KR101301209B1 - 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치 및 스위칭 격리도 강화방법 - Google Patents

Abstract

격리도 특성이 향상된 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치가 개시된다. 그러한 스위치는, 제1,2 씨모오스 스위치들로 이루어진 직렬 스위칭부와, 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 두 출력단들 중의 비선택 출력단이 공통 입력단과는 전기적으로 격리되도록 하기 위한 스위칭 격리부와, 격리 강화부를 구비한다. 상기 격리 강화부는 두 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성한다. 본 발명에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치는 회로구성이 심플하고 마이크로파 대역 또는 그 이상의 주파수 대역에서 동작특성이 우수하다. 또한, 고 격리도 특성을 갖는 CMOS 스위치가 구현된다.

고주파 대역 스위치, SPDT 스위치, 격리도, CMOS 스위치, 병렬공진회로

Description

고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치 및 스위칭 격리도 강화방법{CMOS switch for use in radio frequency switching and isolation enhancement method}

본 발명은 마이크로파 대역의 부품 및 시스템에서 고주파 신호의 경로를 제어하는데 이용되는 스위치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로파 등과 같은 고주파 대역에서 동작하는 씨모오스(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor) 스위치에 관한 것이다.

지난 수십 년 동안 집적회로(IC: Integrated Circuit) 기술의 발전은 무선 통신 산업의 발전에 큰 기여를 해왔다. 무선통신 산업의 발전으로 인해 이동전화, 무선 랜 등 각종 응용분야에서 집적회로 기술, 특히 CMOS 기술을 이용한 저잡음 증폭기, 발진기, 고출력 증폭기, 스위치 등의 RF 부품들이 사용되고 있다. 이러한 무선통신 산업의 발전과 더불어 사용 주파수 대역 또한 점점 올라가는 추세에 있으며, CMOS 기술을 이용한 RF 부품의 가용 주파수 대역 또한 X 대역 이상의 주파수에서 동작이 요구되고 있다.

도 1은 통상적인 씨모오스 타입 에스피디티 스위치의 회로구성도로서, 일반적인 CMOS 기술을 이용한 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치를 보여주고 있다.

도면을 참조하면, 제1,2 씨모오스 스위치들(104,105)로 이루어진 직렬 스위칭부와, 엔형 모오스 트랜지스터들(106,107)로 구성되며 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 두 출력단들(102,103)중의 비선택 출력단이 공통 입력단(101)과는 전기적으로 격리되도록 하기 위한 스위칭 격리부를 포함하는 CMOS SPDT 스위치가 보여진다.

도 1에 도시된 바와 같은 CMOS SPDT 스위치는 공통 입력단(P1:101)에 스위칭 소자로서 사용되는 CMOS 소자(104,105)가 각각 제1 출력단(P2:102)과 제2 출력단(P3:103)에 연결되어 있는 구조임을 알 수 있다. 제1,2 콘트롤 단자(108,109)에 인가되는 전압의 레벨에 따라 공통 입력단(101)과 제1 출력단(102)사이의 스위칭 경로가 형성되거나, 또는 공통 입력단(101)과 제2 출력단(103)사이의 스위칭 경로가 형성된다. 예를 들어, 제1 콘트롤 단자(108)에 스위치 ON 전압이 가해지고 제2 콘트롤 단자(108)에 스위치 OFF 전압이 가해지면, 공통 입력단(101)에 연결된 모오스 트랜지스터 스위치(104)는 ON 되고 모오스 트랜지스터 스위치(105)는 OFF된다. 또한, 이 경우에 제1 출력단(102)에 연결된 엔형(n-type) 모오스 트랜지스터(106)는 OFF되고 제2 출력단(103)에 연결된 엔형 모오스 트랜지스터(107)는 ON된다. 따라서, 공통 입력단(101)에 인가되는 고주파 신호는 제1 씨모오스 스위치(104)를 통해 스위칭되어 제1 출력단(102)으로 출력된다. 여기서, 상기 제1 출력단(102)과 제 2 출력단(103)에 각각 병렬로 연결된 엔형 모오스 트랜지스터들(106,107)는 스위치 회로의 격리도를 높여주기 위해 사용되는 션트(shunt)소자이다.

