JPH05145388A - Transfer gate switch circuit - Google Patents

Transfer gate switch circuit

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JPH05145388A
JPH05145388A JP30434491A JP30434491A JPH05145388A JP H05145388 A JPH05145388 A JP H05145388A JP 30434491 A JP30434491 A JP 30434491A JP 30434491 A JP30434491 A JP 30434491A JP H05145388 A JPH05145388 A JP H05145388A
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fet
switch circuit
output
signal
input
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Inventor
Fumihiko Shimizu
文彦 志水
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To realize a transmission signal by suppressing a parasitic capacitance caused in a FET as a switching element and crosstalk due to a gate control line so as to improve the isolation between the input and the output or between noninverting and inverting phases. CONSTITUTION:With FETs 21, 22 set off by a control signal CS, a crosstalk component appearing at an output terminal OUT through a parasitic capacitance C3 caused between a drain and a source of the FET 21 and a parasitic capacitance C6 caused between common gate control lines of the FETs 21, 22 and the gate and source of the FET 22 is suppressed by resistors 31, 32. On the other hand, a crosstalk component appearing at a connecting point A through parasitic capacitors C3, C4 caused between the drain and gate and the gate and source of the FET 21 is bypassed to a fixed voltage VBB through the FET 6. Moreover, through the constitution above, the isolation between the input and output is considerably improved. Thus, the high speed transmission signal is realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばマトリクスス
イッチ回路のスイッチセルとして利用され、特に集積回
路化に適するトランスファーゲートスイッチ回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transfer gate switch circuit which is used as a switch cell of, for example, a matrix switch circuit and is particularly suitable for integration into an integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、マトリクススイッチ回路にあ
っては、スイッチセルとしてトランスファーゲートスイ
ッチ回路がよく用いられる。図7に従来のトランスファ
ーゲート回路を用いたトランスファーゲートスイッチ回
路の基本構成を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, transfer gate switch circuits are often used as switch cells in matrix switch circuits. FIG. 7 shows a basic configuration of a transfer gate switch circuit using a conventional transfer gate circuit.

【0003】図7において、FET1はドレインが固定
電位(図ではGND)に接続されたオープンソースのバ
ッファで、ゲートが信号入力端INに接続されており、
そのソースはスイッチ素子となるFET2のドレインに
接続される。このFET2は抵抗3を介してゲートに供
給される制御信号CSに応じてドレイン入力をソースか
らオン/オフ出力するもので、そのソースは信号出力端
OUTに接続されると共に終端抵抗(T)4を介してバ
イアス電位VT に接続される。
In FIG. 7, FET1 is an open source buffer whose drain is connected to a fixed potential (GND in the figure), and whose gate is connected to a signal input terminal IN,
The source is connected to the drain of FET2 which serves as a switching element. The FET 2 turns on / off the drain input from the source according to the control signal CS supplied to the gate through the resistor 3, and the source is connected to the signal output end OUT and the terminating resistor (T) 4 Is connected to the bias potential VT.

【0004】すなわち、上記構成のスイッチ回路は、F
ET1により信号入力を電圧/電流変換した後、その電
流信号をFET2でオン/オフ出力し、終端抵抗4で電
流/電圧変換して出力するようにしたものである。
That is, the switch circuit having the above structure is
After the signal input is voltage / current converted by the ET1, the current signal is turned on / off by the FET2, and the current / voltage is converted and output by the terminating resistor 4.

【0005】ところで、マトリクススイッチ回路では、
集積回路化と共に広帯域化が進められており、これに伴
って、スイッチセルとしてのトランスファーゲートスイ
ッチ回路も、素子数を極力抑えながらアイソレーション
を改善することが要求されている。
By the way, in the matrix switch circuit,
Along with the integration into an integrated circuit, a wider band is being advanced, and accordingly, a transfer gate switch circuit as a switch cell is also required to improve isolation while suppressing the number of elements as much as possible.

【0006】ここで、図7の構成によるスイッチ回路に
ついて、ギガビット/秒級の高周波信号の入出力シュミ
レーション波形をみると、図8に示すようになる。尚、
図8において、aは立ち上がり時間が100[psec]の
入力信号波形、bはFET1のソース出力波形、cはF
ET2をオフにした状態での出力信号波形を示してお
り、図中の矢印はa,bのレンジが左側、cのレンジが
右側であることを表している。
Here, the input / output simulation waveform of a gigabit / second class high frequency signal in the switch circuit having the configuration of FIG. 7 is as shown in FIG. still,
In FIG. 8, a is an input signal waveform with a rise time of 100 [psec], b is a source output waveform of FET1, and c is F.
The output signal waveform when ET2 is turned off is shown, and the arrows in the figure indicate that the ranges of a and b are on the left and the range of c is on the right.

