JPH09162601A

JPH09162601A - 高周波スイッチ

Info

Publication number: JPH09162601A
Application number: JP7316725A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhide Katou; 充英加藤; Norio Nakajima; 規巨中島; Koji Tanaka; 浩二田中
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1997-06-20
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: JP3307201B2

Abstract

(57)【要約】【課題】挿入損失が小さく、構成部品点数を低減で
き、かつ制御電圧供給用の配線パターンの簡略化を図り
得る高周波スイッチを提供する。【解決手段】高周波スイッチ１は、第１〜第４のポー
トＰ１〜Ｐ４と、各ポート間に接続された分布定数線路
２ａ〜２ｄと、各ポートと分布定数線路２ａ〜２ｄの各
接続点Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇとの間にそれぞれ接続されたコン
デンサ３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｇと、各接続点Ａ、Ｃ、
Ｅ、Ｇと基準電位との間にそれぞれ接続されたダイオー
ド４ａ〜４ｄと、ダイオード４ａ〜４ｄと基準電位との
間にそれぞれ接続されたコンデンサ３ｂ、３ｄ、３ｆ、
３ｈと、ダイオード４ｂと並列に接続された分布定数線
路６と、分布定数線路６と基準電位との間にそれぞれ接
続されたコンデンサ３ｉとを有し、ダイオード４ａ〜４
ｄとコンデンサ３ｂ、３ｄ、３ｆ、３ｈとの間に、それ
ぞれ第１〜第４の制御電圧端子Ｖｃ１〜Ｖｃ４が接続さ
れ、分布定数線路６とコンデンサ３ｉとの間に固定電圧
端子Ｖｆｉｘが接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電話機
などの高周波回路において信号経路を切り換えるための
高周波スイッチに関し、特に、４つのポートを有し、か
つ分布定数線路を利用した高周波スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯電話においては、２本のア
ンテナ、あるいは、１本のアンテナ及び１つの外部接続
端子を、送信部及び受信部で共用することがある。この
ような構成では、例えば、図６に示すスイッチ回路が従
来より用いられている。

【０００３】スイッチ回路５１は、３ポートのスイッチ
５２、５３を接続した構成を有する。スイッチ５２は、
第１のポートＰ２１、第２のポートＰ２２及び第３のポ
ートＰ２３を有する。同様に、スイッチ５３は、第１〜
第３のポートＰ３１、Ｐ３２及びＰ３３を有する。スイ
ッチ５２の第１のポートＰ２１には、アンテナＡＮＴが
接続され、第３のポートＰ２３は、外部接続端子ＥＸＴ
とされている。なお、外部接続端子として使用する例と
しては、スイッチ回路５１が内蔵された携帯電話機の受
信部の電気的特性を測定する際に、外部接続端子から所
定の信号を入力する場合などが挙げられる。また、第３
のポートＰ２３には、第２のアンテナが接続されること
もある。すなわち、車載用携帯電話などにおいては、第
２のアンテナとして車両に装備されたアンテナを接続し
て使用することも可能である。

【０００４】スイッチ５２においては、第２のポートＰ
２２が、第１のポートＰ２１または第３のポートＰ２３
に対して切り換えられるように構成されている。第２の
ポートＰ２２は、スイッチ５３の第２のポートＰ３２に
接続されている。

【０００５】スイッチ５３の第２のポートＰ３２は、第
１のポートＰ３１と、第３のポートＰ３３との間で接続
が切り換えられるように構成されている。第１のポート
Ｐ３１は、送信部Ｔｘに接続され、第３のポートＰ３３
は、受信部Ｒｘに接続される。

【０００６】上記スイッチ回路５１を用いることによ
り、アンテナＡＮＴ及び外部接続端子ＥＸＴのいずれか
を、送信部Ｔｘまたは受信部Ｒｘに接続した状態を実現
することができる。