위와 같이 CMOS 기술을 이용한 스위치는, 스위칭 소자로서 CMOS 소자가 사용되므로 스위칭 콘트롤이 상대적으로 쉽고 또한 전력 소모가 거의 없다는 장점이 있다. 그러나, 신호의 동작 주파수가 높을 수 록 삽입 손실이 증가 되고 특히 기생 캐패시턴스 성분에 의해 스위치의 중요한 특성 중의 하나인 격리도(Isolation) 특성이 나빠지는 단점이 있다.

도 2는 도 1중 씨모오스 스위치의 간략 회로 및 그 등가 회로로서, RF 및 마이크로파 대역에서 스위칭 소자로 사용되는 CMOS 소자 및 그 등가회로를 나타내고 있다.

도 2에서, 콘트롤 단자(201)에 인가되는 전압에 따라 제1 단자(202)와 제2 단자(203)사이를 ON 또는 OFF 하는 모오스 트랜지스터(204)와 저항(RG)이 나타나 있는데, 이는 도 1의 스위치들(104,105)중의 하나에 등가적으로 대응됨을 알 수 있다. 상기 모오스 트랜지스터(204)의 온 또는 오프 동작은 등가 회로에서 보여지는 바와 같이 가변저항(204)의 크기 변화로서 나타낼 수 있다. 또한, CMOS 스위칭 소자는 캐패시턴스 성분이 상존하므로 커패시터(205)도 등가적으로 존재하며, 다이오드(206)로서 나타낸 부분에서의 접합 캐패시턴스도 포함된다. 이러한 기생 캐패시턴스 성분은 주파수가 높아질수록 스위칭에 미치는 영향이 커지며, RF 및 마이크로파 대역에서 스위치의 격리도를 떨어뜨리는 주된 요인이 되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 격리도 특성을 향상시킨 CMOS 스위치 및 스위칭 격리도 강화방법을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 회로구성이 심플하고 마이크로파 대역 또는 그 이상의 주파수 대역에서 동작특성이 우수한 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 스위칭 동작에서의 누설 전류를 실질적으로 완전히 차단하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예의 일 양상에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치는, 제1,2 씨모오스 스위치들로 이루어져 에스피디티 스위치를 구성하는 직렬 스위칭부와; 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 두 출력단들 중의 비선택 출력단이 공통 입력단과는 전기적으로 격리되도록 하기 위한 스위칭 격리부와; 상기 두 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 하는 격리 강화부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 에스피디티 스위치는 마이크로파 대역의 신호를 스위칭할 수 있다. 상기 격리 강화부는, 상기 기생 캐패시터의 기생 캐패시턴스에 대응하여 LC 병렬 공진회로를 형성할 수 있는 정도의 인덕턴스를 갖는 인덕터로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 스위칭 격리부는, 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 상기 두 출력단들에 각기 연결된 제1,2 션트 소자들을 포함할 수 있으며, 제1,2 션트 소자들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예의 다른 양상에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치는, 두 출력단들 사이에 연결된 제1,2 씨모오스 스위치들로 이루어져 에스피디티 스위치를 구성하는 직렬 스위칭부와; 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 상기 두 출력단들 중의 비선택 출력단이 공통 입력단과는 전기적으로 격리되도록 하기 위한 스위칭 격리부와; 상기 두 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 하는 제1 격리 강화부와; 상기 공통 입력단과 접지 사이에서 연결되어 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도 및 입력 정합 특성이 강화되도록 하는 제2 격리 강화부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 격리 강화부는, 상기 기생 캐패시터의 기생 캐패시턴스에 대응하여 LC 병렬 공진회로를 형성할 수 있는 정도의 인덕턴스를 갖는 인덕터로 이루어질 수 있다.

