KR102117478B1 - 고주파 스위치 - Google Patents

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KR102117478B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치는 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호를 공통 포트로 전달하는 제1 신호 전달부; 상기 공통 포트로 입력되는 고주파 신호를 제2 포트로 전달하는 제2 신호 전달부; 및 상기 공통 포트와 접지 사이에 스택되어 배치되는 적어도 하나의 보호 트랜지스터 및 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터 각각의 제어단과 상기 제1 포트 사이에 배치되는 적어도 하나의 다이오드 소자를 포함하는 ESD (Electrostatic Discharge) 보호부; 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 있으며, 무선 통신 모듈의 소형화 및 휴대 단말의 고 성능화에 따라, 하나의 휴대 단말에 복수의 통신 표준이 적용되고 있다. 이러한 동향에 따라, RF 프론트 엔드(Front-End) 모듈에 구비되고, 안테나와 RF 칩셋 간의 신호 경로상에 위치하는 고주파 스위치 또한 다양한 주파수 대역을 지원하기 위하여 설계되고 있다.
다만, 다양한 주파수 대역의 RF 칩셋을 동시에 사용하는 경우, 다른 주파수 대역의 고주파 신호에 의해 RF 칩셋이 소손될 우려가 있다. 특히, RF 칩셋은 고주파 신호에 포함될 수 있는 ESD (Electrostatic Discharge) 성분과 같은 비이상적인 피크성 전압 성분에 취약하므로, 이를 RF 프론트 엔드 모듈 내에서 사전에 차단하는 것이 필요하다.
한국 공개특허공보 제2011-0068584호 한국 공개특허공보 제2006-0094005호
본 발명의 과제는 고주파 신호에 포함될 수 있는 ESD (Electrostatic Discharge) 성분과 같은 비이상적인 피크성 전압 성분을 차단할 수 있는 고주파 스위치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치는 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호를 공통 포트로 전달하는 제1 신호 전달부, 상기 공통 포트로 입력되는 고주파 신호를 제2 포트로 전달하는 제2 신호 전달부 및 상기 공통 포트와 접지 사이에 배치되는 적어도 하나의 보호 트랜지스터 및 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터 각각의 제어단과 상기 제1 포트 사이에 배치되는 적어도 하나의 다이오드 트랜지스터를 포함하는 ESD (Electrostatic Discharge) 보호부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치는 고주파 신호에 포함될 수 있는 ESD (Electrostatic Discharge) 성분과 같은 비이상적인 피크성 전압 성분을 차단할 수 있다.
도 1 및 도 2는 고주파 스위치의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3는 도 2의 고주파 스위치의 동작을 설명하기 위해 제공되는 회로도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치의 회로도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESD (Electrostatic Discharge) 보호부의 회로도이다.
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 1 및 도 2는 고주파 스위치의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 고주파 스위치는 복수의 제1 스위치 소자를 구비하는 제1 신호 전달부(100) 및 복수의 제2 스위치 소자를 구비하는 제2 신호 전달부(200)를 포함할 수 있으며, 도 2를 참조하면, 복수의 제3 스위치 소자를 구비하는 제1 션트부(300) 및 복수의 제4 스위치 소자를 구비하는 제2 션트부(400)를 추가적으로 포함할 수 있다.
제1 신호 전달부(100), 제2 신호 전달부(200), 제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400)에 포함되는 복수의 스위치 소자는 서로 직렬로 연결되어 제어단으로부터 게이트 신호(G1, G2, G3, G4)를 각각 인가받아 스위칭 동작할 수 있다.
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.
구체적으로, 제1 신호 전달부(100), 제2 신호 전달부(200), 제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400) 각각은 복수의 FET 및 복수의 BJT 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 복수의 FET는 소스/드레인이 직렬로 연결되고, 게이트로 게이트 신호(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), 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)로부터 수신되는 고주파 신호를 제1 포트(11)에 수신 신호로 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)로부터 수신되는 고주파 신호를 제2 포트(12)에 수신 신호로 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.
