KR101539909B1 - 고주파 스위치 - Google Patents

고주파 스위치 Download PDF

Info

Publication number
KR101539909B1
KR101539909B1 KR1020150029784A KR20150029784A KR101539909B1 KR 101539909 B1 KR101539909 B1 KR 101539909B1 KR 1020150029784 A KR1020150029784 A KR 1020150029784A KR 20150029784 A KR20150029784 A KR 20150029784A KR 101539909 B1 KR101539909 B1 KR 101539909B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diode
switch
port
fet
switch elements
Prior art date
Application number
KR1020150029784A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150034705A (ko
Inventor
정찬용
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020150029784A priority Critical patent/KR101539909B1/ko
Publication of KR20150034705A publication Critical patent/KR20150034705A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101539909B1 publication Critical patent/KR101539909B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/693—Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching

Abstract

본 발명 일 실시예에 따른 고주파 스위치는 복수의 제1 스위치 소자 및 상기 복수의 제1 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제1 다이오드 소자를 구비하여, 제1 고주파 신호를 송수신 하는 공통 포트와 상기 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제1 신호전달부; 복수의 제2 스위치 소자 및 상기 복수의 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제2 다이오드 소자를 구비하여, 제2 고주파 신호를 송수신 하는 상기 공통 포트 및 상기 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제2 신호전달부; 복수의 제3 스위치 소자 및 상기 복수의 제3 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제3 다이오드 소자를 구비하여, 상기 제1 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및 복수의 제4 스위치 소자 및 상기 복수의 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제4 다이오드 소자를 구비하여, 상기 제2 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 포함할 수 있다.

Description

고주파 스위치{HIGH FREQUENCY SWITCH}
본 발명은 고주파 스위치에 관한 것이다.
무선통신 기술의 발달에 따라, 다양한 통신 표준이 동시적으로 사용되고 있다. 또한, 무선 통신 모듈의 소형화 및 휴대 단말의 고 성능화에 따라, 하나의 휴대 단말에 복수의 통신 표준을 적용하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 하나의 휴대폰에서 지원해야 할 주파수 대역이 많아지고 있다.
이러한 동향에 따라, RF 프론트 엔드(Front-End) 분야에서도 다양한 주파수 대역의 지원이 요구되고 있다. 예컨대, 안테나와 RF 칩셋 간의 신호 경로상에 위치하는 고주파 스위치에 대해서도, 다양한 주파수 대역을 지원하는 것이 요구되고 있으며, 이에 따라, 단극(SINGLE POLE) 쌍투(DOUBLE THROW)형 에스피디티(SPDT) 스위치가 다양한 부분에서 사용되고 있다.
이러한 고주파 스위치는, 신호의 손실을 줄이기 위해서 삽입 손실(Insertion Loss)을 최소화해야 하고, 다양한 주파수 대역간의 간섭을 최소화 하기 위해서 아이솔레이션 특성이 우수해야 한다.
하기 선행기술문헌에 기재된 특허문헌들은, 에스피디티(SPDT) 스위치에 관한 특허들이다. 그러나 이러한 특허문헌들은 삽입 손실을 최소화하고 동시에 우수한 아이솔레이션 특성을 가지는 내용을 개시하고 있지 못하다.
한국 공개특허공보 제2011-0068584호 한국 공개특허공보 제2006-0094005호
본 발명의 과제는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예는 고주파 신호의 흐름 경로를 형성 또는 차단하는 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터를 연결하여 삽입 손실을 최소화하고 아이솔레이션 특성이 우수한 고주파 스위치를 제공한다.
