JPH06204837A - 高周波用スイッチ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 受信機あるいは送信機内の高周波用スイッチ
のＯＮ時とＯＦＦ時の入力インピーダンスの変動がな
く、しかも出力レベル差を大きくすることが可能な高周
波用スイッチ回路を提供する。 【構成】 入力端子１と出力端子２の間に直列方向に挿
入したダイオード１１と入力端子１から接地方向に挿入
したダイオード１２の順方向電流をスイッチ制御電圧端
子３の電圧値により変化させ、スイッチ動作をさせると
同時に、高周波用スイッチ回路がＯＦＦ状態にあると
き、高周波用スイッチ回路の入力インピーダンスが抵抗
５５の抵抗値になり、ＯＮ状態にあるとき出力端子２に
接続される新たな回路の入力インピーダンスが純抵抗と
なるようにした場合、高周波用スイッチ回路のＯＮ時と
ＯＦＦ時の入力インピーダンスが変動せず、出力レベル
差を大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は受信機あるいは送信機内
の高周波用スイッチ回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種スイッチ回路は、トランジ
スタを用いた低雑音増幅器の電源のＯＮ時とＯＦＦ時の
増幅器の出力レベル差を利用した、図６に示すような構
成であった。即ち、入力端子１と第１のトランジスタ１
１ａのベースを第１のコンデンサ２１を介して接続し、
前記第１のトランジスタ１１ａのエミッタを接地し、前
記第１のトランジスタ１１ａのコレクタを、第１のコイ
ル４１の一方の端子に接続するとともに、第２のコンデ
ンサ２２を介して出力端子２に接続していた。また前記
第１のコイル４１の他方の端子を第３のコンデンサ２３
を介して接地するとともに、第１の抵抗５１、第２の抵
抗５２を介してそれぞれ前記第１のトランジスタ１１の
ベースとスイッチ制御電圧端子３に接続していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例の構成では、高周波用スイッチ回路の第１のトランジ
スタ１１ａで構成した低雑音増幅器の電源をＯＮまたは
ＯＦＦするために、ＯＮ時とＯＦＦ時の高周波用スイッ
チ回路の入力インピーダンスが大きく変動するという課
題を有していた。

【０００４】本発明は上記従来の課題を解決し、高周波
用スイッチ回路のＯＮ時とＯＦＦ時の入力インピーダン
スの変動がなく、高周波用スイッチ回路のＯＮ時とＯＦ
Ｆ時の出力レベル差を大きくすることが可能な高周波用
スイッチ回路を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の高周波用スイッチ回路は、入力端子に第１の
コンデンサを介して第１のダイオードのカソードを接続
し、前記第１のダイオードのカソードを第１の抵抗を介
して接地し、前記第１のダイオードのアノードを第２の
コンデンサを介して出力端子に接続するとともに、この
アノードに、第１のコイルと第２の抵抗を直列接続体回
路を介してスイッチ制御電圧端子を接続し、前記第１の
ダイオードのカソードに第２のダイオードのカソードを
接続し、この第２のダイオードのアノードを第３の抵抗
を介して接地するとともに、このアノードに第４の抵抗
を介して正の電源電圧端子を接続し、第５の抵抗と第３
のコンデンサの並列接続体の一方の端子を前記第２のダ
イオードのアノードに接続し、前記第５の抵抗と前記第
３のコンデンサの並列接続体の他方の端子を第４のコン
デンサを介して接地する構成としたものである。

【０００６】

【作用】上記の構成に従い、第１の状態として、スイッ
チ制御電圧端子に第３の抵抗と第４の抵抗で定まる第２
のダイオードのアノードの電圧値より高い電圧を加えた
場合、第１のダイオードの順方向電流が流れ、第１の抵
抗により、前記第２のダイオードのカソードの電位が上
昇し、前記第２のダイオードの端子間に逆電位がかか
り、この結果前記第２のダイオードの動作抵抗値が大き
くなり、前記第１のダイオードの動作抵抗値は小さいた
めに、入力端子に入力された入力信号が出力端子に得ら
れるとともに、入力インピーダンスは出力端子に接続さ
れる新たな回路の入力インピーダンスと同じ値となる。

