KR100430369B1 - RF Differential Switch Circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 FET로 이루어진 동일한 구조를 갖는 한 쌍의 스위치회로에 이들 각각의 접지단자를 서로 연결하여 가상 접지단자를 형성한 디프랜셜 스위치회로를 구성하고 그 입력신호로 서로 크기가 같고 위상이 반대인 상보적인 신호를 인가함으로써 디프랜셜 스위치회로에 별도의 외부 접지단자없이 우수한 분리도 특성을 갖는 스위치이다.The present invention constitutes a differential switch circuit having a virtual ground terminal by connecting each ground terminal to a pair of switch circuits having the same structure composed of FETs, and having the same size and opposite phase as the input signal. By applying complementary signal, it is a switch having excellent isolation characteristics without any external ground terminal to the differential switch circuit.
Description
본 발명은 무선 통신에 이용되는 스위치회로에 관한 것으로, 상세하게는 FET로 이루어진 동일한 구조를 갖는 한 쌍의 스위치회로에 이들 각각의 접지단자를 서로 연결하여 가상 접지단자를 형성한 디프랜셜 스위치회로를 구성하고 그 입력신호로 서로 크기가 같고 위상이 반대인 상보적인 신호를 인가함으로써 디프랜셜 스위치회로에 별도의 외부 접지단자를 생략할 수 있도록 하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch circuit used for wireless communication, and in particular, a differential switch circuit in which a virtual ground terminal is formed by connecting each ground terminal to a pair of switch circuits having the same structure consisting of FETs. It is possible to omit a separate external ground terminal to the differential switch circuit by applying a complementary signal having the same magnitude and opposite phase to each other as its input signal.
스위치회로는 전계효과트랜지스터(이하, FET라 함.)를 이용하여 전기적으로 두 단자사이를 연결하거나 단락시키는 회로로서, FET의 드레인 단자와 소오스 단자를 입,출력단자로 삼고 게이트 단자에 임계전압보다 높은 조절전압을 가하면 입,출력단자가 전기적으로 연결되고 게이트 단자에 임계전압보다 낮은 조절전압을 가하면 입,출력단자가 전기적으로 끊어지는 특성을 이용한 것으로, 이 스위치회로는 안테나 단자를 송신단자나 수신단자 중 어느 한 단자로만 연결하고 나머지 한 단자로는 연결하지 않게 된다. 그러나 이 스위치회로에서는 연결한 단자로 대부분의 입력신호가 전달되지만 연결하지 않은 단자로도 미약한 신호가 새어 나간다.A switch circuit is a circuit that electrically connects or shorts two terminals by using a field effect transistor (hereinafter referred to as FET). The drain and source terminals of the FET are used as input and output terminals, and the gate terminal has a threshold voltage. The input and output terminals are electrically connected when a high regulating voltage is applied, and the input and output terminals are electrically disconnected when a regulating voltage lower than a threshold voltage is applied to the gate terminal. This switch circuit uses the antenna terminal as either a transmitting terminal or a receiving terminal. Only one terminal is connected and the other terminal is not connected. However, in this switch circuit, most input signals are transmitted to the connected terminals, but weak signals are leaked to the unconnected terminals.
통상 연결한 단자로 입력신호에 비하여 얼마 만큼의 신호가 전달되는지를 삽입 손실로 나타내고, 연결하지 않은 단자로 새어 나가는 입력신호의 비율을 분리도로 나타낼 수 있다.Normally, the insertion loss indicates how much signal is transmitted to the input terminal compared to the input signal, and the ratio of the input signal leaking to the non-connected terminal may be represented as a separation diagram.
이러한 스위치회로는 FET가 전기적으로 끊어진 상태일 경우 그 드레인 단자와 소오스 단자 사이에 직렬로 작은 커패시턴스 성분이 남아 있게 되는데 입력신호의 작은 부분이 출력단자로 새기 때문에 스위치의 분리도 특성이 나빠진다.In the switch circuit, when the FET is electrically disconnected, a small capacitance component remains in series between the drain terminal and the source terminal. Since the small portion of the input signal leaks to the output terminal, the disconnection characteristic of the switch is deteriorated.
이러한 점을 감안하여 종래에는 도 1과 같이 FET를 3개 사용한 T자로 배열된 스위치회로가 제시된 바 있다.In view of this point, a switch circuit arranged in T-shapes using three FETs has been proposed in the related art.
도 1을 참조하면, 부호 100은 안테나 단자,101은 송신단자, 102는 수신단자이다. 110-112는 T형태의 송신부 스위치를, 120-122는 T형태의 수신부 스위치를 구성한다.1, reference numeral 100 denotes an antenna terminal, 101 a transmission terminal, and 102 a reception terminal. 110-112 constitutes a T-type transmitter switch, and 120-122 constitutes a T-type receiver switch.