본 발명 일 실시예에 따른 고주파 스위치는 복수의 제1 스위치 소자 및 상기 복수의 제1 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제1 다이오드 소자를 구비하여, 제1 고주파 신호를 송수신 하는 공통 포트와 상기 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제1 신호전달부; 복수의 제2 스위치 소자 및 상기 복수의 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제2 다이오드 소자를 구비하여, 제2 고주파 신호를 송수신 하는 상기 공통 포트 및 상기 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제2 신호전달부; 복수의 제3 스위치 소자 및 상기 복수의 제3 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제3 다이오드 소자를 구비하여, 상기 제1 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및 복수의 제4 스위치 소자 및 상기 복수의 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제4 다이오드 소자를 구비하여, 상기 제2 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고주파 신호의 흐름 경로를 형성 또는 차단하는 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터를 연결하여, 고주파 신호의 흐름 형성시, 전체 저항 성분을 낮춤으로써 삽입 손실을 최소화하고, 고주파 신호의 흐름 차단시, 전체 커패시턴스 성분을 높임으로써 아이솔레이션 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 일반적인 고주파 스위치의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 2는 도 1의 고주파 스위치의 동작을 설명하기 위해 제공되는 회로도이다.
도 3은 도 2의 고주파 스위치의 등가 회로도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예인 고주파 스위치를 나타내는 회로도이다.
도 8 및 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치의 시뮬레이션 데이터를 나타내는 그래프이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 1은 일반적인 고주파 스위치의 일 실시예를 나타내는 회로도이다. 고주파 스위치는 복수의 제1 스위치 소자를 구비하는 제1 신호 전달부(100), 복수의 제2 스위치 소자를 구비하는 제2 신호 전달부(200), 복수의 제3 스위치 소자를 구비하는 제1 션트부(300) 및 복수의 제4 스위치 소자를 구비하는 제2 션트부(400)를 포함할 수 있다. 각 신호 전달부(100, 200) 및 션트부(300, 400)에 포함되는 복수의 스위치 소자는 서로 직렬로 연결되어 제어단으로부터 게이트 신호(G1, G2, G3, G4)를 각각 인가받아 스위칭 동작할 수 있다.
이 때 상기 제1 스위치 소자, 제2 스위치 소자, 제3 스위치 소자 및 제4 스위치 소자는 각각 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 제1 신호 전달부(100), 제2 신호 전달부(200), 제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400)는 복수의 FET 및 복수의 BJT 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 복수의 FET는 소스/드레인이 직렬로 연결되고, 게이트로 게이트신호(G1, G2, G3, G4) 중 하나가 인가되고, 복수의 BJT는 이미터/콜렉터가 직렬로 연결되고, 베이스로 게이트 신호(G1, G2, G3, G4) 중 하나가 인가될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제1 신호 전달부(100) 측으로는 제1 게이트 신호(G1)이, 제2 신호 전달부(200) 측으로는 제2 게이트 신호(G2), 제1 션트부(300) 측으로는 제3 게이트 신호, 제2 션트부(400) 측으로는 제4 게이트 신호가 인가될 수 있다.
이하, 제1 신호 전달부(100)는 복수의 제1 FET 및 복수의 제1 BJT 중 하나를 포함하며, 제2 신호 전달부(200)는 복수의 제2 FET 및 복수의 제2 BJT 중 하나를 포함하며, 제1 션트부(300)는 복수의 제3 FET 및 복수의 제3 BJT 중 하나를 포함하며, 제2 션트부(400)는 복수의 제4 FET 및 복수의 제4 BJT 중 하나를 포함하는 것으로 설명하도록 한다.
도 1에는 신호 전달부(100, 200) 및 션트부(300, 400)가 포함하는 복수의 스위치 소자로서 FET가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 상술한 BJT를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 도 1에서 복수의 FET가 N 채널로 도시되어 있으나, N 채널뿐만 아니라 P 채널 FET도 포함하는 것은 당업자에게 자명한 사항이며, 복수의 스위치 소자로서 BJT가 이용되는 경우 NPN BJT 및 PNP BJT가 모두 이용될 수 있다.
부연하면, 도 1에서 복수의 제1 및 제2 FET를 6개의 FET로 도시하였으나, 이는 설명을 위하여 한정적으로 표현한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 2 이상의 복수를 포함할 수 있다.
