KR100954738B1 - 스위치 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위치 구동 회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스위치 구동 회로는, 제1 전압을 인가하거나 인가하지 않는 동작을 통하여 제1 단자 및 제2 단자를 격리 또는 연결시켜주는 스위치 구동 회로이고, 제1다이오드 및 제2 다이오드가 병렬로 연결되고, 제1 전압이 인가되지 않는 경우, 제1 단자에 연결되어 제1 단자의 신호를 통과시키는 제1 패스부, 제3 다이오드 및 제4 다이오드가 직렬로 연결되고, 제1 전압이 인가되는 경우, 제2 단자에 연결되어 제2 단자의 신호를 통과시키는 제2 패스부, 제1 다이오드의 일 단에 연결되어 기 설정된 전압을 인가하는 기준전압 입력부, 제3 다이오드 및 제4 다이오드 사이에 연결되어, 제1 전압을 인가하는 제어전압 입력부, 제1 패스부의 일 단과 제2 패스부의 일 단이 만나는 노드의 일 측에 연결되어 제1 단자의 신호 또는 상기 제2 단자의 신호를 출력하는 출력부, 제1 패스부의 일 단과 제2 패스부의 일 단이 만나는 노드의 타 측과, 제1 패스부의 타 단과 제2 패스부의 타 단이 만나는 노드의 일 측에 각각 연결되는 접지부를 포함하고, 제1다이오드 및 제2 다이오드는 순방향이고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 각각 순방향 및 역방향이며, 제2 패스부는, 제1 전압이 기 설정된 전압보다 클 경우에, 제2 단자의 신호를 통과시킨다.
스위치, 격리도, isolation, 삽입손실, insertion loss, 단자

Description

스위치 구동 회로{CIRCUIT FOR OPERATING SWICH}
본 발명은 스위치 구동 회로에 관한 것이다.
스위치 회로는 하나의 입력과 하나의 출력에 대하여 ON/OFF 동작을 하는 회로로 다른 동작을 하는 회로 간의 격리를 위하여 사용된다. 그러므로 스위치 회로는 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖도록 해야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 스위치 통합모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 스위치 구동회로를 적용하여 회로간 간섭을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 종래 기술에 따른 스위치 구동회로를 적용하여 회로간 간섭을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 종래 기술에 따른 일반적인 스위치 구동회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 종래 기술에 따른 스위치 통합모듈은 동일한 안테나 단자(10)와 출력 단자(20)에 다른 대역(AM/FM/DMB 대역)을 증폭하는 회로(100, 200, 300)들이 연결되어 있다. 이러한 구성은 하나의 단말기로 다중 대역의 통신 시스템을 포함해야 하는 분야에서 사용되는 구성 방법이다. 하지만, 이러한 구성은 회로 간의 간섭을 발생하므로 증폭이득, 잡음지수 및 입출력 반사손실 등과 같은 전기적 성능을 저하시키는 원인이 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 스위치 구동회로를 적용하여 회로간 간섭을 최소화하는 방법은, 그 구성이 비교적 대역간의 주파수 차이가 많은 AM 증폭기(100)와 FM 증폭기(200)는 동일한 안테나 단자(10)와 출력 단자(20)를 공유하도록 구성하고 주파수 대역이 FM 증폭기(200)와 근접한 DMB 증폭기(300)는 안테나 단자(10) 또는 출력단자(30)를 분리하여 배치된다. 안테나 단자(10)를 분리하는 경우는 DMB 안테나를 추가적으로 구성해야 하기 때문에 출력단자(30)가 분리된다. 이러한 구성은 회로 간의 간섭은 최소화할 수 있지만 출력단자(30)가 추가적으로 필요하다는 단점을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스위치 구동회로를 적용하여 회로간 간섭을 최소화하는 방법은, 그 구성이 스위치(400) 회로를 적용하여 다른 대역(AM/FM/DMB 대역)을 증폭하는 회로(100, 200, 300)들을 연결한다. AM 증폭기(100)와 FM 증폭기(200)가 동작하는 경우에는, 제어전압(410)이 OFF가 되어 AM 증폭기(100)와 FM 증폭기(200)는 출력단자(20)로 연결되어 DMB 증폭기(300)과 격리가 된다. 또한, DMB 증폭기(300)가 동작하는 경우에는 제어전압(410)이 ON이 되어 DMB 증폭기(300)가 출력단자(20)로 연결되어 AM 증폭기(100)및 FM 증폭기(200)가 격리된다. 따라서, 회로 상호 간에 발생되는 간섭을 감소시킬 수 있다. 스위치(400)를 안테나 단자(10)에 사용하는 경우에는 스위치(400) 회로의 손실에 의해서 이득 및 잡음 특성이 저하되기 때문에 출력 단자(20)에 삽입되어 구성된다.