【0007】図8から明らかなように、FET2がオフ
状態であっても、入力波形の変移点で出力に微分波形が
生じる。このときの入出力間アイソレーションは−21
[dB]であり、スイッチセルとしては不十分である。そ
の主原因は、入力信号が高周波であるため、FET2の
ドレイン・ゲート間、ゲート・ソース間にそれぞれ生じ
る寄生容量C1,C2が無視できなくなり、これらの寄
生容量がバイパス経路となって信号が漏れてしまうこと
にあると考えられる。
As is apparent from FIG. 8, even when the FET 2 is in the off state, a differential waveform is generated in the output at the transition point of the input waveform. The isolation between input and output at this time is -21.
[DB], which is insufficient as a switch cell. The main cause is that the input signal has a high frequency, so that the parasitic capacitances C1 and C2 generated between the drain and gate of the FET2 and between the gate and the source of the FET2 cannot be ignored, and these parasitic capacitances serve as bypass paths to leak signals. It is thought that there is something to do.

【0008】上記入出力間アイソレーションを改善する
方法として、一般には図9に示すように、2つのFET
21,22を直列に接続してスイッチ素子部を構成する
ようにしている。この構成は、各FET21,22の持
つインピーダンスでクロストーク成分を抑圧しようとし
たものである。ところが、実際に図8の場合と同条件で
入出力シュミレーション波形をみてみると、図10に示
すように、その入出力間アイソレーションは−21[d
B]であり、上記の寄生容量による信号漏れの問題が本
質的に改善されていない。これはFET21,22の各
ドレイン・ゲート間、ゲート・ソース間にそれぞれ生じ
る寄生容量C3,C4,C5,C6がバイパス経路とな
って、信号が漏れてしまうことにあると考えられてい
る。尚、図10において、図中dはFET21のソース
出力波形、eはFET22のソース出力波形を示してい
る。
As a method of improving the isolation between the input and output, generally, as shown in FIG.
21 and 22 are connected in series to form a switch element section. This configuration is intended to suppress the crosstalk component by the impedance of each FET 21, 22. However, when actually looking at the input / output simulation waveform under the same conditions as in the case of FIG. 8, as shown in FIG. 10, the isolation between the input and output is -21 [d
B], and the problem of signal leakage due to the above parasitic capacitance is not essentially improved. It is considered that this is because the parasitic capacitances C3, C4, C5, and C6 generated between the drains and gates of the FETs 21 and 22 and between the gates and the sources serve as bypass paths to leak signals. In FIG. 10, d shows the source output waveform of the FET 21, and e shows the source output waveform of the FET 22.

【0009】そこで、従来では、図11に示すように、
FET21のソースとFET22のドレインとの接続点
AにFET6のドレインを接続し、そのソースを固定電
位VBBに接続し、そのゲートに上記制御信号CSを反転
した制御信号CS- を抵抗7を介して供給することによ
り、FET21,22がオフ状態のときにFET6をオ
ンにして、FET21,22の接続点Aに生じるクロス
トーク成分を固定電位VBBにバイパスする方法がとられ
ている。
Therefore, conventionally, as shown in FIG.
The drain of the FET 6 is connected to the connection point A between the source of the FET 21 and the drain of the FET 22, the source is connected to the fixed potential VBB, and the control signal CS- which is the inverted control signal CS is applied to the gate through the resistor 7. By supplying the power, the FET 6 is turned on when the FETs 21 and 22 are off, and the crosstalk component generated at the connection point A of the FETs 21 and 22 is bypassed to the fixed potential VBB.

【0010】この方法による回路構成において、図8の
場合と同条件の入出力シュミレーション結果を図12に
示す。尚、図12において、FET6はオン状態である
ものとし、図中fはFET21のソース出力波形(接続
点Aの波形)、gはFET22のソース出力波形を示し
ている。この構成によれば、図12から明らかなよう
に、入出力間アイソレーションは−29[dB]に改善さ
れる。
FIG. 12 shows an input / output simulation result under the same conditions as in the case of FIG. 8 in the circuit configuration by this method. Note that, in FIG. 12, the FET 6 is in an on state, and in the figure, f indicates the source output waveform of the FET 21 (waveform at the connection point A), and g indicates the source output waveform of the FET 22. According to this configuration, as is apparent from FIG. 12, the isolation between the input and the output is improved to -29 [dB].

【0011】しかしながら、図11の構成において、F
ET21,22の接続点Aについて電位変化をみると、
図12中fで示すように、−43[dB]まで非常に小さ
く低減されており、FET6が有効に作用しているにも
かかわらず、入出力間アイソレーションが−29[dB]
程度であるのは、未だ図11のC3とC6の寄生容量に
よる信号漏れの問題が改善されていないと考えられる。
However, in the configuration of FIG.
Looking at the potential change at the connection point A of ET21,22,
As shown by f in FIG. 12, it is reduced to a very small value of −43 [dB], and the isolation between the input and output is −29 [dB] even though the FET 6 is effectively operating.
It is considered that the problem is that the problem of signal leakage due to the parasitic capacitance of C3 and C6 in FIG. 11 has not been improved yet.