【０００７】第２の状態として、スイッチ制御電圧端子
に第３の抵抗と第４の抵抗で定まる第２のダイオードの
アノードの電圧値より低い電圧を加えた場合、第２のダ
イオードの順方向電流が流れ、第１の抵抗により、前記
第１のダイオードのカソードの電位が上昇し、前記第１
のダイオードの端子間に逆電位がかかり、この結果前記
第１のダイオードの動作抵抗値が大きくなり、前記第２
のダイオードの動作抵抗値は小さいために、入力端子に
入力された入力信号は前記第２のダイオードと第５の抵
抗と第４のコンデンサを通して接地面に伝わり、大きく
減衰した信号が出力端子に得られる。また入力インピー
ダンスは、前記第１のダイオードの端子間インピーダン
スが大きく、前記第２のダイオードの端子間インピーダ
ンスが小さいために、前記第４のコンデンサを動作周波
数に対して十分低いインピーダンスとなるようにすれ
ば、前記第５の抵抗の抵抗値と等しくなる。

【０００８】以上のように、出力端子に接続される新た
な回路の入力インピーダンスを純抵抗となるようにし、
前記第５の抵抗の抵抗値を出力端子に接続される新たな
回路の入力インピーダンスと同じ値にすることにより、
第１の状態と第２の状態における入力インピーダンスの
変動がないように構成でき、しかも、出力端子に接続さ
れる新たな回路の入力インピーダンスが純抵抗とならな
い場合あるいは前記第２のダイオードの端子間容量と端
子のインダクタンスを第３のコンデンサにより補正する
ことが可能となる。

【０００９】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例における高周
波用スイッチ回路の回路図を示すものであり、１は入力
端子、２は出力端子、３はスイッチ制御電圧端子、４は
正の電源電圧端子、１１，１２はそれぞれ第１のダイオ
ード、第２のダイオードであり、順方向電流により端子
間の動作抵抗値を可変することのできるＰＩＮダイオー
ドで構成されている。２１，２２，２３，２４はそれぞ
れ第１，第２，第３，第４のコンデンサ、４１は第１の
コイル、５１，５２，５３，５４，５５はそれぞれ第
１，第２，第３，第４，第５の抵抗である（なお本明細
書においてコイルとは巻線によるコイルと導体パターン
によるコイルを含むものとする。）。

【００１１】以上のように構成された高周波用スイッチ
回路は、スイッチ制御端子３に加えられる電圧と、第３
の抵抗５３と第４の抵抗５４で定まる第２のダイオード
１２のアノードの電圧の大小関係により、第１のダイオ
ード１１あるいは前記第２のダイオード１２の順方向電
流を変えることにより、前記第１のダイオード１１と前
記第２のダイオード１２のそれぞれの端子間インピーダ
ンスを制御することが可能となり、下記の２つの状態を
利用して高周波用スイッチとして動作する。

【００１２】第１の動作状態（以降、ＯＮ状態）とし
て、前記スイッチ制御端子３に前記第３の抵抗５３と前
記第４の抵抗５４で定まる前記第２のダイオード１２の
アノードの電圧値より高い電圧を加えた場合、前記第１
のダイオード１１の順方向電流が流れ、第１の抵抗５１
により、前記第２のダイオード１２のカソードの電位が
上昇し、前記第２のダイオード１２の端子間に逆電位が
かかることになり、前記第２のダイオード１２の動作抵
抗値が大きくなる。この時前記第１のダイオード１１の
動作抵抗値は小さいために、入力端子１に入力された入
力信号が出力端子２に得られるとともに、入力インピー
ダンスは出力端子２に接続される新たな回路の入力イン
ピーダンスと同じ値となる。

