JPH08162801A - 高周波スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化・低消費電流化・低コスト化が可能
で、確実に所望の特性を得ることができ、単一のコント
ロール電源のみで動作し、インピーダンス整合回路が不
必要な、ダイバーシティ対応の高周波スイッチを提供す
ることである。 【構成】 高周波スイッチＺ２は、誘電体層１〜２２上
にダイオードＤ１〜Ｄ４が搭載され、コンデンサ電極３
１〜４５，４９〜６４，６６〜７２，８１〜８３，８５
〜８７、ストリップライン電極４６〜４８，７４〜７
９、グランド電極６５，７３，８０，８４，８８、アン
テナ用外部電極８９，９４、送信回路用外部電極９１、
受信回路用外部電極９５，９９、コントロール用外部電
極９０，９２，９３，９６，９８，９９、グランド用外
部電極９７が形成され、さらに各誘電体層１〜２２が積
層されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信機器等の高
周波回路において、信号の経路の切り換えを行うための
高周波スイッチに関するものであり、特に、ダイバーシ
ティ方式の送受信切り換えに対応した高周波スイッチに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ダイバーシティ方式の送受信切
り換えに対応した高周波スイッチＺ１は、図４に示すよ
うに、第１のアンテナＡＮＴ１と第１の受信回路ＲＸ１
の接続の切り換えと、第１のアンテナＡＮＴ１と送信回
路ＴＸの接続の切り換え、及び第２のアンテナＡＮＴ２
と第２の受信回路ＲＸ２の接続の切り換えと、第２のア
ンテナＡＮＴ２と送信回路ＴＸの接続の切り換えを行う
ために用いられ、第１のアンテナＡＮＴ１，第２のアン
テナＡＮＴ２，第１の受信回路ＲＸ１，第２のアンテナ
ＡＮＴ２，送信回路ＴＸに接続されるものである。ま
た、高周波スイッチＺ１は、３つの高周波スイッチＺ１
ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃを直列に接続して構成することによ
り、ダイバーシティ方式の送受信切り換えに対応してい
る。

【０００３】従来は、ダイバーシティ方式の送受信切り
換えに対応した高周波スイッチＺ１を構成する高周波ス
イッチＺ１ａ，Ｚ１ｂ，Ｚ１ｃとして、ピンダイオード
スイッチ又はＧａＡｓ半導体スイッチを用いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピンダ
イオードスイッチを用いた場合、基板上にチョークコイ
ルの実装とストリップラインの引き回しが必要となるた
めに大型となり、今後さらに小型化が予想される移動体
通信機器などの分野の要求に答えるのは困難である。ま
た、複数の部品を接続することによって高周波スイッチ
を構成しているため、接続線路に浮遊容量や浮遊インダ
クタンスなどの素子値が入り、確実に所望の特性を得る
のが困難である問題があった。

【０００５】また、ＧａＡｓ半導体スイッチを用いた場
合、正負の２つのコントロール電源が必要となり、それ
にともない、正負の２つのコントロール電源を接続する
端子数も増加するため、大型となる問題があった。さら
に、ＧａＡｓ半導体スイッチをオンにするために大きな
制御電圧をかける必要があり、消費電流が大きくなると
いう問題もあった。また、各々のＧａＡｓ半導体スイッ
チ間にインピーダンスマッチング用回路を付加する必要
があり、さらに、ＧａＡｓ半導体スイッチが３個必要で
あるため、コストが高くなる問題もあった。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、小
型化が可能で、確実に所望の特性を得ることができるダ
イバーシティ方式の送受信切り換えに対応した高周波ス
イッチを提供することである。また、単一の（正又は負
の）コントロール電源のみで動作し、インピーダンス整
合回路が不必要であり、消費電流を小さくでき、コスト
の低いダイバーシティ方式の送受信切り換えに対応した
高周波スイッチを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、５つのポートを有し、該５つ
のポートのうち、第１のポートと第２のポートの接続の
切り換えと、前記第１のポートと第３のポートの接続の
切り換え、及び前記第３のポートと第４のポートの接続
の切り換えと、前記第４のポートと第５のポートの接続
の切り換えを行うための高周波スイッチにおいて、複数
の誘電体層を積層してなる多層基板の外面に前記５つの
ポートを形成するとともに高周波デバイスを搭載し、少
なくとも前記多層基板の外面または前記誘電体層上に、
グランド電極と前記５つのポートと前記高周波デバイス
とに接続した信号ラインとを形成し、前記信号ラインと
同一平面上には、前記信号ラインと前記グランド電極間
に接続した分布定数線路を形成し、該分布定数線路を介
して前記高周波デバイスにバイアス電圧をかけてなるこ
とを特徴とする。

