KR101766507B1 - 노치 필터를 갖는 고격리 스위치 - Google Patents

Abstract

스위칭형 션트 LC 노치 필터(switched shunt LC notch filter)를 이용하여 정의된 주파수 범위에 걸쳐 노이즈를 감쇠함으로써 모바일 통신 장치의 회로 아암들 사이에 고격리(high isolation)를 제공하는 스위칭 방법 및 장치가 개시된다.

Description

노치 필터를 갖는 고격리 스위치{HIGH ISOLATION SWITCH WITH NOTCH FILTER}

본 발명은 대체로 모바일 통신 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명의 적어도 한 실시예는 모바일 통신 장치에서 사용하기 위한 고격리 스위치(high isolation switch)에 관한 것이다.

통신 신호를 송수신하기 위한 트랜시버를 갖는 셀룰러 전화, 양방향 무선장치 등과 같은 모바일 통신 장치는 일반적으로 수신 경로와 송신 경로 사이에서 안테나를 스위칭하는 무선 주파수(RF) 스위치를 포함한다. 또한, RF 스위치는 하나 보다 많은 주파수 대역에서 장치의 동작을 제공하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, (유럽 및 아시아에서 자주 이용되는) GSM(Global System for Mobile) 통신 표준, 및 (미국에서 자주 이용되는) CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 표준과 같은 복수의 상이한 통신 표준들이 셀룰러 전화용으로 존재하며, 이들 상이한 표준들은 상이한 주파수 대역에서의 동작을 요구한다. 하나 보다 많은 통신 표준과 호환되는 셀룰러 전화 및 기타의 모바일 통신 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 따라서, 많은 장치들은 상이한 통신 표준을 수용하는 별개의 회로들을 포함하고, 원하는 모드에서 장치를 동작시키기 위해 상이한 회로들 사이에서 선택적으로 교대하는 RF 스위치를 이용한다.

이들 RF 스위치들은 일반적으로 통신 장치의 안테나에 매우 가까이 위치해 있다. 따라서, 장치의 송신 및 수신 경로간, 또는 상이한 송신 경로들 또는 상이한 수신 경로들간 노이즈 누설 및/또는 고조파 간섭을 제한하는 것이 중요하기 때문에 고격리 스위치가 바람직하다. 또한, 모바일 장치에서 전력 소비를 줄이고 배터리 수명을 보존하기 위해 스위치는 그와 연관된 낮은 손실을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 모바일 통신 장치는 통상 소형이고, 컴포넌트들은 서로 매우 근접하게 위치하므로, 컴포넌트들의 물리적 분리로부터 발생하는 격리가 거의 없어서, 전자적 격리를 형성하여 노이즈를 저감하는 것이 더욱 중요하다. 또한, 많은 모바일 통신 장치들은 일반적으로 저전력 장치이므로, 비교적 낮은 레벨의 노이즈라도 장치의 성능에 부정적 영향을 미치는 전력 손실을 초래할 수 있으며, 그에 따라 컴포넌트들간의 양호한 격리가 바람직하다.

선형성을 유지하고 회로 아암들간 노이즈, 간섭, 및 전력 손실을 제한하면서 회로 아암들간에 고격리를 제공하는 RF 스위치가 바람직하다. 따라서, 양태들 및 실시예들은, 스위칭형 션트 LC 노치 필터(switched shunt LC notch filter)를 이용하여 모바일 통신 장치의 회로 아암들간에 매우 높은 격리를 제공하고 컴팩트하며 효율적인 스위칭 방법 및 장치에 관한 것이다. 고격리 스위치에서 비교적 작은 갯수의 컴포넌트를 갖는 LC 노치 필터를 이용하는 것은, 후술되는 바와 같이, 스위치가, 원하는 동작 주파수 범위에 걸쳐 양호한 선형성을 유지하면서 회로 컴포넌트들간 노이즈, 간섭, 및 전력 손실을 제한하는 것을 허용할 수 있다. 추가로, CMOS와 같은 고집적의 충분히 개발된 기술을 이용함으로써, 고격리 스위치의 크기가 비교적 작게 유지될 수 있다. 또한, 후술되는 바와 같이, 한 개 컴포넌트의 값의 조정에 의해 LC 노치 필터의 감쇠 레벨을 사용자가 튜닝하는 것을 허용함으로써, 고격리 스위치는 사용자의 요구에 응답하여 용이하게 구성가능할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 고격리 무선 주파수(RF) 스위치는, 입력, 출력, 입력과 출력 사이에 직렬 결합되고 제어 신호에 응답하여 입력을 출력에 선택적으로 결합하도록 구성된 스위칭 회로, 입력과 접지 사이에 결합된 적어도 하나의 션트 회로, 및 션트 구성으로 입력에 스위칭가능하게 결합된 적어도 하나의 LC 노치 필터를 포함한다. 적어도 하나의 LC 노치 필터는, 스위치, 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터의 직렬 조합을 포함하고, 적어도 하나의 커패시터의 값과 적어도 하나의 인덕터의 값에 의해 결정된 정지 대역 주파수 범위 내의 신호를 감쇠하도록 구성된다.

고격리 RF 스위치의 한 예에서, 적어도 하나의 커패시터가 스위치와 입력 사이에 직렬 접속되고, 적어도 하나의 인덕터가 스위치와 접지 사이에 직렬 접속된다. 또 다른 예에서, 적어도 하나의 LC 노치 필터의 스위치는 복수의 직렬 접속된 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 회로는, 예를 들어, 입력과 출력 사이에 직렬 결합된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고, 적어도 하나의 트랜지스터는 제어 신호에 응답하여 입력을 출력에 선택적으로 결합하도록 구성된다. 고격리 RF 스위치가 흡수성 스위치(absorptive switch)인 한 예에서, 스위치는 입력과 스위칭 회로 사이에서 선택적으로 직렬 결합된 종단 회로(termination circuit)를 더 포함한다. 종단 회로는, 예를 들어, 적어도 하나의 저항기와 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있고, 입력과 스위칭 회로 간의 접속 내외로 저항을 선택적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 한 예에서, 션트 회로는, 입력과 접지 사이에 직렬 결합된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고, 적어도 하나의 트랜지스터는 션트 제어 신호에 응답하여 입력을 접지에 선택적으로 결합하도록 구성된다. 한 예에서, 적어도 하나의 인덕터는 적어도 하나의 본드와이어(bondwire) 인덕터를 포함한다. 또 다른 예에서, 적어도 하나의 커패시터는 가변 커패시터와 스위칭가능한 커패시터 뱅크 중 하나를 포함한다. 또 다른 예에서, 적어도 하나의 커패시터의 값과 적어도 하나의 인덕터의 값은 정합된다.