【0012】ところで、高周波信号の伝送には差動伝送
路が有効であることが知られているが、このような差動
伝送路に用いられるトランスファーゲートスイッチ回路
は、基本的に図13に示すように構成される。すなわ
ち、この回路は図7に示したスイッチ回路を2個並列に
設けたものである。但し、第1、第2のスイッチ回路S
1,S2のスイッチング用FET2の各ゲートを共通に
接続し、この接続点Bに前記抵抗3を介して制御信号C
Sを供給するようにしている。第1のスイッチ回路S1
の入出力端は差動信号の正相入出力端(+)、第2のス
イッチ回路S2の入出力端は逆相入出力端(−)とな
る。
By the way, it is known that a differential transmission line is effective for the transmission of a high frequency signal, but a transfer gate switch circuit used for such a differential transmission line is basically shown in FIG. Is configured as follows. That is, this circuit is provided with two switch circuits shown in FIG. 7 in parallel. However, the first and second switch circuits S
Gates of the switching FETs 1 and S2 are commonly connected, and a control signal C is connected to the connection point B via the resistor 3.
S is supplied. First switch circuit S1
The input / output terminal of is a positive phase input / output terminal (+) of the differential signal, and the input / output terminal of the second switch circuit S2 is a negative phase input / output terminal (−).

【0013】上記構成において、各スイッチ回路S1,
S2のFET2をオン状態としたときの入出力シュミレ
ーション結果を図14に示す。図14において、hは第
1のスイッチ回路S1の入力信号波形、iはS1のFE
T1のソース出力波形、jはS1の出力信号波形を示し
ている。
In the above structure, each switch circuit S1,
FIG. 14 shows an input / output simulation result when the FET2 of S2 is turned on. In FIG. 14, h is the input signal waveform of the first switch circuit S1, and i is the FE of S1.
The source output waveform of T1 and j the output signal waveform of S1.

【0014】図14から明らかなように、FET1のソ
ース出力iが入力信号hの波形に追従しているのに対し
て、第1のスイッチ回路S1の出力jの波形は大きく劣
化している。この主要因は、第2のスイッチ回路S2側
でFET2のドレイン・ゲート間に生じる寄生容量C1
を通じてFET1の出力の信号漏れが生じ、これが各ス
イッチ回路S1,S2のFET2の共通ゲート線路、S
1のFET2のゲート・ソース間に生じる寄生容量C2
を通じて出力端OUT(+)に現れるためと考えられ
る。
As is clear from FIG. 14, the source output i of the FET1 follows the waveform of the input signal h, while the waveform of the output j of the first switch circuit S1 is greatly deteriorated. The main cause of this is the parasitic capacitance C1 generated between the drain and gate of the FET2 on the second switch circuit S2 side.
Signal leakage of the output of the FET1 occurs through the common gate line of the FET2 of the switch circuits S1 and S2, S
Parasitic capacitance C2 generated between the gate and source of FET2 of 1
It is thought that this is because it appears at the output terminal OUT (+) through.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
のトランスファーゲートスイッチ回路では、伝送信号の
高速化(高周波化)に伴って、スイッチング素子となる
FETの制御電極と被制御電極との間に発生する寄生容
量により、FETをオフとした際の被制御電極間のクロ
ストークが増大するが、このクロストークを抑圧して入
出力間アイソレーションを飛躍的に改善する有効な手段
がなかった。また、差動伝送路の正逆相でそれぞれトラ
ンスファーゲートスイッチ回路を並列に適用する場合に
あっても、各相のスイッチング素子となるFETを共通
の制御信号で共にオンしようとすれば、伝送信号の高速
化に伴って各相のFETに生じる寄生容量と制御信号の
共通線路が無視できなくなって、クロストークが増大
し、正逆相間のアイソレーションが悪化してしまう。
As described above, in the conventional transfer gate switch circuit, as the transmission signal becomes faster (higher frequency), the area between the control electrode and the controlled electrode of the FET, which becomes the switching element, is controlled. The crosstalk between the controlled electrodes when the FET is turned off increases due to the parasitic capacitance generated in the FET, but there is no effective means for suppressing this crosstalk and dramatically improving the isolation between the input and output. .. Even when the transfer gate switch circuits are applied in parallel in the forward and reverse phases of the differential transmission path, if the FETs that are the switching elements of the respective phases are turned on by a common control signal, the transmission signal With the increase in the speed, the common line of the parasitic capacitance and the control signal generated in the FET of each phase cannot be neglected, the crosstalk increases, and the isolation between the positive and negative phases deteriorates.

