JPH0946176A - 減衰器 - Google Patents

減衰器

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Publication number
JPH0946176A
JPH0946176A JP19194795A JP19194795A JPH0946176A JP H0946176 A JPH0946176 A JP H0946176A JP 19194795 A JP19194795 A JP 19194795A JP 19194795 A JP19194795 A JP 19194795A JP H0946176 A JPH0946176 A JP H0946176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fet
attenuator
resistor
drain electrode
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP19194795A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiaki Kasahara
通明 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0946176A publication Critical patent/JPH0946176A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で、周波数特性が小さく、設計の容易な
減衰器を得る。 【構成】 ソース電極とドレイン電極との間に抵抗を並
列に装荷したFETと、抵抗を直列に接続したFETと
を接続し、これらFETのゲート電極に印加するバイア
ス電圧を制御してFETのオン状態とオフ状態とを切換
えることにより、通過回路と抵抗により構成されるT型
減衰回路とを切換えて減衰を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波帯やミリ
波帯で動作するFET(電界効果トランジスタ)を切換
え素子として用いた減衰器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】FETを用いた減衰器は、マイクロ波帯
やミリ波帯におけるレーダシステムや各種伝送回路にお
いて広く用いられている。従来から知られている減衰器
としては、例えばスイッチドライン型と呼ばれる図5に
示すような等価回路を有する減衰器がある。
【0003】図中1は第1のFET、3は第2のFE
T、4は第3のFET、18は第4のFET、19は基
準伝送線路、20は抵抗であり、入力端子6に第1のF
ET1のドレイン電極22a及び第2のFET3のドレ
イン電極22bが接続され、出力端子7には第3のFE
T4のドレイン電極22c及び第4のFET18のドレ
イン電極22dが接続されている。また、第2のFET
3のソース電極21bと第4のFET18のソース電極
21dとの間には、基準伝送線路19が接続され、第1
のFET1のソース電極21aと第3のFET4のソー
ス電極21cとの間には、抵抗20が接続されている。
また、23は各FETのゲート電極である。
【0004】次に従来の減衰器の動作を図5を用いて説
明する。一般に、FETのゲートに0[V]のバイアス
電圧を印加するとFETはオン状態となり、ドレイン電
極とソース電極間インピーダンスは抵抗性の低インピー
ダンスとなる。逆に、FETのゲートにピンチオフ電圧
相当のバイアス電圧を印加するとFETはオフ状態とな
り、ドレインとソース間インピーダンスは容量性の高イ
ンピーダンスとなる。この特性を利用してFETを高周
波信号に対してスイッチとして利用することができる。
ここで、オン状態時の抵抗値及びオフ状態時の容量値は
FETの総ゲート電極長に依存しており、使用周波数に
応じて予め所望の値とすることが可能である。
【0005】まず、第1のFET1及び第3のFET4
のゲート電極23a、23cにピンチオフ電圧を印加
し、第2のFET3及び第4のFET18のゲート電極
23b、23dに0[V]を印加すると、第1のFET
1のドレイン電極22aとソース電極21a間及び第3
のFET4のドレイン電極22cとソース電極21c間
は容量性の高インピーダンス(オフ状態)となり、一方
第2のFET3のドレイン電極22bとソース電極21
b及び第4のFET18のドレイン電極22dとソース
電極21d間は抵抗性の低インピーダンス(オン状態)
となる。この状態で、入力端子6より入力する高周波信
号は、オン状態となっている第2のFET3、基準伝送