【００１３】第２の動作状態（以降、ＯＦＦ状態）とし
て、前記スイッチ制御電圧端子３に前記第３の抵抗５３
と前記第４の抵抗５４で定まる前記第２のダイオード１
２のアノードの電圧値より低い電圧を加えた場合、前記
第２のダイオード１２の順方向電流が流れ、前記第１の
抵抗５１により、前記第１のダイオード１１のカソード
の電位が上昇し、前記第１のダイオード１１の端子間に
逆電位がかかることになり、前記第１のダイオード１１
の動作抵抗値が大きくなる。この時前記第２のダイオー
ド１２の動作抵抗値は小さいために、入力端子１に入力
された入力信号は前記第２のダイオード１２と第５の抵
抗５５と第４のコンデンサ２４を通して接地面に伝わ
り、大きく減衰した信号が出力端子２に得られる。ま
た、入力インピーダンスは、前記第１のダイオード１１
の端子間インピーダンスが大きく、前記第２のダイオー
ド１２の端子間インピーダンスが小さいために、前記第
４のコンデンサ２４を動作周波数に対して十分低いイン
ピーダンスとなるようにすれば、前記第５の抵抗５５の
抵抗値と等しくなる。

【００１４】以上のように、出力端子２に接続される新
たな回路の入力インピーダンスを純抵抗となるように
し、前記第５の抵抗５５の抵抗値を出力端子に接続され
る新たな回路の入力インピーダンスと同じ値にすること
により、ＯＮ状態とＯＦＦ状態における入力インピーダ
ンスの変動がないように構成でき、しかも、出力端子２
に接続される新たな回路の入力インピーダンスが純抵抗
とならない場合あるいは前記第２のダイオード１２の端
子間容量と端子のインダクタンスを前記第３のコンデン
サ２３により補正することが可能となる。つまり本実施
例の高周波用スイッチ回路によればＯＮ時とＯＦＦ時の
入力インピーダンスの変動がなく、しかもＯＮ時とＯＦ
Ｆ時の出力レベル差を大きくすることが可能となる。

【００１５】図２は、図１に示す高周波用スイッチ回路
のＯＮ状態とＯＦＦ状態におけるゲインの周波数特性
と、前記入力端子１と前記出力端子２間を５０Ω系で評
価したときの入力リターンロスを示すものである。図２
中のａはＯＮ状態のゲインの周波数特性、図２中のｂは
ＯＦＦ状態のゲインの周波数特性、図２中のｃはＯＮ状
態の入力リターンロス、図２中のｄはＯＦＦ時の入力リ
ターンロスであり、９００ＭHzから２１００ＭHzにわた
り、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の出力レベル比を２０ｄＢ以
上確保し、ＯＮ状態とＯＦＦ状態における入力リターン
ロスをともに１２ｄＢ以上にすることができ、簡単な回
路構成で高周波用スイッチ回路として良好な特性が得ら
れている。

【００１６】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００１７】図３は本発明の第２の実施例における高周
波用スイッチ回路の回路図を示すものであり、１は入力
端子、２は出力端子、３はスイッチ制御電圧端子、４は
正の電源電圧端子、１３は第１のトランジスタであり低
雑音特性を有するものであり、１４は第３のダイオー
ド、１５は第４のダイオード、２５，２６，２７，２８
はそれぞれ第５，第６，第７，第８のコンデンサ、４
２，４３はそれぞれ第２，第３のコイル、５６，５７，
５８，６０，６１はそれぞれ第６，第７，第８，第９，
第１０，第１１の抵抗、７１は実施例１に記載した第１
の高周波用スイッチ回路である。

【００１８】以上のように構成された高周波用スイッチ
回路は、実施例１に記載した第１の高周波用スイッチ回
路７１のスイッチ動作に加え、スイッチ制御端子３と第
１のトランジスタ１３のベースの間に挿入された第６の
抵抗５６により、前記スイッチ制御端子３に加えられた
電圧で前記第１のトランジスタ１３のベース電流を変え
ることにより、正の電源電圧端子４から供給される前記
第１のトランジスタ１３のコレクタ電流を制御すること
が可能となり、前記第１のトランジスタ１３で構成して
いる増幅器のゲイン差を用いたスイッチ動作が行われ
る。なお本実施例において第６のコンデンサ２６から出
力端子２の間に挿入されている回路は、実施例１に記載
した高周波用スイッチ回路の第５の抵抗５５と第３のコ
ンデンサ２３を省いた回路となっており、実施例１と同
様の動作をする高周波用スイッチ回路を構成している。