【０００７】ところで、上記３ポート型スイッチ５２、
５３を構成するための部品としては、図７に示すダイオ
ードを用いた高周波スイッチが知られている。高周波ス
イッチ６０は、上記第１〜第３のポートＰ２１〜Ｐ２
３、Ｐ３１〜Ｐ３３に相当する第１〜第３のポートＰ６
１〜Ｐ６３を有する。第１のポートＰ６１は、コンデン
サ６１ａを介してダイオード６２ａのアノードに接続さ
れる。ダイオード６２ａのアノードは、チョークコイル
として働く分布定数線路６３ａ及びコンデンサ６１ｂを
介して接地電位に接続され、分布定数線路６３ａとコン
デンサ６１ｂの接続点は、抵抗６４ａを介して制御電圧
端子６５ａに接続される。制御電圧端子６５ａには高周
波スイッチ６０の切り換えを行うための制御回路（図示
せず）が接続される。ダイオード６２ａのカソードは、
コンデンサ６１ｃを介して第２のポートＰ６２に接続さ
れる。

【０００８】また、第２のポートＰ６２には、コンデン
サ６１ｃを介して分布定数線路６３ｂが接続される。分
布定数線路６３ｂは、コンデンサ６１ｄを介して第３の
ポートＰ６３に接続され、分布定数線路６３ｂとコンデ
ンサ６１ｄの接続点には、ダイオード６２ｂのアノード
が接続される。ダイオード６２ｂのカソードは、コンデ
ンサ６１ｅを介して接地電位に接続されとともに、抵抗
６４ｂを介して制御電圧端子６５ｂに接続される。制御
電圧端子６５ｂには高周波スイッチ６０の切り換えを行
うための制御回路（図示せず）が接続される。なお、分
布定数線路６３ａ、６３ｂは、このスイッチ６１に流れ
る高周波信号の波長をλとしたときに、λ／４以下の長
さを有するストリップライン、マイクロストリップライ
ン、コプレーナガイドラインで構成されている。また、
分布定数線路６３ａは、ハイインピーダンス伝送線路で
構成されていてもよい。

【０００９】高周波スイッチ６０では、制御電圧端子６
５ａと、制御電圧端子６５ｂとに、異なる制御電圧を印
加することにより、第２のポートＰ６２を、第１のポー
トＰ６１に接続した状態、あるいは第３のポートＰ６３
に接続した状態を実現することができる。例えば、制御
電圧端子６５ａに正の制御電圧を印加し、制御電圧端子
６５ｂに負の制御電圧を印加すると、これらの電圧は、
ダイオード６２ａ、６２ｂに対して順方向のバイアス電
圧として働くため、ダイオード６２ａ、６２ｂをオンに
する。この際、コンデンサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６
１ｄ、６１ｅによって直流分がカットされ、ダイオード
６２ａ、６２ｂを含む回路にのみ制御電流が印加される
ようにしている。従って、分布定数線路６３ｂがダイオ
ード６２ｂにより接地されて、使用する高周波信号の周
波数で共振し、インピーダンスがほぼ無限大となるた
め、第１のポートＰ６１からの高周波信号は、第３のポ
ートＰ６３側にはとんど伝送されることなく、コンデン
サ６１ａ、ダイオード６２ａ、コンデンサ６１ｃを経て
第２のポートＰ６２に伝送される。なお、分布定数線路
６３ａは、コンデンサ６１ｂにより接地されているた
め、高周波信号の周波数で共振し、インピーダンスがほ
ぼ無限大となり、高周波信号が、接地電位側へ漏れるこ
とを防止している。

【００１０】一方、制御電圧端子６５ａに負の制御電圧
を印加し、制御電圧端子６５ｂに正の制御電圧を印加す
ると、上記の場合とは逆に、これらの電圧は、ダイオー
ド６２ａ、６２ｂに対して逆方向のバイアス電圧として
働くため、ダイオード６２ａ、６２ｂはオフ状態にな
り、第３のポートＰ６３からの高周波信号はコンデンサ
６１ｄ、分布定数線路６３ｂ、コンデンサ６１ｃを経て
第２のポートＰ６２に伝送され、第１のポートＰ６１側
にはほとんど伝送されない。

【００１１】このように、高周波スイッチ６０では、制
御電圧端子６５ａ、６５ｂに、正及び負の制御電圧を印
加することにより、第２のポートＰ６２を、第１のポー
トＰ６１または第３のポートＰ６３に切り換えた状態を
実現することができる。