이하, 설명의 편의상, 제1 신호 전달부(100)가 제1 포트(11) 측으로부터 출력되는 송신 신호를 공통 포트(10)로 전달하는 것으로, 제2 신호 전달부(200)가 공통 포트(10) 측으로부터 입력되는 수신 신호를 제2 포트(12)로 전달하는 것으로 가정하여 기술하도록 한다.
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 3은 도 2의 고주파 스위치의 동작을 설명하기 위해 제공되는 회로도이다. 이하, 도 3를 참조하여 고주파 스위치의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 3의 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 2 및 도 3를 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 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 고주파 스위치는 제1 신호 전달부(100), 제2 신호 전달부(200) 및 ESD(Electrostatic Discharge) 보호부(500)를 포함할 수 있으며, 도 5를 참조하면, 추가적으로 제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400)를 포함할 수 있다.
ESD 보호부(500)는 공통 포트(10)에 연결될 수 있다. ESD 보호부(500)는 공통 포트(10)에 연결되는 안테나에 의해 수신되는 고주파 신호의 ESD 성분을 접지로 바이패스 하여, 수신된 고주파 신호의 ESD 성분이 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200) 각각을 통하여 제1 포트(11) 및 제2 포트(12) 측으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 포트(11) 측을 송신 측으로, 제2 포트(12) 측을 수신 측으로 가정하는 경우, 제1 포트(11) 측에서 공통 포트(10) 측으로 전달되는 고주파 신호의 세기는 공통 포트(10) 측에서 제2 포트(12) 측으로 전달되는 고주파 신호의 세기 보다 클 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESD 보호부(500)는 스택(Stack)되어 배치되는 복수의 스위치 소자를 구비하여, 공통 포트(10) 측에서 제2 포트(12) 측으로 전달되는 고주파 신호의 전압을 복수의 스위치 소자 각각으로 분압할 수 있다.
제1 고주파 신호가 제2 신호 전달부(200)를 통하여 제2 포트(12) 측으로 전달되어, 제2 포트(12)에 연결되는 회로 소자를 파괴하는 것을 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 회로도이다.
도 6을 참조하면, ESD 보호부(500)는 공통 포트(10)와 접지 사이에 스택(Stack) - 서로 직렬로 연결 - 되어 배치되는 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3) 및 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3) 각각의 제어단과 제1 포트 사이에 배치되는 적어도 하나의 다이오드 소자(D1~D3)를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)와 적어도 하나의 다이오드 소자(D1~D3) 사이 각각에 배치되는 적어도 하나의 게이트 저항(R1~R3)를 추가적으로 포함할 수 있다.
적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3) 각각은 전계 효과 트랜지스터(FET)를 포함할 수 있다. 이 때, FET는 도 6에 도시된 바와 같이, N 채널 FET로 구현될 수 있으며, 또한 도시된 바와 달리 P 채널 FET로 구현될 수 있다.
적어도 하나의 다이오드 소자(D1~D3) 각각은 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3) 각각의 제어단과 제1 포트 사이에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 다이오드 소자(D1~D3) 각각의 애노드 및 캐소드의 방향은 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)에 구비되는 전계 효과 트랜지스터의 채널의 종류에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 전계 효과 트랜지스터가 N채널인 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 다이오드 소자(D1~D3) 각각은 캐소드가 제1 포트(11)와 연결될 수 있고, 애노드가 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3) 각각의 제어단에 연결될 수 있다.
또한, 도시된 바와 달리 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 P채널 FET로 구현되는 경우, 다이오드의 방향이 도 6에 도시된 방향과 반대일 수 있다.
적어도 하나의 다이오드 소자(D1~D3) 각각은 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)를 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)는 다이오드 커넥션으로 구성된 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터(DC FET)를 포함할 수 있으며, 이와 달리, 다이오드 커넥션으로 구성된 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터(DC BJT)를 포함할 수 있다. 이 때, DC FET는 N 채널 및 P 채널 FET 중 하나로 구현될 수 있으며, DC BJT는 NPN 형 및 PNP 형 BJT 중 하나로 구현될 수 있다.