【０００８】また、前記高周波デバイスとしてダイオー
ドを用い、前記第１のポートを第１のダイオードのカソ
ードに、アノードをグランドに接続し、前記第２のポー
トと前記第３のポートとの間に、第２のダイオードを接
続し、前記第３のポートと前記第４のポートとの間に、
第３のダイオードを前記第２のダイオードと順方向に接
続し、第４のダイオードのカソードを前記第５のポート
に、アノードをグランドに接続し、前記第１のポートと
前記第２のポートとの間に、第１の分布定数線路を接続
し、該第１の分布定数線路と前記第２のポートの接続点
とグランドとの間に、第２の分布定数線路を接続し、前
記第２のポートと前記第２のダイオードの接続点とグラ
ンドとの間に、第３の分布定数線路を接続し、前記第３
のダイオードと前記第４のポートの接続点とグランドの
間に、第４の分布定数線路を接続し、前記第４のポート
と前記第５のポートの間に、第５の分布定数線路を接続
し、該第５の分布定数線路と前記第４のポートの接続点
とグランドとの間に、第６の分布定数線路を接続し、前
記第２のダイオードと前記第３のダイオードの接続点と
グランドとの間に、第７の分布定数線路を接続し、前記
第３の分布定数線路のグランド側と前記第４の分布定数
線路のグランド側との間に、第１の抵抗と第２の抵抗と
の直列回路を接続し、前記第１のダイオードのグランド
側に第３の抵抗を介して第１のコントロール端子を接続
し、前記第２の分布定数線路のグランド側に第２のコン
トロール端子を接続し、前記第１の抵抗と前記第２の抵
抗の接続点に第３のコントロール端子を接続し、前記第
７の分布定数線路のグランド側に第４のコントロール端
子を接続し、前記第６の分布定数線路のグランド側に第
５のコントロール端子を接続し、前記第４のダイオード
のグランド側に第４の抵抗を介して第６のコントロール
端子を接続したことを特徴とする。

【０００９】また、前記第１〜第４のダイオードに並列
に、それぞれ第５〜第８の抵抗を接続したことを特徴と
する。

【００１０】また、前記第２のダイオードに並列に、第
８の分布定数線路と第１のコンデンサとの直列回路を接
続し、第３のダイオードに並列に、第９の分布定数線路
と第２のコンデンサとの直列回路を接続し、前記第２及
び第３のダイオードのオフ時におけるそれぞれの静電容
量と、前記第８及び第９の分布定数線路のそれぞれのイ
ンダクタンス成分により、並列共振回路を構成したこと
を特徴とする。

【００１１】前記第２のダイオードに並列に、第８の分
布定数線路と第１のコンデンサとの直列回路及び第３の
コンデンサを互いに並列に接続し、第３のダイオードに
並列に、第９の分布定数線路と第２のコンデンサとの直
列回路及び第４のコンデンサを互いに並列に接続し、前
記前記第２及び第３のダイオードのオフ時におけるそれ
ぞれの静電容量と第３及び第４のコンデンサのそれぞれ
の合成静電容量と、前記第８及び第９の分布定数線路の
それぞれのインダクタンス成分により、並列共振回路を
構成したことを特徴とする。

【００１２】また、前記分布定数線路としてストリップ
ラインを用いたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記の構成によれば、複数の誘電体層を積層し
てなる多層基板中に、各素子を積層構造により集中して
形成するため、１チップの高周波スイッチとすることが
でき、コストが低くなる。また、浮遊容量や浮遊インダ
クタンスなどの素子値が入らなくなる。

【００１４】また、ダイオードを４個使用し、６箇所に
コントロール端子を設けることにより、第１のポートと
第２のポートの接続の切り換えと、第１のポートと第３
のポートの接続の切り換え、及び第３のポートと第４の
ポートの接続の切り換えと、第４のポートと第５のポー
トの接続の切り換えを行うことができる。

【００１５】また、第３の分布定数線路のグランド側と
第４の分布定数線路のグランド側を抵抗を介して接続す
ることにより、正または負の単一電源により駆動するこ
とができ、回路配置が簡略化される。

【００１６】また、１チップの高周波スイッチとするこ
とができ、さらに正または負の単一電源により駆動する
ことができるため、従来のピンダイオードスイッチ又は
ＧａＡｓ半導体スイッチを用いた高周波スイッチに比べ
て全体の寸法が小さくなる。また、ダイオードをオンに
するための制御電圧は、ＧａＡｓ半導体スイッチをオン
にするための制御電圧に比べて小さいものである。