【００１２】また、図６に示したスイッチ回路５１は、
上記高周波スイッチ６０を、スイッチ５２、５３として
使用することにより構成されている。すなわち、３ポー
ト高周波スイッチを２個使用し、互いの第１のポートを
相互に接続することにより構成されていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】スイッチ回路５１は、
上記のように、２個の高周波スイッチ５２、５３を接続
することにより構成されているため、高周波信号が２つ
のスイッチを通過することになる。例えば、送信部Ｔｘ
から与えられた送信出力は、アンテナＡＮＴに与えられ
るまでに、２個のスイッチ５３、５２を通過する。同様
に、アンテナＡＮＴから入力された高周波信号は、スイ
ッチ５２、５３を通過して受信部Ｒｘに与えられる。そ
のため、挿入損失が大きく（約２倍）ならざるを得ない
ため、送信に際しては、送信出力を増大させる必要があ
り、かつ受信に際しては、利得の低下を招くという問題
があった。

【００１４】また、上記スイッチ回路５１では、高周波
スイッチ６０を用いてスイッチ５２、５３が構成されて
いるため、各スイッチ５２、５３において２つの制御電
圧端子に制御電圧を印加しなければならず、各スイッチ
５２、５３において２つの制御電圧供給用電源を必要と
していた。その結果、電源用の複雑な配線パターンを回
路基板上に形成しなければならなかった。

【００１５】本発明の目的は、このような問題点を解消
するためになされたものであり、挿入損失が小さく、構
成部品点数を低減でき、かつ制御電圧供給用の配線パタ
ーンの簡略化を図り得る高周波スイッチを提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明は、第１乃至第４のポートを有し、第１及
び第２のポートを、第３または第４のポートに接続して
なる高周波スイッチであって、前記第１、第３のポート
間、第３、第２のポート間、第２、第４のポート間及び
第４、第１のポート間にそれぞれ接続された分布定数線
路と、前記第１乃至第４のポートと基準電位との間にそ
れぞれ接続されたダイオードと、前記第１乃至第４のポ
ートの少なくとも１つと基準電位との間に接続された分
布定数線路と、前記ダイオードと基準電位との間の接続
点に接続された第１乃至第４の制御電圧端子と、前記第
１乃至第４のポートの少なくとも１つと基準電位との間
に接続された分布定数線路と基準電位との間の接続点に
接続された固定電圧端子とを備えていることを特徴とす
る。

【００１７】また、前記第１乃至第４の制御電圧端子及
び固定電圧端子の少なくとも１つが、抵抗を介して各接
続点に接続されていることを特徴とする。

【００１８】また、前記第１乃至第４のポートの少なく
とも１つが、コンデンサを介して基準電位に接続されて
いることを特徴とする。

【００１９】また、前記ダイオードの少なくとも１つに
並列に接続された抵抗を備えることを特徴とする。

【００２０】また、前記ダイオードの少なくとも１つに
並列に接続されており、かつ互いに直列に接続された分
布定数線路とコンデンサとを備えることを特徴とする。

【００２１】また、前記ダイオードの少なくとも１つに
並列に、分布定数線路とコンデンサとの直列回路を接続
し、さらに前記分布定数線路と前記コンデンサとの直列
回路に並列に、コンデンサを接続することを特徴とす
る。

【００２２】本発明の高周波スイッチによれば、第１、
第３ポート間、第３、第２ポート間、第２、第４ポート
間及び第４、第１ポート間が、それぞれ、第１の分布定
数線路により接続されている。また、分布定数線路は、
上記のように接続されたリング状の回路部分を構成し、
第１〜第４のポートは、上記のように接続されているた
め、リング状回路部分の周方向に沿って第１のポート、
第３のポート、第２のポート、第４のポートの順に各ポ
ートが接続され、ダイオードを介して基準電位に接続さ
れている。さらに、ダイオードと基準電位の接続点には
第１〜第４の制御電圧端子が接続されている。

【００２３】従って、第１〜第４の制御電圧端子及び固
定電圧端子に、制御電圧及び固定電圧を印加することに
より、第１〜第４のポート間の分布定数線路がオン状態
となり、第１、第３ポート間が接続された状態（第１の
接続状態）、第１、第４ポート間が接続された状態（第
２の接続状態）、第２、第３ポート間が接続された状態
（第３の接続状態）、あるいは第２、第４ポート間が接
続された状態（第４の接続状態）を実現することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し実施例を説明
する。図１は本発明に係る高周波スイッチの一実施例を
説明するための概略回路図である。高周波スイッチ１
は、第１〜第４のポートＰ１〜Ｐ４を有する４ポート高
周波スイッチである。第１、第３のポートＰ１、Ｐ３
間、第１、第４のポートＰ１、Ｐ４間、第２、第３のポ
ートＰ２、Ｐ３間、第２、第４のポートＰ２、Ｐ４間に
は、スイッチングを行うために、分布定数線路２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄが接続されている。すなわち、分布定数
線路２ａ〜２ｄがリング状に接続されることになる。