송신부 스위치는 T형태의 FET(110-112), 각 FET를 여닫는 조절전압을 가하는 조절단자(110a-112a), FET(112)의 접지단자(113)로 구성한다.The transmitter switch is composed of a T-type FET 110-112, control terminals 110a-112a for applying a control voltage to open and close each FET, and a ground terminal 113 of the FET 112.
이와 같은 구조를 갖는 스위치회로는 송신부 스위치가 연결된 상태인 경우 조절단자(110a)(111a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 FET(110)(111)의 채널을 열고, 조절단자(112a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 FET(112)의 채널을 닫는다.The switch circuit having such a structure opens a channel of the FETs 110 and 111 by applying a control voltage higher than the threshold voltage to the control terminals 110a and 111a when the transmitter switch is connected to the control terminal 112a. The control voltage lower than the threshold voltage is applied to close the channel of the FET 112.
반대로 송신부 스위치가 끊어진 상태인 경우 조절단자(110a)(111a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 FET(110)(111)의 채널을 닫고, 조절단자(112a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 FET(112)의 채널을 연다.On the contrary, when the transmitter switch is disconnected, a control voltage lower than the threshold voltage is applied to the control terminals 110a and 111a to close the channel of the FET 110 and 111, and a control voltage higher than the threshold voltage is applied to the control terminal 112a. Walk to open the channel of FET 112.
수신부 스위치는 FET(120-122), 각 FET(120-122)를 여닫는 조절전압을 가하는 조절단자(120a-122a), FET(122)의 접지단자(123)로 구성한다.The receiver switch includes a FET 120-122, a control terminal 120a-122a for applying a control voltage to open and close each FET 120-122, and a ground terminal 123 of the FET 122.
이러한 구조를 갖는 수신부 스위치는 그 스위치가 연결된 상태인 경우 조절단자(121a)(121a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 FET(120)(121)의 채널을 열고, 조절단자(122a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 FET(122)의 채널을 닫는다.The receiver switch having such a structure opens a channel of the FETs 120 and 121 by applying a control voltage higher than the threshold voltage to the control terminals 121a and 121a when the switch is connected, and thresholds the control terminal 122a. A regulated voltage lower than the voltage is applied to close the channel of the FET 122.
반대로, 수신부 스위치가 끊어진 상태인 경우 조절단자(120a)(121a)에 임계전압 보다 낮은 전압을 걸어 FET(120)(121)의 채널을 닫고, 조절단자(122a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 FET(122)의 채널을 연다.On the contrary, when the receiver switch is disconnected, a voltage lower than the threshold voltage is applied to the control terminals 120a and 121a to close the channel of the FET 120 and 121, and a control voltage higher than the threshold voltage is applied to the control terminal 122a. Walk to open the channel of FET 122.
수신모드인 경우 안테나 단자(100)로 들어온 신호는 연결된 수신부 스위치를 통해 수신단자(102)로 전달되고 끊어진 송신 스위치에 의해 송신단자(101)로는 전달되지 않는다.In the reception mode, the signal coming into the antenna terminal 100 is transmitted to the receiving terminal 102 through the connected receiving switch, and is not transmitted to the transmitting terminal 101 by the broken transmitting switch.
반대로, 송신모드인 경우 송신단자(101)로 들어온 신호는 연결된 송신부 스위치를 통해 안테나 단자(100)로 전달되고 끊어진 수신 스위치에 의해 수신단자 (102)로는 전달되지 않는다.On the contrary, in the transmission mode, the signal coming into the transmission terminal 101 is transmitted to the antenna terminal 100 through the connected transmitter switch and is not transmitted to the reception terminal 102 by the broken reception switch.
따라서 상기 구조를 갖는 스위치회로는 전기적으로 끊어진 상태일 때 두 직렬 FET는 닫힌 상태가 되어 커패시터 성분을 통해 신호가 새어 나가지만 전기적으로 연결 상태인 병렬 FET가 두 직렬 FET사이를 접지시키고 있기 때문에 분리도를 향상시킬 수 있다.Therefore, when the switch circuit having the above structure is electrically disconnected, the two series FETs are closed and the signal leaks out through the capacitor component, but the parallel FET which is electrically connected is grounding between the two series FETs. Can be improved.
도 2는 종래 패키징한 스위치회로이며, 이하 도 1과 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 도 1과 도 2의 차이점은 송신부 스위치를 구성하는 FET(112)와 그 접지단(113) 사이에 추가한 기생성분 단자114와, 수신부 스위치를 구성하는 FET(122)와 그 접지단(123) 사이에 추가한 기생성분 단자124이다.2 is a conventionally packaged switch circuit, and the description of the same parts as in FIG. 1 will be omitted. The difference between FIG. 1 and FIG. 2 is that the parasitic component 114 is added between the FET 112 constituting the transmitter switch and its ground terminal 113, the FET 122 constituting the receiver switch and its ground terminal 123. The parasitic component terminal 124 added in between.