또한, 스위치(400) 회로는 다이오드 또는 FET 소자를 이용해서 구현할 수 있 다. 다이오드는 FET 소자에 비해 많은 전력 소모의 단점이 있지만, 높은 항복전압, 낮은 삽입손실, 높은 스위칭 차단 주파수 및 높은 전력 수용 능력 등의 장점을 갖는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 일반적인 스위치 구동회로는, 안테나 단자(10)와 단자1(40)과 단자2(50) 사이에 직렬로 연결된 다이오드(420)와 병렬로 연결된 다이오드(421)를 제어전압(410)의 동작에 따라서 단자1(40)로 연결되거나 단자2(50)로 연결하여 두 단자에 연결된 회로들을 격리시키는 구조이다. 커패시터(440, 441)는 직류 차단을 위해 사용되고 인덕터 성분(430, 431)은 정합회로 또는 전송선로를 사용하여 구성한다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 스위치 구동회로는 높은 격리도 특성과 낮은 삽입 손실을 갖는 스위치 회로의 구현에 한계가 있으며, 이로 인해 동일한 단자를 공유하는 회로 간의 간섭으로 인하여 특성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다이오드의 직렬형태 조합을 통하여 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖는 스위치 회로를 적용하여 동일한 단자에 연결된 회로들 간의 간섭을 최소화할 수 있는 스위치 구동 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 다이오드의 직렬형태 조합을 통하여 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖는 스위치 회로를 적용하여 동일한 단자에 연결된 회로들 간의 간섭을 최소화할 수 있는 스위치 구동 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 회로 간의 간섭에 의해서 발생되는 성능 저하를 방지할 수 있는 스위치 구동 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 스위치 구동 회로는, 제1 전압을 인가하거나 인가하지 않는 동작을 통하여 제1 단자 및 제2 단자를 격리 또는 연결시켜주는 스위치 구동 회로이고, 제1다이오드 및 제2 다이오드가 병렬로 연결되고, 제1 전압이 인가되지 않는 경우, 제1 단자에 연결되어 제1 단자의 신호를 통과시키는 제1 패스부, 제3 다이오드 및 제4 다이오드가 직렬로 연결되고, 제1 전압이 인가되는 경우, 제2 단자에 연결되어 제2 단자의 신호를 통과시키는 제2 패스부, 제1 다이오드의 일 단에 연결되어 기 설정된 전압을 인가하는 기준전압 입력부, 제3 다이오드 및 제4 다 이오드 사이에 연결되어, 제1 전압을 인가하는 제어전압 입력부, 제1 패스부의 일 단과 제2 패스부의 일 단이 만나는 노드의 일 측에 연결되어 제1 단자의 신호 또는 상기 제2 단자의 신호를 출력하는 출력부, 제1 패스부의 일 단과 제2 패스부의 일 단이 만나는 노드의 타 측과, 제1 패스부의 타 단과 제2 패스부의 타 단이 만나는 노드의 일 측에 각각 연결되는 접지부를 포함하고, 제1다이오드 및 제2 다이오드는 순방향이고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드는 각각 순방향 및 역방향이며, 제2 패스부는, 제1 전압이 기 설정된 전압보다 클 경우에, 제2 단자의 신호를 통과시킨다.