【００２５】そして、高周波スイッチ１では、以下の第
１の接続状態から第４の接続状態が実現され、これらの
接続状態間で切り換えることが可能となる。第１の接続
状態では、第１、第３のポートＰ１、Ｐ３間が接続さ
れ、第２の接続状態では、第１、第４のポートＰ１、Ｐ
４間が接続され、第３の接続状態では、第２、第３のポ
ートＰ２、Ｐ３間が接続され、第４の接続状態では、第
２、第４のポートＰ２、Ｐ４間が接続された状態が実現
される。

【００２６】従って、図６の高周波スイッチ回路５１に
本実施例の高周波スイッチ１を好適に用いることができ
る。すなわち、図６の高周波スイッチ回路５１では、送
信部ＴｘがアンテナＡＮＴに接続された状態（送信
時）、送信部Ｔｘが外部端子ＥＸＴに接続された状態
（外部端子ＥＸＴに第２のアンテナを接続して送信する
場合など）、受信部ＲｘがアンテナＡＮＴに接続された
状態（受信時）、受信部Ｒｘに外部端子ＥＸＴが接続さ
れた状態（受信部の性能を評価する場合や外部アンテナ
を外部端子ＥＸＴに接続して受信する場合など）のいず
れかを実現させれば良い。本実施例の高周波スイッチ１
を用いた場合、第１のポートＰ１を例えば送信部Ｔｘ
に、第２のポートＰ２を受信部Ｒｘに、第３のポートＰ
３及び第４のポートＰ４を、それぞれ、アンテナＡＮＴ
及び外部端子ＥＸＴを接続することにより、高周波スイ
ッチ回路５１と同様に用いることができる。

【００２７】図２は、本発明に係る高周波スイッチの一
実施例の回路図である。本実施例では、第１、第３のポ
ートＰ１、Ｐ３間、第１、第４のポートＰ１、Ｐ４間、
第２、第３のポートＰ２、Ｐ３間、第２、第４のポート
Ｐ２、Ｐ４間に分布定数線路２ａ〜２ｄが接続されてい
る。すなわち、分布定数線路２ａ〜２ｄは、図示のよう
にリング状に接続されることになる。

【００２８】第１のポートＰ１は、コンデンサ３ａを介
して分布定数線路２ａ、２ｂに接続され、第１のポート
Ｐ１と分布定数線路２ａ、２ｂとの接続点Ａと基準電
位、すなわち接地電位との間に、ダイオード４ａが接続
され、ダイオード４ａのアノード側にコンデンサ３ｂが
接続されている。そして、ダイオード４ａとコンデンサ
３ｂとの接続点Ｂには、抵抗５ａの一端が接続され、抵
抗５ａの他端は第１の制御電圧端子Ｖｃ１に接続されて
いる。

【００２９】同様に、第２のポートＰ２は、コンデンサ
３ｃを介して分布定数線路２ｃ、２ｄに接続され、第２
のポートＰ２と分布定数線路２ｃ、２ｄとの接続点Ｃ
と、接地電位との間に、ダイオード４ｂが接続され、ダ
イオード４ｂのアノード側にコンデンサ３ｄが接続され
ている。そして、ダイオード４ｂとコンデンサ３ｄとの
接続点Ｄには、抵抗５ｂの一端が接続され、他端は第２
の制御電圧端子Ｖｃ２に接続されている。

【００３０】同様に、第３のポートＰ３は、コンデンサ
３ｅを介して分布定数線路２ａ、２ｃに接続され、第３
のポートＰ３と分布定数線路２ａ、２ｃとの接続点Ｅ
と、接地電位との間に、ダイオード４ｃが接続され、ダ
イオード４ｃのアノード側にコンデンサ３ｆが接続され
ている。そして、ダイオード４ｃとコンデンサ３ｆとの
接続点Ｆには、抵抗５ｃの一端が接続され、他端は第３
の制御電圧端子Ｖｃ３に接続されている。

