JPWO2014024340A1 - 高周波半導体スイッチ回路とそれを備えた高周波無線システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る高周波半導体スイッチ回路の構成例を示す回路図である。図1の高周波半導体スイッチ回路は、共通入出力端子101と、2つの個別入出力端子102,103とを有し、共通入出力端子101と一方の個別入出力端子102との間には、直流カットキャパシタ131と経路切替用FET121と直流カットキャパシタ132との直列回路が、共通入出力端子101と他方の個別入出力端子103との間には、直流カットキャパシタ135と経路切替用FET122と直流カットキャパシタ136との直列回路がそれぞれ接続されている。経路切替用FET121、経路切替用FET122をそれぞれオンあるいはオフとすることで、共通入出力端子101と、個別入出力端子102及び個別入出力端子103との信号経路を切り替えることができる構成となっている。
図6は、第2の実施形態に係る高周波半導体スイッチ回路の構成例を示す回路図である。図6の高周波半導体スイッチ回路は、共通入出力端子101、個別入出力端子102,103、経路切替用FET121,122、シャント用FET123,124、ゲートバイアス抵抗141〜144、ソース・ドレイン短絡抵抗145〜148、ソースバイアス抵抗149〜152、直流カットキャパシタ131〜138、インバータ回路311〜318を備えている。これらの構成は、図1の高周波半導体スイッチ回路と同じである。ただし、図1ではインバータ回路311,312,315,316の電源端子はIntVDD1に、インバータ回路313,314,317,318の電源端子はIntVDD2にそれぞれ接続されていたが、図6ではインバータ回路311〜318の全ての電源端子がIntVDD1に接続されている。また、ソースバイアス抵抗149と経路切替用FET121のソース端子との接続点とグランドとの間に電圧分割用抵抗901が、ソースバイアス抵抗151とシャント用FET123のソース端子との接続点とグランドとの間に電圧分割用抵抗902が、ソースバイアス抵抗150と経路切替用FET122のソース端子との接続点とグランドとの間に電圧分割用抵抗903が、ソースバイアス抵抗152とシャント用FET124のソース端子との接続点とグランドとの間に電圧分割用抵抗904がそれぞれ接続されている。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る高周波無線システムの構成例を示す模式図である。図7の高周波無線システムは、例えば準マイクロ波帯のモバイル通信機器において、アンテナANTに対して送信受信の切替を行い、かつ大小異なる2つ以上の高周波電力を扱うシステムである。m及びnをそれぞれ整数とするとき、送信部TXはm個の送信回路TX1〜TXmを備え、受信部RXはn個の受信回路RX1〜RXnを備える。SW1は送信用スイッチ回路、SW2は受信用スイッチ回路である。例えば、上記第1及び第2の実施形態にて、図1、図4、図5及び図6を以て説明した高周波半導体スイッチ回路は、図7中の送信回路TX1に接続された送信用スイッチ回路SW1と、受信回路RX1に接続された受信用スイッチ回路SW2とを含む高周波半導体スイッチ回路に相当する。
102,103 個別入出力端子
121,122 経路切替用FET
123,124 シャント用FET
131〜138 直流カットキャパシタ
141〜144 ゲートバイアス抵抗
145〜148 ソース・ドレイン短絡抵抗
149〜152 ソースバイアス抵抗
300 電源回路
301〜302 制御端子
311〜318 インバータ回路
511,512 PMOSFET
513,514 NMOSFET
515〜518 抵抗
519 電流源
801a〜d,802a〜d 経路切替用FET
803a〜d,804a〜d シャント用FET
811a〜d,812a〜d,813a〜d,814a〜d ゲートバイアス抵抗
821a〜d,822a〜d,823a〜d,824a〜d ソース・ドレイン短絡抵抗
901〜904 電圧分割用抵抗
ANT アンテナ
IntVDD1,IntVDD2 内部電源電圧
RX 受信部
SW1〜2 スイッチ回路
TX 送信部
Vbat 電源回路の入力電圧
Claims (7)
- 1つの共通入出力端子、2つ以上の個別入出力端子、及び前記個別入出力端子に対応した2つ以上の制御端子と、
前記共通入出力端子と前記個別入出力端子それぞれとの間に設けられた2組以上の経路切替用FET段と、
グランドと前記2つ以上の個別入出力端子のうち少なくとも1つとの間に設けられた1組以上のシャント用FET段と、
前記2組以上の経路切替用FET段の両端にそれぞれ設けられた直流カットキャパシタと、
前記1組以上のシャント用FET段の両端にそれぞれ設けられた直流カットキャパシタと、
前記2組以上の経路切替用FET段と前記1組以上のシャント用FET段とのそれぞれのソースバイアス抵抗とを含み、