【0016】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、スイッチング素子としてのFETに生じ
る寄生容量及びそのゲート制御用線路によるクロストー
クを抑圧して、入出力間あるいは正逆相間のアイソレー
ションを飛躍的に改善し、これによって伝送信号の高速
化を実現可能とするトランスファーゲートスイッチ回路
を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and suppresses the parasitic capacitance generated in the FET as a switching element and the crosstalk due to the gate control line thereof to suppress the crosstalk between the input and output or between the positive and negative phases. It is an object of the present invention to provide a transfer gate switch circuit that dramatically improves isolation and thereby makes it possible to increase the speed of a transmission signal.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係るトランスファーゲートスイッチ回路
は、一方の被制御電極が信号入力端となる第1のFET
素子と、この第1のFET素子の他方の被制御電極に一
方の被制御電極が接続され、他方の被制御電極が信号出
力端となる第2のFET素子と、一方の被制御電極が第
1、第2のFET素子の共通接続点に接続され、他方の
被制御電極が第1の固定電位に接続される第3のFET
素子と、それぞれ一方端が前記第1、第2、第3のFE
T素子の各制御電極に接続される第1、第2、第3の抵
抗素子と、前記第1、第2の抵抗素子を介して前記第
1、第2のFET素子の制御電極に第1の制御信号を供
給することで前記第1、第2のFET素子の各被制御電
極間を同時にオン/オフ制御する第1のスイッチング制
御手段と、前記第3の抵抗素子を介して前記第3のFE
T素子の制御電極に前記第1の制御信号とは相反する第
2の制御信号を供給することで前記第3のFET素子の
被制御電極間をオン/オフ制御する第2のスイッチング
制御手段とを具備して構成される。
In order to achieve the above object, a transfer gate switch circuit according to the present invention comprises a first FET in which one controlled electrode serves as a signal input terminal.
Element and a second FET element in which one controlled electrode is connected to the other controlled electrode of the first FET element and the other controlled electrode serves as a signal output terminal, and one controlled electrode is A third FET connected to the common connection point of the first and second FET elements and having the other controlled electrode connected to the first fixed potential
An element and one of the first, second and third FE
A first, a second, and a third resistance element connected to each control electrode of the T element, and a first to a control electrode of the first and second FET elements via the first and second resistance elements. Control signal for controlling the ON / OFF of the controlled electrodes of the first and second FET elements at the same time, and the third switching element via the third resistance element. FE
Second switching control means for performing on / off control between the controlled electrodes of the third FET element by supplying a second control signal that is opposite to the first control signal to the control electrode of the T element; It is configured to include.

【0018】また、差動伝送路に用いる場合には、上記
構成のトランスファーゲートスイッチ回路を2個並列に
備え、これらのスイッチ回路間で前記第1、第2の制御
信号を共通とし、一方のスイッチ回路の信号入力端を正
相信号入力端、信号出力端を正相信号出力端とし、他方
のスイッチ回路の信号入力端を逆相信号入力端、信号出
力端を逆相信号出力端として、差動信号のスイッチング
制御を行う。
When used in a differential transmission line, two transfer gate switch circuits having the above configuration are provided in parallel, and the first and second control signals are shared between these switch circuits, and one of them is used. The signal input end of the switch circuit is the positive phase signal input end, the signal output end is the normal phase signal output end, the signal input end of the other switch circuit is the negative phase signal input end, and the signal output end is the negative phase signal output end. Performs switching control of differential signals.

【0019】[0019]

【作用】上記構成によるトランスファーゲートスイッチ
回路では、第1の制御信号によって第1、第2のFET
素子をオフ状態にしたとき、各素子の共通制御線路に流
れるクロストーク成分を各素子のゲートに設けた第1、
第2の抵抗によって抑制し、この状態で第3のFET素
子を第2の制御信号でオン状態とすることにより、第
1、第2のFET素子の被制御電極接続点に発生するク
ロストーク成分が固定電位にバイパスされ、これによっ
て入出力間のアイソレーションが改善される。
In the transfer gate switch circuit having the above structure, the first and second FETs are controlled by the first control signal.
When the element is turned off, the crosstalk component flowing in the common control line of each element is provided in the gate of each element.
The crosstalk component generated at the controlled electrode connection point of the first and second FET elements is suppressed by the second resistance, and in this state, the third FET element is turned on by the second control signal. Is bypassed to a fixed potential, which improves isolation between the input and output.

【0020】また、上記構成のスイッチ回路を2個並列
にして、第1、第2の制御信号を共通とし、一方のスイ
ッチ回路を正相信号用、他方のスイッチ回路を逆相信号
用として、差動伝送路に介在させれば、各スイッチ回路
の第1、第2のFET素子のゲート入力は必ず抵抗が介
在されるため、互いに他チャンネルからのクロストーク
成分が抑圧され、これによって正逆相間のアイソレーシ
ョンが改善される。
Further, two switch circuits having the above configuration are arranged in parallel, the first and second control signals are commonly used, one switch circuit is for a positive phase signal, and the other switch circuit is for a negative phase signal. If they are provided in the differential transmission path, a resistance is always provided at the gate inputs of the first and second FET elements of each switch circuit, so that crosstalk components from the other channels are suppressed, and the forward and reverse directions are thereby suppressed. The isolation between phases is improved.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図1乃至図6を参照してこの発明の実
施例を説明する。但し、図1、図3において、それぞれ
図11、図13と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を中心に述べる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, in FIG. 1 and FIG. 3, the same parts as those in FIG. 11 and FIG.
Here, the different parts will be mainly described.

【0022】図1は1系統のトランスファーゲートスイ
ッチ回路にこの発明を適用した場合の構成を示すもの
で、図11に示した回路をさらに改良し、抵抗3に代わ
って、FET21,22の各ゲート制御線路中に抵抗3
1,32を介在させるようにしたことを特徴とする。
FIG. 1 shows a configuration in which the present invention is applied to a transfer gate switch circuit of one system. The circuit shown in FIG. 11 is further improved to replace the resistor 3 with each gate of the FETs 21 and 22. Resistor 3 in the control line
It is characterized in that 1, 32 are interposed.

