JPH10163461A - 半導体スイッチ - Google Patents

半導体スイッチ

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JPH10163461A
JPH10163461A JP8319488A JP31948896A JPH10163461A JP H10163461 A JPH10163461 A JP H10163461A JP 8319488 A JP8319488 A JP 8319488A JP 31948896 A JP31948896 A JP 31948896A JP H10163461 A JPH10163461 A JP H10163461A
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JP
Japan
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conductor
ground plane
strip
semiconductor switch
impedance
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Withdrawn
Application number
JP8319488A
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English (en)
Inventor
Takeshi Konno
猛 今野
Takashi Watabe
隆 渡部
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号伝送線路とグランド間に容量を持たせる
ことにより、マイクロ波等の高周波をスイッチングする
場合においても十分なオフアイソレーションを得る。 【解決手段】 半絶縁性半導体基板1の同一面上に、狭
小ギャップ5により隔てられたストリップ導体2a,2
bと接地平面導体3a,3bが形成されており、さらに
その上に全面ににわたって誘電体層4が設けられ、スト
リップ導体と接地平面導体との間に容量を持たせた構成
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波等の高
周波信号を高速スイッチングする半導体スイッチに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の半導体スイッチの概略構
成図である。この半導体スイッチは、半絶縁性半導体基
板101上に低容量電極パターン、すなわち狭小ギャッ
プ105に隔てられたストリップ導体102a,102
bと左右接地平面導体103a,103bとからなるコ
プレーナラインが形成された構成となっている。ストリ
ップ導体102a,102bは信号伝送線路で、ストリ
ップ導体の一端(ここでは102a側)から信号が入力
され、他端(ここでは102b側)から出力されるよう
になっている。なお、半絶縁性半導体基板とは、光照射
によりキャリアが発生し、誘電率が変化する半導体をい
い、種々の半導体が含まれる。
【0003】この半導体スイッチの等価回路を図5に示
す。半導体スイッチ(狭小ギャップ部)に光が照射され
ていないときは、可変抵抗Rの抵抗値が高いため、入力
信号はこのスイッチを通過できない。一方、光が照射さ
れているときは、可変抵抗Rの抵抗値が小さくなって、
入力信号はこのスイッチを通過する。このように、従来
の半導体スイッチは、狭小ギャップ部に光が照射される
とストリップ導体102a,102b間の抵抗値が下が
ることを利用して、入力信号に対するスイッチング動作
が行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半絶縁
性半導体基板上に低容量電極パターンを形成してなる従
来の半導体スイッチにおいては、半導体スイッチに光が
照射されていないときの可変抵抗Rの抵抗値は数百kΩ
と小さいため、マイクロ波等の高周波信号をスイッチン
グする場合には、光が照射されていないときでも入力信
号がスイッチを通過していく(漏れる)。例えば、図6
に示すように、光が照射されていない区間において、入
力信号の漏れが生じてしまう。このように、従来の半導
体スイッチは、高周波信号をスイッチングする場合に
は、十分なオフアイソレーションが得られないという問
題がある。
【0005】本発明の目的は、上記問題を解決し、マイ
クロ波等の高周波信号をスイッチングする場合において
も十分なオフアイソレーションを得られる半導体スイッ
チを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、半絶縁性半導体基板の同一面上に、
狭小ギャップを有するストリップ導体と接地平面導体と
が形成され、前記狭小ギャップへの光照射のオン・オフ
制御によりスイッチング動作が行われる半導体スイッチ
において、前記ストリップ導体と前記接地平面導体との
間に所定容量を持たせたことを特徴とする。
【0007】上記の場合、前記ストリップ導体から前記
接地平面導体にわたって誘電体層が形成されたものとし
てもよい。
【0008】また、前記ストリップ導体と前記接地平面
導体との間の容量Cが、前記狭小ギャップにより隔てら
れたストリップ導体間における浮遊容量および抵抗とに
よって決まるストリップ導体のインピーダンスZに対し
て、以下の条件を満たすように設定されるようにしても
よい。
【0009】Zon<<1/(ωC)<<Zoff Zon :光照射時におけるインピーダンス Zoff :未照射時におけるインピーダンス
【0010】第2の発明は、半絶縁性半導体基板の同一
面上に、狭小ギャップを有するストリップ導体と接地平
面導体とが形成され、前記狭小ギャップへの光照射のオ
ン・オフ制御によりスイッチング動作が行われる半導体
スイッチにおいて、前記ストリップ導体と前記接地平面
導体との間に所定抵抗を持たせたことを特徴とする。