【００３１】同様に、第４のポートＰ４は、コンデンサ
３ｇを介して分布定数線路２ｂ、２ｄに接続され、第４
のポートＰ４と分布定数線路２ｂ、２ｄとの接続点Ｇ
と、接地電位との間に、ダイオード４ｄが接続され、ダ
イオード４ｄのアノード側にコンデンサ３ｈが接続され
ている。そして、ダイオード４ｄとコンデンサ３ｈとの
接続点Ｈには、抵抗５ｄの一端が接続され、他端は第４
の制御電圧端子Ｖｃ４に接続されている。

【００３２】さらに、第２のポートＰ２と分布定数線路
２ｃ、２ｄとの接続点Ｃと、接地電位との間に、ダイオ
ード４ｂと並列に、分布定数線路６が接続され、分布定
数線路６の接地電位側にコンデンサ３ｉが接続されてい
る。そして、分布定数線路６とコンデンサ３ｉとの接続
点Ｉには、抵抗５ｅの一端が接続され、他端は固定電圧
端子Ｖｆｉｘに接続されている。

【００３３】このとき、分布定数線路２ａ〜２ｄ及び６
は、高周波スイッチ１に流れる高周波信号の波長をλと
したときに、λ／４以下の長さのストリップライン、マ
イクロストリップライン、コプレーナガイドライン等で
構成されている。分布定数線路２ａ〜２ｄ及び６は、い
わゆるλ／４線路であるが、実際にはストリップライン
のインダクタンス分や浮遊容量の影響があるため、上記
のようにλ／４以下の長さを有するように構成される。

【００３４】次に、高周波スイッチ１の動作を説明す
る。ダイオード４ａ〜４ｄの向き、第１〜第４の制御電
圧端子Ｖｃ１〜Ｖｃ４及び固定電圧端子Ｖｆｉｘの制御
電圧と各ポート間の動作との関係を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】ここで、第１の接続状態を実現する場合に
ついて説明する。第２、第４の制御電圧端子Ｖｃ２、Ｖ
ｃ４に正の制御電圧＋Ｖｃｃを印加し、第１、第３の制
御電圧端子Ｖｃ１、Ｖｃ３及び固定電圧端子Ｖｆｉｘに
接地電位、すなわち０［Ｖ］を印加する。この場合、第
２の制御電圧端子Ｖｃ２から与えられた制御電圧が、抵
抗５ｂ、５ｅにより電圧降下され、ダイオード４ｂに順
方向バイアス電圧として印加される。同様に、ダイオー
ド４ｄにも、第４の制御電圧端子Ｖｃ４から与えられた
制御電圧から抵抗５ｄ、５ｅによる電圧降下分を差し引
いた電圧が順方向バイアス電圧として印加される。従っ
て、ダイオード４ｂ、４ｄがオン状態となり、ダイオー
ド４ｂとコンデンサ３ｄの直列回路及びダイオード４ｄ
とコンデンサ３ｈの直列回路のインピーダンスはゼロと
なり、接続点Ｃ、Ｇが接地電位に短絡される。

【００３７】一方、接続点Ｉは、抵抗５ｅを介して固定
電圧端子Ｖｆｉｘに接続されているため、ダイオード４
ａに対しては、抵抗５ｅにおける電圧降下分だけ逆方向
のバイアスが印加される。同様に、ダイオード４ｃにつ
いても、抵抗５ｅにおける電圧降下分だけ逆方向のバイ
アスが印加される。従って、ダイオード４ａ、４ｃはオ
フ状態となり、ダイオード４ａとコンデンサ３ｂの直列
回路及びダイオード４ｃとコンデンサ３ｆの直列回路の
容量を保つことができる。

【００３８】ここで、分布定数線路２ａ〜２ｄ及び６
は、動作周波数で、インピーダンス反転回路として動作
するように設計され、さらに、接続点Ｃ、Ｇが接地電位
に短絡されているため、接続点Ａ、Ｅ、それぞれから分
布定数線路２ｂ、２ｃ、６側を見た場合にそのインピー
ダンスは無限大となる。従って、接続点Ａ、Ｅ間が接続
され、接続点Ｃ、Ｇが接地電位に短絡されるため、第
１、第３ポートＰ１、Ｐ３間のみがオン状態となる。

【００３９】また、第２〜第４の接続状態を実現する場
合には、表１に示すような制御電圧を、第１〜第４の制
御電圧端子Ｖｃ１〜Ｖｃ４及び固定電圧端子Ｖｆｉｘに
印加すればよい。