【0023】この構成によれば、制御信号CSによって
FET21,22がオフ状態であるとき、FET21の
ドレイン・ゲート間に生じる寄生容量C3、各FET2
1,22の共通ゲート制御線路及びFET22のゲート
・ソース間に生じる寄生容量C6を通じて出力端子OU
Tに現れるクロストーク成分が、各ゲート制御線路中に
介在した抵抗31,32によって抑圧されるようにな
る。
According to this structure, when the FETs 21 and 22 are off by the control signal CS, the parasitic capacitance C3 generated between the drain and gate of the FET 21 and each FET 2
The output terminal OU through the common gate control line of 1 and 22 and the parasitic capacitance C6 generated between the gate and source of the FET 22.
The crosstalk component appearing at T is suppressed by the resistors 31 and 32 interposed in each gate control line.

【0024】一方、FET21のドレイン・ゲート間、
ゲート・ソース間にそれぞれ生じる寄生容量C3,C4
を通じて接続点Aに現れるクロストーク成分は、図11
に示した回路で説明したように、FET6が逆相制御信
号CS- によってオン状態となっているので、このFE
T6を通じて固定電位VBBにバイパスされるようにな
る。
On the other hand, between the drain and gate of the FET 21,
Parasitic capacitances C3 and C4 generated between the gate and the source, respectively
The crosstalk component appearing at the connection point A through
As described with reference to the circuit shown in FIG. 3, since the FET 6 is turned on by the reverse phase control signal CS-, this FE
It comes to be bypassed to the fixed potential VBB through T6.

【0025】この方法による回路構成において、図11
の場合と同条件の入出力シュミレーション結果を図2に
示す。尚、図2において、FET6はオン状態であるも
のとし、図中f′はFET21のソース出力波形(接続
点Aの波形)、g′はFET22のソース出力波形を示
している。この構成によれば、図2から明らかなよう
に、入出力間アイソレーションは−57[dB]にまで改
善される。
In the circuit configuration according to this method, FIG.
FIG. 2 shows the input / output simulation results under the same conditions as in the above case. In FIG. 2, it is assumed that the FET 6 is in an ON state, f'indicates the source output waveform of the FET 21 (waveform at the connection point A), and g'indicates the source output waveform of the FET 22. According to this configuration, as is apparent from FIG. 2, the isolation between the input and the output is improved to -57 [dB].

【0026】したがって、上記構成によるスイッチ回路
は、FET21,22に生じる寄生容量及びそのゲート
制御用線路によるクロストークを抑圧することができ、
これによって入出力間のアイソレーションを飛躍的に改
善し、伝送信号の高速化を実現することができる。
Therefore, the switch circuit having the above structure can suppress the parasitic capacitance generated in the FETs 21 and 22 and the crosstalk due to the gate control line thereof.
As a result, the isolation between the input and output can be dramatically improved and the speed of the transmission signal can be increased.

【0027】尚、上記実施例では、1系統のスイッチ回
路において、スイッチ素子部がオフ状態であるときの入
出力アイソレーションの改善にこの発明を適用した場合
について説明したが、この発明は図13に示した差動伝
送路のスイッチ回路にも適用可能である。その構成を図
3に示す。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the improvement of the input / output isolation when the switch element portion is in the OFF state in the switch circuit of one system has been described. It is also applicable to the switch circuit of the differential transmission line shown in FIG. The configuration is shown in FIG.

【0028】図3において、第1、第2のスイッチ回路
S1,S2のスイッチング用FET2の各ゲートはそれ
ぞれ抵抗33を介して共通に接続され、この接続点B′
には制御信号CSが供給される。
In FIG. 3, the gates of the switching FETs 2 of the first and second switch circuits S1 and S2 are commonly connected via a resistor 33, and this connection point B '.
Is supplied with a control signal CS.

【0029】上記構成において、各スイッチ回路S1,
S2のFET2をオン状態としたときの入出力シュミレ
ーション結果を図4に示す。図4において、hは第1の
スイッチ回路S1の入力信号波形、i′はS1のFET
1のソース出力波形、j′はS1の出力信号波形を示し
ている。
In the above structure, each switch circuit S1,
FIG. 4 shows an input / output simulation result when the FET2 of S2 is turned on. In FIG. 4, h is the input signal waveform of the first switch circuit S1, and i'is the FET of S1.
1 shows the source output waveform, and j'shows the output signal waveform of S1.

【0030】図4から明らかなように、FET1のソー
ス出力i′は入力信号hの波形に追従しており、さらに
第1のスイッチ回路S1の出力j′の波形もFET1の
ソース出力i′、すなわち入力信号hの波形に追従して
いる。これは、第2のスイッチ回路S2側でFET2の
ドレイン・ゲート間に生じる寄生容量C1を通じてFE
T1の出力のクロストークが生じても、各スイッチ回路
S1,S2のFET2の共通ゲート線路中でそれぞれ抵
抗33によってクロストーク成分が抑圧されてしまうた
めである。
As is clear from FIG. 4, the source output i'of the FET1 follows the waveform of the input signal h, and the waveform of the output j'of the first switch circuit S1 is also the source output i'of the FET1. That is, it follows the waveform of the input signal h. This is due to the parasitic capacitance C1 generated between the drain and gate of the FET2 on the side of the second switch circuit S2 and FE.
This is because, even if the crosstalk of the output of T1 occurs, the crosstalk component is suppressed by the resistor 33 in the common gate line of the FET2 of each of the switch circuits S1 and S2.