【0011】上記の場合、前記ストリップ導体から前記
接地平面導体にわたって抵抗層が形成されたものとして
もよい。
【0012】また、前記ストリップ導体と前記接地平面
導体との間の抵抗Rが、前記狭小ギャップにより隔てら
れたストリップ導体間における浮遊容量および抵抗とに
よって決まるストリップ導体のインピーダンスZに対し
て、以下の条件を満たすように設定されてるようにして
もよい。
【0013】Zon<<R<<Zoff Zon :光照射時におけるインピーダンス Zoff :未照射時におけるインピーダンス
【0014】上記のとおりの本発明によれば、信号伝送
線路とグランドの間に形成された容量Cによって以下の
ような作用を有する。
【0015】詳しくは後述するが、上述した半絶縁性半
導体基板の同一面上に狭小ギャップを有するストリップ
導体と接地平面導体とが形成される半導体スイッチにお
けるオフアイソレーションの低下の問題は、ストリップ
導体(信号伝送線路)と接地平面導体(グランド)との
間に容量を持たせることにより解決できる。
【0016】本発明では、ストリップ導体と接地平面導
体との間の容量Cは光照射時においてインピーダンスZ
onに比べて非常に小さくなるので、入力信号は信号伝送
線路を通過することになる。一方、未照射時において
は、容量CはインピーダンスZoffに比べて非常に大き
くなるので、入力信号は信号伝送線路を通過せず、その
容量Cを通してグランド側に伝搬されることになる。
【0017】また、ストリップ導体(信号伝送線路)と
接地平面導体(グランド)との間に抵抗を持たせること
によっても、上述の容量を持たせた場合と同様にしてオ
フアイソレーションの低下の問題を解決することができ
る。
【0018】本発明では、ストリップ導体と接地平面導
体との間の抵抗Rは光照射時においてインピーダンスZ
onに比べて非常に大きくなるので、入力信号は信号伝送
線路を通過することになる。一方、未照射時において
は、抵抗RはインピーダンスZoffに比べて非常に小さ
くなるので、入力信号は信号伝送線路を通過せず、その
抵抗Rを通してグランド側に伝搬されることになる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【0020】半絶縁性半導体基板上に低容量電極パター
ンを形成してなる半導体スイッチの信号伝送線路とグラ
ンドとの間にインピーダンスZを構成することにより、
マイクロ波等の高周波においても十分なオフアイソレー
ションを得られ、前述の図6に示したような入力信号の
漏れをなくすことができる。
【0021】例えば、前述の図5に示した回路を図2
(a)に示すような回路構成、すなわち入力ラインをキ
ャパシタンスC1を介して接地した構成とすれば、半導
体スイッチに光が照射されていないときの入力信号はグ
ランドに落ちることとなり、スイッチを通過することは
なくなる。これにより、マイクロ波等の高周波において
も、十分なオフアイソレーションを得られ、光が照射さ
れていないときの入力信号の漏れをなくすことができ
る。
【0022】光が照射されていないときの入力信号がキ
ャパシタンスC1を介してグランドに落ちるキャパシタ
ンスC1の望ましい条件としては、 (1)照射時 Zon<<1/(ωC1) (2)未照射時 Zoff>>1/(ωC1) である。すなわち、キャパシタンスC1の値が、 Zon<<1/(ωC1)<<Zoff (1) を満たすことが条件となる。ここで、Zon、Zoffは、
ストリップ導体(信号伝送線路)と左右接地平面導体
(グランド)間における浮遊容量および抵抗によって決
まる信号伝送線路の入力インピーダンスである。
【0023】また、図2(b)に示すような回路構成、
すなわち入力ラインを抵抗R1を介して接地した構成と
しても、上記の場合と同様に、半導体スイッチに光が照
射されていないときの入力信号の漏れをなくすことがで
きる。この場合、抵抗R1は、 Zon<<R1<<Zoff (2) を満たすことが条件となる。
【0024】次に、本発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
【0025】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の半導体スイッチ
の概略構成を示すもので、(a)は斜視図、(b)は
(a)のA−A’断面図である。
【0026】半導体スイッチは、半絶縁性半導体基板1
上に低容量電極パターン、すなわち狭小ギャップ5によ
り隔てられたストリップ導体2a,2bと左右接地平面
導体3a,3bとからなるコプレーナラインが形成さ
れ、さらにその上から全面に誘電体層4が塗布された構
成となっている。図1(a)では、誘電体層4の一部が
切り欠かれた状態が示されている。ストリップ導体2
a,2bは信号伝送線路で、ストリップ導体の一端(こ
こでは2a側)から信号が入力され、他端(ここでは2
b側)から出力されるようになっている。
【0027】図1(b)に示すように、左右接地平面導
体3a,3bとストリップ導体2a,2bとの間には誘
電体層4が存在し、これにより、グランドである左右接
地平面導体3a,3bと伝送線路であるストリップ導体
2a,2bとの間に、誘電体層4による容量Cが形成さ
れている。
【0028】この容量Cは、誘電体層4に使用される材
料の誘電率およびその厚さ、さらには左右接地平面導体
3a,3bとストリップ導体2a,2bとの間隔の大き
さによって決まるもので、上述した式(1)の条件を満
たすように設定される。
【0029】上述のように構成された半導体スイッチで
は、半導体スイッチに光が照射されていないときの入力
信号は左右接地平面導体3a,3bを通じてグランドに
落ちることとなる。この半導体スイッチでの、マイクロ
波等の高周波についてon・off時の出力を図3に示
す。図3から分かるように、off状態(光が照射され
ていない状態)において、入力信号の漏れはなく、入力
信号は完全に遮断されることとなる。