DC FET 또는 DC BJT의 커넥션 형태는 상술한 다이오드 소자(D1~D3)의 애노드 및 캐소드의 위치에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 N채널 FET로 구현되는 경우, P 채널 DC FET는 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)의 제어단에 연결되는 소스, 제1 포트(11)와 연결되는 드레인 및 소스와 연결되는 게이트를 포함할 수 있다.
고주파 스위치가 정상적으로 동작할 시에, ESD 보호부(500)의 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)는 오프 동작하여 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)의 동작에 영향을 미치지 않는다.
다만, 안테나를 통하여 공통 포트(10) 측으로 수신되는 고주파 신호에 ESD 성분이 존재하는 경우, 공통 포트(10)와 연결되는 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)의 노드가 하이 레벨로 잡히게 되어 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 턴 온 된다. 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 턴 온 됨에 따라 안테나를 통하여 공통 포트(10) 측으로 유입되는 고주파 신호에 ESD 성분을 접지로 바이패스 할 수 있고, 이로써 제1 포트(11)와 제2 포트(12)에 연결될 수 있는 회로 소자로 내압 이상의 신호가 전달되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 송신 측인 제1 포트(11) 측에서 공통 포트(10)로 전달되는 고주파 신호에 비이상적으로 높은 네거티브 전압 성분이 포함되는 경우, 비이상적으로 높은 네거티브 전압 성분은 제1 포트(11)와 연결되는 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)를 통하여 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)로 전달되는데, 이로써 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)는 정상적인 동작시보다 오프 상태를 더 잘 유지하여, 공통 포트(10)를 통한 비이상적으로 높은 네거티브 전압 성분을 분압하여 회로를 보호할 수 있다.
다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)의 양 단의 전압차는 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)의 채널의 폭과 길이의 변경으로 조정 가능한데, 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)의 채널의 폭과 길이는 제1 포트(11)에서 출력되는 고주파 신호의 전압이 임계 전압 미만 경우, 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 온 동작하도록 설정되고, 제1 포트(11)에서 출력되는 고주파 신호의 전압이 임계 전압 이상인 경우, 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 오프 동작하도록 설정될 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 8의 실시예에 따른 ESD 보호부(500)는 제1 포트(11)와 기준 전압(Vref)단 사이에 배치되는 제어 트랜지스터(GTR)를 더 포함할 수 있다.
제어 트랜지스터(GTR)는 전계 효과 트랜지스터(FET) 및 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 중 하나를 포함할 수 있다. 이 때, FET는 N 채널 및 P 채널 FET 중 하나로 구현될 수 있으며, BJT는 NPN 형 및 PNP 형 BJT 중 하나로 구현될 수 있다. 이 하, 설명의 편의상, 제어 트랜지스터(GTR1)가 N채널 FET로 구현되는 경우를 가정하여 설명하도록 한다.
제어 트랜지스터(GTR)는 제1 포트(11)와 연결되는 드레인, 기준 전압(Vref)단과 연결되는 소스 및 제어 신호(GS)가 인가되는 게이트를 포함할 수 있다. 이 때, 기준 전압(Vref)는 일 예로 로우 레벨의 전압일 수 있으며, 다른 예로 접지 전압일 수 있다.
제1 신호 전달부(100)가 제1 포트(11) 측으로부터 입력되는 고주파 신호를 공통 포트(10)로 전달하는 경우에 제어 신호는 로우 레벨일 수 있다. 로우 레벨의 제어 신호(GS)가 인가되어 제어 트랜지스터(GTR1)는 오프 동작할 수 있다. 제어 트랜지스터(GTR1~GTR3)가 오프 동작되어, 입력 포트(11)의 전압이 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)에 인가될 수 있다.