【0031】したがって、上記構成による差動伝送路
は、スイッチ回路S1のFET2がオン状態のときで
も、出力端OUT(+)には逆相側からのクロストーク
成分がほとんど現れず、同様にスイッチ回路S2のFE
T2がオン状態のときでも、出力端OUT(−)には逆
相側からのクロストーク成分がほとんど現れず、これに
よって正逆相間のアイソレーションを飛躍的に改善する
ことができ、伝送信号の高速化が実現可能となる。
Therefore, in the differential transmission line having the above structure, even when the FET2 of the switch circuit S1 is in the ON state, the crosstalk component from the opposite phase side hardly appears at the output terminal OUT (+), and similarly, the switch FE of circuit S2
Even when T2 is in the ON state, almost no crosstalk component from the opposite phase side appears at the output terminal OUT (-), and thereby the isolation between the positive and negative phases can be dramatically improved, and the transmission signal Higher speed can be realized.

【0032】ところで、上記構成の差動伝送路におい
て、各系統のスイッチ回路S1,S2ではFET2の寄
生容量C1,C2によってクロストークが生じており、
入出力間のアイソレーションが改善されていない。そこ
で、図5に示すように、個々のスイッチ回路S1,S2
について、それぞれ図1に示した構成にする。制御信号
CS,CS- は各相間で共通とし、それぞれFET2
1,22,6にはゲート抵抗31,32,7を介して供
給される。
By the way, in the differential transmission line having the above structure, crosstalk occurs in the switch circuits S1 and S2 of each system due to the parasitic capacitances C1 and C2 of the FET2.
The isolation between input and output is not improved. Therefore, as shown in FIG. 5, the individual switch circuits S1 and S2 are
The respective configurations are as shown in FIG. The control signals CS and CS- are common to each phase, and each is FET2.
1, 2, 6 are supplied via gate resistors 31, 32, 7.

【0033】すなわち、各スイッチ回路S1,S2の抵
抗31,32はそれぞれFET21,22の寄生容量及
び共通制御線路によるクロストーク成分を抑圧すると共
に、他チャンネルからFET21,22に漏れ込むクロ
ストーク成分をも抑圧する。したがって、上記構成によ
る差動伝送路では、入出力間及び正逆相間のアイソレー
ションを同時に改善することができる。上記差動伝送路
におけるトランスファーゲートスイッチ回路をセルとす
るマトリクススイッチ回路の構成を図6に示す。
That is, the resistors 31 and 32 of the switch circuits S1 and S2 respectively suppress the parasitic capacitance of the FETs 21 and 22 and the crosstalk component due to the common control line, and at the same time, prevent the crosstalk components leaking from other channels into the FETs 21 and 22. Also suppress. Therefore, in the differential transmission line configured as described above, isolation between the input and output and between the positive and negative phases can be improved at the same time. FIG. 6 shows the configuration of a matrix switch circuit having the transfer gate switch circuit as a cell in the differential transmission line.

【0034】このマトリクススイッチ回路6は差動伝送
方式で、入力チャンネル数4、出力チャンネル数4(4
×4)となっている。内部処理におけるチャンネル間の
伝送遅延を考慮して、入力段及び出力段には、それぞれ
Dラッチフリップフロップ(D/FF)81〜84,9
1〜94が設けられおり、これによって各チャンネル間
で同期がとられている。
The matrix switch circuit 6 is a differential transmission system and has four input channels and four output channels (4
X4). In consideration of transmission delay between channels in internal processing, D latch flip-flops (D / FF) 81 to 84, 9 are provided at the input stage and the output stage, respectively.
1 to 94 are provided to synchronize the channels.

【0035】上記入力段D/FF81〜84の各正逆相
出力端は、それぞれ一対の差動伝送路による入力バスラ
イン101,104の一方端に接続され、この入力バス
ライン101〜104の他方端は終端抵抗(T)111
〜114に接続される。一方、出力段D/FF91〜9
4の各正逆相入力端には、それぞれ一対の差動伝送路に
よる出力バスラインが接続される。各出力バスライン1
21〜124の差動伝送路はそれぞれ終端抵抗(T)1
31〜134を介して接地されている。
The positive and negative phase output terminals of the input stages D / FF 81 to 84 are respectively connected to one ends of the input bus lines 101 and 104 by a pair of differential transmission lines, and the other of the input bus lines 101 to 104. The end is a terminating resistor (T) 111
~ 114. On the other hand, the output stages D / FF 91 to 9
An output bus line formed by a pair of differential transmission lines is connected to each of the positive and negative phase input terminals of the reference numeral 4. Each output bus line 1
Each of the differential transmission lines 21 to 124 has a terminating resistor (T) 1
It is grounded via 31-134.