【００１７】また、各部品を同時設計して高周波スイッ
チを形成することにより、インピーダンスマッチングを
施した設計を行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による高周波スイッチの実施例
を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例で
ある高周波スイッチＺ２の斜視図である。高周波スイッ
チＺ２は、多層基板Ｔ１を含む。多層基板Ｔ１は、図２
に示す第１の誘電体層〜第２２の誘電体層１〜２２を順
次積層することによって形成される。第１の誘電体層１
上にはダイオードＤ１〜Ｄ４が搭載される。また、第
２，第３，第４，第６，第７，第８，第９，第１３，第
１９，第２１の誘電体層２，３，４，６，７，８，９，
１３，１９，２１上には、それぞれコンデンサ電極３１
と３２，３３〜３７，３８〜４０，４９〜５１，５２〜
５６，５７〜５９，６０〜６４，６６〜７２，８１〜８
３，８５〜８７が形成される。また、第５の誘電体層５
上には、コンデンサ電極４１〜４５とストリップライン
電極４６〜４８が形成される。また、第１６の誘電体層
１６上には、ストリップライン電極７４〜７９が形成さ
れる。また、第１２，第１４，第１８，第２０，第２２
の誘電体層１２，１４，１８，２０，２２上には、それ
ぞれグランド電極６５，７３，８０，８４，８８が形成
される。さらに、第２２の誘電体層２２の下面（図２中
に２２ｕと符号を付す）には、アンテナ用外部電極８
９，９４と、送信回路用外部電極９１と、受信回路用外
部電極９５，９９と、コントロール用外部電極９０，９
２，９３，９６，９８，９９と、グランド用外部電極９
７が形成される。

【００１９】そして、誘電体層１乃至２２には信号ライ
ン電極（図示せず）とビアホール電極（図示せず）とを
必要な箇所に形成し、また多層基板Ｔ１の外面にも外部
電極（図示せず）を形成し、該ビアホール電極及び外部
電極を介して、前述のダイオード，コンデンサ電極，ス
トリップライン電極，グランド電極，アンテナ用外部電
極，送信回路用外部電極，受信回路用外部電極，コント
ロール用外部電極，グランド用外部電極のそれぞれを適
宜接続することにより、後述する図３に示す回路構成と
等価に、高周波スイッチＺ２を構成してなるものであ
る。

【００２０】このような高周波スイッチを製造するにあ
たっては、誘電体セラミックグリーンシートが準備され
る。そして、誘電体セラミックグリーンシート上に、各
々の電極・信号ラインの形状に応じて電極ペーストが印
刷される。次に、所定形状に電極ペーストが印刷された
誘電体セラミックグリーンシートを積層し、焼成するこ
とによって、誘電体層が積層してなる多層基板が形成さ
れる。この際、誘電体セラミックグリーンシートを積層
した後、外部電極の形状に電極ペーストを印刷し、一体
焼成することによって高周波スイッチを形成してもよ
い。

【００２１】このように、各素子を積層構造により集中
して形成するため、全体の寸法が小さい１チップの高周
波スイッチとすることができ、またコストを低くするこ
とができる。さらに、浮遊容量や浮遊インダクタンスな
どの素子値が入らなくなるため、所望の特性を得ること
ができる。

【００２２】図３に、この高周波スイッチＺ２の等価回
路を示す。図３において、コンデンサＣ１〜Ｃ１８は、
多層基板Ｔ１の内部に，それぞれ前述のコンデンサ電極
６６，７０，８１と８５，８３と８７，７２，６９，６
７，３３と３８と４１と４９と５２と５７と６０，３４
と３８と４２と４９と５３と５７と６１，３６と４０と
４４と５１と５５と５９と６３，３７と４０と４５と５
１と５６と５９と６４，６８，３１，３２，８２と８
６，７１，４３と６２，３５と３９と５０と５４で形成
される。また、ストリップラインＳ１〜Ｓ９も、多層基
板Ｔ１の内部にそれぞれ前述のストリップライン電極７
４，７５，７６，７７，７８，７９，４７，４６，４８
で形成される。また、抵抗Ｒ１〜Ｒ８は、本実施例にお
いては前述の多層基板Ｔ１の外部に形成されるが、多層
基板Ｔ１の表面又は内部にチップ抵抗または印刷抵抗と
して形成することも可能である。