이하, 설명의 편의상 신호 전달부(100, 200) 및 션트부(300, 400)는 복수의 스위치 소자로서 N 채널 FET를 구비하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
고주파 스위치는 공통 포트(10)와 제1 및 제2 포트(12)와 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)의 일단은 공통 포트(10)와 상호 공통으로 연결되고, 제1 신호 전달부(100)는 타단은 제1 포트(11)와 연결되고, 제2 신호 전달부(200)의 타단은 제2 포트(12)와 연결될 수 있다. 이 때, 공통 포트(10)는 고주파 신호를 송신 또는 수신하는 안테나와 접속될 수 있다.
제1 신호 전달부(100)는 안테나를 통하여 공통 포트(10)에서 수신되는 고주파 신호를 제1 포트(11)에 입력으로 전달하고, 제1 포트(11)에서 출력되는 고주파 신호를 공통 포트(10)에 송신 신호로 전달할 수 있다. 이하, 제1 포트(11) 및 공통 포트(10) 사이에서 전달되는 고주파 신호를 제1 고주파 신호라 지칭한다.
또한, 제2 신호 전달부(200)는 안테나를 통하여 공통 포트(10)에서 수신되는 고주파 신호를 제2 포트(12)에 입력으로 전달하고, 제2 포트(12)에서 출력되는 고주파 신호를 공통 포트(10)에 송신 신호로 전달할 수 있다. 이하, 제2 포트(12) 및 공통 포트(10) 사이에서 전달되는 고주파 신호를 제2 고주파 신호라 지칭한다.
이 때, 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)는 고주파 신호를 송신하는 기능 및 고주파 신호를 수신하는 기능 중 어느 하나를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 전달부(100)가 송신되는 무선 주파수 신호를 전달하는 기능을 하는 경우, 제2 신호 전달부(200)는 수신되는 무선 주파수 신호를 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400)는 각각 제1 포트(11) 및 접지와 제2 포트(12) 및 접지 사이에 위치하여, 각각 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)의 잔류 신호 등을 그라운드로 바이패스 시킬 수 있다.
도 2는 고주파 스위치의 동작을 설명하기 위해 제공되는 회로도이다. 이하, 도 2를 참조하여 고주파 스위치의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 2의 예에서, 제1 신호 전달부(100)는 제2 션트부(400)와 동일하게 스위칭 동작을 수행하고, 제2 신호 전달부(200)는 제1 션트부(300)와 동일하게 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 즉, 이 때, 제1 및 제4 게이트 신호(G1, G4)가 동일한 신호이고, 제2 및 제3 게이트 신호(G2, G3)일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 신호 전달부(100) 및 제2 션트부(400)에 각각 인가되는 제1 및 제4 게이트 신호(G1, G4)가 하이(H) 신호이고, 제2 신호 전달부(200) 및 제2 션트부(400)에 각각 인가되는 제2 및 제3 게이트 신호(G2, G3)가 로우(L) 신호인 경우를 가정하여 설명하도록 한다. 다만, 제1 및 제4 게이트 신호(G1, G4)가 로우(L) 신호이고, 제2 및 제3 게이트 신호(G2, G3)가 하이(H) 신호인 경우의 설명은 후술할 설명을 참조하여, 생략하도록 한다.
제1 신호 전달부(100)는 온 상태가 되어 제1 포트(11)와 공통 포트(10) 사이를 도통하게 되고, 제2 신호 전달부(200)는 오프 상태가 되어 제2 포트(12)와 공통 포트(10) 사이를 차단하게 된다. 또한, 제1 션트부(300)는 오프 상태가 되어 제1 포트(11)와 접지 사이를 차단하고, 제2 션트부(400)는 온 상태가 되어 제2 포트(12)와 접지 사이를 도통하게 된다. 이러한 경우 제1 포트(11)에서 공통 포트(10)에 이르는 경로가 가용한 상태가 된다.