칩으로 제작한 스위치회로를 실제 사용을 위해 패키징할 때 스위치회로의 FET(112)(122)단자와 접지단자(113)(123) 사이를 금선(Au wire)과 패키지의 리드선을 연결하는데, 이들로 인해 기생 인덕턴스 성분이 생겨난다. 초고주파 영역에서는 이러한 기생성분 114와 124가 스위치 성능을 심하게 저하시키는 요인이 되며, 이 결과 스위치회로의 분리도 특성을 저하시키는 문제가 있다.When packaging a switch circuit made of a chip for practical use, the Au wire and the lead of the package are connected between the FET 112, 122 and ground terminals 113, 123 of the switch circuit. This results in parasitic inductance components. In the ultra-high frequency region, such parasitic components 114 and 124 seriously degrade the switch performance, and as a result, there is a problem of degrading the separation characteristics of the switch circuit.
본 발명의 목적은 초고주파 스위치회로에서 불완전한 접지특성으로 인해 발생하는 분리도 특성의 저하를 방지하기 위한 것으로, 상세하게는 외부 접지단자를 생략할 수 있는 초고주파 디프랜셜 스위치회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent degradation of separation characteristics caused by incomplete ground characteristics in an ultra high frequency switch circuit, and in particular, to provide an ultra high frequency differential switch circuit capable of omitting an external ground terminal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초고주파 디프랜셜 스위치회로는 제1 및 제2 FET를 직렬로 연결하고, 제3 FET를 병렬로 연결하여 형성한 T자형상의 (+)송신스위치를 갖고, 상기 (+)송신스위치와 동일한 구조로 각각 (-)송신스위치, (+)수신스위치 및 (-)수신스위치를 포함하며;The ultra-high frequency differential switch circuit of the present invention for achieving the above object has a T-shaped (+) transmission switch formed by connecting the first and second FETs in series, and the third FET in parallel, The same structure as the (+) transmit switch, and includes (-) transmit switch, (+) receive switch and (-) receive switch, respectively;
상기 (+)송신스위치의 제3 FET와 상기 (-)송신스위치의 제3 FET를 전기적으로 연결하여 그 연결점에 가상적인 접지단자(G1)(G2)를 형성하고;Electrically connecting the third FET of the (+) transmission switch and the third FET of the (-) transmission switch to form a virtual ground terminal (G1) (G2) at a connection point thereof;
상기 (+)수신스위치의 제3 FET와 상기 (-)수신스위치의 제3 FET를 전기적으로 연결하여 그 연결점에 가상적인 접지단자(G3)(G4)를 형성하고;Electrically connecting the third FET of the (+) receiving switch and the third FET of the (−) receiving switch to form a virtual ground terminal (G3) (G4) at a connection point thereof;
상기 (+)송신스위치의 제1 FET와 상기 (+)수신스위치의 제1 FET를 전기적으로 연결하여 (+)안테나로 이용하고,The first FET of the (+) transmitting switch and the first FET of the (+) receiving switch are electrically connected to each other, and used as a (+) antenna.
상기 (-)송신스위치의 제1 FET와 상기 (-)수신스위치의 제1 FET를 전기적으로 연결하여 (-)안테나로 이용하고,Electrically connecting the first FET of the (-) transmitting switch and the first FET of the (-) receiving switch to use as a (-) antenna,
상기 (+)송신스위치의 제2 FET와 상기 (-)송신스위치의 제2 FET를 전기적으로 연결하여 송신단자로 이용하며;Electrically connecting the second FET of the (+) transmitting switch and the second FET of the (-) transmitting switch to use as a transmitting terminal;
상기 (+)수신스위치의 제2 FET와 상기 (-)수신스위치의 제2 FET를 전기적으로 연결하여 수신단자로 이용하고;Electrically connecting the second FET of the (+) receiving switch and the second FET of the (−) receiving switch to use as a receiving terminal;
상기 (+)안테나와 상기 (-)안테나를 전기적으로 연결하여 안테나 단자를 형성함으로써 상기 안테나 단자를 통해 수신된 신호를 서로 크기가 같고 위상이 반대인 (+)와 (-)수신신호로 분할하여 수신하거나 또는 위상이 반대인 (+)와 (-)송신신호를 합성하여 송신하며; 및By electrically connecting the (+) antenna and the (-) antenna to form an antenna terminal, the signals received through the antenna terminal are divided into (+) and (-) received signals having the same magnitude and opposite phases. Combines the positive and negative transmission signals which are received or are out of phase; And
수신신호나 또는 송신신호를 분할하거나 합성하는 과정에서 서로 위상이 반대이고 크기가 같은 두 상보 신호의 상쇄현상을 이용하여 가상적인 접지단자를 형성함으로써 외부 접지단자를 생략하는 것;을 특징으로 한다.In the process of dividing or synthesizing a received signal or a transmitted signal, an external ground terminal is omitted by forming a virtual ground terminal using a cancellation phenomenon of two complementary signals of opposite phases and the same magnitude.
