要求される無線器などで使用できないと
いう問題点を有している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波信号用ス
イッチは、以上の課題を解決するために、入力された高
周波信号の電力を複数に分配する電力分配器が設けら
れ、上記電力分配器からの各高周波信号を断接する電界
効果トランジスタ(以下、FETという)がそれぞれ設
けられ、上記各FETからの高周波信号を合成して出力
する電力合成器が設けられていることを特徴としてい
る。
【0009】
【作用】上記の構成によれば、前記電力分配器により分
配された電力は、各FETの出力端(ソース側)におい
て各FETのゲートに印加される高周波信号を断接する
ための制御電圧に対して、ゲート−ソース間電圧がピン
チオフ電圧以下とならない電力量とすることができるこ
とにより、各FETのON/OFF制御をより確実にで
きる。
【0010】このことから、大電力の高周波信号が印加
された際、従来はFETのゲート−ソース間電圧がピン
チオフ電圧以下となって、FETが充分にONとならず
伝達される高周波信号に歪みを生じていたが、上記構成
は、各FETのON/OFF制御をより確実にできるこ
とから、高周波信号の伝達における歪みの発生が低減さ
れる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例について図1および図2に
基づいて説明すれば、以下の通りである。高周波信号用
スイッチはマイクロ波集積回路として設けられ、そのマ
イクロ波集積回路には、誘電体からなる基板が用いら
れ、その基板の裏面に接地用導体が貼り付けられ、上記
の基板の表面に金属を蒸着・メッキおよびエッチングし
て伝送線路であるストリップラインの回路パターンが形
成されている。
【0012】次に、トランジスタ等の能動素子や、抵
抗、キャパシタ、インダクタ等の受動素子などの個別部
品が上記の回路パターンに半田付け、あるいは熱圧着し
て取り付けられている。なお、上記の基板としては、誘
電体であるガラスエポキシ、アルミナ等のセラミック
ス、フッ素樹脂等が用いられる。
【0013】高周波信号用スイッチでは、図1に示すよ
うに、送信側の入力端子TXより増幅されて入力される
高周波信号がデバイダ(電力分配器)1に接続され、そ
の高周波信号の電力が等分に分配されて、電力分配器1
からの各出力が、インピーダンスを整合するための整合
用ストリップライン2にそれぞれ接続されている。
【0014】これら整合用ストリップライン2・2から
の出力は、高周波信号を断接する手段としてのFET5
・7におけるドレイン・ソースを介してそれぞれ接地さ
れると共に、整合用ストリップライン2を介してFET
(電界効果トランジスタ)3・8のソース電極にそれぞ
れ接続されている。
【0015】各FET3・8のドレイン出力は、整合用
ストリップライン2をそれぞれ介して、入力された各高
周波信号の電力を合成するコンバイナ(電力合成器)9
にそれぞれ接続され、このコンバイナ9からの合成出力
はインピーダンス整合されてアンテナ(ANT)に接続
されている。
【0016】一方、受信側では、アンテナ(ANT)か
らの高周波信号が、整合用ストリップライン2を介して
FET6のドレインに接続され、このFET6のソース
は整合用ストリップライン2を介してFET4のドレイ
ンと出力端子RXに接続されている。上記の各FET3
・4・5・6・7・8は高周波特性に優れた半導体、例
えばガリウムひ素やシリコン等からなっている。
【0017】また、FET3・4・8のゲートは、抵抗
10をそれぞれ介してCONT.1に接続され、このC
ONT.1の制御電圧によって各FET3・4・8がO
N/OFF制御される。一方、FET5・6・7のゲー
トは、抵抗10をそれぞれ介してCONT.2に接続さ
れ、このCONT.2の制御電圧によって各FET5・
6・7がON/OFF制御される。
【0018】前記デバイダ1は、図2(a)に示すよう
に、特性インピーダンスZ0 のマイクロストリップ1a
に基本周波数の波長Λに対して、長さΛ/4で特性イン
ピーダンス21/2 0 のマイクロストリップ1bを分岐
部として2本接続すれば、同位相で等しい電力に分割で
き、さらに、分岐部からの反射を防止するために、分岐
後長さΛ/4のところで分岐部同士を2Z0 の分離抵抗
11で結合し、それ以降のストリップ線1aの特性イン
ピーダンスをZ0 に戻してある。これにより、デバイダ
1では、入力された高周波信号の電力を等分に分配する
ことができる。
【0019】一方、前記コンバイナ9は、図2(b)に
示すように、上記のデバイダ1とは逆の構成となってい
て、各in1から入力された高周波信号は、マイクロスト
リップ9aを通って、合成抵抗12とマイクロストリッ
プ9bの分岐点に到達するとき、合成抵抗12に向かう
方のインピーダンスが、マイクロストリップ9bに向か
う方のインピーダンスより大きいため、各高周波信号は
合成抵抗12より各マイクロストリップ9bの方へそれ
ぞれ進行し、合流点で合成される。ただし、合成抵抗1
2に流れる高周波信号の電流分も若干存在し損失とな
る。これにより、入力された各高周波信号の電力を合成
することができる。
【0020】次に、上記実施例の構成の動作について説
明すると、図1に示すように、送信側の入力端子TXよ
り入力された高周波信号は、デバイダ1により等分に分
配される。このとき、FET3・4・8は、CONT.
1端子に印加される制御電圧により、ON状態となって
おり、一方、FET5・6・7は、CONT.2より印
加される制御電圧によってOFF状態となっている。
【0021】FET3・8の出力側のインピーダンス
は、例えば50Ωに整合用ストリップライン2により整合
されているので、FET3・8のソース側では出力され
る電力にしたがって電圧が発生する。
【0022】ところで、従来は、送信側の電力増幅器か
ら出力される高周波信号の電力が、例えば20dBmに
達すると、回路インピーダンスが50Ωの場合、高周波信
号を断接するFETのソース側での電位は±3V以上と
なり、そのソース電位が正側にふれたとき、FETのゲ
ート−ソース間電圧はCONT.の制御電圧からソース
電圧を減じた値となる。
【0023】よって、FETのゲート−ソース間電圧が
ピンチオフ電圧以下となる場合を生じることから、FE
Tが充分ONとならない時を生じ、高周波信号を無歪み
で伝達することができなくなることから、線型性が要求