따라서 이 경우, 제1 신호 전달부(100)가 온 상태로 동작하여, 제1 포트(11)와 공통 포트(10) 사이에서 제1 고주파 신호가 원활히 전달될 수 있으며, 제2 신호 전달부(200) 및 제1 션트부(300)가 오프 상태로 동작하여, 불필요한 제1 고주파 신호의 흐름을 차단할 수 있다. 제2 포트(12) 전단의 제2 션트부(400)가 온 상태로 동작하여 제1 고주파 신호가 제2 포트(12)에 전달되는 것을 방지함으로써 아이솔레이션 특성을 개선할 수 있다.
앞서 설명한 것처럼, 제1 신호 전달부(100) 및 제2 션트부(400)는 동일한 레벨의 게이트 신호(G1, G4)가 인가되어 동일한 스위칭 동작을 할 수 있으며, 제2 신호 전달부(200) 및 제1 션트부(300)는 동일한 게이트 신호(G2, G3)가 인가되어 동일한 스위칭 동작을 할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 신호 전달부(100), 제2 신호 전달부(200), 제1 션트부(300), 및 제2 션트부(400)에 임의로 설정된 제1 내지 제4 게이트 신호(G1 - G4)가 인가되어 스위칭 동작을 달리하는 것 또한 가능하다.
도 3은 도 2의 고주파 스위치의 등가 회로도이다. 도 3을 참조하면, 하이(H) 신호가 인가되는 제1 신호 전달부(100) 및 제2 션트부(400)은 저항 성분으로 등가되고, 로우(L) 신호가 인가되는 제2 신호 전달부(200) 및 제1 션트부(300)는 커패시터 성분으로 등가가 되는 것을 알 수 있다. 따라서, 고주파 스위치의 삽입 손실 특성을 최소화하고 아이솔레이션 특성을 개선하기 위하여 저항 성분 및 커패시터 성분을 낮출 필요가 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 에스피디티 스위치의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 3를 참조하여 상술한 내용과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 이하에서 중복 설명하지 아니하나, 당업자는 상술한 내용과 이하의 설명을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 고주파 스위치를 나타낸 회로도이다.
도 4를 참조하면 본 발명의 고주파 스위치는 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)를 포함할 수 있다. 제1 신호 전달부(100)는 제1 시리즈 스위치부(110) 및 제1 다이오드부(120)를 포함할 수 있으며, 제2 신호 전달부(200)는 제2 시리즈 스위치부(210) 및 제2 다이오드부(220)를 포함할 수 있다.
제1 시리즈 스위치는 복수의 제1 스위치 소자를 구비하여 제1 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트(10)와 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트(11) 사이를 도통 또는 차단할 수 있으며, 제2 시리즈 스위치는 복수의 제2 스위치 소자를 구비하여 제2 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트(10)와 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트(12) 사이를 도통 또는 차단할 수 있다.
제1 다이오드부(120)는 복수의 제1 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제1 다이오드 소자를 구비할 수 있으며, 제2 다이오드부(220)는 복수의 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제2 다이오드 소자를 구비할 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 및 제2 스위치 소자는 FET 및 BJT 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 다이오드 소자는 다이오드 커넥션으로 구성된 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함할 수 있다. 이 때, FET는 N채널 및 P채널 중 어느 하나로써 구현될 수 있고, BJT는 NPN 및 PNP 중 어느 하나로써 구현될 수 있다. 도 4에는 제1 및 제2 스위치 소자, 제1 및 제2 다이오드 소자를 모두 N채널 전계 효과 트랜지스터로 구현된 일 실시예를 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 제1 시리즈 스위치부(110)는 복수의 제1 FET 및 복수의 제1 BJT 중 하나를 포함하며, 제2 시리즈 스위치부(210)는 복수의 제2 FET 및 복수의 제2 BJT 중 하나를 포함하며, 제1 다이오드부(120)는 복수의 제1 DC FET 및 복수의 제2 DC FET 중 하나를 포함하며, 제2 다이오드부(2200)는 복수의 제2 DC FET 및 복수의 제2 DC BJT 중 하나를 포함하는 것으로 설명한다.