이러한 구성에 의하면, 본 발명은 동일한 구조를 갖는 한 쌍의 스위치회로에서 이들 각각의 접지단자를 서로 연결하고 외부 접지단자를 없앤 디프랜셜 스위치회로를 구성하고 그 입력신호로 서로 크기가 같고 위상이 반대인 상보적인 신호를 인가함으로써 디프랜셜 스위치회로에 가상적인 접지단자를 만들어 별도의 외부 접지단자없이 분리도 특성을 향상시킬 수 있다.According to this configuration, the present invention constitutes a differential switch circuit in which a pair of switch circuits having the same structure are connected to each other and the external ground terminals are removed, and their input signals are the same in size and in phase. By applying the opposite complementary signal, a virtual ground terminal can be made in the differential switch circuit to improve the isolation characteristics without a separate external ground terminal.
도 1은 종래 초고주파 스위치회로도,1 is a conventional microwave switch circuit diagram,
도 2는 종래의 패키징한 초고주파 스위치회로도,Figure 2 is a conventional packaged ultra-high frequency switch circuit diagram,
도 3은 본 발명의 초고주파 디프랜셜 스위치회로도,3 is an ultrahigh frequency differential switch circuit diagram of the present invention;
도 4는 스위치의 송신모드시 송,수신 단자 사이의 분리특성도,4 is a separation characteristic diagram between a transmitting and receiving terminal in a transmission mode of a switch;
도 5는 스위치의 수신모드시 안테나, 송신단자 사이의 분리특성도.5 is a diagram illustrating separation characteristics between an antenna and a transmitting terminal in a receiving mode of a switch.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10;(+)송신스위치 20;(-)송신스위치10; (+) Transmit Switch 20; (-) Transmit Switch
30;(+)수신스위치 40;(-)수신스위치30; (+) receiving switch 40; (-) receiving switch
50;안테나 단자 60;송신단자50; antenna terminal 60; transmitter terminal
61;수신단자61; receiving terminal
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 설명한다. 도 3은 본 발명의 디프랜셜 스위치회로도이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 3 is a differential switch circuit diagram of the present invention.
본 발명은 3개의 FET를 하나의 그룹으로 형성하되, 그중 2개의 FET 즉, 제1 FET와 제2 FET를 직렬로 연결하고, 나머지 하나인 제3 FET를 병렬로 연결하여 접지단자로 이용한 스위치회로를 형성한다.According to the present invention, three FETs are formed as a group, and two FETs, that is, a first switch and a second FET are connected in series, and the other one is connected to the third FET in parallel to use a switch circuit. To form.
이러한 구조를 갖는 그룹스위치회로 한 쌍에서 각각의 접지단자로 이용하고 있는 FET를 서로 연결함으로써 외부 접지단자를 없앤 디프랜셜 스위치구조를 개시하고자 하는 것이다.The purpose of the present invention is to disclose a differential switch structure that eliminates external ground terminals by connecting FETs used as respective ground terminals in a pair of group switch circuits having such a structure.
도면을 참조하며, 부호 50은 안테나 단자, 51은 (+)안테나 단자, 52는 (-)안테나 단자, 54은 (+)송신단자, 55는 (-)송신단자, 56은 (+)수신단자, 57은 (-)수신단자, 60은 송신단자, 61은 수신단자이다.Referring to the drawings, reference numeral 50 denotes an antenna terminal, 51 denotes a (+) antenna terminal, 52 denotes a (-) antenna terminal, 54 denotes a (+) transmitting terminal, 55 denotes a negative terminal, and 56 denotes a positive terminal. , 57 is a negative terminal, 60 is a transmitting terminal, 61 is a receiving terminal.
본 발명에서 3개의 FET(11-13)는 (+)송신스위치(10), 3개의 FET(21-23)는 (-)송신스위치(20), 3개의 FET(31-33)는 (+)수신스위치(30), 3개의 FET(31-33)는 (-)수신스위치(40)를 포함하며, 각각의 스위치(10-40)는 3개의 FET로 이루어져 T자 형태를 이루고 있다.In the present invention, the three FETs 11-13 are the (+) transmission switch 10, the three FETs 21-23 are the (-) transmission switch 20, and the three FETs 31-33 are the (+) The receiving switch 30 and the three FETs 31 to 33 include a negative receiving switch 40, and each of the switches 10 to 40 has three FETs to form a T shape.