される無線器などで使用できなくなっていた。
【0024】しかしながら、上記構成では、デバイダ1
により入力された高周波信号が等分に分割されているの
で、各FET3・8のソース側で発生する電圧も低減さ
れることから、各FET3・8のゲートに印加される制
御電圧に対して、ゲート−ソース間電圧がピンチオフ電
圧以下となることが減少する。
【0025】これにより、上記構成は、入力端子TXに
大電力の高周波信号が印加されても、各FET3・8の
CONT.1によるON/OFF制御がより確実にで
き、伝達される高周波信号を低歪みで伝達できて、高周
波信号の線型性を損なうことが回避される。
【0026】また、各FET3・8から出力された各高
周波信号はコンバイナ9により再び合成され、出力端子
(ANT)に供給される。このとき、受信側のRXに
は、FET6はOFFであり、僅かに通過した高周波信
号の電力についてはFET4がON状態であり短絡状態
となっているので、上記高周波信号は伝達されない。
【0027】このような高周波用スイッチは、容易にI
C(Integrated Circuit)化できて小型化でき、さらに
モノリシックICに組み込むことも可能であるので、携
帯用無線機などに好適に使用される。
【0028】なお、上記実施例の構成では、入力端子T
Xからの高周波信号を等分に分配した例を挙げたが、等
分に限定されることはなく、用いるFET3・8の規格
などに応じて、それらの配分割合を変更してもよい。ま
た、入力端子TXからの高周波信号を、3つ以上の複数
に分配するデバイダ1を設けることも可能であり、この
ときは、それぞれの出力信号に高周波信号を断接するF
ETを設け、各FETからの各信号を合成するコンバイ
ナを設ければよい。
【0029】
【発明の効果】本発明の高周波信号用スイッチは、以上
のように、入力された高周波信号の電力を複数に分配す
る電力分配器が設けられ、上記電力分配器からの各高周
波信号を断接するFETがそれぞれ設けられ、上記各F
ETからの高周波信号を合成して出力する電力合成器が
設けられている構成である。
【0030】それゆえ、大電力の高周波信号が印加され
た際、従来はFETのゲート−ソース間電圧がピンチオ
フ電圧以下となって、FETが充分にONとならず伝達
される高周波信号に歪みを生じていたが、上記構成は、
各FETのON/OFF制御をより確実にできることか
ら、高周波信号の伝達における歪みの発生が低減され
る。したがって、上記構成は、低電圧で大電力の高周波
信号の切り替えが可能となり、大電力が印加されても高
周波信号の伝達における線型性を損なうことが低減され
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波信号用スイッチのブロック図で
ある。
【図2】上記高周波信号用スイッチにおける電力分配器
と電力合成器の概略構成図である。
【図3】従来の高周波信号用スイッチのブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 デバイダ(電力分配器) 3 FET(電界効果トランジスタ) 8 FET(電界効果トランジスタ) 9 コンバイナ(電力合成器)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力された高周波信号の電力を複数に分配
    する電力分配器が設けられ、上記電力分配器からの各高
    周波信号を断接する電界効果トランジスタがそれぞれ設
    けられ、上記各電界効果トランジスタからの高周波信号
    を合成して出力する電力合成器が設けられていることを
    特徴とする高周波信号用スイッチ。
JP29423591A 1991-11-11 1991-11-11 高周波信号用スイツチ Pending JPH05136674A (ja)

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JP29423591A JPH05136674A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 高周波信号用スイツチ

Applications Claiming Priority (1)

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JP29423591A JPH05136674A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 高周波信号用スイツチ

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JPH05136674A true JPH05136674A (ja) 1993-06-01

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ID=17805098

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JP29423591A Pending JPH05136674A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 高周波信号用スイツチ

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JP (1) JPH05136674A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011013403A1 (ja) * 2009-07-29 2011-02-03 京セラ株式会社 トランスファーゲート回路ならびにそれを用いた電力合成回路,電力増幅回路,送信装置および通信装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011013403A1 (ja) * 2009-07-29 2011-02-03 京セラ株式会社 トランスファーゲート回路ならびにそれを用いた電力合成回路,電力増幅回路,送信装置および通信装置
JP5204902B2 (ja) * 2009-07-29 2013-06-05 京セラ株式会社 トランスファーゲート回路ならびにそれを用いた電力合成回路,電力増幅回路,送信装置および通信装置

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