【0036】各チャンネルの入力バスライン101〜1
04にはそれぞれ4チャンネル分のトランスファーゲー
トスイッチ回路S11〜S14,S21〜S24,…,
S41〜S44が並列に接続されている。各スイッチ回
路S11,S12,…は図5に示した構成であり、それ
ぞれ正逆相制御信号CS11,CS11- ,CS12,
CS12- ,…でスイッチング制御され、その差動出力
は対応するチャンネルの出力バスライン121〜124
に導出される。
Input bus lines 101 to 1 of each channel
Reference numerals 04 denote transfer gate switch circuits S11 to S14, S21 to S24, ...
S41 to S44 are connected in parallel. Each of the switch circuits S11, S12, ... Has the configuration shown in FIG. 5, and has forward and reverse phase control signals CS11, CS11-, CS12, respectively.
Switching is controlled by CS12-, and its differential output is output bus lines 121 to 124 of the corresponding channels.
Be derived to.

【0037】すなわち、上記構成によるマトリクススイ
ッチ回路は、マトリクス状に配列したスイッチ回路S1
1,S12,…をそれぞれ正逆相制御信号CS11,C
S11- ,CS12,CS12- ,…で選択的にオン/
オフ制御することにより、任意のチャンネルの入力バス
ラインを任意の出力バスラインに接続することができ
る。この際、各スイッチ回路S11,S12,…では入
出力間アイソレーション及び正逆相間アイソレーション
が十分にとれているので、伝送信号の高速化が十分に期
待することができる。その他、この発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形しても、同様に実施可能であること
はいうまでもない。
That is, the matrix switch circuit having the above-described configuration is the switch circuit S1 arranged in a matrix.
1, S12, ...
S11-, CS12, CS12 -... Selectively turned on /
By performing the off control, the input bus line of any channel can be connected to any output bus line. At this time, in each of the switch circuits S11, S12, ... Since the isolation between the input and output and the isolation between the positive and negative phases are sufficiently taken, it is possible to expect a sufficiently high speed of the transmission signal. Needless to say, the present invention can be similarly implemented even if various modifications are made without departing from the scope of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、スイッ
チング素子としてのFETに生じる寄生容量及びそのゲ
ート制御用線路によるクロストークを抑圧して、入出力
間あるいは正逆相間のアイソレーションを飛躍的に改善
し、これによって伝送信号の高速化を実現可能とするト
ランスファーゲートスイッチ回路を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the parasitic capacitance generated in the FET as the switching element and the crosstalk due to the gate control line thereof are suppressed, and the isolation between the input and output or between the positive and negative phases jumps. Therefore, it is possible to provide a transfer gate switch circuit which is improved in speed and can realize a high speed transmission signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係るトランスファーゲートスイッチ
回路の一実施例を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a transfer gate switch circuit according to the present invention.

【図2】図1の実施例のスイッチ回路における入出力間
アイソレーションを例示する波形図。
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating input-output isolation in the switch circuit according to the embodiment of FIG.

【図3】この発明に係るトランスファーゲートスイッチ
回路を差動伝送路に介在するための構成を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration for interposing a transfer gate switch circuit according to the present invention in a differential transmission line.

【図4】図3の実施例のスイッチ回路における入出力間
アイソレーションを例示する波形図。
FIG. 4 is a waveform diagram illustrating the isolation between input and output in the switch circuit of the embodiment of FIG.

【図5】図1,3の実施例を組み合わせた場合のスイッ
チ回路の構成を示す構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a switch circuit in the case of combining the embodiments of FIGS.

【図6】図5のスイッチ回路をセルとするマトリクスス
イッチ回路の構成を示すブロック回路図。
FIG. 6 is a block circuit diagram showing a configuration of a matrix switch circuit including the switch circuit of FIG. 5 as a cell.

【図7】従来のトランスファーゲート回路を用いたトラ
ンスファーゲートスイッチ回路の基本構成を示す回路
図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a basic configuration of a transfer gate switch circuit using a conventional transfer gate circuit.

【図8】図7のスイッチ回路における入出力間アイソレ
ーションを例示する波形図。
8 is a waveform diagram illustrating the isolation between input and output in the switch circuit of FIG.

【図9】図7のトランスファーゲートスイッチ回路を改
良した構成を示す回路図。
9 is a circuit diagram showing an improved configuration of the transfer gate switch circuit of FIG.

【図10】図9のスイッチ回路における入出力間アイソ
レーションを例示する波形図。
FIG. 10 is a waveform diagram illustrating input-output isolation in the switch circuit of FIG.

【図11】図9のトランスファーゲートスイッチ回路を
さらに改良した構成を示す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration in which the transfer gate switch circuit of FIG. 9 is further improved.

【図12】図11のスイッチ回路における入出力間アイ
ソレーションを例示する波形図。
12 is a waveform diagram illustrating the input-output isolation in the switch circuit of FIG.

【図13】図7のトランスファーゲートスイッチ回路を
差動伝送路に用いた場合の構成を示す回路図。
13 is a circuit diagram showing a configuration when the transfer gate switch circuit of FIG. 7 is used in a differential transmission line.