도 4에는 제1 FET 및 제2 FET의 개수에 대응되도록 제1 DC FET 및 제2 DC FET가 도시되어 있으나, 제1 DC FET 및 제2 DC FET는 제1 FET 및 제2 FET의 일부에 연결되어 있는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 고주파 스위치는 제1 다이오드부(120) 및 제2 다이오드부(220)를 모두 포함하는 것도 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 다이오드부(120) 및 제2 다이오드부(220) 중 어느 하나를 포함하는 것도 가능하다.
제1 DC FET 및 제2 DC FET는 각각, 제1 스위치 소자의 제어단에 연결되는 드레인, 제1 시리즈 스위치부(110) 및 제2 시리즈 스위치부(210)를 각각 제어하는 제1 게이트 신호(G1) 및 제2 게이트 신호(G2)가 각각 인가되는 소스 및 드레인과 소스 중 하나와 연결되는 게이트를 포함할 수 있다. 위와 달리 제1 다이오드부(120) 및 제2 다이오드부(220)가 DC FET로 구현되는 경우, 제1 DC BJT 및 제2 DC BJT는 각각, 제1 스위치 소자의 제어단에 연결되는 컬렉터, 제2 시리즈 스위치부(110) 및 제2 시리즈 스위치부(210)를 각각 제어하는 제1 게이트 신호(G1) 및 제2 게이트 신호(G2)가 각각 인가되는 이미터 및 컬렉터와 이미터 중 하나와 연결되는 베이스를 포함할 수 있다.
도 4에는 제1 및 제2 스위치 소자, 제1 및 제2 다이오드 소자를 모두 N채널 전계 효과 트랜지스터로 구현된 일 실시예를 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
고주파 신호의 흐름을 차단 또는 형성하는 복수의 제1 FET의 게이트에 다이오드 커넥션으로 구성된 복수의 제1 DC FET 가 연결됨으로써, 하이(H)인 게이트 신호가 인가되는 경우, 제1 FET의 저항 성분과 제1 DC FET의 저항 성분이 병렬로 연결되어 전체 저항 성분이 낮춤으로써 삽입 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 로우(L)인 게이트 신호가 인가되는 경우, 전체 커패시터의 커패시턴스는 제1 FET의 게이트와 소스간 커패시턴스(CGS), 제1 FET의 게이트와 드레인간 커패시턴스(CGD) 및 제1 DC FET의 커패시턴스(Coff)에 의해 결정되어 (CGS + CGD)||(Coff)와 같이 표현될 수 있다. 즉, 제1 DC FET의 커패시턴스(Coff)가 작을수록 전체 커패시턴스는 제1 DC FET의 커패시턴스(Coff)에 가깝게 수렴할 수 있다. 이로써, 아이솔레이션 특성이 개선될 수 있다.
상기 삽입 손실 및 아이솔레이션 특성을 개선하기 위한 설명은 제1 신호 전달부(100)에 한정되었으나, 이를 제2 신호 전달부(200)에 적용하는 것은 당업자에게 자명한 사항이다. 또한, 상기 설명은 FET에 한정되었으나, BJT에 적용하는 것 또한 당업자에게 자명한 사항에 해당한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 고주파 스위치를 나타낸 회로도이다. 도 5를 참조하면 도 5의 고주파 스위치는 도 4의 고주파 스위치와 비교하여 볼 때, 복수의 제3 스위치 소자를 구비하여 제1 포트(11)와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제1 션트부(300) 및 복수의 제4 스위치 소자를 구비하여 제2 포트(12)와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제2 션트부(400)를 더 포함할 수 있다.
제1 션트부(300)는 복수의 제3 스위치 소자를 구비하는 제1 션트 스위치부(310) 및 복수의 제3 스위치 소자에 각각 연결되는 적어도 하나의 제3 다이오드 소자를 구비하는 제3 다이오드부(320)를 포함할 수 있으며, 제2 션트부(400)는 복수의 제4 스위치 소자를 구비하는 제2 션트 스위치부(410) 및 복수의 제4 스위치 소자에 각각 연결되는 적어도 하나의 제4 다이오드 소자를 구비하는 제4 다이오드부(420)를 포함할 수 있다.