線路19及びオン状態となっている第4のFET18を
通過して出力端子7より出力する。
【0006】次に、第1のFET1及び第3のFET4
のゲート電極23a、23cに0[V]を印加し、第2
のFET3及び第4のFET18のゲート電極23b、
23dにピンチオフ電圧を印加すると、入力端子6より
入力する高周波信号は、オン状態となっている第1のF
ET1、抵抗20及びオン状態となっている第3のFE
T4を通過して出力端子7より出力する。このときの入
力端子6から出力端子7までの高周波信号の通過減衰量
は、上記の基準伝送線路19を通過した場合の通過減衰
量に対し、基準伝送線路19と抵抗20との通過損失差
分だけ減衰されたことになる。
【0007】このように、第1から第4のFETのオン
状態とオフ状態を、ゲート電極23に印加する電圧によ
って制御することにより、高周波信号の通過経路を切り
換え減衰器として動作させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の減衰器は以上の
ように構成されており、基準伝送線路と抵抗とを切換え
る3端子スイッチが2つ必要なため減衰器が大型化し、
また、所望の減衰量は抵抗値により決まり、減衰量が異
なれば抵抗値も異なるため、抵抗とスイッチを構成する
FETとのインピーダンス整合設計を、減衰量が異なる
毎に行なう必要があり、設計が複雑になるという課題が
あった。更に、基準伝送線路や抵抗の前後に形成される
接続用線路により通過移相等の周波数特性が大きくなる
という課題もあった。
【0009】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、小型で設計の容易な減衰器を得る
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の実施例1によ
る減衰器においては、抵抗を並列に装荷した第1のFE
Tと抵抗を並列に装荷した第2のFETとを直列に接続
した回路を入出力端を結ぶ主線路に対し直列に配置し、
抵抗と第3のFETとによる直列回路を入出力端を結ぶ
主線路に対し並列に配置してT型回路を構成し、これら
FETのゲート電極に所定のバイアス電圧を印加するよ
うにした。
【0011】また、この発明の実施例2による減衰器に
おいては、FETに並列に装荷される抵抗の入出力端を
形成する線路パターンを、FETの指交差状に形成され
ているソース電極パターンとドレイン電極パターンとに
接続した。
【0012】また、この発明の実施例3による減衰器に
おいては、FETを形成する指交差状のソース電極パタ
ーンとドレイン電極パターンとの間隙の一部にゲート電
極パターンを形成し、残るソース電極パターンとドレイ
ン電極パターン間に抵抗を形成するようにした。
【0013】
【作用】この発明の実施例1によれば、抵抗が並列もし
くは直列に装荷されたFETのゲート電極に所定のバイ
アス電圧を印加してFETのオン状態とオフ状態との組
合せを選択することにより、通過回路と、抵抗で構成さ
れるT型減衰回路とを切換える。
【0014】また、この発明の実施例2によれば、FE
Tに並列に装荷される抵抗の入出力端を形成する線路パ
ターンを指交差状に形成されるソース電極パターンとド
レイン電極パターンとに接続することで、抵抗の入出力
端を形成する線路パターンをソース及びドレインの両電
極パターン間に短く配置できるようにした。
【0015】また、この発明の実施例3によれば、FE
Tのソース電極パターンとドレイン電極パターンとの間
隙の一部に、抵抗を設けたことにより、抵抗の入出力端
を形成する線路パターンをソース及びドレインの両電極
パターン間に更に短くして配置できる。
【0016】
【実施例】
実施例1.以下にこの発明の実施例1を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1を示す回路図である。
図において、1は第1の抵抗2aが並列に装荷された第
1のFET、3は第2の抵抗2bが並列に装荷された第
2のFET、4は第3の抵抗2cが直列に装荷された第
3のFET、5は接地である。
【0017】つぎに、図1を用い動作について説明す
る。従来の実施例で説明したように、FETのゲート電
極に印加する電圧を制御することでFETをオン状態と
オフ状態に切換えることができる。まず、第1のFET
1、第2のFET3をオン状態にし、第3のFET4を
オフ状態とすると、FETがオン状態ではFETが十分
に低インピーダンスとなり高周波信号はFET側を通過
し、一方オフ状態ではFETが高インピーダンスとなる
ために、FETは高周波信号に対して遮断の作用をす
る。よってこのときの減衰器の等価回路は、第3のFE
T4が入力端子6と出力端子7とを結ぶ主線路に対して