【００１９】またこの第６のコンデンサ２６から出力端
子２の間に挿入されている回路は、第４のダイオード１
５のアノードが直接、動作周波数に対して十分インピー
ダンスの低い第７のコンデンサ２７を介して接地されて
いるために、実施例１に記載した高周波用スイッチ回路
と比較して、ＯＮ状態とＯＦＦ状態における入力インピ
ーダンスの変動は激しくなるが、ＯＮ状態とＯＦＦ状態
の出力レベル差を大きくすることが可能となっている。

【００２０】さらに、前記第１の高周波用スイッチ回路
７１の出力端子から前記第１のトランジスタ１３のベー
スをみたときのインピーダンスは、本実施例の高周波用
スイッチ回路のＯＮ状態とＯＦＦ状態では、極端に変動
するが、前記第１の高周波用スイッチ回路７１が実施例
１に記載したように動作するために、本実施例の高周波
用スイッチ回路のＯＮ状態とＯＦＦ状態における入力イ
ンピーダンスの変動がなく、ＯＮ状態とＯＦＦ状態にお
ける出力レベル差が大きくとれる高周波用スイッチ回路
を構成し、しかもＯＮ状態における雑音特性が優れてい
る。

【００２１】図４は、図３に示す高周波用スイッチ回路
のＯＮ状態とＯＦＦ状態におけるゲインの周波数特性を
示すものであり、図４中のａはＯＮ状態のゲインの周波
数特性、図４中のｂはＯＦＦ状態のゲインの周波数特性
であり、９００ＭHzから２１００ＭHzにわたり、ＯＮ状
態とＯＦＦ状態の出力レベル比を６０ｄＢ以上確保する
ことができ、簡単な回路構成で高周波用スイッチ回路と
して良好な特性が得られている。

【００２２】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００２３】図５は本発明の第３の実施例における高周
波用スイッチ回路のブロック図を示すものであり、２は
出力端子、５は第１の入力端子、６は第２の入力端子、
７２は第１の低域通過フィルタ、７３は第２の低域通過
フィルタ、７４は実施例２に記載した第１の高周波用ス
イッチ回路、７５は実施例２に記載した第２の高周波用
スイッチ回路である。

【００２４】第１の低域通過フィルタ７２、第２の低域
通過フィルタ７３は、それぞれ第１の入力端子５、第２
の入力端子６から入力される不要な周波数を減衰させる
ために挿入し、前記第１の高周波用スイッチ回路７４が
ＯＮ状態にある場合には、前記第２の高周波用スイッチ
回路７５がＯＦＦ状態にあるように、また、前記第１の
高周波用スイッチ回路７４がＯＦＦ状態にある場合に
は、前記第２の高周波用スイッチ回路７５がＯＮ状態に
あるように、前記第１の高周波用スイッチ回路７４と前
記第２の高周波用スイッチ回路７５のそれぞれのスイッ
チ制御電圧端子に所定の電圧を加えるように制御する。

【００２５】以上のように構成された高周波用スイッチ
回路は、前記第１の高周波用スイッチ回路７４がＯＮ状
態にある場合には、前記第１の入力端子５から入力され
た必要な周波数のみが出力端子２に出力され、前記第２
の高周波用スイッチ回路７５がＯＮ状態にある場合に
は、前記第２の入力端子６から入力された必要な周波数
のみが出力端子２に出力され、しかも、前記第１の高周
波用スイッチ回路７４と前記第２の高周波用スイッチ回
路７５は、実施例２に記載した高周波用スイッチ回路を
用いているために、ＯＦＦ状態にある前記第１の高周波
用スイッチ回路７４あるいは前記第２の高周波用スイッ
チ回路７５の一方の高周波用スイッチ回路の出力インピ
ーダンスは、実施例２に記載した第３のダイオード１４
の端子間インピーダンスにより大きくなるために、他方
のＯＮ状態にある前記第１の高周波用スイッチ回路７４
あるいは前記第２の高周波用スイッチ回路７５のＯＮ状
態の前記出力端子２への通過特性に影響を与えることが
なく、前記第１の入力端子５と前記第２の入力端子６の
それぞれの入力信号を選択して前記出力端子２へ出力す
る高周波用スイッチ回路を構成することができる。