청구항 2에 관한 발명인 스위치 구동 회로는, 청구항 1에 관한 발명인 스위치 구동 회로에 있어서, 기준전압 입력부와 일 측이 연결되고, 타 측이 제2 다이오드의 일 측에 연결되는 제1 저항과, 기준전압 입력부와 일 측이 연결되고, 타 측이 제1 다이오드의 일 측에 연결되는 제2 저항을 더 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치 구동 회로에 의하면, 다이오드의 직렬형태 조합을 통하여 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖는 스위치 회로를 적용하여 동일한 단자에 연결된 회로들 간의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다이오드의 직렬형태 조합을 통하여 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖는 스위치 회로를 적용하여 동일한 단자에 연결된 회로들 간의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 회로 간의 간섭에 의해서 발생되는 성능 저하를 방 지할 수 있는 스위치 구동 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 스위치 구동회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치 구동회로는, 제1 전압을 인가하거나 인가하지 않는 동작을 통하여 제1 단자 및 제2 단자(400, 500)를 격리 또는 연결시켜주는 스위치 구동 회로이고, 제1다이오드 및 제2 다이오드(510, 511)가 병렬로 연결되고, 제1 전압이 인가되지 않는 경우, 제1 단자(400)에 연결되어 제1 단자(400)의 신호를 통과시키는 제1 패스부(100), 제3 다이오드 및 제4 다이오드(520, 521)가 직렬로 연결되고, 제1 전압이 인가되는 경우, 제2 단자(500)에 연결되어 제2 단자의 신호를 통과시키는 제2 패스부(200), 제1 다이오드(510)의 애노드에 연결되어 기 설정된 전압을 인가하는 기준전압 입력부(580), 제3 다이오드 및 제4 다이오드(520, 521) 사이에 연결되어, 제1 전압을 인가하는 제어전압 입력부(570), 제1 패스부(100)의 일 단과 제2 패스부(200)의 일 단이 만나는 노드(A)에 연결되어 제1 단자(400)의 신호 또는 제2 단자(500)의 신호를 출력하는 출력부(590), 제1 패스부(100)의 일 단과 제2 패스부(200)의 일 단이 만나는 노드(A)에 연결되는 제1 접지부(530) 및 제1 패스부(100)의 타 단과 제2 패스부(200)의 타 단이 만나는 노드(B)에 연결되는 제2 접지부(540)를 포함한다.
여기서, 제1다이오드 및 제2 다이오드(510, 511)는 순방향이고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드(520, 521)는 각각 순방향 및 역방향을 가진다.
즉, 상기 제1 다이오드(510)는 애노드(Anode)가 상기 제2 단자(500)와 연결되고, 캐소드(Cathode)가 상기 출력부(590)와 연결되며, 상기 제2 다이오드(511)는 애노드가 상기 기준전압 입력부(580)와 연결되고. 캐소드가 상기 제 1단자(400)와 연결되며, 상기 제3 다이오드(520)는 애노드가 상기 제어전압 입력부(570)와 연결되고, 캐소드가 상기 출력부(590)와 연결되며, 상기 제4 다이오드(521)는 애노드가 상기 제어전압 입력부(570)와 연결되고, 캐소드가 상기 제 1단자(400)와 연결된다.
여기서, 제1 전압은 제어전압 입력부(570)에서 인가되는 제어전압이고, 기 설정된 전압은 기준전압 입력부(580)에서 인가된 기준전압이다.
또한, 제2 패스부(200)는, 제1 전압이 기 설정된 전압보다 클 경우에, 제2 단자(500)의 신호를 통과시킨다.