또 다른 실시예에 따르면, 무선 주파수(RF) 장치는, 제1 RF 송신 라인, 제2 RF 송신 라인, 출력, 출력과 제1 RF 송신 라인 사이에 결합되고 RF 장치의 제1 동작 모드 동안에 제1 RF 송신 라인을 출력에 선택적으로 결합하도록 구성된 제1 스위칭 아암, 및 출력과 제2 RF 송신 라인 사이에 결합되고 RF 장치의 제2 동작 모드 동안에 제2 RF 송신 라인을 출력에 선택적으로 결합하도록 구성된 제2 스위칭 아암을 포함한다. RF 장치는, 션트 구성으로(in a shunt configuration) 제1 스위칭 아암에 스위칭가능하게 결합된 제1 LC 노치 필터를 더 포함하고, 제1 LC 노치 필터는 제1 커패시터, 제1 인덕터, 및 적어도 하나의 제1 트랜지스터의 직렬 조합을 포함한다. 적어도 하나의 제1 트랜지스터는 RF 장치의 제2 동작 모드에서 제1 LC 노치 필터를 작동하도록 구성된다. 제1 LC 노치 필터는 제1 커패시터의 값과 제1 인덕터의 값에 의해 결정된 제1 주파수 범위 내의 신호를 감쇠하도록 구성되고, 제1 주파수 범위는 RF 장치의 제2 동작 모드 동안의 제1 스위칭 아암의 노이즈 주파수를 포함하도록 선택된다.

한 예에서, RF 장치는 제1 RF 송신 라인과 접지 사이에 결합된 적어도 하나의 션트 회로를 더 포함한다. 적어도 하나의 션트 회로는, 예를 들어, 제1 RF 송신 라인과 접지 사이에 직렬 결합된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고, 적어도 하나의 트랜지스터는 제어 신호에 응답하여 RF 장치의 제2 동작 모드 동안에 제1 RF 송신 라인을 접지에 결합하도록 구성된다. 한 예에서, 제1 인덕터는 적어도 하나의 본드와이어 인덕터를 포함한다. 또 다른 예에서, 제1 커패시터는 가변 커패시터와 스위칭가능한 커패시터 뱅크 중 하나를 포함한다. 또 다른 예에서, 제1 커패시터의 값과 제1 인덕터의 값은 정합된다. 제1 스위칭 아암이 흡수성 스위칭 아암인 또 다른 예에서, RF 장치는 제1 RF 송신 라인과 제1 스위칭 아암 사이에 선택적으로 직렬 결합된 종단 회로를 더 포함한다. RF 장치는 션트 구성으로 제2 스위칭 아암에 스위칭가능하게 결합된 제2 LC 노치 필터를 더 포함하고, 제2 LC 노치 필터는 제2 커패시터, 제2 인덕터, 및 적어도 하나의 제2 트랜지스터의 직렬 조합을 포함하며, 적어도 하나의 제2 트랜지스터는 RF 장치의 제1 동작 모드 동안에 제2 LC 노치 필터를 작동하도록 구성된다. 한 예에서, 제2 LC 노치 필터는 제2 커패시터의 값과 제2 인덕터의 값에 의해 결정된 제2 주파수 범위 내의 신호를 감쇠하도록 구성되고, 제2 주파수 범위는 RF 장치의 제1 동작 모드 동안에 제2 스위칭 아암의 노이즈 주파수를 포함하도록 선택된다. 또 다른 예에서, 제1 RF 송신 라인은, RF 장치의 제1 동작 모드에서, 제1 스위칭 아암을 통해 출력에 신호를 송신하도록 구성되고, 제2 RF 송신 라인은, RF 장치의 제2 동작 모드에서, 제2 스위칭 아암을 통해, 출력으로부터 신호를 수신하도록 구성된다. 한 예에서, 제1 RF 송신 라인은, RF 장치의 제1 동작 모드에서 GSM 신호를 운반하도록 구성되고, 제2 RF 송신 라인은, RF 장치의 제2 동작 모드에서 CDMA 신호를 운반하도록 구성된다.

역시 또 다른 양태들, 실시예들, 및 이들 예시적 양태들과 실시예들의 잇점들은 이하에서 상세히 논의한다. 게다가, 전술된 정보 및 이하의 상세한 설명 양쪽 모두는 다양한 양태들 및 실시예들의 설명적 예일 뿐이고, 청구되는 양태들 및 실시예들의 본질과 특성을 이해하기 위한 개관 또는 프레임워크를 제공하기 위한 것임을 이해하여야 한다. 여기서 개시된 임의의 실시예는, 여기서 개시된 목적, 목표, 및 필요성 중 적어도 하나와 일치하는 방식으로 기타 임의의 실시예와 결합될 수도 있으며, "실시예", "일부 실시예들", "대안적 실시예, "다양한 실시예", "한 실시예" 등의 언급은 반드시 상호배타적인 것은 아니며, 그 실시예와 연계하여 설명되는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함될 수도 있다는 것을 나타내기 위함이다. 여기서 등장하는 이러한 용어들 모두가 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다.

축척 비율대로 도시되지 않은 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 적어도 한 실시예의 다양한 양태들이 논의된다. 도면 내의 기술적 형상물들, 상세한 설명 또는 임의의 청구항에 참조 부호가 뒤따르는 경우, 그 참조 부호들은 도면, 상세한 설명, 및 청구항들의 이해도를 높이기 위한 목적만으로 포함된 것이다. 따라서, 참조 부호들 및 그 부재(absence)의 어느 것도 임의 청구항 요소들의 범위에 어떠한 제한적 영향을 미치기 위한 것이 아니다. 도면들에서, 다양한 도면에 나타나 있는 각각의 동일하거나 거의 동일한 컴포넌트는 유사한 참조번호로 표시된다. 명료성을 위해, 모든 도면에서 모든 컴포넌트가 라벨링되지는 않았다. 도면들은 예시와 설명을 목적으로 제공된 것이지, 본 발명에 대한 제한의 정의로서 의도한 것은 아니다. 도면에서:
도 1a는 본 발명의 양태들에 따른 비흡수성 멀티-아암 RF 스위치의 한 예의 블록도이다;
도 1b는 본 발명의 양태들에 따른 흡수성 멀티-아암 RF 스위치의 한 예의 블록도이다;
도 2는 본 발명의 양태들에 따른 비흡수성, 고격리 스위치의 스위칭 아암의 한 예의 회로도이다;
도 3은 도 2에 나타낸 스위칭 아암의 예에 의해 제공된 격리(dB 단위)를 나타내는 그래프이다;
도 4는 본 발명의 양태들에 따른 흡수성 고격리 스위치 아암의 한 예의 회로도이다;
도 5는 본 발명의 양태들에 따른 고격리 스위치의 칩 레이아웃의 한 예의 블록도이다;
도 6은 본 발명의 양태들에 따른 고격리 스위치의 칩 레이아웃의 또 다른 예의 블록도이다;
도 7은 본 발명의 양태들에 따른 고격리 스위치를 위한 칩 레이아웃의 한 예의 블록도이다.

양태들 및 실시예들은, LC 노치 필터를 이용하여 정의된 주파수 범위에 걸쳐 노이즈를 특별히 감쇠시킴으로써 모바일 통신 장치의 회로 아암들 사이에 고격리(예를 들어, 40 dB 초과)를 제공하는 스위칭 방법 및 장치에 관한 것이다. LC 노치 필터를 구현하는데 필요한 비교적 작은 수의 컴포넌트들 때문에, 고격리 스위치는 양호한 선형성과 작은 회로 풋프린트(circuit footprint)를 유지하면서 회로 아암들간 노이즈, 간섭, 및 전력 손실을 제한할 수 있다. 또한, 예를 들어, 고집적도의 비교적 저렴한 장치를 제공하기 위해, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 기술을 이용함으로써 고격리 스위치의 크기도 역시 작게 유지될 수 있다. 추가로, 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, LC 노치 필터의 하나 이상의 컴포넌트의 값을 조정함으로써 LC 노치 필터의 감쇠 레벨이 용이하게 구성될 수 있다. 따라서, 고격리 스위치는, 사용자의 특정 요구를 충족하도록 용이하게 구성될 수 있어서, 유연하고, 저렴하고, 고성능의 솔루션을 제공한다.