【００２６】なお、本実施例の高周波用スイッチ回路
は、前記第１の入力端子５から前記出力端子２へと、前
記第２の入力端子６から前記出力端子２への２系統の信
号選択回路となっているが、同様の回路を３系統以上に
した場合にも、ＯＦＦ状態にある信号経路がＯＮ状態に
ある信号経路に影響を与えることなく、良好な高周波用
スイッチ回路を構成することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、高周波用スイッ
チ回路の入力端子と出力端子の間に直列方向に挿入した
ダイオードと入力端子と接地方向に挿入したダイオード
の順方向電流を変化させ、高周波用スイッチ回路がＯＦ
Ｆ状態にあるとき、入力端子から接地方向に挿入したダ
イオードに順方向電流を流し、ダイオードと接地間に挿
入した抵抗により、ＯＦＦ状態の高周波用スイッチ回路
のインピーダンスが決定されるように構成することによ
り、高周波用スイッチ回路のＯＮ状態とＯＦＦ状態の入
力インピーダンスの変動がなく、高周波用スイッチ回路
のＯＮ状態とＯＦＦ状態の出力レベル差を大きくするこ
とが可能となる優れた高周波用スイッチ回路を提供する
ことのできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による高周波用スイッチを示
す回路図

【図２】本発明の実施例１による高周波用スイッチの特
性図

【図３】本発明の実施例２による高周波用スイッチを示
す回路図

【図４】本発明の実施例２による高周波用スイッチの特
性図

【図５】本発明の実施例３による高周波用スイッチを示
すブロック図

【図６】従来例の高周波用スイッチを示す回路図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 出力端子 ３ スイッチ制御電圧端子 ４ 正の電源電圧端子 １１ 第１のダイオード １２ 第２のダイオード ２３ 第３のコンデンサ ５５ 第５の抵抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力端子に第１のコンデンサを介して第１
   のダイオードのカソードを接続し、前記第１のダイオー
   ドのカソードを第１の抵抗を介して接地し、前記第１の
   ダイオードのアノードを第２のコンデンサを介して出力
   端子に接続するとともに、このアノードに第１のコイル
   と第２の抵抗を直列接続体を介してスイッチ制御電圧端
   子を接続し、前記第１のダイオードのカソードに第２の
   ダイオードのカソードを接続し、この第２のダイオード
   のアノードを第３の抵抗を介して接地するとともにこの
   アノードに第４の抵抗を介して正の電源電圧端子を接続
   し、第５の抵抗と第３のコンデンサの並列接続体の一方
   の端子を前記第２のダイオードのアノードに接続し、前
   記第５の抵抗と前記第３のコンデンサを並列接続体の他
   方の端子を第４のコンデンサを介して接地した高周波用
   スイッチ回路。
2. 【請求項２】請求項１に記載の高周波用スイッチ回路の
   出力端子を第１のトランジスタのベースに接続するとと
   もに、この出力端子を第６の抵抗を介してスイッチ制御
   電圧端子に接続し、前記第１のトランジスタのエミッタ
   を接地し、前記第１のトランジスタのコレクタを第２の
   コイルの一方の端子に接続し、前記第２のコイルの他方
   の端子を第５のコンデンサを介して接地するとともに、
   この他方の端子を第７の抵抗を介して正の電源電圧端子
   に接続し、前記第１のトランジスタのコレクタに第６の
   コンデンサを介して第３のダイオードと第４のダイオー
   ドのカソードに接続し、前記第３，第４のダイオードの
   カソードを第８の抵抗を介して接地し、前記第４のダイ
   オードのアノードを第７のコンデンサと、第９の抵抗の
   並列接続体を介して接地するとともに、前記第４のダイ
   オードのアノードを第１０の抵抗を介して正の電源電圧
   端子に接続し、前記第３のダイオードのアノードを第８
   のコンデンサを介して出力端子に接続するとともに、こ
   のアノードに第３のコイルの一方の端子に接続し、前記
   第３のコイルの他方の端子を第１１の抵抗を介してスイ
   ッチ制御電圧端子に接続した高周波用スイッチ回路。
3. 【請求項３】請求項２に記載の複数個の高周波用スイッ
   チ回路の夫々の入力端子を独立させるとともに、各高周
   波用スイッチ回路の出力端子を接続して新たな出力端子
   とした高周波用スイッチ回路。