【００２３】以下、図３を参照して高周波スイッチＺ２
の回路構成の説明をする。ポートＰ１は、コンデンサＣ
７と分布定数線路であるストリップラインＳ１とコンデ
ンサＣ８の直列回路を介してポートＰ２に接続される。
また、コンデンサＣ７とストリップラインＳ１の接続点
は、ダイオードＤ１のカソードに接続され、ダイオード
Ｄ１のアノードは、コンデンサＣ１を介してグランドに
接続されるとともに、抵抗Ｒ１を介してコントロール端
子Ｖ１に接続される。一方、ダイオードＤ１のアノード
・カソード間に、抵抗Ｒ２が並列に接続される。さら
に、ストリップラインＳ１とコンデンサＣ８の接続点
は、ストリップラインＳ２及びコンデンサＣ２の直列回
路を介してグランドに接続され、ストリップラインＳ２
とコンデンサＣ２の接続点には、コントロール端子Ｖ２
が接続される。

【００２４】また、ポートＰ２は、コンデンサＣ９を介
してダイオードＤ２のアノードに接続され、コンデンサ
Ｃ９とダイオードＤ２の接続点は、ストリップラインＳ
３及びコンデンサＣ３の直列回路を介してグランドに接
続される。また、ダイオードＤ２のカソードは、コンデ
ンサＣ１６を介してポートＰ３に接続されるとともに、
ダイオードＤ３のアノードに接続され、さらにストリッ
プラインＳ７及びコンデンサ１５の直列回路を介してグ
ランドに接続される。また、ストリップラインＳ７とコ
ンデンサ１５の接続点には、コントロール端子Ｖ４が接
続される。一方、ダイオードＤ２のアノード・カソード
間には、抵抗Ｒ３と、ストリップラインＳ８及びコンデ
ンサＣ１７の直列回路と、コンデンサＣ１３とが互いに
並列に接続される。

【００２５】また、ダイオードＤ３のカソードは、コン
デンサＣ１０を介してポートＰ４に接続され、ダイオー
ドＤ３のカソードとコンデンサＣ１０の接続点は、スト
リップラインＳ４及びコンデンサＣ４の直列回路を介し
てグランドに接続される。一方、ダイオードＤ３のアノ
ード・カソード間には、抵抗Ｒ４と、ストリップライン
Ｓ９及びコンデンサＣ１８の直列回路と、コンデンサＣ
１４とが互いに並列に接続される。

【００２６】さらに、ストリップラインＳ３とコンデン
サＣ３の接続点と、ストリップラインＳ４とコンデンサ
Ｃ４の接続点は、抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ８の直列回路で接
続され、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８の接続点には、コントロー
ル端子Ｖ３が接続される。

【００２７】また、ポートＰ４は、コンデンサＣ１１と
ストリップラインＳ６とコンデンサＣ１２の直列回路を
介してポートＰ５に接続される。また、コンデンサＣ１
１とストリップラインＳ６の接続点は、ストリップライ
ンＳ５及びコンデンサＣ５の直列回路を介してグランド
に接続され、ストリップラインＳ５とコンデンサＣ５の
接続点には、コントロール端子Ｖ５が接続される。さら
に、ストリップラインＳ６とコンデンサＣ１２の接続点
は、ダイオードＤ４のカソードに接続され、ダイオード
Ｄ４のアノードは、コンデンサＣ６を介してグランドに
接続されるとともに、抵抗Ｒ５を介してコントロール端
子Ｖ６に接続される。一方、ダイオードＤ４のアノード
・カソード間に、抵抗Ｒ６が並列に接続されて、高周波
スイッチＺ２が構成される。

【００２８】なお、コンデンサＣ１〜Ｃ７，Ｃ１２，Ｃ
１５，Ｃ１６は、コントロール端子Ｖ１〜Ｖ５に印加さ
れた制御電圧により流れる電流が、ダイオードＤ１〜Ｄ
４を含む回路にのみ流れるように電流経路を制限し、他
の部分に影響を及ぼさないようにするものである。

【００２９】また、ストリップラインＳ１〜Ｓ７は、目
的の周波数における信号の波長の１／４以下の長さを有
する９０°位相シフタ又はハイインピーダンス線路であ
る。また、抵抗Ｒ１，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ８は、ダイオード
Ｄ１〜Ｄ４に一定の電流を流すためのものである。

【００３０】次に、高周波スイッチＺ２の動作を、実施
例とともに説明する。なお、以下に説明する実施例にお
いては、第１の受信回路ＲＸ１をポートＰ１に接続し、
第１のアンテナＡＮＴ１をポートＰ２に接続し、送信回
路ＴＸをポートＰ３に接続し、第２のアンテナＡＮＴ２
をポートＰ４に接続し、第２の受信回路ＲＸ２をポート
Ｐ５に接続するものとする。