여기서 설명되는 방법 및 장치의 실시예들은, 그 응용에 있어서, 이하의 설명에서 개시되거나 첨부된 도면에 예시된 컴포넌트들의 구성과 배열의 세부사항으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 이 방법 및 장치들은 다른 실시예들의 구현이 가능하며, 다양한 방식으로 실시되거나 실행될 수 있다. 여기서는 설명의 목적만을 위해 구체적인 구현예들이 제공되며, 제한하기 위함이 아니다. 특히, 하나 이상의 임의 실시예들과 연계하여 논의되는 작용, 요소, 및 특징들은 기타 임의 실시예에서 유사한 역할로부터 배제되기 위한 것이 아니다.

또한, 여기서 사용되는 어법과 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 단수로서 언급되는 시스템 및 방법의 실시예 또는 요소 또는 작용에 대한 언급은 또한, 복수의 이들 요소들을 포함하는 실시예들도 포괄하며, 여기서 임의의 실시예 또는 요소 또는 작용에 대한 복수의 언급은 단 하나의 요소를 포함하는 실시예들도 포괄한다. 단수형 또는 복수형의 언급은, 현재 개시된 시스템이나 방법, 그들의 컴포넌트, 작용 또는 요소들을 제한하기 위한 것이 아니다. 여기서 "내포하는(including)", "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "담고 있는(containing)", "수반하는(involving)" 및 그 파생어들의 사용은, 이후에 열거되는 항목 및 그것의 등가물 뿐만 아니라 추가 항목들을 포괄하는 것을 의미한다. "또는"의 언급은, "또는"을 사용하여 설명되는 임의의 용어들은, 설명되는 용어들 중 하나, 하나 보다 많은, 및 모두 중에서 임의의 것을 나타낼 수 있도록 포함적 의미로서 해석될 수도 있다.

도 1a를 참조하면, 장치 내의 상이한 회로들 사이에서 선택적으로 스위칭하기 위해 모바일 통신 장치 내에서 사용될 수 있는 비흡수성 스위치(100)의 한 예의 블록도가 도시되어 있다. 예를 들어, 이 스위치는 송신 회로와 수신 회로 사이에서, 또는 상이한 통신 표준들에 대해 이용되는 상이한 송신 회로들 또는 상이한 수신 회로들 사이에서 스위칭하는데 이용될 수 있다. 도시된 예에서, 스위치(100)는, 각각 제1 및 제2 회로(112, 116)를 안테나(106)에 선택적으로 결합하는 제1 스위칭 아암(102) 및 제2 스위칭 아암(104)을 포함하는 단극, 쌍투식(SPDT) 스위치이다. 앞서 논의된 바와 같이, 회로(112, 116)는 예를 들어, 상이한 주파수 대역을 수용하고 및/또는 상이한 주파수 범위에서 동작하는 CDMA 및 GSM과 같은, 2개의 상이한 송신 표준을 따르기 위해 이용될 수 있는 송신 및/또는 수신 회로일 수 있다. 송신 표준의 추가 예로서는, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), WLAN(Wireless Local Area Network), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High-Speed Uplink Packet Access), 및 LTE(Long Term Evolution)가 포함된다. 스위치(100)와 같은 스위치들은, 이들 또는 다른 송신 표준들 중 임의의 표준을 위해 설계된 회로들 사이에서 선택하는데 이용될 수 있다.

한 실시예에서, 스위치(100)는, 어느 한 회로를 안테나(106)에 선택적으로 결합함으로써 제1 회로(112) 또는 제2 회로(116)를 작동하도록 구성된다. 제1 회로(112)의 작동이 희망된다고 가정하면, 제1 제어 라인(117) 상의 제어 신호가 제1 스위칭 아암(102)을 동작시켜 제1 회로(112)를 안테나(106)에 접속하고, 제2 제어 라인(118) 상의 제어 신호가 제2 스위칭 아암(104)을 동작시켜 제2 회로(116)를 안테나(106)으로부터 결합해제함으로써 제2 회로(116)를 "작동중지시킨다". 대안으로서, 제2 회로(116)의 작동이 희망된다고 가정하면, 제2 제어 라인(118) 상의 제어 신호가 스위칭 아암(104)을 동작시켜 제2 회로(116)를 안테나(106)에 접속하고, 제1 제어 라인(117) 상의 제어 신호가 스위칭 아암(102)을 동작시켜 제1 회로(112)를 안테나(106)으로부터 결합해제하여 제1 회로(112)를 작동중지시킨다.

또 다른 실시예에 따르면, 스위치(100)는 흡수성 스위치일 수도 있다. 이 예에서, 종단 회로(108)가, 도 1b에 도시된 바와 같이, 안테나(106)에 결합된다. 도 1b를 참조하면, 도시된 예에서, 종단 회로(108)는 션트 구성으로(shunt configuration) 스위치(100)와 안테나(106) 사이에 결합된다. 그러나, 또 다른 실시예에 따르면, 종단 회로(108)는 스위치(100)와 안테나(106) 사이에 직렬 결합될 수도 있다. 종단 제어 라인(미도시) 상의 신호에 의해 제어되는 종단 회로(108)는, 노이즈나 간섭을 줄이기 위해 안테나(106)에 라인 종단을 제공하도록 구성될 수 있다. 한 예에서, 종단 회로(108)는 50 Ohm이나 75 Ohm 종단을 제공한다. 종단 회로(108)는 또한, 정전 방전(ESD) 억제 네트워크를 포함하거나 이것으로서 기능할 수 있다.

앞서 논의된 바와 같이, 2개 회로들(112, 116) 및 스위치(100)의 스위칭 아암들(102, 104) 사이의 간섭을 제한하는 것, 따라서, 제1 회로(112)를 제2 회로(116)로부터 격리시키는 것이 상당히 바람직할 것이다. 스위치(100)의 작동된 아암(예를 들어, 제1 아암(102))과 작동중지된 아암(예를 들어, 제2 아암(104) 사이에 격리를 제공하는 한 종래의 방법은 전기 션트(electrical shunt)의 이용을 포함한다. 전기 션트가 어느 하나의 회로 아암(102, 104)에 추가되어 노이즈가 다른 회로 컴포넌트들에 전파되어 간섭을 생성할 수 있기 이전에 원치않는 노이즈를 접지로 방향전환시킬 수 있다. 그러나, 특히 모바일 통신 장치 내에서 이용되는 기술에 따라, 션트에 의해서만 제공되는 격리는 제한적일 수 있다. 예를 들어, 장치의 동작 주파수가 증가함에 따라, 션트를 이용하여 높은 레벨의 격리를 달성할 수 있는 능력은 감소한다. 비록 격리를 증가시키기 위해 추가의 병렬-접속된 션트가 추가될 수 있지만, 각각의 추가 션트에 의해 제공되는 격리의 양은 극적으로 감소하며, 일반적으로 3개를 넘는 추가 션트는 효과가 없다는 것이 드러났다. 또한, 각각의 추가 션트는 스위칭 아암의 성능에 영향을 미쳐, 특히 고주파(예를 들어, 1 GHz 초과)에서, 선형성을 저감시키고 신호를 열화시킨다. 그 결과, 션트 방법을 이용하여 달성될 수 있는 격리의 총량은, 특히 더 높은 주파수들에서, 제한적이다. 약 3-4 dB의 격리를 제공하는 스위치는 션트를 이용하여 구현하기가 비교적 용이하다; 그러나, 높은 격리(예를 들어, 아암들간 55 dB 보다 큰 격리) 스위치의 경우, 이하에서 더 논의되는 바와 같이, 상이한 기술이 필요하다.