입력 포트(11)의 고주파 신호가 정상적인 범위인 경우 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)는 오프 동작하여 제1 신호 전달부(100) 및 제2 신호 전달부(200)의 동작에 영향을 미치지 않고, 입력 포트(11)의 고주파 신호에 비이상적으로 높은 네거티브 전압 성분이 포함되는 경우 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)는 고주파 신호가 정상적인 범위인 경우보다 오프 상태를 더 잘 유지할 수 있다.
또한, 제2 신호 전달부(200)가 공통 포트(10) 측으로부터 입력되는 고주파 신호를 제2 포트(12)로 전달하는 경우에 제어 신호는 하이 레벨일 수 있다. 하이 레벨의 제어 신호(GS)가 인가되어 제어 트랜지스터(GTR)는 온 동작할 수 있는데, 이에 따라 기준 전압(Vref)가 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)에 인가된다. 전술한 바와 같이, 기준 전압(Vref)는 로우 레벨의 전압일 수 있는데, 로우 레벨의 기준 전압(Vref)이 다이오드 트랜지스터(DTR1~DTR3)에 인가되어 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 오프 동작할 수 있다.
다만, 안테나를 통하여 공통 포트(10) 측으로 유입되는 고주파 신호에 ESD 성분이 존재하는 경우, 공통 포트(10)에 연결되는 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)의 노드가 하이 레벨로 잡히게 되어 보호 트랜지스터(PTR1~PTR3)가 턴 온 되고, 이로써 제1 포트(11)와 제2 포트(12)에 연결되는 회로 소자가 파괴되는 것을 방지할 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
200: 제2 신호 전달부
300: 제1 션트부
400: 제2 션트부
500: ESD 보호부

Claims (24)

  1. 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호를 공통 포트로 전달하는 제1 신호 전달부;
    상기 공통 포트로 입력되는 고주파 신호를 제2 포트로 전달하는 제2 신호 전달부; 및
    상기 공통 포트와 접지 사이에 스택되어 배치되는 적어도 하나의 보호 트랜지스터 및 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터 각각의 제어단과 상기 제1 포트 사이를 연결하는 적어도 하나의 다이오드 소자를 포함하는 ESD (Electrostatic Discharge) 보호부; 를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터 각각은, N채널 및 P채널 중 하나로 구현되는 전계 효과 트랜지스터를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 다이오드 소자 각각의 애노드 및 캐소드의 방향은 상기 전계 효과 트랜지스터의 채널의 종류에 따라 결정되는 고주파 스위치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다이오드 소자 각각은,
    상기 전계 효과 트랜지스터가 N채널인 경우, 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터의 제어단과 연결되는 캐소드 및 상기 제1 포트와 연결되는 애노드를 구비하고, 상기 전계 효과 트랜지스터가 P채널인 경우, 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터의 제어단과 연결되는 애노드 및 상기 제1 포트와 연결되는 캐소드를 구비하는 고주파 스위치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다이오드 소자 각각은, 다이오드 커넥션 형태로 연결되는 다이오드 트랜지스터를 포함하는 고주파 스위치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다이오드 트랜지스터는,
    다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터 및 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터 중 하나를 포함하는 고주파 스위치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터 및 상기 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터의 커넥션 형태는 상기 전계 효과 트랜지스터의 채널의 종류에 따라 결정되는 고주파 스위치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 다이오드 트랜지스터의 채널의 폭과 길이는 상기 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호의 전압이 임계 전압 미만 경우, 상기 보호 트랜지스터가 온 동작하도록 설정되고, 상기 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호의 전압이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 보호 트랜지스터가 오프 동작하도록 설정되는 고주파 스위치.
  10. 제1항에 있어서, 제1 신호 전달부 및 상기 제2 신호 전달부 각각은,
    서로 직렬로 연결되는 복수의 스위치를 포함하는 고주파 스위치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포트와 접지 사이에 배치되는 제1 션트부; 및
    상기 제2 포트와 접지 사이에 배치되는 제2 션트부; 를 더 포함하는 고주파 스위치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 공통 포트는,
    안테나와 접속되는 고주파 스위치.