제3 및 제4 스위치 소자는 N채널 또는 P채널 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 NPN 또는 PNP 바이폴라 접합 트랜지스터 중의 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제3 및 제4 다이오드 소자는 다이오드 커넥션으로 구성된 다이오드 커넥티드 N채널 또는 P채널 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 다이오드 커넥티드 NPN 또는 PNP 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함할 수 있다. 도 5에는 제3 및 제4 스위치 소자, 제3 및 제4 다이오드 소자를 모두 N채널 전계 효과 트랜지스터로 구현된 일 실시예를 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5에서 고주파 스위치는 제1 내지 제4 다이오드부(420)를 모두 포함하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 내지 제4 다이오드부(420) 중 적어도 하나를 포함하는 것도 가능하다.
제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400)의 구체적인 회로 구성 및 연결관계는 도 4의 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)와 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예인 고주파 스위치를 나타낸 도이다. 도 6 및 도 7의 고주파 스위치는 도 4 및 도 5의 고주파 스위치에 각각 대응하는 것으로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 도 6의 고주파 스위치는 도 4의 고주파 스위치에 비하여 제1 다이오드부(120) 및 제2 다이오드부(220)에 구비되는 제1 DC FET 및 제2 DC FET의 다이오드 커넥션 방식이 다른 것을 알 수 있다. 즉 도 4의 제3 DC FET 및 제4 DC FET는 게이트와 소스와 연결되어 있으나, 도 6의 제3 DC FET 및 제4 DC FET는 게이트와 드레인이 연결된 것을 알 수 있다.
또한, 도 5 및 도 7을 참조하면, 도 7의 고주파 스위치는 도 5의 고주파 스위치에 비하여 제1 내지 제3 다이오드부(320)에 구비되는 DC FET의 다이오드 커넥션 방식이 다른 것을 알 수 있다. 즉, 도 6과 유사하게 다이오드 커넥션을 위하여 게이트와 드레인을 연결한 것을 알 수 있다.
도 8 및 도 9은 본 발명의 고주파 스위치의 시뮬레이션 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 8은 삽입 손실을 나타낸 그래프로서, 도 8(a)는 도 1의 고주파 스위치, 도 8(b)는 도 4의 고주파 스위치, 도 8(c)는 도 6의 고주파 스위치에 관한 것이다.
2.4GHz에서 도 1의 고주파 스위치는 0.403dB, 도 4의 고주파 스위치는 0.324dB, 도 6의 고주파 스위치는 0.330dB로서, 삽입 손실 특성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
도 9는 아이솔레이션 특성을 나타낸 그래프로서, 도 9(a)는 도 1의 고주파 스위치, 도 9(b)는 도 4의 고주파 스위치, 도 9(c)는 도 6의 고주파 스위치에 관한 것이다.