【００３１】まず、第１のアンテナＡＮＴ１を用いて送
信回路ＴＸから送信する場合、コントロール端子Ｖ１，
Ｖ３に正の制御電圧を印加し、コントロール端子Ｖ２，
Ｖ４をグランドに接続する。又は、コントロール端子Ｖ
１，Ｖ３をグランドに接続し、コントロール端子Ｖ２，
Ｖ４に負の制御電圧を印加する。この制御電圧は、ダイ
オードＤ１，Ｄ２に対しては順方向のバイアス電圧とな
り、ダイオードＤ３に対しては逆方向のバイアス電圧と
なるため、ダイオードＤ１，Ｄ２はオンになり、ダイオ
ードＤ３はオフになる。

【００３２】従って、ポートＰ３とポートＰ２間（送信
回路ＴＸと第１のアンテナＡＮＴ１間）に送信信号が流
れ、ポートＰ３とポートＰ４間（送信回路ＴＸと第２の
アンテナＡＮＴ２間）、及びポートＰ３とポートＰ５間
（送信回路ＴＸと第２の受信回路ＲＸ２間）には送信信
号が流れない。

【００３３】また、ストリップラインＳ１は、ダイオー
ドＤ１とコンデンサＣ１によりグランドに接続されて送
信回路ＴＸからの送信周波数で共振し、そのインピーダ
ンスがほぼ無限大となるため、ポートＰ３（送信回路Ｔ
Ｘ）からの信号は、ポートＰ１（第１の受信回路ＲＸ
１）にはほとんど伝送されることはない。さらに、スト
リップラインＳ２，Ｓ３，Ｓ７も、コンデンサＣ２，Ｃ
３，Ｃ１５によりグランドに接続されて送信回路ＴＸか
らの送信周波数で共振し、そのインピーダンスがほぼ無
限大となるため、送信信号がグランド側にもれることは
ない。

【００３４】次に、第２のアンテナＡＮＴ２を用いて送
信回路ＴＸから送信する場合、コントロール端子Ｖ４，
Ｖ６に正の制御電圧を印加し、コントロール端子Ｖ３，
Ｖ５をグランドに接続する。又は、コントロール端子Ｖ
４，Ｖ６をグランドに接続し、コントロール端子Ｖ３，
Ｖ５に負の制御電圧を印加する。この制御電圧は、ダイ
オードＤ３，Ｄ４に対しては順方向のバイアス電圧とな
り、ダイオードＤ２に対しては逆方向のバイアス電圧と
なるため、ダイオードＤ３，Ｄ４はオンになり、ダイオ
ードＤ２はオフになる。

【００３５】従って、ポートＰ３とポートＰ４間（送信
回路ＴＸと第２のアンテナＡＮＴ２間）に送信信号が流
れ、ポートＰ３とポートＰ１間（送信回路ＴＸと第１の
受信回路ＲＸ１間）、及びポートＰ３とポートＰ２間
（送信回路ＴＸと第１のアンテナＡＮＴ１間）には送信
信号が流れない。

【００３６】また、ストリップラインＳ６は、ダイオー
ドＤ４とコンデンサＣ６によりグランドに接続されて送
信回路ＴＸからの送信周波数で共振し、そのインピーダ
ンスがほぼ無限大となるため、ポートＰ３（送信回路Ｔ
Ｘ）からの信号は、ポートＰ５（第２の受信回路ＲＸ
２）にはほとんど伝送されることはない。さらに、スト
リップラインＳ４，Ｓ５，Ｓ７も、コンデンサＣ４，Ｃ
５，Ｃ１５によりグランドに接続されて送信回路ＴＸか
らの送信周波数で共振し、そのインピーダンスがほぼ無
限大となるため、送信信号がグランド側にもれることは
ない。

【００３７】次に、第１のアンテナＡＮＴ１を用いて第
１の受信回路ＲＸ１で受信する場合、コントロール端子
Ｖ２，Ｖ４に正の制御電圧を印加し、コントロール端子
Ｖ１，Ｖ３をグランドに接続する。又は、コントロール
端子Ｖ２，Ｖ４をグランドに接続し、コントロール端子
Ｖ１，Ｖ３に負の制御電圧を印加する。この制御電圧
は、ダイオードＤ１，Ｄ２に対して逆方向のバイアス電
圧となるため、ダイオードＤ１，Ｄ２はオフになる。

【００３８】従って、ポートＰ２とポートＰ１間（第１
のアンテナＡＮＴ１と第１の受信回路ＲＸ１間）に受信
信号が流れ、ポートＰ２（第１のアンテナＡＮＴ１）と
ダイオードＤ１・コンデンサＣ１を介したグランド間、
ポートＰ２とポートＰ３間（第１のアンテナＡＮＴ１と
送信回路ＴＸ間）、及びポートＰ２とポートＰ５間（第
１のアンテナＡＮＴ１と第２の受信回路ＲＸ２間）には
受信信号が流れない。また、ストリップラインＳ２，Ｓ
３は、コンデンサＣ２，Ｃ３によりグランドに接続され
て第１のアンテナＡＮＴ１からの受信周波数で共振し、
そのインピーダンスがほぼ無限大となるため、受信信号
がグランド側にもれることはない。