상기 (+)송신스위치(10)는 각각의 FET(11-13)를 여닫기 위한 조절전압을 인가하는 조절단자(11a-13a)들을 갖고, 상기 (+)송신스위치(10)는 제3 FET(13)의 단자(G1)와 (-)송신스위치(20)의 제3 FET(23)의 단자(G2)를 통해 전기적으로 연결되며, 이 단자(G1)(G2)는 본 발명에서 개시하고 있는 가상적인 접지단자로 이용된다.The positive transmission switch 10 has control terminals 11a-13a for applying a control voltage for opening and closing each of the FETs 11-13, and the positive transmission switch 10 has a third FET ( 13 is electrically connected via terminal G1 of 13 and terminal G2 of third FET 23 of (-) transmission switch 20, and these terminals G1 and G2 are disclosed in the present invention. Used as a virtual ground terminal.
이러한 구조를 갖는 본 발명은 (+)송신스위치(10)가 연결된 상태의 경우 조절단자(11a)(12a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(11)(12)의 채널을 열고, 조절단자(13a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제3 FET(13)의 채널을 닫는다.According to the present invention having such a structure, when the positive transmission switch 10 is connected, a control voltage higher than a threshold voltage is applied to the control terminals 11a and 12a to provide a channel of the first and second FETs 11 and 12. Is opened, and a control voltage lower than the threshold voltage is applied to the control terminal 13a to close the channel of the third FET 13.
반대로, (+)송신스위치(10)가 끊어진 상태의 경우 조절단자(11a)(12a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(11)(12)의 채널을 닫고,조절단자(13a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제3 FET(13)의 채널을 열게 된다.On the contrary, in the case where the (+) transmission switch 10 is disconnected, a control voltage lower than a threshold voltage is applied to the control terminals 11a and 12a to close the channels of the first and second FETs 11 and 12 and the control terminal. A control voltage higher than the threshold voltage is applied to 13a to open the channel of the third FET 13.
상기 (-)송신스위치(20)는 3개의 FET(21-23)로 구성되고, 각 FET(21-22)를 여닫는 조절전압을 가하는 조절단자(21a-22a), FET(23)의 신호단자(23a)로 구성한다.The (-) transmission switch 20 is composed of three FETs 21-23, and a control terminal 21a-22a and a signal terminal of the FET 23 that apply a control voltage to open and close each FET 21-22. It consists of 23a.
(-)송신스위치(20)가 연결된 상태인 경우 조절단자(21a)(22a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(21)(22)의 채널을 열고, 조절단자(23a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제3 FET(23)의 채널을 닫는다.When the (-) transmission switch 20 is connected, a control voltage higher than a threshold voltage is applied to the control terminals 21a and 22a to open the channels of the first and second FETs 21 and 22, and the control terminal 23a. ), The control voltage lower than the threshold voltage is applied to close the channel of the third FET 23.
(-)송신스위치(20)가 끊어진 상태인 경우 조절단자(21)(22)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(21)(22)의 채널을 닫고, 조절단자(23a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제3 FET(23)의 채널을 연다.When the (-) transmission switch 20 is disconnected, a control voltage lower than a threshold voltage is applied to the control terminals 21 and 22 to close the channels of the first and second FETs 21 and 22 and the control terminal 23a. ), The control voltage higher than the threshold voltage is applied to open the channel of the third FET 23.
(+)수신스위치(30)는 (+)송신스위치(10)와 동일한 구조로 이루어진 것으로, 3개의 FET(31-33)로 T형의 스위치를 구성하고, 각 제1,2 FET(31)(32)를 여닫기 위해 조절전압을 인가하는 조절단자(31a)(32a), 제3 FET(33)의 신호단자(33a)로 구성한다.The positive receiving switch 30 has the same structure as the positive transmitting switch 10, and constitutes a T-type switch with three FETs 31-33, and each of the first and second FETs 31 Control terminals 31a and 32a for applying a control voltage to open and close the reference numeral 32 and a signal terminal 33a of the third FET 33.
이러한 구조를 갖는 본 발명은 (+)수신스위치(30)가 연결된 상태의 경우 조절단자(31a)(32a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(31)(32)의 채널을 열고, 조절단자(33a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제3 FET(33)의 채널을 닫는다.According to the present invention having the above structure, when the positive receiving switch 30 is connected, the control terminals 31a and 32a are applied with a control voltage higher than the threshold voltage to the channels of the first and second FETs 31 and 32. Is opened, and a control voltage lower than the threshold voltage is applied to the control terminal 33a to close the channel of the third FET 33.