2.4GHz에서 도 1의 고주파 스위치는 -26.78dB, 도 4의 고주파 스위치는 -29.29, 도 6의 고주파 스위치는 -29.34dB로서, 아이솔레이션 특성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 공통 포트 11: 제1 포트
12: 제2 포트 100: 제1 신호 전달부
110: 제1 시리즈 스위치부 120: 제1 다이오드부
200: 제2 신호 전달부 210: 제2 시리즈 스위치부
220: 제2 다이오드부 300: 제1 션트부
310: 제1 션트 스위치부 320: 제3 다이오드부
400: 제2 션트부 410: 제2 션트 스위치부
420: 제4 다이오드부

Claims (13)

  1. 복수의 제1 스위치 소자 및 상기 복수의 제1 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제1 다이오드 소자를 구비하여, 제1 고주파 신호를 송수신 하는 공통 포트와 상기 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제1 신호전달부;
    복수의 제2 스위치 소자 및 상기 복수의 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제2 다이오드 소자를 구비하여, 제2 고주파 신호를 송수신 하는 상기 공통 포트 및 상기 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제2 신호전달부;
    복수의 제3 스위치 소자 및 상기 복수의 제3 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제3 다이오드 소자를 구비하여, 상기 제1 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및
    복수의 제4 스위치 소자 및 상기 복수의 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제4 다이오드 소자를 구비하여, 상기 제2 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 포함하는 고주파 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다이오드 소자는 제1 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제1 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하고, 상기 제2 다이오드 소자는 제2 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제2 다이오드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하는 고주파 스위치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 DC FET 및 상기 제2 DC FET는 각각,
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 드레인;
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자의 스위칭 동작을 각각 제어하는 제1 게이트 신호 및 제2 게이트 신호가 각각 인가되는 소스; 및
    상기 드레인 및 상기 소스 중 하나와 연결되는 게이트; 를 포함하는 고주파 스위치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 DC BJT 및 상기 제2 DC BJT는 각각,
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 컬렉터;
    상기 제1 스위치 소자 및 상기 제2 스위치 소자의 스위칭 동작을 각각 제어하는 제1 게이트 신호 및 제2 게이트 신호가 각각 인가되는 이미터; 및
    상기 컬렉터 및 상기 이미터 중 하나와 연결되는 베이스; 를 포함하는 고주파 스위치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 다이오드 소자는 제3 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제3 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하고, 상기 제4 다이오드 소자는 제4 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제4 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하는 고주파 스위치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3 DC FET 및 상기 제4 DC FET는 각각,
    상기 제3 스위치 소자 및 상기 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 드레인;
    상기 제3 스위치 소자 및 상기 제4 스위치 소자의 스위칭 동작을 각각 제어하는 제3 게이트 신호 및 제4 게이트 신호가 각각 인가되는 소스; 및
    상기 드레인 및 상기 소스 중 하나와 연결되는 게이트; 를 포함하는 고주파 스위치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제3 DC BJT 및 상기 제4 DC BJT는 각각,
    상기 제3 스위치 소자 및 상기 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 컬렉터;
    상기 제3 스위치 소자 및 상기 제4 스위치 소자의 스위칭 동작을 각각 제어하는 제3 게이트 신호 및 제4 게이트 신호가 각각 인가되는 이미터; 및
    상기 컬렉터 및 상기 이미터 중 하나와 연결되는 베이스; 를 포함하는 고주파 스위치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 전달부, 상기 제2 신호 전달부, 상기 제1 션트부 및 상기 제2 션트부 중 적어도 하나는,
    직렬로 연결되는 복수의 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 직렬로 연결되는 복수의 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 중 어느 하나를 포함하는 고주파 스위치.
  9. 복수의 제1 스위치 소자를 구비하여, 제1 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트와 상기 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제1 시리즈 스위치부;
    복수의 제2 스위치 소자를 구비하여, 제2 고주파 신호를 송수신하는 상기 공통 포트와 상기 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트 사이를 도통 또는 차단하는 제2 시리즈 스위치부;
    복수의 제3 스위치 소자를 구비하여, 상기 제1 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제1 션트 스위치부; 및
    복수의 제4 스위치 소자를 구비하여, 상기 제2 포트와 접지 사이를 도통 또는 차단하는 제2 션트 스위치부; 를 더 포함하고,
    상기 복수의 제1 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제1 다이오드 소자를 구비하는 제1 다이오드부, 상기 복수의 제2 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 적어도 하나의 제2 다이오드 소자를 구비하는 제2 다이오드부, 상기 복수의 제3 스위치 소자에 각각 연결되는 적어도 하나의 제3 다이오드 소자를 구비하는 제3 다이오드부 및 상기 복수의 제4 스위치 소자에 각각 연결되는 적어도 하나의 제4 다이오드 소자를 구비하는 제4 다이오드부 중 적어도 하나를 갖는 고주파 스위치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 다이오드 소자는 각각,