開放端と見なせるため、オン状態でのFETの抵抗値が
十分に小さいとして省略すれば図2(a)の等価回路と
見なすことができ減衰器全体としては通過回路として作
用する。
【0018】つぎに、第1のFET1、第2のFET3
をオフ状態にし、第3のFET4をオン状態とする。こ
のときの減衰器の等価回路は、オン状態でのFETの抵
抗値が十分に小さいとして省略すれば図2(b)のよう
に第1の抵抗2a、第2の抵抗2b及び第3の抵抗2c
によりT型減衰回路として作用する。この場合の減衰量
Lは、第1の抵抗2a、第2の抵抗2bの抵抗値を共に
R1、第3の抵抗2cの抵抗値をR2とすれば数1で与
えられる。
【0019】
【数1】
【0020】また、一般的な整合条件である入出力イン
ピーダンス50Ωとした場合のR1とR2の関係は数2
により与えられることも知られている。
【0021】
【数2】
【0022】このように、FETのオン状態とオフ状態
とを制御し、通過回路とT型減衰回路とを切換えること
により、両回路の通過損失差分の減衰を行なうことがで
きる。また、本実施例の場合、所望の減衰量が異なる場
合でもR1、R2の値を数1及び数2を満たす値とすれ
ば、減衰器と接続される前後の回路との整合設計が容易
に行なえる。
【0023】実施例2.図3はこの発明の実施例2を示
す構造図であり、実施例1で説明した図1中第1の抵抗
2aが装荷された第1のFET1を示す構造図である。
図において第1のFET1の電極構造は、短冊形状のド
レイン電極パターン8と、同じく短冊形状をしたソース
電極パターン9とを複数本指交差状に配置し、ドレイン
電極パターン8とソース電極パターン9との間にゲート
電極パターン10を配置した構造となっている。また、
ゲート電極パターン10は相互に接続されかつ外部に引
き出されており、ソース電極パターン9はゲート電極パ
ターン10との競合・干渉を避けるため、エアブリッジ
11aを介して他のFETとの接続パターン15bに接
続されている。また、16は図1における第1の抵抗2
aに相当する抵抗体であり、この抵抗体16は端子用線
路パターン14により第1のFET1に接続されてい
る。
【0024】端子用線路パターン14aは、ドレイン電
極パターン8aの先端部に接続され、端子用線路パター
ン14bは、ソース電極パターン9aの先端部にエアブ
リッジ12により接続されている。更に、くし形状に配
置されている複数のドレイン電極パターン8どうしをエ
アブリッジ13にて橋絡接続しており、同様にソース電
極パターン9どうしをエアブリッジ12にて橋絡接続し
た構造となっている。
【0025】以上のような構造とすれば、例えば端子用
線路パターン14を、隣接するFETとの接続パターン
15a及び15bから引出す場合に比べ、端子用線路パ
ターン14の線路長を極力短くできるため配置上小型化
が可能となり、更に、周波数特性を劣化させる要因であ
る端子用線路パターン14に伴う寄生インダクタ成分が
低減でき、また、隣接するFETに装荷される回路との
電気的干渉も低減できる。
【0026】ここでは、図1中の第1の抵抗2aを例に
とって説明したが、第2の抵抗2bについても同様の構
造で、同様の動作が可能である。また、図3では、ドレ
イン電極パターン8どうしをエアブリッジ13にて接続
し、ソース電極パターン9どうしをエアブリッジ12に
て接続しているが、エアブリッジ12、13による寄生
インダクタ成分を低減したい場合等は、端子用線路パタ
ーン14を、ドレイン電極パターン8の少なくとも1本
以上と、ソース電極パターン9の少なくとも1本以上と
に接続しても同様な動作が可能である。
【0027】実施例3.図4はこの発明の実施例3を示
す回路図であり、実施例1で説明した図1中第1の抵抗
2aが装荷された第1のFET1を示す構造図である。
図4において、17aはドレイン電極パターン8aとソ
ース電極パターン9aとの間にゲート電極パターン10
aを形成した第1のFETセルであり、17bはドレイ
ン電極パターン8cとソース電極パターン9bとの間に
ゲート電極パターン10bを形成した第2のFETセル
である。また、16は第1のFETセル17aと第2の
FETセル17bに挟まれる形で形成されている抵抗体
である。この抵抗体16は、端子用線路パターン14と
エアブリッジ11bとにより接続パターン15と接続さ
れている。このように、FETの内部に抵抗体16を配
置する構造としているため、端子用接続パターン14を
更に短くすることができ、減衰器として更に小型も可能
となる。
【0028】以上、実施例1から実施例3までの減衰器
で使用しているFETの動作においては、FETを構成
するドレイン電極とソース電極とは電気的に等価な働き
を行なうことから、説明におけるソース電極とドレイン