【0030】上述した実施例では、誘電体層4は全面に
塗布されているが、部分的に塗布するようにしてもよ
い。例えば、左右接地平面導体3a,3bとストリップ
導体2aとの間にのみ誘電体層が形成されるように、誘
電体層4を塗布してもよい。この場合は、上述の図2
(a)に示したような等価回路を構成することができ
る。
【0031】また、誘電体層4に代えて抵抗層を形成す
るようにしてもよい。すなわち、グランドである左右接
地平面導体3a,3bと伝送線路であるストリップ導体
2a,2bとの間に、抵抗層による抵抗Rが形成される
ようにする。この抵抗Rを上述した式(2)の条件を満
たすように設定すれば、誘電体層4を形成した場合と同
様、off状態(光が照射されていない状態)におい
て、入力信号の漏れがなくなり、入力信号は完全に遮断
される。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように構成される本発明に
よれば、未照射時(スイッチがオフのとき)は、入力信
号(高周波信号)は信号伝送線路を通過せず、ストリッ
プ導体(信号伝送線路)と接地平面導体(グランド)と
の間において形成された容量または抵抗を通してグラン
ド側に伝搬されるので、十分なオフアイソレーションを
得ることができ、従来問題となっていた未照射時におけ
る入力信号の漏れをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体スイッチの概略構成
を示すもので、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−
A’断面図である。
【図2】(a)は信号伝送線路とグランド間に容量を持
たせた半導体スイッチの等価回路図、(b)は信号伝送
線路とグランド間に抵抗を持たせた半導体スイッチの等
価回路図である。
【図3】図1に示す半導体スイッチのon・off時の
出力を示す図である。
【図4】従来の半導体スイッチの概略構成図である。
【図5】図4に示す半導体スイッチの等価回路図であ
る。
【図6】図4に示す半導体スイッチのon・off時の
出力を示す図である。
【符号の説明】
1 半絶縁性半導体基板 2a,2b ストリップ導体 3a,3b 接地平面導体 4 誘電体層 5 狭小ギャップ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半絶縁性半導体基板の同一面上に、狭小
    ギャップを有するストリップ導体と接地平面導体とが形
    成され、前記狭小ギャップへの光照射のオン・オフ制御
    によりスイッチング動作が行われる半導体スイッチにお
    いて、 前記ストリップ導体と前記接地平面導体との間に所定容
    量を持たせたことを特徴とする半導体スイッチ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体スイッチにおい
    て、 前記ストリップ導体から前記接地平面導体にわたって誘
    電体層が形成されたことを特徴とする半導体スイッチ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の半導体スイッチにおい
    て、 前記ストリップ導体と前記接地平面導体との間の容量C
    が、前記狭小ギャップにより隔てられたストリップ導体
    間における浮遊容量および抵抗とによって決まるストリ
    ップ導体のインピーダンスZに対して、以下の条件を満
    たすように設定されたことを特徴とする半導体スイッ
    チ。 Zon<<1/(ωC)<<Zoff Zon :光照射時におけるインピーダンス Zoff :未照射時におけるインピーダンス
  4. 【請求項4】 半絶縁性半導体基板の同一面上に、狭小
    ギャップを有するストリップ導体と接地平面導体とが形
    成され、前記狭小ギャップへの光照射のオン・オフ制御
    によりスイッチング動作が行われる半導体スイッチにお
    いて、 前記ストリップ導体と前記接地平面導体との間に所定抵
    抗を持たせたことを特徴とする半導体スイッチ。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の半導体スイッチにおい
    て、 前記ストリップ導体から前記接地平面導体にわたって抵
    抗層が形成されたことを特徴とする半導体スイッチ。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の半導体スイッチにおい
    て、 前記ストリップ導体と前記接地平面導体との間の抵抗R
    が、前記狭小ギャップにより隔てられたストリップ導体
    間における浮遊容量および抵抗とによって決まるストリ
    ップ導体のインピーダンスZに対して、以下の条件を満
    たすように設定されたことを特徴とする半導体スイッ
    チ。 Zon<<R<<Zoff Zon :光照射時におけるインピーダンス Zoff :未照射時におけるインピーダンス
JP8319488A 1996-11-29 1996-11-29 半導体スイッチ Withdrawn JPH10163461A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100320191B1 (ko) * 1999-05-17 2002-01-10 구자홍 고주파 스위치 제조방법
KR100323715B1 (ko) * 2000-04-10 2002-02-07 구자홍 마이크로 스위치 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100320191B1 (ko) * 1999-05-17 2002-01-10 구자홍 고주파 스위치 제조방법
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Effective date: 20040203