【００４０】上記のように、本実施例の高周波スイッチ
１によれば、４ポート型高周波スイッチを構成すること
ができる。

【００４１】また、一対のポート間を流れる高周波信号
は、一対のポート間に接続された１個の分布定数線路の
みを流れることになる。従って、従来の高周波スイッチ
回路に比べ、挿入損失を半減にすることができ、かつ高
周波スイッチを構成する素子の寿命も長くすることがで
きる。加えて、例えば、携帯電話機に使用される場合、
電池の消耗を抑え、通話時間、待受時間を長くすること
が可能となる。

【００４２】さらに、第１、第２のポートが、第３のポ
ート及び第４のポートに対する接続に関し対称である。
従って、ダイバシティアンテナ用の切換スイッチ等に好
適に利用することができる。

【００４３】また、第１〜第４の制御電圧端子及び固定
電圧端子に加えられる制御電圧のうち、少なくとも２端
子を接地電位とすることが可能であるため、その場合に
は、１種類の制御電圧、例えば正あるいは負の制御電圧
を印加すればよいだけである。従って、高周波スイッチ
が実装されるプリント基板における配線パターンを簡略
化することができ、プリント基板を小形化することがで
きる。加えて、高周波スイッチの組み込まれる電子機器
の小形化に大きく寄与することができる。

【００４４】なお、上記の実施例では、分布定数線路６
を接続点Ｃのみに接続する場合について説明したが、接
続点Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇのうちの少なくとも１つに接続すれ
ばよい。

【００４５】また、正の制御電圧＋Ｖｃｃに変えて接地
電位、接地電位に変えて負の制御電圧−Ｖｃｃを加えて
もよい。その場合には、上記第１の接続状態において
は、第２、第４の制御電圧端子Ｖｃ２、Ｖｃ４を接地
し、第１、第３の制御電圧端子Ｖｃ１、Ｖｃ３及び固定
電圧端子Ｖｆｉｘに負の制御電圧−Ｖｃｃを印加すれば
よい。また、第２〜第４の接続状態の実現する場合も同
様である。

【００４６】さらに、本実施例では、ダイオード４ａ〜
４ｄが図２のように示す向きに接続されていたが、図２
の示す向きと逆に接続されていてもよい。すなわち、ダ
イオード４ａ〜４ｄのアノードが接続点Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ
側に、ダイオード４ａ〜４ｄのカソードが接続点Ｂ、
Ｄ、Ｆ、Ｈ側となるようにダイオード４ａ〜４ｄを接続
してもよい。この場合には、図２に示した実施例とは、
ダイオードの極性が逆となるため、表１に示すように、
第１〜第４の制御電圧端子Ｖｃ１〜Ｖｃ４及び固定電圧
端子Ｖｆｉｘに印加する電圧を選択すればよい。

【００４７】また、抵抗５ａ〜５ｅは、第１〜第４の制
御電圧端子Ｖｃ１〜Ｖｃ４及び固定電圧端子Ｖｆｉｘか
ら接続点Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｉを介して高周波スイッチ１
に与える第１〜第４の制御電圧及び固定電圧の値を調整
するために設けられているものであるため、場合によっ
ては、接続されずともよく、その場合には、接続点Ｂ、
Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｉが直接第１〜第４の制御電圧端子Ｖｃ１
〜Ｖｃ４及び固定電圧端子Ｖｆｉｘに接続される。

【００４８】さらに、コンデンサ３ａ〜３ｉは、直流を
カットする機能を果たすもので、場合によっては、接続
されずともよい。

【００４９】次に、高周波スイッチ１の第１の変形例に
つき説明する。図２に破線で示すように、好ましくは、
第１〜第４のポートＰ１〜Ｐ４と分布定数線路２ａ〜２
ｄの接続点Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇと、基準電位との間に、それ
ぞれ、コンデンサ７ａ〜７ｄを接続してもよい。この場
合には、コンデンサ７ａ〜７ｄの静電容量を選択するこ
とにより、特性インピーダンスを補正することができ、
それによって高周波スイッチ１の挿入損失や反射損失を
効果的に低減することができる。加えて、分布定数線路
６の長さを短くすることもでき、それによって高周波ス
イッチ１の小形化を図ることができる。