상기와 같이 구성된 스위치 구동 회로에 대해 구체적으로 설명하자면, 스위치 구동 회로는 제1 단자(400)과 제2 단자(500) 사이에 위치하며, 제어전압 입력부(570)에서 입력된 제어전압에 따라 제2 단자(500)가 출력부(590)로 연결되거나, 제1 단자(400)가 출력부(590)로 연결되는 동작을 한다. 기준전압 입력부(580)는 제어전압 입력부(570)의 동작에 상관없이 항상 일정한 전압을 인가된다. 제어전압이 인가되지 않을 경우, 제1 다이오드 및 제2 다이오드(510, 511)는 도통이 되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드(520, 521)는 개방이 되어, 제1 단자(400)는 출력부(590)와 연결되며, 제1 단자(400)의 신호는 제2 단자(500)와는 전기적으로 격리되어 제2 단자(500)의 신호가 출력부(590) 또는 제1 단자(400)로 유입되지 않으므로, 상호간 영향을 받지 않게 된다. 여기서, 제1 저항 및 제2 저항(550, 560)은 기준전압에 의한 바이어스 저항이며, 제1 및 제2 접지부(530, 540)에 포함된 저항들은 직류 신호에 대한 접지로 사용된다.
따라서, 본 발명에 따른 스위치 구동 회로는 제어전압 입력부(570)로부터 인가된 제어전압의 ON/OFF에 따라, 제1 다이오드 및 제2 다이오드(510, 511)와 제3 다이오드 및 제4 다이오드(520, 521)가 서로 교대로 도통 및 개방 동작을 하게 되는 것이고, 이로 인하여 출력부(590)와 제1 단자(400) 또는 제2 단자(500) 사이에 격리 및 연결의 동작을 수행할 수 있다. 즉, 스위치 구동 회로는, 다이오드의 직렬형태 조합을 통하여 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖는 스위치 회로를 적용하여 동일한 단자에 연결된 회로들 간의 간섭을 최소화할 수 있는 통합 회로를 구현할 수 있다.
도 5b는 본 발명에 따른 스위치 구동 회로의 제2 단자에서 출력부로 도통될 때 발생되는 삽입손실 특성과 제2 단자와 제1 단자간의 격리도 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 단자(400)에서 출력부(590)로 도통될 때 발 생되는 삽입손실 특성과 제1 단자(400)와 제2 단자(500)간의 격리도 특성을 살펴보면, 삽입손실은 존재하지 않고, 격리도 특성은 -50 dB 이하의 특성을 나타내고 있다.
또한, 제어전압 입력부(570)로부터 인가된 제어전압이 기준전압 입력부(580)로부터 인가된 기준 전압보다 높은 전압이 인가되는 경우, 제1 다이오드 및 제2 다이오드(510, 511)는 개방이 되고, 제3 다이오드 및 제4 다이오드(520, 521)는 도통이 되어 제2 단자(500)는 출력부(590)와 연결되며, 제1 단자(400)의 신호는 제2 단자(500)와는 전기적으로 격리되어 제1 단자(400)의 신호가 출력부(590) 또는 제2 단자(500)로 유입되지 않으므로, 상호간 영향을 받지 않게 된다. 여기서, 제1 저항 및 제2 저항(550, 560)은 기준전압에 의한 바이어스 저항이며, 제1 및 제2 접지부(530, 540)는 직류 신호에 대한 접지로 사용되는 저항을 포함하고 있다.