상기 제2 격리 강화부는, 상기 스위칭 격리도 및 입력 정합 특성의 강화를 위한 인덕턴스를 갖는 인덕터로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치는, 공통 입력단과 제1 출력단 간에 연결되며 제1 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제1 출력단에 스위칭하는 제1 씨모오스 스위치와 상기 공통 입력단과 제2 출력단 간에 연결되며 제2 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제2 출력단에 스위칭하는 제2 씨모오스 스위치를 가지는 직렬 스위칭부와; 상기 제1 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제1 제어신호에 응답하여 상기 제2 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제1 션트 소자와 상기 제2 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제1 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제2 션트 소자를 가지는 스위칭 격리부와; 상기 제1,2 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 하는 격리 강화부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1,2 씨모오스 스위치들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 상기 제1,2 션트 소자들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성될 수 있다. 또한, 상기 격리 강화부는 인덕터로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치는, 공통 입력단과 제1 출력단 간에 연결되며 제1 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제1 출력단에 스위칭하는 제1 씨모오스 스위치와 상기 공통 입력단과 제2 출력단 간에 연결되며 제2 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제2 출력단에 스위칭하는 제2 씨모오스 스위치를 가지는 직렬 스위칭부와; 상기 제1 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제1 제어신호에 응답하여 상기 제2 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제1 션트 소자와 상기 제2 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제1 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제2 션트 소자를 가지는 스위칭 격리부와; 상기 제1,2 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 하는 제1 격리 강화부와; 상기 공통 입력단과 접지 사이에서 연결되어 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도 및 입력 정합 특성이 강화되도록 하는 제2 격리 강화부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1,2 씨모오스 스위치들 및 제1,2 션트 소자들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 상기 제1,2 격리 강화부는 인덕터로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따라, 제1,2 씨모오스 스위치들로 이루어진 직렬 스위칭부와; 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 두 출력단들 중의 비선택 출력단이 공통 입력단과는 전기적으로 격리되도록 하기 위한 스위칭 격리부를 구비한 에스피디티 스위치에서의 스위칭 격리도 강화방법은,

상기 제1,2 씨모오스 스위치들 중 하나를 제어신호에 응답하여 구동하는 단계와; 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 LC 병렬 공진회로를 형성하는 단계를 가진다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 LC 병렬 공진회로는 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되는 인덕터를 채용함에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예의 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치에 따르면, 격리도 특성을 향상시킨 CMOS 스위치가 구현될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치는 회로구성이 심플하고 마이크로파 대역 또는 그 이상의 주파수 대역에서 동작특성이 우수하다. 또한, 고 격리도 특성을 갖는 CMOS 스위치가 구현된다.

위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 소자 또는 라인들이 대상 소자에 연결 된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다.

또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다.

여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있음을 유의하라.

먼저, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치의 회로구성도이다.

도 3에서 보여지는 제1 실시 예에서는 스위치 소자에 인덕터 소자를 병렬로 연결하여 스위칭 격리도 특성을 향상시키는 것이 설명될 것이다. 도 3은 CMOS RF 스위치에 대한 구현 예이며, 마이크로파 대역에서 사용되는 CMOS SPDT 스위치에 적합할 수 있음을 이해하여야 한다. 예시적으로 CMOS RF 스위치는 0.25 ㎛ 제조공정을 포함하며 다양한 반도체 제조공정을 사용하여 제조될 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 1과는 달리, 격리 강화부(310)가 두 출력단들(P2,P3) 사이에서 제1,2 씨모오스 스위치들(304,305)과는 병렬로 연결되어 있는 것이 보여진다. 인덕터(L1)로 구현될 수 있는 상기 격리 강화부(310)는 제1,2 씨모오스 스위치들(304,305)에 의해 나타나는 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 스위칭 격리도가 한층 더 강화되도록 한다. .

도 1과 마찬가지로, 도 3에서도 직렬 스위칭부는 제1,2 씨모오스 스위치 들(304,305)로 구성되어 에스피디티 스위치를 이루며, 엔형 모오스 트랜지스터들(306,307)은 상기 직렬 스위칭부가 동작할 때 두 출력단들 중의 비선택 출력단이 공통 입력단(P1)과는 전기적으로 격리되도록 하기 위한 스위칭 격리부로서 기능한다.

도 2를 통하여 설명된 바와 같이 CMOS 스위치 소자의 기생 캐패시턴스 성분으로 인해 도 1과 같은 스위치 회로의 스위칭 격리도 특성이 나빠지는 것을 해결하기 위해, 도 3에서는 상기 기생 캐패시턴스 성분과 함께 LC 병렬 공진회로를 형성하기 위한 인덕터(L1)를 설치한 것이다. 결국, 상기 인덕터(L1)의 인덕턴스와 상기 기생 캐패시턴스가 조합되어 병렬 공진회로를 이루게 되면, LC 병렬공진 동작에 의해, 비선택된 출력단(P2로 고주파 신호가 스위칭되는 경우에 P3가 됨)의 신호 누설이 방지 또는 최소화된다.

도 3에서 병렬 공진 회로를 구성하는 인덕터(L1)의 인던턴스 값은, 원하는 대역에서 병렬 공진을 일으킬 수 있도록 하기 위해, 상기 제1,2 씨모오스 스위치들(304,305)에 의한 기생 캐패시턴스의 값에 의존하여 적절히 결정된다.