【００３９】次に、第２のアンテナＡＮＴ２を用いて第
２の受信回路ＲＸ２で受信する場合、コントロール端子
Ｖ３，Ｖ５に正の制御電圧を印加し、コントロール端子
Ｖ４，Ｖ６をグランドに接続する。又は、コントロール
端子Ｖ３，Ｖ５をグランドに接続し、コントロール端子
Ｖ４，Ｖ６に負の制御電圧を印加する。この制御電圧
は、ダイオードＤ３，Ｄ４に対して逆方向のバイアス電
圧となるため、ダイオードＤ３，Ｄ４はオフになる。

【００４０】従って、ポートＰ４とポートＰ５間（第２
のアンテナＡＮＴ２と第２の受信回路ＲＸ２間）に受信
信号が流れ、ポートＰ４（第２のアンテナＡＮＴ２）と
ダイオードＤ４・コンデンサＣ６を介したグランド間、
ポートＰ４とポートＰ３間（第２のアンテナＡＮＴ２と
送信回路ＴＸ間）、及びポートＰ４とポートＰ２間（第
２のアンテナＡＮＴ２と第１の受信回路ＲＸ１間には受
信信号が流れない。また、ストリップラインＳ４，Ｓ５
は、コンデンサＣ４，Ｃ５によりグランドに接続されて
第２のアンテナＡＮＴ２からの受信周波数で共振し、そ
のインピーダンスがほぼ無限大となるため、受信信号が
グランド側にもれることはない。

【００４１】以上に述べた高周波スイッチＺ２の動作に
おいて、第１のアンテナＡＮＴ１を用いた送信回路ＴＸ
からの送信と、第２のアンテナＡＮＴ２を用いた第２の
受信回路ＲＸ２での受信は、コントロール端子Ｖ１，Ｖ
３，Ｖ５に正の制御電圧を印加し、コントロール端子Ｖ
２，Ｖ４，Ｖ６をグランドに接続するか、若しくは、コ
ントロール端子Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５をグランドに接続し、
コントロール端子Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６に負の制御電圧を印
加することにより、同時に行うことが可能である。

【００４２】また、第２のアンテナＡＮＴ２を用いた送
信回路ＴＸからの送信と、第１のアンテナＡＮＴ１を用
いた第１の受信回路ＲＸ１での受信も、コントロール端
子Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６に正の制御電圧を印加し、コントロ
ール端子Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５をグランドに接続するか、若
しくは、コントロール端子Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６をグランド
に接続し、コントロール端子Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５に負の制
御電圧を印加することにより、同時に行うことが可能で
ある。

【００４３】また、ポートＰ３側（送信回路ＴＸ側）か
ら見たポートＰ１方向（第１の受信回路ＲＸ１方向）と
ポートＰ５方向（第２の受信回路ＲＸ２方向）の回路の
対称性は確保されており、切り換える方向により特性の
変化は生じない。

【００４４】また、ダイオードＤ２とダイオードＤ３の
極性方向は、図３に示した方向以外に、その反対の方向
でも実施可能である。この場合、コントロール端子Ｖ
３，Ｖ４に印加される制御電圧の極性と、ポートＰ２，
Ｐ３，Ｐ４の接続関係は逆になる。

【００４５】ここで、抵抗Ｒ２〜Ｒ４，Ｒ６は、ダイオ
ードＤ１〜Ｄ４のオフ時の静電容量に蓄積された電荷
を、ダイオードＤ１〜Ｄ４のオン時と同時に抵抗Ｒ２〜
Ｒ４，Ｒ６に放電することにより、ダイオードＤ１〜Ｄ
４のオフからオンのスイッチング動作をスムーズに行う
ためのものである。

【００４６】また、ストリップラインＳ８とコンデンサ
Ｃ１７の直列回路、及びコンデンサＣ１３は、ダイオー
ドＤ２のオフ時の静電容量とコンデンサＣ１３との合成
静電容量と、ストリップラインＳ８のインダクタンス成
分とで並列共振回路を形成する。そして、共振周波数を
信号の周波数とを一致させることにより、ダイオードＤ
２のオフ時のインピーダンスを増加させ、第１のアンテ
ナＡＮＴ１と送信回路ＴＸ間のアイソレーションを向上
させるものである。同様に、ストリップラインＳ９とコ
ンデンサＣ１８の直列回路、及びコンデンサＣ１４は、
ダイオードＤ３のオフ時の静電容量とコンデンサＣ１４
との合成静電容量と、ストリップラインＳ９のインダク
タンス成分とで並列共振回路を形成する。そして、共振
周波数を信号の周波数とを一致させることにより、ダイ
オードＤ３のオフ時のインピーダンスを増加させ、送信
回路ＴＸと第２のアンテナＡＮＴ２とのアイソレーショ
ンを向上させるものである。ここで、コンデンサＣ１
７，Ｃ１８はストリップラインＳ８，Ｓ９により電流が
バイパスされるのを防ぐためのものであり、コンデンサ
Ｃ１３，Ｃ１４は前記並列共振回路に静電容量を付加し
て所望の共振周波数を得るためのものである。