모바일 통신 장치에서 이용될 수 있는 또 다른 타입의 기술 및 CMOS의 대안은 부정형 고 전자 이동성 트랜지스터(pHEMT; pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)이다. 통상적으로, pHEMT-기반의 장치의 패키지 크기는, CMOS로 구현된 유사한 장치보다 상당히 더 크고, 결과적으로 더욱 비싸다. 예를 들어, CMOS-기반의 장치와는 달리, pHEMT-기반의 장치는, 장치 내에 통합된 제어 기능을 제공할 수 없고 추가의 제어 회로를 요구할 수 있다. 그 결과, pHEMT-기반의 장치의 패키지 크기는 비교적 클 수 있다. 따라서, 일반적으로는 모바일 통신 장치용으로 선호되는 기술은 CMOS이다. 비록 pHEMT 장치를 이용하여 CMOS 장치보다 높은 레벨의 격리를 달성하기 위해 전기 션트가 이용될 수 있지만, 원하는 레벨의 격리를 얻기 위한 수개의 션트의 추가는 pHEMT 장치의 이미 더 큰 크기를 가중시켜, 많은 모바일 통신 장치에 대해 pHEMT 스위치들을 바람직하지 못하게 만든다.

따라서, 선형성을 유지하고 스위칭되는 회로들간 노이즈, 간섭, 및 전력 손실을 제한하면서, 고주파에서 상이한 회로들 사이에 및/또는 스위치 아암들 사이에 매우 높은 격리를 제공할 수 있는 소형이고 비교적 저렴한 CMOS-기반의 RF 스위치에 대한 필요성이 존재한다. 따라서, 본 발명의 양태들 및 실시예들은, 스위칭 아암들 사이에 매우 높은 격리를 제공하기 위해 스위칭형 션트 노치 필터의 이용을 포함하는 고격리 스위치에 관한 것이다.

도 2를 참조하면, 한 실시예에 따른 LC 노치 필터를 포함하는 고격리 스위치의 스위칭 아암(200)의 한 예가 도시되어 있다. 스위칭 아암(200)은 도 1a의 스위칭 아암(102, 104) 중 어느 하나에 대응한다. 도시된 예에서, 스위칭 아암(200)은 비흡수성이다; 그러나, 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 흡수성 스위치들이 구현될 수도 있다. 스위칭 아암(200)은, 입력(204)과 안테나(106) 사이에 결합된 스위치 회로(202)를 포함한다. 입력(204)은 도 1a의 회로(112, 116) 중 하나에 결합될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 스위치는 RF 스위치이다; 그러나, 스위치는 RF나 기타 임의의 특정 주파수 범위로 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 스위치 회로(202)는, 입력(204)과 안테나(106) 사이에 직렬 결합되어 스위칭 기능을 제공하는 복수의 트랜지스터(216)를 포함한다. 복수의 트랜지스터(216)는 임의 갯수의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 도 2에 도시된 갯수로 한정되지 않는다. 한 실시예에 따르면, 아암(200)의 작동이 희망되면, 입력(204)을 안테나(106)에 결합하도록 스위치 회로(202)를 동작시키기 위해 제어 신호(212)(예를 들어, 도 1의 제어 신호(117 또는 118)에 대응))가 제공된다. 제어 신호(212)는 복수의 트랜지스터(216)의 게이트들에 제공되어 트랜지스터들을 작동시키고 입력(204)로부터 복수의 트랜지스터(216)를 통해 안테나(106)로 전류가 흐르는 것을 허용한다. 아암(200)의 작동중지가 희망되면, 제어 신호(212)가 복수의 트랜지스터(216)의 게이트들에 제공되어 트랜지스터들을 작동중지시키고, 입력(204)과 안테나(206) 사이의 전류 흐름을 금지한다.

앞서 논의된 바와 같이, 스위칭 아암(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력(204)과 접지(206) 사이에 결합되고, 입력(204)과 스위치 회로(202) 사이에 위치한, 스위칭가능한 LC 노치 필터(208)를 더 포함한다. 스위칭 아암(200)은 또한, 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 입력(204)과 접지(206) 사이에 결합된 적어도 하나의 션트 회로(210)를 포함한다. 적어도 하나의 션트 회로(210)와 결합한 LC 노치 필터(208)는, 이하에서 더 논의되는 바와 같이, 매우 높은 격리, 예를 들어, 1 GHz에서 64 dB를 넘는 격리를 제공할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 션트 회로(210)는 입력(204)과 RF 접지(206) 사이에 직렬 결합된 복수의 트랜지스터(214)를 포함한다. 복수의 트랜지스터(214)는 임의 갯수의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 도 2에 도시된 갯수로 한정되지 않는다. 도시된 예에서, 션트 회로(210)는 스위치 회로(202)의 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터 사이에 결합된다. 그러나, 션트 회로(210)는 스위치 회로(202)의 상이한 장소에 결합될 수도 있으며, 추가의 션트가 포함되어 스위치 회로(202)의 상이한 지점들(예를 들어, 복수의 트랜지스터(216) 중 임의의 2개 사이)에 결합될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

앞서 논의된 바와 같이, 아암(200)이 작동중지되더라도, 아암(200)으로부터의 노이즈가 상이한 작동된 아암(미도시)을 간섭할 수 있다. 따라서, 아암(200)의 작동중지시에, 제어 신호(224)가 션트 회로(210)의 복수의 트랜지스터(214)에 제공되어 트랜지스터들을 작동시키고 입력(204)으로부터 접지(206)로 전류가 흐르는 것을 허용한다. 입력(204)과 RF 접지(206) 사이에 전류가 흐르는 것을 허용함으로써, 아암(200)의 원치않는 노이즈의 적어도 일부가 다른 회로 컴포넌트들로 전파하기 이전에 접지로 향해질 수 있다. 아암(200)의 작동시에, 제어 신호(224)가 복수의 트랜지스터(214)에 제공되어 트랜지스터들을 작동중지시키고, 션트 회로(210)를 통한 전류 흐름을 금지함으로써, 입력(204)으로부터의 신호가 안테나(106)로 전달되는 것을 허용한다. 제어 신호(212 및 224)는, 트랜지스터(216)가 활성일 때, 트랜지스터(214)가 오프되고, 트랜지스터(216)가 오프일 때, 트랜지스터(214)가 온으로 되도록, 협력하여 동작한다.