도 3에서 보여지는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치의 기본적인 동작은 도 1을 통하여 설명된 것과 마찬가지이다.

예를 들어, 제1 콘트롤 단자(309)에 스위치 ON 전압이 가해지고 제2 콘트롤 단자(308)에 스위치 OFF 전압이 가해지면, 공통 입력단(301)에 연결된 모오스 트랜지스터 스위치(304)는 ON 되고 모오스 트랜지스터 스위치(305)는 OFF된다. 또한, 이 경우에 제1 출력단(302)에 연결된 엔형(n-type) 모오스 트랜지스터(306)는 OFF 되고 제2 출력단(303)에 연결된 엔형 모오스 트랜지스터(307)는 ON된다. 따라서, 공통 입력단(301)에 인가되는 고주파 신호는 엔형 모오스 트랜지스터로 이루어진 제1 씨모오스 스위치(304)를 통해 스위칭되어 제1 출력단(302)으로 출력된다. 이러한 스위칭 동작 시에, 상기 엔형 모오스 트랜지스터(307)는 노드(ND3)의 레벨을 접지레벨로 만들어 스위치 회로의 격리도를 높여주는 션트(shunt)기능을 수행하며, 상기 격리 강화부(310)의 인덕터(L1)는 상기 직렬 스위치의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 이루어 LC 병렬공진 동작을 행한다.

이에 따라, 선택된 출력단(P2)으로 고주파 신호가 완전히 전달되며 비선택된 출력단(P3)에서의 신호 누설은 완전 차단 또는 최소화된다.

이제부터는 도 4를 참조하여 제2 실시 예가 설명될 것이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치의 회로구성도이다.

도 4에서, 직렬 스위칭부는, 공통 입력단(401)과 제1 출력단(402) 간에 연결되며 제1 제어단자(409)에 인가되는 제1 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단(401)을 상기 제1 출력단(402)에 스위칭하는 제1 씨모오스 스위치(404)와, 상기 공통 입력단(401)과 제2 출력단(403) 간에 연결되며 제2 제어단자(408)에 인가되는 제2 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단(401)을 상기 제2 출력단(403)에 스위칭하는 제2 씨모오스 스위치(405)를 가진다.

또한, 스위칭 격리부는, 상기 제1 씨모오스 스위치(404)가 동작할 때 상기 제1 제어신호에 응답하여 상기 제2 출력단(403)이 상기 공통 입력단(401)으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제1 션트 소자(407)와, 상기 제2 씨모오스 스위치(405)가 동작할 때 상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제1 출력단(402)이 상기 공통 입력단(401)으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제2 션트 소자(406)를 가진다.

인덕터(L1)로 이루어진 제1 격리 강화부(410)는, 상기 제1,2 출력단들(402,403) 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들(404,405)과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 한다.

인덕터(L2)로 이루어진 제2 격리 강화부(411)는, 상기 공통 입력단(401)의 접속노드(ND1)와 접지 사이에 연결되어 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도 및 입력 정합 특성이 강화되도록 한다.

도 4의 회로 구성은 도 3의 회로에서 공통 입력단과 접지 사이에 인덕터(L2)를 추가로 배치한 구조이다. 이와 같이, 추가된 인덕터(L2)로 인해 격리도 특성 및 입력 정합 특성이 향상된다. 그러므로 스위치의 스위칭 동작에서 반사손실 및 삽입손실 성능이 통상의 스위치에 비해 개선된다. 도 4의 회로는 도 3의 구성에 비해 사이즈 부담이 있으므로 사이즈 부담이 비교적 심하지 않은 경우에 채용이 적절히 고려될 수 있을 것이다.

도 5는 도 1에 따른 스위치의 특성을 보여주는 시뮬레이션 그래프이고, 도 6은 도 3에 따른 스위치의 특성을 보여주는 시뮬레이션 그래프이다.

도면들에서 가로축은 주파수(GHz)를, 세로축의 좌측은 삽입손실(dB)을, 세로 축의 우측은 격리도(dB)를 나타낸다.

도 5의 그래프 G2에서 보여지는 바와 같이, 도 1의 스위치는 비교적 낮은 주파수인 2 GHz 이하에서는 격리도 특성이 우수하나, 주파수가 점점 올라갈수록 격리도는 점점 나빠짐을 알 수 있다. 결국, X 대역 주파수인 10 GHz에서는 격리도가 약 23 dB의 값으로 나타난다. 또한, 그래프 G1은 각 주파수대의 삽입손실을 보여준다. 도 5에서 보여지는 바와 같이, 도 1과 같은 일반적인 CMOS SPDT 스위치는 X 대역 주파수인 10 GHz에서는 격리도 특성이 좋지 못함을 알 수 있다.