반대로, (+)수신스위치(30)가 끊어진 상태인 경우 조절단자(31a)(32a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(31)(32)의 채널을 닫고, 조절단자(33a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제3 FET(33)의 채널을 열게 된다.On the contrary, when the (+) receiving switch 30 is disconnected, a control voltage lower than a threshold voltage is applied to the control terminals 31a and 32a to close the channels of the first and second FETs 31 and 32, and the control terminal is closed. A control voltage higher than the threshold voltage is applied to 33a to open the channel of the third FET 33.
상기 (-)수신스위치(40)는 FET(41-43)으로 구성되고, 제1,2 FET(41)(42)를 여닫기 위한 조절전압을 가하는 조절단자(41a-42a)를 가지며, 제3 FET(43)의 신호단자(43a)로 구성한다.The (-) receiving switch 40 is composed of FETs 41-43, and has control terminals 41a-42a for applying a control voltage to open and close the first and second FETs 41, 42. The signal terminal 43a of the FET 43 is formed.
(-)수신스위치(40)가 연결된 상태인 경우 조절단자(41a)(42a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(41)(42)의 채널을 열고, 조절단자(43a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제3 FET(43)의 채널을 닫는다.When the (-) receiving switch 40 is in a connected state, a control voltage higher than a threshold voltage is applied to the control terminals 41a and 42a to open a channel of the first and second FETs 41 and 42, and the control terminal 43a. ), The control voltage lower than the threshold voltage is applied to close the channel of the third FET 43.
(-)수신스위치(40)가 끊어진 상태인 경우 조절단자(41a)(42a)에 임계전압 보다 낮은 조절전압을 걸어 제1,2 FET(41)(42)의 채널을 닫고, 조절단자(43a)에 임계전압 보다 높은 조절전압을 걸어 제3 FET(43)의 채널을 연다.When the (-) receiving switch 40 is in a broken state, a control voltage lower than a threshold voltage is applied to the control terminals 41a and 42a to close the channels of the first and second FETs 41 and 42 and the control terminal 43a. ), A control voltage higher than the threshold voltage is applied to open the channel of the third FET 43.
이하, 상기한 실시예와 같이 구성된 디프랜셜 스위치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the differential switch configured as in the above embodiment will be described.
디프랜셜 스위치에 있어서, 수신모드인 경우, 안테나 단자(50)로 들어온 수신신호는 발룬(balun;53)을 거치면서 서로 크기가 같고 위상이 반대인 (+)와 (-)의 수신신호로 분리되고, 여기서 분리되어 (+)안테나 단자(51)로 들어온 (+)수신신호는 연결된 (+)수신스위치(30)를 통해 (+)수신단자(56)로 전달되고, 끊어진 (+)송신스위치(10)에 의해 (+)송신단자(54)로는 전달되지 않으며, 동시에 (-)안테나단자(52)로 들어온 (-)수신신호는 연결된 (-)수신스위치(40)를 통해 (-)수신단자(57)로 전달되고, 끊어진 (-)송신스위치(20)에 의해 (-)송신단자(55)으로는 전달되지 않는다.In the differential switch, in the receiving mode, the received signals entering the antenna terminal 50 are received signals having the same magnitude and opposite phases through the balun 53 and having the opposite phases. (+) Receiving signal, which is separated and separated from the (+) antenna terminal 51, is transmitted to the (+) receiving terminal 56 through the connected (+) receiving switch 30, and is disconnected (+) transmission. It is not transmitted to the (+) transmitting terminal 54 by the switch 10, and at the same time, the (-) receiving signal coming into the (-) antenna terminal 52 is connected to the (-) receiving switch 40 (-). It is transmitted to the reception terminal 57, and is not transmitted to the (-) transmission terminal 55 by the broken (-) transmission switch 20.
이와 같이 수신모드로 전환된 상태에서는 (+)수신스위치(30)의 제1,2 FET (31)(32)의 조절단자(31a)(32a)에 임계전압 보다 높은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(31)(32)를 통전시켜 (+)수신단자(56)을 개방시키고, 동시에 (-)수신스위치(40)의 제1,2 FET(41)(42)의 조절단자(41a)(42a)에도 임계전압 보다 높은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(41)(42)를 통전시키는 것에 의해 (-)수신단자(57)를 개방시키게 된다.In this state of switching to the reception mode as described above, a voltage higher than the threshold voltage is applied to the control terminals 31a and 32a of the first and second FETs 31 and 32 of the (+) receiving switch 30 to be electrically connected to the first. 2 FETs 31 and 32 are energized to open the positive receiving terminal 56 and at the same time, the regulating terminal 41a of the first and second FETs 41 and 42 of the negative receiving switch 40. By applying a voltage higher than the threshold voltage to) 42a, the first and second FETs 41 and 42 are electrically energized to open the negative terminal 57.