【図14】図13の差動伝送路におけるスイッチ回路の
正逆相間アイソレーションを例示する波形図。
14 is a waveform diagram illustrating the isolation between the positive and negative phases of the switch circuit in the differential transmission line of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バッファ用FET、2,21,22,6…スイッチ
ング用FET、3,31,32,33,7…ゲート抵
抗、4…終端抵抗(T)、81〜84,91〜94…D
ラッチフリップフロップ、101〜104…入力バスラ
イン、111〜114,131〜134…終端抵抗、1
21〜124…出力バスライン、C1〜C6…寄生容
量、CS,CS- …制御信号、VT …バイアス電位、V
BB…固定電位、S1,S2,S11〜S14,S21〜
S24,…,S41〜S44…トランスファーゲートス
イッチ回路。
1 ... Buffer FET, 2, 21, 22, 6 ... Switching FET, 3, 31, 32, 33, 7 ... Gate resistance, 4 ... Termination resistance (T), 81-84, 91-94 ... D
Latch flip-flops 101 to 104 ... Input bus lines, 111 to 114, 131 to 134 ... Terminating resistors, 1
21-124 ... Output bus lines, C1-C6 ... Parasitic capacitance, CS, CS -... Control signal, VT ... Bias potential, V
BB ... Fixed potential, S1, S2, S11 to S14, S21 to
S24, ..., S41 to S44 ... Transfer gate switch circuits.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方の被制御電極が信号入力端となる第
1のFET素子と、この第1のFET素子の他方の被制
御電極に一方の被制御電極が接続され、他方の被制御電
極が信号出力端となる第2のFET素子と、一方の被制
御電極が第1、第2のFET素子の共通接続点に接続さ
れ、他方の被制御電極が第1の固定電位に接続される第
3のFET素子と、それぞれ一方端が前記第1、第2、
第3のFET素子の各制御電極に接続される第1、第
2、第3の抵抗素子と、前記第1、第2の抵抗素子を介
して前記第1、第2のFET素子の制御電極に第1の制
御信号を供給することで前記第1、第2のFET素子の
各被制御電極間を同時にオン/オフ制御する第1のスイ
ッチング制御手段と、前記第3の抵抗素子を介して前記
第3のFET素子の制御電極に前記第1の制御信号とは
相反する第2の制御信号を供給することで前記第3のF
ET素子の被制御電極間をオン/オフ制御する第2のス
イッチング制御手段とを具備するトランスファーゲート
スイッチ回路。
1. A first FET element having one controlled electrode serving as a signal input terminal, and one controlled electrode connected to the other controlled electrode of the first FET element, and the other controlled electrode. Is connected to a common connection point of the first and second FET elements and the second FET element whose signal output terminal is, and the other controlled electrode is connected to the first fixed potential. A third FET element and one end of each of the first, second, and
First, second, and third resistance elements connected to respective control electrodes of the third FET element, and control electrodes of the first and second FET elements via the first and second resistance elements A first switching control means for simultaneously controlling ON / OFF between the controlled electrodes of the first and second FET elements by supplying a first control signal to the first and second FET elements, and the third resistance element. By supplying a second control signal that is opposite to the first control signal to the control electrode of the third FET element, the third F element is supplied.
A transfer gate switch circuit comprising: a second switching control means for controlling ON / OFF between controlled electrodes of an ET element.
【請求項2】 さらに、一方の被制御電極が前記第1の
FET素子の信号入力端に接続され、他方の被制御電極
が第2の固定電位に接続され、制御電極を信号入力端と
する第4のFET素子と、一方端が前記第2のFET素
子の信号出力端に接続され、他方端が第3の固定電位に
接続される終端回路とを備えることを特徴とする請求項
1記載のトランスファーゲートスイッチ回路。
2. One of the controlled electrodes is connected to a signal input terminal of the first FET element, the other controlled electrode is connected to a second fixed potential, and the control electrode serves as a signal input terminal. The fourth FET element, and a terminating circuit having one end connected to a signal output end of the second FET element and the other end connected to a third fixed potential. Transfer gate switch circuit.
【請求項3】 請求項2記載のトランスファーゲートス
イッチ回路を2個並列に備え、これらのスイッチ回路間
で前記第1、第2の制御信号を共通とし、一方のスイッ
チ回路の信号入力端を正相信号入力端、信号出力端を正
相信号出力端とし、他方のスイッチ回路の信号入力端を
逆相信号入力端、信号出力端を逆相信号出力端として、
差動信号のスイッチング制御を行うことを特徴とするト
ランスファーゲートスイッチ回路。
3. The transfer gate switch circuit according to claim 2 is provided in parallel, the first and second control signals are shared between these switch circuits, and the signal input terminal of one of the switch circuits is positive. The phase signal input terminal and the signal output terminal are the positive phase signal output terminals, the signal input terminal of the other switch circuit is the negative phase signal input terminal, and the signal output terminal is the negative phase signal output terminal.
A transfer gate switch circuit characterized by performing switching control of a differential signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002080371A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-10 Yozan Inc. Da converter
JP2016076879A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 日立金属株式会社 Crosstalk reduction method and relay

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