아암(200) 내의 션트들의 구성은, 스위치 회로(202)를 통과하는 신호의 타입과 전력 레벨에 의존할 수 있다. 예를 들어, 아암(200)이 작동되고 트랜지스터(214)가 작동중지되면, 션트 회로(210)의 트랜지스터(214)는 션트 회로(210)에 양단에 입력(204)의 전압을 수용하고 유지하도록 구성될 수 있다. 비교적 높은 전압 스윙을 갖는 입력(204) 상의 신호를 수용하기 위해, 트랜지스터(214)의 갯수("스택 높이")는, 트랜지스터(214)의 드레인-소스 브레이크다운 및 결과적으로 입력(204)으로부터 RF 접지(206)로의 션트 회로(210) 내에서의 전류 흐름을 방지하기 위해, 비교적 높을 수 있다. 예를 들어, 입력(204) 상의 신호가 >30V 피크-대-피크의 전압 스윙을 가지며, 트랜지스터들이 3V의 드레인-소스 브레이크다운 전압(BVDSS)을 가진다고 가정하면, 브레이크다운을 방지하기 위해 직렬 결합된 >10개의 트랜지스터의 스택 높이가 이용될 수 있다. 역으로, 회로가 비교적 낮은 전압 스윙을 갖는 신호만을 입력(204) 상에 유지할 필요가 있다면, 트랜지스터(214)의 스택 높이는 비교적 낮을 수 있다.

또 다른 실시예에서, 아암(200)이 작동중지되고 트랜지스터(214)가 작동되면, 트랜지스터(214)는 외부 회로에 정합 저항을 제공하여 아암(200)에서의 반사를 제한하도록 구성될 수 있다. 션트 회로(210)가 접지에 대한 충분히 낮은 저항이나 적절히 정합된 저항을 제공하지 않는다면, 션트 회로(210)는 아암(200)의 삽입 손실에서 "노치(notch)"를 생성할 수 있으며, 이것은 소정 주파수("노치"에서)에서 신호 반사로 인해 삽입 손실이 불량하다는 것을 의미한다. 이와 같이, 반사 방지에 의해 드레인-소스 브레이크다운의 방지를 밸런싱하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터(214)의 스택 높이가 입력(204) 상의 높은 신호 전압을 수용하기에는 비교적 높은 예에서, 트랜지스터(214)의 폭이 증가되어 추가된 트랜지스터들의 추가 저항을 보상함으로써, 정합 저항을 유지할 수도 있다.

앞서 논의된 바와 같이, 고격리와 비교적 작은 회로 풋프린트를 갖는 스위치를 제공하기 위하여, 한 실시예에서는, 션트(214)에 의해 제공되는 격리외에도 추가의 격리를 제공하기 위해 스위칭가능한 LC 노치 필터(208)가 사용된다. 한 실시예에 따르면, LC 노치 필터(208)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 커패시터(220), 인덕터(222), 및 커패시터(220)와 트랜지스터(222) 사이에 직렬 결합된 복수의 트랜지스터(218)를 포함한다. 인덕터(222)는 복수의 트랜지스터(218)와 접지(206) 사이에 결합된다. LC 노치 필터(208)는 중심 공진 주파수를 가지며, 중심 공진 주파수 상에 중심을 둔 "노치"(또는 정지 대역) 내의 주파수를 제외한 모든 주파수를 통과시키도록 설계된다. 따라서, 정지 대역내 주파수의 신호들은 감쇠된다. 커패시터(220) 및 인덕터(222)는 노치 필터를 원하는 동작 중심 공진 주파수에 튜닝(tune)시키는데 이용된다. LC 노치 필터(208)의 퀄리티 팩터(Q)는 필터의 대역폭으로 나눈 필터의 중심 주파수로서 정의된다. 대역폭은, 필터의 상위 3 dB 롤-오프 포인트의 주파수와 필터의 하위 3 dB 롤-오프 포인트의 주파수 사이의 주파수 범위로서 정의된다. 즉, Q 팩터는 중심 주파수에 관한 정지 대역의 크기(폭)를 나타낸다. 노치 필터(208)를 온 및 오프로 스위칭하고 또한 필터의 Q를 설정하기 위해 복수의 트랜지스터(218)가 이용된다. 스위칭 아암(200)이 활성이면, 제어 신호(226)가 복수의 트랜지스터(218)의 게이트들에 제공되어 노치 필터를 오프로 하고, 아암(200)이 작동중지되면, 노치 필터가 온으로 되어 작동중지된 아암을 격리시킨다. 따라서, 제어 신호(212, 224, 및 226)는, 트랜지스터(216)가 온일 때 트랜지스터(214 및 218)가 오프되고, 트랜지스터(216)가 오프일 때, 트랜지스터(214 및 218)가 온으로 되도록, 협력하여 동작한다. 트랜지스터(218)의 갯수(스택 높이)와 크기는, 트랜지스터(214)와 연계하여 앞서 논의된 입력(204) 상의 높은 신호 전압을 수용하고 필터(208)에 대한 원하는 Q를 달성하도록 선택된다. 따라서, 복수의 트랜지스터(218)는 임의 갯수의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 도 2에 도시된 갯수로 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

여전히 도 2를 참조하면, 필터(208)의 노치 또는 정지 대역의 중심 주파수는 주로 커패시터(220)와 인덕터(222)의 값들에 의해 결정된다. 필터에 의해 정지 대역 내의 신호들에 제공되는 감쇠 레벨(즉, 노치의 '깊이')은, 트랜지스터(218)의 소정 저항에 대해, 커패시터(220)와 인덕터(222) 사이의 관계에 의해 결정된다. 깊은 노치, 및 그에 따른 정지 대역에서의 매우 높은 신호 감쇠를 달성하기 위하여, 커패시터(220)와 인덕터(222)의 값들은 정합되어야 한다, 즉, 거의 동일한 임피던스 크기를 가져야 한다. 원하는 중심 주파수 및 노치 깊이 양쪽 모두를 선택하는 커패시터(220) 및 인덕터(222) 값들의 튜닝은, 이 소자들의 한쪽 또는 양쪽 모두를 가변적으로 만듦으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 커패시터(220)의 값이 고정된 한 실시예에 따르면, 인덕터(222)의 값은 커패시터(220)의 값에 튜닝 또는 정합되어 필터의 정지 대역 내에서 원하는 노치 깊이(즉, 원하는 감쇠)를 제공할 수 있다. 인덕터(222)의 값이 고정된 또 다른 실시예에 따르면, 커패시터(220)의 값은 인덕터(222)의 값에 튜닝 또는 정합되어 필터의 정지 대역 내에서 원하는 노치 깊이(즉, 원하는 감쇠)를 제공할 수 있다.