【００４７】このように構成された高周波スイッチＺ２
は、コントロール端子Ｖ１〜Ｖ６に印加される制御電圧
の電源を、正又は負の単一電源で構成することができ
る。また、ダイオードをオンにするための制御電圧は、
ＧａＡｓ半導体スイッチをオンにするための制御電圧に
比べて小さいものである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる高
周波スイッチによれば、複数の誘電体層を積層してなる
多層基板中に、各素子を積層構造により集中して形成す
るため、１チップの高周波スイッチとすることができ、
コストが低くなる。また、浮遊容量や浮遊インダクタン
スなどの素子値が入らなくなるため、所望の特性を得る
ことができる。

【００４９】また、ダイオードを４個使用し、６箇所に
コントロール端子を設けることにより、第１のポートと
第２のポートの接続と、第１のポートと第３のポートの
接続の切り換え、及び第３のポートと第４のポートの接
続と、第４のポートと第５のポートの接続の切り換えを
行うことができる。従って、第１のアンテナＡＮＴ１と
第１の受信回路ＲＸ１の接続の切り換えと、第１のアン
テナＡＮＴ１と送信回路ＴＸと接続の切り換え、及び第
２のアンテナＡＮＴ２と第２の受信回路ＲＸ２の接続の
切り換えと、第２のアンテナＡＮＴ２と送信回路ＴＸの
接続の切り換えを行うところの、ダイバーシティ方式の
送受信切り換えに対応することができる。

【００５０】また、第３の分布定数線路のグランド側と
第４の分布定数線路のグランド側が抵抗を介して接続さ
れることにより、正または負の単一電源により駆動する
ことができる。従って、回路配置の簡略化を図ることが
できる。

【００５１】また、１チップの高周波スイッチとするこ
とができ、さらに正または負の単一電源により駆動する
ことができるので、従来のピンダイオードスイッチ又は
ＧａＡｓ半導体スイッチを用いた高周波スイッチに比べ
て全体の寸法を小さくすることができる。従って、今後
さらに小型化が予想される移動体通信機器などの要求に
応えることが可能になる。

【００５２】また、ダイオードをオンにするための制御
電圧は、ＧａＡｓ半導体スイッチをオンにするための制
御電圧に比べて小さいものであるため、ＧａＡｓ半導体
スイッチを用いた高周波スイッチに比べて消費電流を低
くすることができる。

【００５３】また、各素子を同時設計して高周波スイッ
チを形成することにより、インピーダンスマッチングを
施した設計を行うことができる。従って、インピーダン
ス整合回路を不必要とすることができる。

【００５４】また、ダイオードのアノード・カソード間
に、抵抗を並列に接続することにより、ダイオードのオ
フからオンのスイッチング動作をスムーズに行うことが
できる。

【００５５】また、ダイオードのアノード・カソード間
に、分布定数線路とコンデンサとの直列回路，及び他の
コンデンサを互いに並列に接続し、ダイオードのオフ時
の静電容量と他のコンデンサとの合成静電容量と、分布
定数線路のインダクタンス成分とで並列共振回路を構成
することにより、第２のポートと第３のポート間、及び
第３のポートと第４のポート間のアイソレーションを向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である、高周波スイッチの斜
視図である。