電極とを逆にしても、同様な効果が得られる。
【0029】更に、実施例1では1段構成のT型減衰回
路を用いた減衰器の例を示したが、段数を増した構成と
しても同様に減衰回路として動作し同様な効果が得られ
る。
【0030】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下に記載するような効果がある。
【0031】この発明の実施例1によれば、減衰器の構
成を通過回路とT型減衰回路とをFETを用いて切換え
る構成としたので、減衰量が異なる減衰器を設計する場
合でもT型減衰回路の抵抗値を所望の値とすることで、
他の回路との整合設計が容易にできる。
【0032】また、この発明の実施例2によれば、FE
Tに並列に装荷される抵抗の入出力端を形成する線路パ
ターンを短く配置できるようにしたので、回路を小型化
でき、且つ線路パターンによる寄生インダクタ量が低減
したことで、周波数特性の少ない減衰器の設計が可能と
なる。
【0033】また、この発明の実施例3によれば、FE
Tの内部に抵抗を形成することで、FETに並列に装荷
される抵抗の入出力端を形成する線路パターンを更に短
く配置できるようにしたので、回路を小型化でき、且つ
線路パターンによる寄生インダクタ量が低減したこと
で、周波数特性の少ない減衰器の設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1を示す回路図である。
【図2】 この発明の実施例1の動作を説明する回路図
である。
【図3】 この発明の実施例2を示す構造図である。
【図4】 この発明の実施例3を示す構造図である。
【図5】 従来の減衰器を示す回路図である。
【符号の説明】
1 第1のFET、2 抵抗、3 第2のFET、4
第3のFET、5 接地、6 入力端子、7 出力端
子、8 ドレイン電極パターン、9 ソース電極パター
ン、10 ゲート電極パターン、11 エアブリッジ、
12 エアブリッジ、13 エアブリッジ、14 端子
用線路パターン、15 接続パターン、16 抵抗体、
17 FETセル、18 第4のFET、19 基準伝
送線路、20 抵抗、21 ソース電極、22 ドレイ
ン電極、23 ゲート電極。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドレイン電極とソース電極間に第1の抵
    抗を装荷した第1のFET(電界効果トランジスタ)
    と、ドレイン電極とソース電極間に第2の抵抗を装荷し
    た第2のFETとを、入出力間を結ぶ主線路に対して、
    ドレイン電極及びソース電極を接続端子として直列に接
    続すると共に、第3のFETのドレイン電極あるいはソ
    ース電極に、第3の抵抗が直列に接続された直列回路
    を、前記第1のFETと第2のFETの接続点に、入出
    力間を結ぶ主線路に対して並列接続してT型回路を構成
    し、前記第1から第3のFETの各々のゲート電極にバ
    イアス電圧を印加する手段を具備したことを特徴とする
    減衰器。
  2. 【請求項2】 前記第1のFETあるいは前記第2のF
    ETのソース電極及びドレイン電極が、少なくとも一本
    以上の短冊形状パターンを並行に配置して形成した指交
    差状であって、この指交差状の電極を有するFETに装
    荷される前記第1の抵抗あるいは前記第2の抵抗が、ソ
    ース電極パターンまたはドレイン電極パターンのうち一
    極の少なくとも一本以上の電極パターンと、他極の少な
    くとも一本以上の電極パターンとを接続するパターン上
    に形成されることを特徴とする請求項1記載の減衰器。
  3. 【請求項3】 前記第1のFETあるいは前記第2のF
    ETのソース電極及びドレイン電極が、少なくとも一本
    以上の短冊形状パターンを並行に配置して形成した指交
    差状であって、これら指交差状のソース電極パターンと
    ドレイン電極パターンとの間隙の一部にゲート電極パタ
    ーンを配置してFET部を形成すると共に、残るソース
    電極パターンとドレイン電極パターン間に抵抗を形成し
    て前記第1の抵抗あるいは前記第2の抵抗としたことを
    特徴とする請求項1記載の減衰器。
JP19194795A 1995-07-27 1995-07-27 減衰器 Pending JPH0946176A (ja)

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Cited By (5)

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