한 실시예에서, 인덕터(222)는 높은 Q의 인덕터를 보장하기 위해 하나 이상의 본드와이어를 이용하여 실현된다. 특히, 인덕터(222)는 반복성을 위해 이중(병렬) 본드와이어로서 구현될 수 있다. 이들 실시예들에서, 커패시터(220)는 필터(208)의 중심 주파수 및/또는 노치 깊이의 튜닝을 허용하기 위해 가변 커패시터일 수 있다. 예를 들어, 커패시터(220)는, 버랙터(varactor)와 같은 가변 커패시터이거나, 스위칭가능한 커패시터 뱅크로서 구현될 수도 있다. 따라서, 스위칭 트랜지스터들(218)의 스택 높이 및 크기와 튜닝가능한 동작 주파수 및 노치 깊이에 기초한, 튜닝가능한 Q를 갖는 스위칭가능한 노치 필터는, 단 몇 개의 컴포넌트들, 즉, 온칩 커패시터(220), 스위치(복수의 트랜지스터(218), 및 하나 이상의 본드와이어 인덕터(222)를 이용하여 구현될 수도 있다. 따라서, 노치 필터는 매우 작지만, 노치가 매우 깊게 만들어질 수 있기 때문에 매우 양호한 격리를 제공할 수 있다. 필터(208)는, 스위치(200)의 다른 아암으로부터의 가능성있는 노이즈 주파수 파악에 기초하여 튜닝될 수 있으므로, 스위치의 작동된 아암(미도시) 내의 신호를 간섭할 수 있는 작동중지된 아암(200)에서 발생하는 특정한 노이즈 주파수를 감쇠하도록 구성될 수 있다. 또한, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 본 개시의 혜택 하에서, 스위칭 아암(200)에는 추가의 LC 노치 필터들이 포함되어, 노치 필터(208)와 병렬 접속되어, 복수의 정지 대역 및 그에 따른 더 넓은 대역의 격리를 제공할 수 있다. 그러나, 입력(204)에 추가 회로가 결합됨에 따라, 라인의 부하 특성이 변할 수도 있다는 점도 역시 이해하여야 한다. 따라서, 아암(200)에 의해 제공되는 격리의 레벨은, 스위치(100)의 설계 사양과 밸런싱될 필요가 있다.

스위칭 아암(200)의 구현에서, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 본 개시의 혜택하에, 도 2에 도시된 각각의 트랜지스터(214, 216, 218, 및 226)에 저항기(미도시)가 결합될 수 있다는 것도 이해하여야 한다. 예를 들어, 저항기는 아암(200)이 작동중지된 동안 전압 밸런스를 제공하기 위해 각 트랜지스터의 소스와 드레인 양단에 결합될 수 있다. DC 게이트 바이어스(미도시)와 각 트랜지스터의 게이트 사이에도 저항기가 결합되어 작동 상태로부터 작동중지 상태로의 아암(200)의 천이 동안에 일정한 게이트-소스 바이어스 전압을 유지할 수 있다. 추가로, 개개의 게이트 저항기들 모두를 DC 게이트 바이어스에 결합하는데에 공통의 저항기가 이용될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 약 1 GHz 내지 3 GHz의 주파수 범위에 걸쳐 스위칭 아암(200)의 예에 의해 제공되는 격리(dB 단위)의 그래프(300)가 도시되어 있다. 이 예에서, 스위칭 아암(200)은 측정된 주파수 범위에 걸쳐 40 dB보다 큰 격리를 제공한다. 이하의 표 1은, 3개의 예시적 주파수에서 측정된 스위치의 실시예의 스위칭 아암(200)들 사이에 제공된 격리의 예시적 값을 포함한다.

도 3의 궤적(301) 상에서 볼 수 있는, 특히 참조 번호(302) 부근의 노이즈는, 테스트 스위치가 제조된 인쇄 회로 기판의 한계에 기인한 것이다. 실제적 구현에서, 노이즈는 입력(204)에 결합된 비선형 회로(예를 들어, 증폭기, 다이오드 등)에 기인할 수도 있다. 도 3에 나타낸 결과는, 앞서 논의된 노치 필터(208)를 포함하는 스위치의 실시예가 높은 주파수에서 매우 높은 레벨의 격리를 제공할 수 있다는 확인을 제공한다. 특히, 상기 예에 의해 설명되는 바와 같이, 스위치의 실시예는 스위치의 작동된 아암과 작동중지된 아암 사이에 1GHz에서는 60 dB보다 큰 격리, 2 GHz에서는 52 dB보다 큰 격리, 3 GHz에서는 42 dB보다 큰 격리를 달성할 수 있다. 이러한 격리 레벨들은, LC 노치 필터없이 션트만을 이용하여 달성될 수 있는 격리 레벨보다 상당히 높은 격리이다.

앞서 논의된 바와 같이, 스위치(100)의 실시예는 흡수성 또는 비흡수성일 수 있다. 도 4를 참조하면, 한 실시예에 따른 고격리 흡수성 스위치의 아암(400)이 도시되어 있다. 스위칭 아암(400)은, 도 2를 참조하여 앞서 논의된 비흡수성 스위칭 아암(200)과 유사하며, 종단 회로(402)를 포함한다. 한 실시예에 따르면, 종단 회로(402)는 저항기(404)와 트랜지스터(406)를 포함한다. 저항기(404)의 값은, 스위칭 아암(400)에 의해 입력(204)에 제공되는 임피던스가 소정의 희망값이 되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 아암(400)에 의해 제공되는 임피던스가 약 50 Ohm인 것이 희망된다면, 컴포넌트(202, 208, 및 210)에 의해 추가되는 임피던스를 고려하여, 저항기(404)는 45 Ohm 저항기이다. 그러나, 저항기 값은 스위칭 아암(400)의 총 임피던스의 희망값과 컴포넌트(202, 208, 및 210)에 의해 제공되는 임피던스에 따라 변할 것이므로, 저항기(404)의 값은 45 Ohm으로 제한된다는 것을 이해하여야 한다. 트랜지스터(406)는, 스위칭 아암(400)이 각각 비활성인지 또는 활성인지에 따라, 입력(204)과 스위치 회로(202) 사이의 접속 내로 또는 접속 바깥으로 저항기(404)를 스위칭하는 스위치로서 이용된다.

도 5를 참조하면, 한 실시예에 따른, 앞서 논의된 스위치(100)에 대응하는, 단극 쌍투식(SPDT) 고격리 스위치(500)의 집적 회로(IC) 칩 레이아웃의 한 예의 블록도가 도시되어 있다. 앞서 논의된 바와 같이, SPDT 스위치(500)는, 외부 안테나(106)가 접속될 수도 있는 안테나 접속부(512)에 선택적으로 결합되는 2개의 아암(502, 504)을 포함한다. 스위치(500)가 흡수성 스위치인 예에서, 스위치 아암(502, 504)은, 도 1b를 참조하여 앞서 논의한 종단 회로(108)에 대응하는 종단 회로(522)에도 결합된다.

도시된 예에서, 각각의 아암(502, 504)은, 스위치 회로(514), LC 노치 필터(508), 및 적어도 하나의 션트 회로(510)를 포함한다. 스위치(500)는, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 앞서 논의된 회로(102 및 104)로부터 신호를 수신하기 위해 입력 접속 패드(506)를 더 포함한다. 각각의 스위치 회로(514)는 앞서 논의된 스위치 회로(202)에 대응하고, 각각의 입력 접속부(506)와 안테나 접속부(512) 사이에 결합된 복수의 트랜지스터(216)를 포함한다. 션트 회로(510) 각각은 앞서 논의된 션트 회로(210)에 대응하고, 각각의 송신 라인(506)과 접지(526) 사이에 접속된다. LC 노치 필터(508)는 도 2를 참조하여 앞서 논의된 LC 노치 필터(208)에 대응하고, (도 5에는 도시되지 않은) 인덕터(222), 커패시터(516), 복수의 트랜지스터(518), 및 인덕터(222)가 접속될 수도 있는 적어도 하나의 인덕터 접속부(520)를 포함한다. 앞서 논의된 바와 같이, 한 실시예에서, 인덕터(222)는 적어도 하나의 인덕터 접속부(520)에 결합된 하나 이상의 본드와이어를 이용하여 실현된다. 특히, 인덕터(222)는 제조 반복성을 위해 이중 본드와이어로서 구현될 수 있다.