【００５０】なお、コンデンサ７ａ〜７ｄはすべて用い
られる必要は必ずしもなく、いずれかのみ接続されてい
てもよい。

【００５１】次に、上記実施例の高周波スイッチに適用
し得る第２乃至第４の変形例を、図３乃至図５を参照し
て説明する。図３乃至図５に示す変形例では、ダイオー
ド４ａ〜４ｄのうち任意のダイオードに後述の各回路素
子が接続される。図３乃至図５では、ダイオード４ａ〜
４ｄを代表して、ダイオード４ａに設けられる部分につ
き説明する。

【００５２】図３に示すように、第２の変形例では、ダ
イオード４ａに並列に、抵抗８が接続されている。ダイ
オード４ａは、オフ状態にあるときには、直流的にはコ
ンデンサとして機能する。従って、オフ状態にあるとき
には蓄積された電荷が、ダイオード４ａがオン状態にな
ると同時に流れることになるが、図３に示す構成では、
抵抗８に蓄積電荷が放電され、ダイオード４ａのオフ状
態からオン状態へのスイッチング動作が円滑化される。
加えて、オフ時のダイオードの逆バイアスを安定化する
こともできる。

【００５３】また、図４に示す第３の変形例では、ダイ
オード４ａに並列に、互いに直列に接続された分布定数
線路９及びコンデンサ１０が接続される。この構成で
は、ダイオード４ａのオフ状態における静電容量と、分
布定数線路９のインダクタンス分により、並列共振回路
が構成される。従って、この並列共振回路の共振周波数
が、伝送される高周波信号の周波数と一致するように分
布定数線路９のインダクタンス分を調整することによ
り、ダイオード４ａのオフ状態のインピーダンスを高め
ることができる。その結果、オフ状態にあるときのダイ
オード４ａのアイソレーション特性を高めることができ
る。なお、コンデンサ１０は、分布定数線路９により、
直流がバイパスすることを防止するために設けられてい
る。

【００５４】そして、分布定数線路９は、ストリップラ
イン、マイクロストリップライン、コプレーナガイドラ
イン等により構成され、その長さ及びインピーダンス
は、並列共振回路の共振周波数を高周波信号の周波数と
一致させるように選ばれる。

【００５５】さらに、ダイオード４ａのオフ状態におけ
る静電容量が小さく、所望の共振周波数が得られない場
合には、第４の変形例として、図５に示すようにダイオ
ード４ａに並列に、分布定数線路９とコンデンサ１０の
直列回路が接続されたものに、さらに、コンデンサ１１
が接続される。この構成では、ダイオード４ａのオフ状
態における静電容量とコンデンサ１１との合成静電容量
と、分布定数線路９のインダクタンス分により、並列共
振回路が構成され、所望の共振周波数を得ることができ
る。

【００５６】なお、第１〜第４の変形例は、それぞれ互
いに組み合わせることが可能である。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の高周波スイッチによれば、４
ポート型高周波スイッチを構成することができる。

【００５８】また、一対のポート間を流れる高周波信号
は、一対のポート間に接続された１個の分布定数線路の
みを流れることになる。従って、従来の高周波スイッチ
回路に比べ、挿入損失を半減にすることができ、かつ高
周波スイッチを構成する素子の寿命も長くすることがで
きる。加えて、例えば、携帯電話機に使用される場合、
電池の消耗を抑え、通話時間、待受時間を長くすること
が可能となる。

【００５９】さらに、第１、第２のポートが、第３のポ
ート及び第４のポートに対する接続に関し対称である。
従って、ダイバシティアンテナ用の切換スイッチ等に好
適に利用することができる。

【００６０】また、第１〜第４の制御電圧端子及び固定
電圧端子に加えられる制御電圧のうち、少なくとも２端
子を接地電位とすることが可能であるため、その場合に
は、１種類の制御電圧、例えば正あるいは負の制御電圧
を印加すればよいだけである。従って、高周波スイッチ
が実装されるプリント基板における配線パターンを簡略
化することができ、プリント基板を小形化することがで
きる。加えて、高周波スイッチの組み込まれる電子機器
の小形化に大きく寄与することができる。

【００６１】請求項２の高周波スイッチによれば、抵抗
の抵抗値により、第１〜第４の制御電圧端子及び固定電
圧端子における制御電圧及び制御電流の値を容易に調整
することができる。