도 5c는 본 발명에 따른 스위치 구동 회로의 제2 단자에서 출력부로 도통될 때 발생되는 삽입손실 특성과 제2 단자와 제1 단자간의 격리도 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 단자(500)에서 출력부(590)로 도통될 때 발생되는 삽입손실 특성과 제2 단자(500)와 제1 단자(400)간의 격리도 특성을 살펴보면, 삽입손실은 존재하지 않고, 격리도 특성은 -15 dB 이하의 특성을 나타내고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스위치 구동 회로에 의하면, 다이오드의 직렬형태 조합을 통하여 높은 격리 특성과 낮은 삽입손실 특성을 갖는 스위치 회로를 적용하 여 동일한 단자에 연결된 회로들 간의 간섭을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 스위치 통합모듈을 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 스위치 구동회로를 적용하여 회로간 간섭을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 스위치 구동회로를 적용하여 회로간 간섭을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 종래 기술에 따른 일반적인 스위치 구동회로를 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 스위치 구동회로의 동작을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1 패스부 200: 제2 패스부
400 : 제1 단자 500 : 제2 단자
510, 511 : 제1 다이오드, 제2 다이오드
520, 521 : 제3 다이오드, 제4 다이오드
530, 540: 제1 접지부, 제2 접지부
550, 560 : 제1 저항, 제2 저항
570 : 제어전압 입력부 580 : 기준전압 입력부
590 : 출력부

Claims (2)

  1. 제1 전압을 인가하거나 인가하지 않는 동작을 통하여 제1 단자(400) 및 제2 단자(500)를 격리 또는 연결시켜주는 스위치 구동 회로이고,
    제1 다이오드(510) 및 제2 다이오드(511)가 병렬로 연결되고, 상기 제1 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 제1 단자(400)에 연결되어 상기 제1 단자(400)의 신호를 통과시키는 제1 패스부(100);
    제3 다이오드(520) 및 제4 다이오드(521)가 직렬로 연결되고, 상기 제1 전압이 인가되는 경우, 상기 제2 단자(500)에 연결되어 상기 제2 단자(500)의 신호를 통과시키는 제2 패스부(200);
    상기 제1 다이오드(510)의 애노드와 연결되어 기 설정된 전압을 인가하는 기준전압 입력부(580);
    상기 제3 다이오드(520) 및 상기 제4 다이오드(521) 사이에 연결되어, 상기 제1 전압을 인가하는 제어전압 입력부(570);
    상기 제1 패스부(100)의 일 단과 상기 제2 패스부(200)의 일 단이 만나는 노드(A)에 연결되어 상기 제1 단자(400)의 신호 또는 상기 제2 단자(500)의 신호를 출력하는 출력부(590);
    상기 제1 패스부(100)의 일 단과 상기 제2 패스부(200)의 일 단이 만나는 노드(A)에 연결되는 제1 접지부(530); 및
    상기 제1 패스부(100)의 타 단과 상기 제2 패스부(200)의 타 단이 만나는 노드(B)에 연결되는 제2 접지부(540);
    를 포함하고,
    상기 제1 다이오드(510)는 애노드가 상기 제 2단자(500)와 연결되고, 캐소드가 상기 출력부와 연결되며,
    상기 제2 다이오드(511)는 애노드가 상기 기준전압 입력부(580)와 연결되고, 캐소드가 상기 제 1단자(400)와 연결되며,
    상기 제3 다이오드(520)는 애노드가 상기 제어전압 입력부(570)와 연결되고, 캐소드가 상기 출력부(590)와 연결되며,
    상기 제4 다이오드(521)는 애노드가 상기 제어전압 입력부(570)와 연결되고, 캐소드가 상기 제 1단자(400)와 연결되며,
    상기 제2 패스부(200)는, 상기 제1 전압이 상기 기 설정된 전압보다 큰 경우에, 상기 제2 단자(500)의 신호를 통과시키는 것을 특징으로 하는 스위치 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 구동 회로는 제1 저항 및 제2 저항을 더 포함하고,
    상기 제1 저항(550)은 일측이 상기 기준전압 입력부(580)와 연결되고, 타측이 상기 제1 다이오드(510)의 애노드와 연결되며,
    상기 제2 저항(560)은 일측이 상기 기준전압 입력부(580)와 연결되고, 타측이 상기 제2 다이오드(511)의 애노드와 연결되는 것을 특징으로 하는 스위치 구동 회로.
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