도 6을 참조하면, 한 실시예에 따른, 앞서 논의된 스위치(100)에 대응하는, 흡수성 고격리 스위치(600)의 집적 회로(IC) 칩 레이아웃의 또 다른 예의 블록도가 도시되어 있다. 스위치(600)는 도 5와 관련하여 설명된 스위치(500)에 필적되고, 추가의 DC 전원 통합 및 종단 라인 접속부를 포함한다. 한 실시예에 따르면, 스위치(600)의 각각의 아암(502, 504)은 제1 DC 전원 입력(602)과 제2 DC 전원 입력(604)을 포함한다. 한 예에서, 각각의 DC 전원 입력(602, 604)은 고격리 스위치(600)에 DC 전력을 제공할 수 있는 외부 전원(미도시)에 결합될 수 있다. 스위치(600)가 흡수성 스위치인 또 다른 실시예에 따르면, 스위치(600)는 또한 종단 라인 접속부(606)를 포함할 수 있다. 이 예에서, 종단 라인 접속부(606)는, 종단 회로(522)를 동작시키기 위해 제어 신호를 제공할 수 있는 외부 종단 제어 라인(미도시)에 결합되도록 구성된다.

도 7을 참조하면, 한 실시예에 따른, 앞서 논의된 스위치(100)에 대응하는, 고격리 스위치(701)의 집적 회로(IC) 칩 레이아웃(700)의 또 다른 예의 도면이 도시되어 있다. 스위치(701)는 도 6을 참조하여 설명된 스위치(600)에 필적된다. 칩(700)은 스위치(701)와 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 복수의 외부 접속을 포함한다. 예를 들어, (예를 들어, 전술된 바와 같이, 상이한 주파수 대역용으로 구성된 송신기 회로들로부터의) 상이한 송신 라인들 사이에서 스위칭하기 위해 스위치(701)가 이용되는 예에서, 스위치(701)의 각각의 입력 접속부(506)는 PCB(702)의 외부 송신 라인(704)에 결합된다. 각각의 외부 송신 라인(704)은, 스위치(701)를 통해 신호를 송신 또는 안테나(106)로부터의 신호를 수신하도록 구성된 추가의 외부 회로(미도시)에 결합될 수 있다. 안테나 접속부(512)는 PCB(702) 상의 안테나 라인(710)에 결합된다. 안테나 라인(710)은, 스위치(701)를 통해 송신 라인(704)들 중 하나로부터의 신호를 송신하거나 스위치(701)를 통해 송신 라인(704)들 중 하나에 제공할 신호를 수신하도록 구성된 외부 안테나(106)에 결합될 수 있다.

각각의 DC 전원 입력(602, 604)은 PCB(702) 상의 DC 전원 라인(712)에 결합된다. 각각의 DC 전원 라인(712)은 스위치(701)의 컴포넌트들에 DC 전력을 제공하도록 구성된 외부 DC 전원(미도시)에 결합될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 외부 DC 전력 소스(미도시)는 제1 DC 전원 입력(602)에 제1 DC 전력 레벨을 제공하도록 구성되고, 제2 외부 DC 전력 소스(미도시)는 제2 DC 전원 입력(604)에 제2 DC 전력 레벨을 제공하도록 구성될 수 있다. 스위치가 흡수성 스위치인 예에서, 종단 라인 접속부(606)는 PCB(702) 상의 종단 제어 라인(714)에 결합된다. 종단 제어 라인(714)은, 흡수성 실시예의 스위치(701)의 경우 종단 회로(522)의 동작을 제어하도록 구성된 외부 회로(미도시)에 결합될 수 있다.

여전히 도 7을 참조하면, 각각의 인덕터 접속부(520)는 본드와이어 인덕터(716)를 통해 PCB(720)의 접지된 부분(718)에 결합된다. 도시된 바와 같이, 스위치(701)는 2개의 본드와이어 인덕터(716)를 포함한다; 그러나, 임의 갯수의 인덕터가 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본드와이어 인덕터(716)는, 도 2를 참조하여 앞서 논의된 바와 같이 LC 노치 필터(208)의 인덕터(222)에 대응한다. 사용자는 커패시터(516)의 값을 튜닝함으로써 필터(208)의 동작 주파수와 노치 깊이를 조정할 수 있다. 스위치(701)의 각각의 RF 접지(526)는 또한, PCB(702)의 접지된 부분(718)에 결합될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 스위치(701)의 복수의 외부 접속부는 멀티-칩 모듈(MCM)을 통해 PCB에 결합될 수 있다.

여기서 설명된 바와 같이, 본 발명의 고격리 스위치의 컴포넌트들은 CMOS 장치이다. 그러나, 본 발명의 고격리 스위치는, 예를 들어, pHEMT와 같은 다른 타입의 모바일 통신 기술을 이용하여 개발될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

여기서 설명된 바와 같이, 본 발명의 고격리 스위치는 2개의 아암을 갖는 단극 쌍투식(SPDT) 스위치로서 이용된다. 그러나, 본 발명의 고격리 스위치는 임의 타입의 스위치로서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 혜택하에서, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 고격리 스위치는, 하나의 아암을 갖는 단극 단투식 스위치(SPST), 2개의 아암을 갖는 이중 극, 단투식 스위치(DPST), 4개의 아암을 갖는 이중 극 쌍투식 스위치(DPDT), 12개의 아암을 갖는 단극 12투식 스위치(SP12T), 또는 기타의 수많은 구성으로서 구성될 수 있다. 고격리 스위치는 많은 상이한 타입의 회로들 및/또는 송신 라인들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 앞서 논의된 바와 같이, 스위치는, 상이한 송신 라인들 사이에서, 상이한 수신 (Rx) 라인들 사이에서, 또는 송신 및 수신 라인들의 조합 사이에서 선택하기 위해 이용될 수 있다.

이와 같이 적어도 한 실시예의 수 개 양태들을 설명하였지만, 당업자라면 다양한 변형, 수정, 및 개선이 용이하다는 것을 이해할 것이다. 이러한 변형, 수정, 및 개선은 본 개시의 일부인 것으로 의도되며, 본 발명의 범위 내인 것으로 의도된다. 따라서, 전술된 설명 및 도면들은 단지 예일 뿐이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항, 및 그들의 등가물의 적절한 구성으로부터 결정되어야 한다.

Claims (26)