이와는 반대로 수신모드일 경우 (+)송신스위치(10)의 제1,2 FET(11)(12)의 조절단자(11a)(12a)에 임계전압 보다 낮은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(11) (12)를 단락시키고, 동시에 (-)송신스위치(20)의 제1,2 FET(21)(22)의 조절단자(21a)(22a)에도 임계전압 보다 낮은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(21)(22)를 단락시키게 된다.On the contrary, in the reception mode, the first and second FETs are electrically applied by applying a voltage lower than the threshold voltage to the control terminals 11a and 12a of the first and second FETs 11 and 12 of the (+) transmission switch 10. (11) The circuit 12 is short-circuited, and at the same time, a voltage lower than the threshold voltage is also applied to the control terminals 21a and 22a of the first and second FETs 21 and 22 of the (-) transmission switch 20 electrically. The first and second FETs 21 and 22 are shorted.
이 결과 (+)수신단자(56)로 전달된 (+)수신신호와 (-)수신단자(57)로 전달된 (-)수신신호는 발룬(59)를 거치면서 같은 위상으로 서로 합쳐져 수신단자(61)로 전달된다.As a result, the (+) receiving signal transmitted to the (+) receiving terminal 56 and the (-) receiving signal transmitted to the (-) receiving terminal 57 merge with each other in the same phase while passing through the balun 59 and receive the receiving terminal. Forwarded to 61.
반대로 송신모드인 경우, 송신단자(60)로 들어온 송신신호는 발룬(58)을 거치면서 서로 크기가 같고 위상이 반대인 (+)와 (-)의 송신신호로 나누어지고, (+)송신단자(54)로 들어온 (+)송신신호는 연결된 (+)송신스위치(10)를 통해 (+)안테나단자(51)으로 전달되고 끊어진 (+)수신스위치(30)에 의해 (+)수신단자 (56)로는 전달되지 않으며, 동시에 (-)송신단자(55)로 들어온 (-)송신신호는 열린 (-)송신스위치(20)를 통해 (-)안테나 단자(52)로 전달되고 닫힌 (-)수신스위치(40)에 의해 (-)수신단자(57)로는 전달되지 않는다.On the contrary, in the transmission mode, the transmission signals entering the transmission terminal 60 are divided into transmission signals having the same magnitude and opposite phases through the balun 58, and the (+) transmission terminal. The positive (+) transmission signal coming into the (54) is transmitted to the (+) antenna terminal 51 through the connected (+) transmission switch 10 and the (+) receiving terminal (30) by the disconnected (+) receiving switch 30. 56 is not transmitted, and at the same time, the (-) transmission signal entering the (-) transmission terminal 55 is transmitted to the (-) antenna terminal 52 through the open (-) transmission switch 20 and closed (-). It is not transmitted to the negative receiving terminal 57 by the receiving switch 40.
이와 같이 송신모드로 전환된 상태에서는 (+)송신스위치(10)의 제1,2 FET (11)(12)의 조절단자(11a)(12a)에 임계전압 보다 높은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(11)(12)를 통전시켜 (+)안테나 단자(51)로 전달되게 하고, 동시에 (-)송신스위치(20)의 제1,2 FET(21)(22)의 조절단자(21a)(22a)에도 임계전압 보다 높은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(21) (22)를 통전시키는 것에 의해 (-)안테나 단자(52)로 전달되게 한다.In this state of switching to the transmission mode, a voltage higher than the threshold voltage is applied to the control terminals 11a and 12a of the first and second FETs 11 and 12 of the (+) transmission switch 10 to be electrically connected. 2 FETs 11 and 12 are energized to be delivered to the positive antenna terminal 51, and at the same time, the control terminals of the first and second FETs 21 and 22 of the (-) transmission switch 20 A voltage higher than the threshold voltage is also applied to 21a and 22a to electrically transfer the first and second FETs 21 and 22 to the negative antenna terminal 52.
이와는 반대로 송신모드일 경우 (+)수신스위치(30)의 제1,2 FET(31)(32)의 조절단자(31a)(32a)에 임계전압 보다 낮은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(31) (32)를 단락시키고, 동시에 (-)수신스위치(40)의 제1,2 FET(41)(42)의 조절단자(41a)(42a)에도 임계전압 보다 낮은 전압을 걸어 전기적으로 제1,2 FET(41)(42)를 단락시키게 된다.On the contrary, in the transmission mode, the first and second FETs are electrically applied by applying a voltage lower than the threshold voltage to the control terminals 31a and 32a of the first and second FETs 31 and 32 of the (+) receiving switch 30. (31) Short-circuits (32) and at the same time electrically applies a voltage lower than the threshold voltage to the control terminals (41a) (42a) of the first and second FETs (41) (42) of the (-) receiving switch (40). The first and second FETs 41 and 42 are shorted.