  13. 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호를 공통 포트로 전달하는 제1 신호 전달부;
    상기 공통 포트로 입력되는 고주파 신호를 제2 포트로 전달하는 제2 신호 전달부; 및
    상기 공통 포트와 접지 사이에 스택되어 배치되는 적어도 하나의 보호 트랜지스터, 및 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터 각각의 제어단과 상기 제1 포트 사이에 배치되는 적어도 하나의 다이오드 소자 및 상기 제1 포트와 기준 전압단 사이에 배치되는 제어 트랜지스터를 포함하는 ESD 보호부; 를 포함하는 고주파 스위치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 트랜지스터 각각의 제어단에는 제어 신호가 인가되는 고주파 스위치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 신호는 상기 제1 신호 전달부의 동작 구간에서 로우 레벨이고, 상기 제2 신호 전달부의 동작 구간에서 하이 레벨인 고주파 스위치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 기준 전압은 음의 전압 또는 접지 전압인 고주파 스위치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터 각각은,
    전계 효과 트랜지스터를 포함하는 고주파 스위치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전계 효과 트랜지스터는,
    N채널 및 P채널 중 하나로 구현되는 고주파 스위치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다이오드 소자 각각의 애노드 및 캐소드의 방향은 상기 전계 효과 트랜지스터의 채널의 종류에 따라 결정되는 고주파 스위치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다이오드 소자 각각은,
    상기 전계 효과 트랜지스터가 N채널인 경우, 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터의 제어단과 연결되는 캐소드 및 상기 제1 포트와 연결되는 애노드를 구비하고, 상기 전계 효과 트랜지스터가 P채널인 경우, 상기 적어도 하나의 보호 트랜지스터의 제어단과 연결되는 애노드 및 상기 제1 포트와 연결되는 캐소드를 구비하는 고주파 스위치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다이오드 소자 각각은,
    다이오드 커넥션 형태로 연결되는 다이오드 트랜지스터를 포함하는 고주파 스위치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 다이오드 트랜지스터는,
    다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터 및 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터 중 하나를 포함하는 고주파 스위치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 다이오드 커넥티드 전계 효과 트랜지스터 및 상기 다이오드 커넥티드 바이폴라 접합 트랜지스터의 커넥션 형태는 상기 전계 효과 트랜지스터의 채널의 종류에 따라 결정되는 고주파 스위치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 다이오드 트랜지스터의 채널의 폭과 길이는 상기 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호의 전압이 임계 전압 미만 경우, 상기 보호 트랜지스터가 온 동작하도록 설정되고, 상기 제1 포트에서 출력되는 고주파 신호의 전압이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 보호 트랜지스터가 오프 동작하도록 설정되는 고주파 스위치.

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006072A (ja) 2003-06-12 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波スイッチ装置および半導体装置
US20080013231A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Stmicroelectronics S.R.L. Esd protection circuit
JP2009124653A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Renesas Technology Corp 高周波スイッチ回路
JP2010154114A (ja) 2008-12-24 2010-07-08 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Ｒｆ信号切替回路
JP2013026982A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 New Japan Radio Co Ltd 半導体スイッチ回路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633442B1 (ko) 2005-02-23 2006-10-13 인천대학교 산학협력단 마이크로파 에스피디티 스위치
KR101301209B1 (ko) 2009-12-16 2013-08-29 한국전자통신연구원 고주파 대역 스위칭용 씨모오스 스위치 및 스위칭 격리도 강화방법
KR101616597B1 (ko) 2012-11-26 2016-04-28 삼성전기주식회사 고주파 스위치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006072A (ja) 2003-06-12 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波スイッチ装置および半導体装置
US7199635B2 (en) 2003-06-12 2007-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-frequency switching device and semiconductor
US20080013231A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Stmicroelectronics S.R.L. Esd protection circuit
JP2009124653A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Renesas Technology Corp 高周波スイッチ回路
JP2010154114A (ja) 2008-12-24 2010-07-08 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Ｒｆ信号切替回路
JP2013026982A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 New Japan Radio Co Ltd 半導体スイッチ回路

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