【図２】本発明の一実施例である、高周波スイッチの分
解斜視図である。

【図３】本発明の一実施例である、高周波スイッチの回
路構成図である。

【図４】従来の高周波スイッチの、概略構成図である。

【符号の説明】

Ｚ２ 高周波スイッチ Ｔ１ 多層基板 １〜２２ 誘電体層 Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード ３１〜４５，４９〜６４，６６〜７２，８１〜８３，８
５〜８７ コンデンサ電極 ４６〜４８，７４〜７９ ストリップライン電極 Ｃ１〜Ｃ１８ コンデンサ Ｓ１〜Ｓ７ ストリップライン Ｒ１〜８ 抵抗 Ｐ１〜Ｐ５ ポート Ｖ１〜Ｖ６ コントロール端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 達也 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 降谷 孝治 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 中島 規巨 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ５つのポートを有し、該５つのポートの
   うち、第１のポートと第２のポートの接続の切り換え
   と、前記第１のポートと第３のポートの接続の切り換
   え、及び前記第３のポートと第４のポートの接続の切り
   換えと、前記第４のポートと第５のポートの接続の切り
   換えを行うための高周波スイッチにおいて、 複数の誘電体層を積層してなる多層基板の外面に前記５
   つのポートを形成するとともに高周波デバイスを搭載
   し、少なくとも前記多層基板の外面または前記誘電体層
   上に、グランド電極と前記５つのポートと前記高周波デ
   バイスとに接続した信号ラインとを形成し、前記信号ラ
   インと同一平面上には、前記信号ラインと前記グランド
   電極間に接続した分布定数線路を形成し、該分布定数線
   路を介して前記高周波デバイスにバイアス電圧をかけて
   なることを特徴とする、高周波スイッチ。
2. 【請求項２】 前記高周波デバイスとしてダイオードを
   用い、前記第１のポートを第１のダイオードのカソード
   に、アノードをグランドに接続し、前記第２のポートと
   前記第３のポートとの間に、第２のダイオードを接続
   し、前記第３のポートと前記第４のポートとの間に、第
   ３のダイオードを前記第２のダイオードと順方向に接続
   し、第４のダイオードのカソードを前記第５のポート
   に、アノードをグランドに接続し、 前記第１のポートと前記第２のポートとの間に、第１の
   分布定数線路を接続し、該第１の分布定数線路と前記第
   ２のポートの接続点とグランドとの間に、第２の分布定
   数線路を接続し、前記第２のポートと前記第２のダイオ
   ードの接続点とグランドとの間に、第３の分布定数線路
   を接続し、前記第３のダイオードと前記第４のポートの
   接続点とグランドの間に、第４の分布定数線路を接続
   し、前記第４のポートと前記第５のポートの間に、第５
   の分布定数線路を接続し、該第５の分布定数線路と前記
   第４のポートの接続点とグランドとの間に、第６の分布
   定数線路を接続し、前記第２のダイオードと前記第３の
   ダイオードの接続点とグランドとの間に、第７の分布定
   数線路を接続し、 前記第３の分布定数線路のグランド側と前記第４の分布
   定数線路のグランド側との間に、第１の抵抗と第２の抵
   抗との直列回路を接続し、 前記第１のダイオードのグランド側に第３の抵抗を介し
   て第１のコントロール端子を接続し、前記第２の分布定
   数線路のグランド側に第２のコントロール端子を接続
   し、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の接続点に第３の
   コントロール端子を接続し、前記第７の分布定数線路の
   グランド側に第４のコントロール端子を接続し、前記第
   ６の分布定数線路のグランド側に第５のコントロール端
   子を接続し、前記第４のダイオードのグランド側に第４
   の抵抗を介して第６のコントロール端子を接続したこと
   を特徴とする、請求項１に記載の高周波スイッチ。
3. 【請求項３】 前記第１〜第４のダイオードに並列に、
   それぞれ第５〜第８の抵抗を接続したことを特徴とす
   る、請求項２に記載の高周波スイッチ。
4. 【請求項４】 前記第２のダイオードに並列に、第８の
   分布定数線路と第１のコンデンサとの直列回路を接続
   し、第３のダイオードに並列に、第９の分布定数線路と
   第２のコンデンサとの直列回路を接続し、前記第２及び
   第３のダイオードのオフ時におけるそれぞれの静電容量
   と、前記第８及び第９の分布定数線路のそれぞれのイン
   ダクタンス成分により、並列共振回路を構成したことを
   特徴とする、請求項２に記載の高周波スイッチ。
5. 【請求項５】 前記第２のダイオードに並列に、第８の
   分布定数線路と第１のコンデンサとの直列回路及び第３
   のコンデンサを互いに並列に接続し、第３のダイオード
   に並列に、第９の分布定数線路と第２のコンデンサとの
   直列回路及び第４のコンデンサを互いに並列に接続し、
   前記前記第２及び第３のダイオードのオフ時におけるそ
   れぞれの静電容量と第３及び第４のコンデンサのそれぞ
   れの合成静電容量と、前記第８及び第９の分布定数線路
   のそれぞれのインダクタンス成分により、並列共振回路
   を構成したことを特徴とする、請求項２に記載の高周波
   スイッチ。
6. 【請求項６】 前記分布定数線路としてストリップライ
   ンを用いたことを特徴とする、請求項１乃至請求項５の
   いずれかに記載の高周波スイッチ。