이 결과 (+)안테나 단자(51)로 전달된 (+)송신신호와 (-)안테나 단자(52)로 전달된 (-)송신신호는 발룬(53)을 거치면서 같은 위상으로 서로 합해져 안테나 단자(50)로 전달된다.As a result, the (+) transmission signal transmitted to the (+) antenna terminal 51 and the (-) transmission signal transmitted to the (-) antenna terminal 52 are added to each other in the same phase while passing through the balun 53 to the antenna terminal. 50 is passed.
(+)송신스위치(10)를 구성하는 FET(13)의 신호단자(G1)와 (-)송신스위치(20)를 구성하는 FET(23)의 신호단자(G2)는 서로 연결되어 있는데 (+)송신스위치(10)에 (+)신호가 (-)송신스위치(20)에 크기가 같고 위상이 반대인 (-)신호가 걸리면 단자(G1)(G2)는 가상적인 접지단자가 된다.The signal terminal G1 of the FET 13 constituting the (+) transmission switch 10 and the signal terminal G2 of the FET 23 constituting the (-) transmission switch 20 are connected to each other (+). When the (+) signal is applied to the transmission switch 10 and the (-) signal having the same magnitude and opposite phase is applied to the transmission switch 10, the terminals G1 and G2 become virtual ground terminals.
또한 (+)수신스위치(30)를 구성하는 FET(33)의 신호단자(G3)와 (-)수신스위치(40)를 구성하는 FET(43)의 신호단자(G4)는 서로 연결되어 있는데 (+)수신스위치(30)에 (+)신호가 (-)수신스위치(40)에 크기가 같고 위상이 반대인 (-)신호가 걸리면 단자(G3)(G4)는 가상적인 접지단자가 된다.In addition, the signal terminal G3 of the FET 33 constituting the (+) receiving switch 30 and the signal terminal G4 of the FET 43 constituting the (-) receiving switch 40 are connected to each other ( When the (+) signal is applied to the (+) receiving switch 30 and the (-) signal having the same magnitude and opposite phase is applied to the (+) receiving switch 30, the terminals G3 and G4 become virtual ground terminals.
따라서 단자 G1, G3 또는 단자 G2, G4가 자체적으로 접지단자이므로 외부에서 접지신호를 따로 걸 필요가 없어 패키지에 의한 기생성분의 영향을 받지 않으므로 종래의 회로에 비해 분리도 특성을 높여 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, since terminal G1, G3 or terminal G2, G4 is a ground terminal by itself, there is no need to apply a ground signal from the outside, so it is not affected by parasitic components by the package. Can be.
도 4 및 도 5는 종래 스위치회로와 본 발명의 디프랜셜 스위치회로의 특성을 비교한 것으로, 패키지 기생성분 인덕턴스를 0-3nH로 변환시켰을 때 스위치의 분리도 특성 저하를 보인 것이다.4 and 5 compare the characteristics of the conventional switch circuit and the differential switch circuit of the present invention, and show the deterioration of the separation characteristic of the switch when the package parasitic inductance is converted to 0-3nH.
도 4는 스위치가 송신모드로 동작할 때 송신단자(54)(55)로 들어온 송신신호가 수신단자(56)(57)를 통해 어느 정도의 비율로 새는지를 나타낸 것으로, 패키지 기생성분을 2nH로 가정할 경우 -40.3dB에서 -20.8dB로 나빠짐을 알 수 있다.4 shows the rate at which the transmission signal entering the transmission terminals 54 and 55 leaks through the reception terminals 56 and 57 when the switch operates in the transmission mode. Assuming that it is worse from -40.3dB to -20.8dB.
도 5는 스위치가 수신모드로 동작할 때 안테나 단자(50)로 들어온 수신신호가 송신단자(54)(55)를 통해 어느 정도의 비율로 새는지를 나타낸 것으로, 패키지 기생성분을 2nH로 가정할 경우 -41.5dB에서 -23.0dB로 나빠짐을 알 수 있다.FIG. 5 shows the rate at which the received signal entering the antenna terminal 50 leaks through the transmission terminals 54 and 55 when the switch is operated in the reception mode, and assumes that the package parasitic component is 2nH. You can see that it is worse from -41.5dB to -23.0dB.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 디프랜셜 스위치회로는 가상접지단자를 가짐으로써 패키지 기생성분이 전혀 없어 분리도 특성 저하 현상이 발생하지 않아 종래의 스위치회로에 비해 그 분리도 특성이 우수함을 알 수 있다.As described above, the differential switch circuit of the present invention has a virtual ground terminal, so there is no package parasitic component, so that the separation property is not degraded, and thus the separation property is superior to the conventional switch circuit. have.
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