한편, 도 6의 그래프 G20을 참조하면, 도 3의 스위치가 도 1의 스위치에 비해 격리도 특성이 월등히 개선됨을 알 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 격리도 특성은 X 대역 주파수인 10 GHz에서 약 30 dB로 나타남을 볼 수 있다. 따라서, 도 3의 회로의 격리도 성능이 도 1의 회로에 비해 약 7 dB (30dB-23dB) 정도 개선되었음을 알 수 있다. 또한, 그래프 G10을 도 5의 그래프 G1와 비교할 경우에 각 주파수대의 삽입손실도 개선됨을 알 수 있다.

본 발명의 실시 예들의 스위치는 CMOS 기술을 이용한 저잡음 증폭기, 발진기, 고출력 증폭기, 또는 스위치 등의 RF 부품들에 적용될 수 있다. 그러한 스위치는 고주파수 대역에서의 삽입손실 특성이 우수하므로 마이크로파 대역과 같은 X 대역 이상의 신호를 스위칭하는 분야에 더욱 유용할 것이다.

상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예들을 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들 어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 회로 소자들의 연결구성이나 이와 연결되는 소자들의 배치순서 및 회로 구성을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 물론이다.

도 1은 통상적인 씨모오스 타입 에스피디티 스위치의 회로구성도

도 2는 도 1중 씨모오스 스위치의 간략 회로 및 그 등가회로도

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치의 회로구성도

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치의 회로구성도

도 5는 도 1에 따른 스위치의 특성을 보여주는 시뮬레이션 그래프도

도 6은 도 3에 따른 스위치의 특성을 보여주는 시뮬레이션 그래프도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

301: 공통 입력단 302: 제1 출력단

303: 제2 출력단 310: 격리 강화부

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12. 공통 입력단과 제1 출력단 간에 연결되며 제1 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제1 출력단에 스위칭하는 제1 씨모오스 스위치와 상기 공통 입력단과 제2 출력단 간에 연결되며 제2 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제2 출력단에 스위칭하는 제2 씨모오스 스위치를 가지는 직렬 스위칭부와;

    상기 제1 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제1 제어신호에 응답하여 상기 제2 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제1 션트 소자와 상기 제2 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제1 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제2 션트 소자를 가지는 스위칭 격리부와;

    상기 제1,2 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 하는 격리 강화부를 구비함을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제1,2 씨모오스 스위치들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1,2 션트 소자들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
15. 제14항에 있어서, 상기 격리 강화부는 인덕터로 구성됨을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
16. 공통 입력단과 제1 출력단 간에 연결되며 제1 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제1 출력단에 스위칭하는 제1 씨모오스 스위치와 상기 공통 입력 단과 제2 출력단 간에 연결되며 제2 제어신호에 응답하여 상기 공통 입력단을 상기 제2 출력단에 스위칭하는 제2 씨모오스 스위치를 가지는 직렬 스위칭부와;

    상기 제1 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제1 제어신호에 응답하여 상기 제2 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제1 션트 소자와 상기 제2 씨모오스 스위치가 동작할 때 상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제1 출력단이 상기 공통 입력단으로부터 전기적으로 격리되도록 하기 위한 제2 션트 소자를 가지는 스위칭 격리부와;

    상기 제1,2 출력단들 사이에서 상기 제1,2 씨모오스 스위치들과는 병렬로 연결되며, 상기 직렬 스위칭부의 기생 캐패시터와 함께 병렬 공진회로를 형성함에 의해 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도가 강화되도록 하는 제1 격리 강화부와;

    상기 공통 입력단과 접지 사이에서 연결되어 상기 직렬 스위칭부에 대한 스위칭 격리도 및 입력 정합 특성이 강화되도록 하는 제2 격리 강화부를 구비함을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
17. 제16항에 있어서, 상기 제1,2 씨모오스 스위치들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
18. 제17항에 있어서, 상기 제1,2 션트 소자들은 엔형 모오스 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
19. 제18항에 있어서, 상기 제1,2 격리 강화부는 인덕터로 구성됨을 특징으로 하는 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치.
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