    상기 제1 다이오드 소자는 제1 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제1 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하고, 상기 제2 다이오드 소자는 제2 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제2 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하고, 상기 제3 다이오드 소자는 제3 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제3 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하고, 상기 제4 다이오드 소자는 제4 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET) 및 제4 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT) 중 하나를 포함하는 고주파 스위치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 DC FET는 각각,
    상기 제1 내지 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 드레인;
    상기 제1 내지 제4 스위치 소자의 스위칭 동작을 각각 제어하는 제1 내지 제4 게이트 신호가 각각 인가되는 소스; 및
    상기 드레인 및 상기 소스 중 하나와 연결되는 게이트; 를 포함하는 고주파 스위치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 DC BJT는 각각,
    상기 제1 내지 제4 스위치 소자의 제어단에 각각 연결되는 컬렉터;
    상기 제1 내지 제4 스위치 소자의 스위칭 동작을 각각 제어하는 제1 내지 제4 게이트 신호가 각각 인가되는 이미터; 및
    상기 컬렉터 및 상기 이미터 중 하나와 연결되는 게이트; 를 포함하는 고주파 스위치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1 시리즈 스위치부, 상기 제2 시리즈 스위치부, 상기 제1 션트 스위치부 및 상기 제2 션트 스위치부 중 적어도 하나는,
    직렬로 연결되는 복수의 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 직렬로 연결되는 복수의 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 중 어느 하나를 포함하는 고주파 스위치.
KR1020150029784A 2015-03-03 2015-03-03 고주파 스위치 KR101539909B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150029784A KR101539909B1 (ko) 2015-03-03 2015-03-03 고주파 스위치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150029784A KR101539909B1 (ko) 2015-03-03 2015-03-03 고주파 스위치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120134539A Division KR101616597B1 (ko) 2012-11-26 2012-11-26 고주파 스위치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150034705A KR20150034705A (ko) 2015-04-03
KR101539909B1 true KR101539909B1 (ko) 2015-07-28

Family

ID=53031396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150029784A KR101539909B1 (ko) 2015-03-03 2015-03-03 고주파 스위치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101539909B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0161359B1 (ko) * 1993-12-27 1999-03-20 사또 후미오 기준 전류 발생 회로
JP2009201096A (ja) * 2008-01-22 2009-09-03 Nec Electronics Corp スイッチ回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0161359B1 (ko) * 1993-12-27 1999-03-20 사또 후미오 기준 전류 발생 회로
JP2009201096A (ja) * 2008-01-22 2009-09-03 Nec Electronics Corp スイッチ回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150034705A (ko) 2015-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7928794B2 (en) Method and apparatus for a dynamically self-bootstrapped switch
US7659770B2 (en) High frequency switching circuit
US8847667B2 (en) RF switch circuit including a series connection of a plurality of transistors, RF switch including an RF switch circuit and method for switching RF signals
JP2013501410A (ja) 改良されたバイアスを備えるスイッチ
CN110365360B (zh) 射频开关电路和射频开关装置
KR101901693B1 (ko) 스위칭 회로 및 이를 포함하는 고주파 스위치
US9425782B2 (en) Radio-frequency switch
KR101616597B1 (ko) 고주파 스위치
KR102041655B1 (ko) 고주파 스위치
KR102004799B1 (ko) 고주파 스위치 회로 및 이의 제어 방법
KR101901694B1 (ko) 고주파 스위치
KR101532125B1 (ko) 고주파 스위치
KR101539909B1 (ko) 고주파 스위치
WO2016150484A1 (en) A switch circuitry with integrated attenuator
KR20150104363A (ko) 고주파 스위치
US10924109B2 (en) Front-end circuit
US20150180465A1 (en) Rf switch
JP4868275B2 (ja) 高周波スイッチ回路
KR101963268B1 (ko) 고주파 스위치
JP5192900B2 (ja) スイッチ半導体集積回路
KR20140086487A (ko) 고주파 스위치 회로
US20140062831A1 (en) Switching circuit
JP2008017170A (ja) 半導体スイッチ回路並びに通信機器
JP2012239011A (ja) 高周波スイッチ
KR20160109930A (ko) 고주파 스위치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180702

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 5