前記共通入出力端子と前記個別入出力端子それぞれとの間の高周波信号経路のうち少なくとも1つを導通させ、かつ残りを遮断させるべく前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、前記2組以上の経路切替用FET段それぞれのゲートに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された電圧の反転電位の制御電圧を、前記1組以上のシャント用FET段それぞれのゲートに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された電圧の反転でかつ絶対値が小さな制御電圧を、前記2組以上の経路切替用FET段のそれぞれのソース又はドレインに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された電圧の正転でかつ絶対値が小さな制御電圧を、前記1組以上のシャント用FET段のそれぞれのソース又はドレインに印加することを特徴とする高周波半導体スイッチ回路。 - 請求項1記載の高周波半導体スイッチ回路において、
電源電圧として第1の内部電源電圧を持つインバータ回路と、
電源電圧として前記第1の内部電源電圧よりも小さな値である第2の内部電源電圧を持つインバータ回路とを含み、
前記共通入出力端子と前記個別入出力端子それぞれとの間の高周波信号経路のうち少なくとも1つを導通させ、かつ残りを遮断させるべく前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、電源電圧として前記第1の内部電源電圧を持つ2段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由して、前記2組以上の経路切替用FET段それぞれのゲートに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、電源電圧として前記第1の内部電源電圧を持つ1段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由して、前記1組以上のシャント用FET段それぞれのゲートに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、電源電圧として前記第2の内部電源電圧を持つ1段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由して、前記2組以上の経路切替用FET段それぞれのソースに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、電源電圧として前記第2の内部電源電圧を持つ2段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由して、前記1組以上のシャント用FET段それぞれのソースに印加することを特徴とする高周波半導体スイッチ回路。 - 請求項1記載の高周波半導体スイッチ回路において、
インバータ回路と電圧分割用抵抗とを含み、
前記共通入出力端子と前記個別入出力端子それぞれとの間の高周波信号経路のうち少なくとも1つを導通させ、かつ残りを遮断させるべく前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、2段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由して、前記2組以上の経路切替用FET段それぞれのゲートに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、1段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由して、前記1組以上のシャント用FET段それぞれのゲートに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、1段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由し、かつ前記電圧分割用抵抗を介して分圧した電圧を、前記2組以上の経路切替用FET段それぞれのソースに印加し、
前記2つ以上の制御端子それぞれに入力された制御電圧を、2段のインバータ回路又は同論理を実現する回路を経由し、かつ前記電圧分割用抵抗を介して分圧した電圧を、前記1組以上のシャント用FET段それぞれのソースに印加することを特徴とする高周波半導体スイッチ回路。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の高周波半導体スイッチ回路において、
半導体基板がSOI基板又はSOS基板であることを特徴とする高周波半導体スイッチ回路。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の高周波半導体スイッチ回路において、
前記経路切替用FET段は、複数のMOSFETを直列接続して構成されたことを特徴とする高周波半導体スイッチ回路。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の高周波半導体スイッチ回路において、
前記シャント用FET段は、複数のMOSFETを直列接続して構成されたことを特徴とする高周波半導体スイッチ回路。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の高周波半導体スイッチ回路を備えたことを特徴とする高周波無線システム。
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