【００６２】請求項３の高周波スイッチによれば、コン
デンサの静電容量を選択することにより、特性インピー
ダンスを補正することができ、それによって挿入損失や
反射損失を効果的に低減することができる。加えて、ダ
イオードに並列に接続される分布定数線路の長さを短く
することもでき、それによって高周波スイッチの小形化
を図ることができる。

【００６３】請求項４の高周波スイッチによれば、ダイ
オードのオフ状態にあるときの静電容量に蓄積された電
荷が、オン状態になると同時にダイオードに並列に接続
される抵抗に放電される。従って、ダイオードのオフ状
態からオン状態へのスイッチング動作を円滑化すること
ができる。加えて、オフ時のダイオードの逆バイアスを
安定化することもできる。

【００６４】請求項５の高周波スイッチによれば、ダイ
オードのオフ状態における静電容量と、ダイオードに並
列に接続される分布定数線路のインダクタンスとによ
り、並列共振回路が構成される。従って、この並列共振
回路の共振周波数を、高周波スイッチに伝送される高周
波信号の周波数と一致するように構成することにより、
ダイオードのオフ状態のインピーダンスを高めることが
でき、その結果、アイソレーション特性を高めることが
できる。加えて、分布定数線路に直列に接続されるコン
デンサにより、分布定数線路を含む回路部分への直流の
バイパスを防止することができる。

【００６５】請求項６の高周波スイッチによれば、ダイ
オードのオフ状態における静電容量とダイオードに、並
列に接続されるコンデンサとの合成静電容量と、ダイオ
ード及びコンデンサに、並列に接続される分布定数線路
のインダクタンスとにより、並列共振回路が構成され
る。従って、所望の共振周波数を得ることができ、さら
にアイソレーション特性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波スイッチの一実施例の概略
構成を示す概略回路図である。

【図２】本発明に係る高周波スイッチの一実施例の回路
図である。

【図３】高周波スイッチの第２の変形例を説明するため
の回路図である。

【図４】高周波スイッチの第３の変形例を説明するため
の回路図である。

【図５】高周波スイッチの第４の変形例を説明するため
の回路図である。

【図６】従来の高周波スイッチ回路を説明するための概
略構成図である。

【図７】従来の３ポート型高周波スイッチの一例を示す
回路図である。

【符号の説明】

１高周波スイッチ２ａ〜２ｄ、６、９分布定数線路４ａ〜４ｄダイオード５ａ〜５ｅ、８抵抗７ａ〜７ｄ、１０、１１コンデンサＰ１〜Ｐ４ポートＶｃ１〜Ｖｃ４制御電圧端子Ｖｆｉｘ固定電圧端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１乃至第４のポートを有し、第１及び
第２のポートを、第３または第４のポートに接続してな
る高周波スイッチであって、前記第１、第３のポート
間、第３、第２のポート間、第２、第４のポート間及び
第４、第１のポート間にそれぞれ接続された分布定数線
路と、前記第１乃至第４のポートと基準電位との間にそ
れぞれ接続されたダイオードと、前記第１乃至第４のポ
ートの少なくとも１つと基準電位との間に接続された分
布定数線路と、前記ダイオードと基準電位との間の接続
点に接続された第１乃至第４の制御電圧端子と、前記第
１乃至第４のポートの少なくとも１つと基準電位との間
に接続された分布定数線路と基準電位との間の接続点に
接続された固定電圧端子とを備えていることを特徴とす
る高周波スイッチ。
【請求項２】前記第１乃至第４の制御電圧端子及び固
定電圧端子の少なくとも１つが、抵抗を介して各接続点
に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高
周波スイッチ。
【請求項３】前記第１乃至第４のポートの少なくとも
１つが、コンデンサを介して基準電位に接続されている
ことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の高
周波スイッチ。
【請求項４】前記ダイオードの少なくとも１つに並列
に接続された抵抗を備えることを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の高周波スイッチ。
【請求項５】前記ダイオードの少なくとも１つに並列
に接続されており、かつ互いに直列に接続された分布定
数線路とコンデンサとを備えることを特徴とする請求項
１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波スイッチ。
【請求項６】前記ダイオードの少なくとも１つに並列
に、分布定数線路とコンデンサとの直列回路を接続し、
さらに前記分布定数線路と前記コンデンサとの直列回路
に並列に、コンデンサを接続することを特徴とする請求
項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波スイッチ。