1. 고격리 무선 주파수(RF) 스위치로서,
   입력;
   출력;
   상기 입력과 상기 출력 사이에 직렬 결합되는 스위칭 회로 - 상기 스위칭 회로는, 제1 동작 모드에서, 제1 제어 신호에 응답하여 상기 입력을 상기 출력에 선택적으로 결합하고, 제2 동작 모드에서, 제2 제어 신호에 응답하여 상기 입력을 상기 출력으로부터 분리하도록 구성됨 -;
   상기 입력과 접지 사이에 결합된 적어도 하나의 션트 회로(shunt circuit); 및
   션트 구성(shunt configuration)으로 상기 입력에 스위칭가능하게 결합되는 적어도 하나의 LC 노치 필터(notch filter)
   를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 LC 노치 필터는, 상기 제1 동작 모드에서, 상기 입력으로부터 분리되고, 상기 제2 동작 모드에서, 상기 입력에 결합되고 정지 대역(stop band) 주파수 범위 내의 상기 입력에서의 신호들을 감쇠하도록 구성되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 LC 노치 필터는, 스위치, 적어도 하나의 커패시터, 및 적어도 하나의 인덕터의 직렬 조합을 포함하는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
3. 제2항에 있어서, 상기 정지 대역 주파수 범위는, 상기 적어도 하나의 커패시터의 값과 상기 적어도 하나의 인덕터의 값에 의해 결정되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
4. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 커패시터는 상기 스위치와 상기 입력 사이에 직렬 접속되고, 상기 적어도 하나의 인덕터는 상기 스위치와 접지 사이에 직렬 접속되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
5. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 LC 노치 필터의 스위치는 복수의 직렬 접속된 트랜지스터를 포함하는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
6. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 입력과 상기 출력 사이에 직렬 결합된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 트랜지스터는 상기 제1 동작 모드에서 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 입력을 상기 출력에 선택적으로 결합하도록 구성되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
7. 제2항에 있어서, 상기 고격리 무선 주파수(RF) 스위치는 상기 입력과 상기 스위칭 회로 사이에 선택적으로 직렬 결합된 종단 회로(termination circuit)를 포함하는 흡수성 스위치(absorptive switch)인 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
8. 제7항에 있어서, 상기 종단 회로는 적어도 하나의 저항기와 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고,
   상기 종단 회로의 상기 적어도 하나의 트랜지스터는 상기 입력과 상기 스위칭 회로 사이의 접속 내외로(into and out of) 상기 저항기를 선택적으로 결합하도록 구성되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
9. 제2항에 있어서, 상기 션트 회로는 상기 입력과 접지 사이에 직렬 결합된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 트랜지스터는 션트 제어 신호에 응답하여 상기 입력을 접지에 선택적으로 결합하도록 구성되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
10. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인덕터는 적어도 하나의 본드와이어 인덕터(bondwire inductor)를 포함하는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
11. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 커패시터는 가변 커패시터와 스위칭가능한 커패시터 뱅크(switchable bank of capacitors) 중 하나를 포함하는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
12. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 커패시터의 값과 상기 적어도 하나의 인덕터의 값은 정합되는 고격리 무선 주파수(RF) 스위치.
13. 무선 주파수(RF) 장치로서,
    제1 RF 송신 라인;
    제2 RF 송신 라인;
    출력;
    상기 출력과 상기 제1 RF 송신 라인 사이에 결합되고, 상기 RF 장치의 제1 동작 모드 동안에 상기 제1 RF 송신 라인을 상기 출력에 선택적으로 결합하도록 구성되는 제1 스위칭 아암;
    상기 출력과 상기 제2 RF 송신 라인 사이에 결합되고, 상기 RF 장치의 제2 동작 모드 동안에 상기 제2 RF 송신 라인을 상기 출력에 선택적으로 결합하도록 구성되는 제2 스위칭 아암; 및
    션트 구성으로 상기 제1 스위칭 아암에 스위칭가능하게 결합되는 제1 LC 노치 필터
    를 포함하고,
    상기 제1 LC 노치 필터는, 상기 RF 장치의 상기 제2 동작 모드에서, 상기 제1 스위칭 아암에 결합되고 제1 주파수 범위 내의 상기 제1 스위칭 아암에서의 신호들을 감쇠하도록 구성되고, 상기 제1 주파수 범위는 상기 RF 장치의 제2 동작 모드 동안에 상기 제2 스위칭 아암에 의해 생성되는 상기 제1 스위칭 아암의 노이즈 주파수를 포함하도록 선택되고, 상기 제1 LC 노치 필터는, 상기 RF 장치의 상기 제1 동작 모드에서, 상기 제1 스위칭 아암으로부터 분리되도록 구성되는 무선 주파수(RF) 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 LC 노치 필터는, 제1 커패시터, 제1 인덕터, 및 적어도 하나의 제1 트랜지스터의 직렬 조합을 포함하는 무선 주파수(RF) 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 트랜지스터는 상기 RF 장치의 제2 동작 모드에서 상기 제1 LC 노치 필터를 작동하도록 구성되며, 상기 제1 주파수 범위는 상기 제1 커패시터의 값과 상기 제1 인덕터의 값에 의해 결정되는 무선 주파수(RF) 장치.
16. 제13항에 있어서, 상기 제1 RF 송신 라인과 접지 사이에 결합된 적어도 하나의 션트 회로(shunt circuit)를 더 포함하는 무선 주파수(RF) 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 션트 회로는 상기 제1 RF 송신 라인과 접지 사이에 직렬 결합된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 트랜지스터는 제어 신호에 응답하여 상기 RF 장치의 제2 동작 모드에서 상기 제1 RF 송신 라인을 접지에 결합하도록 구성되는 무선 주파수(RF) 장치.
18. 제14항에 있어서, 상기 제1 인덕터는 적어도 하나의 본드와이어 인덕터를 포함하는 무선 주파수(RF) 장치.
19. 제14항에 있어서, 상기 제1 커패시터는 가변 커패시터와 스위칭가능한 커패시터 뱅크 중 하나를 포함하는 무선 주파수(RF) 장치.
20. 제14항에 있어서, 상기 제1 커패시터의 값과 상기 제1 인덕터의 값은 정합되는 무선 주파수(RF) 장치.
21. 제13항에 있어서, 상기 제1 스위칭 아암은, 상기 제1 RF 송신 라인과 상기 제1 스위칭 아암 사이에 선택적으로 직렬 결합된 종단 회로를 포함하는 흡수성 스위칭 아암인 무선 주파수(RF) 장치.
22. 제13항에 있어서, 션트 구성으로 상기 제2 스위칭 아암에 스위칭가능하게 결합되고, 제2 주파수 범위 내의 상기 제2 스위칭 아암에서의 신호들을 감쇠하도록 구성되는 제2 LC 노치 필터를 더 포함하고,
    상기 제2 주파수 범위는 상기 RF 장치의 제1 동작 모드 동안에 상기 제1 스위칭 아암에 의해 생성되는 상기 제2 스위칭 아암의 노이즈 주파수를 포함하도록 선택되는 무선 주파수(RF) 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 제2 LC 노치 필터는 제2 커패시터, 제2 인덕터, 및 적어도 하나의 제2 트랜지스터의 직렬 조합을 포함하는 무선 주파수(RF) 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 트랜지스터는 상기 RF 장치의 제1 동작 모드에서 상기 제2 LC 노치 필터를 작동하도록 구성되고, 상기 제2 주파수 범위는 상기 제2 커패시터의 값과 상기 제2 인덕터의 값에 의해 결정되는 무선 주파수(RF) 장치.
25. 제22항에 있어서, 상기 제1 RF 송신 라인은, 상기 RF 장치의 제1 동작 모드에서, 상기 제1 스위칭 아암을 통해 상기 출력에 신호들을 송신하도록 구성되고,
    상기 제2 RF 송신 라인은, 상기 RF 장치의 제2 동작 모드에서, 상기 제2 스위칭 아암을 통해 상기 출력으로부터 신호들을 수신하도록 구성되는 무선 주파수(RF) 장치.
26. 제22항에 있어서, 상기 제1 RF 송신 라인은, 상기 RF 장치의 제1 동작 모드에서 GSM 신호들을 운반하도록 구성되고,
    상기 제2 RF 송신 라인은, 상기 RF 장치의 제2 동작 모드에서 CDMA 신호들을 운반하도록 구성되는 무선 주파수(RF) 장치.

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