KR102195772B1 - 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 rf 스위치 - Google Patents

고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 rf 스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 RF 신호를 선택하여 전송할 수 있게 하는 RF 스위치에 관한 것으로, 안테나 단자, 복수의 RF 신호 입력 단자, 복수의 RF 신호 입력 단자 중 어느 하나로부터 입력받은 RF 신호를 상기 안테나 단자로 출력하는 스위치 그룹을 둘 이상 포함하고, 스위치 그룹은 RF 신호가 입력되어 안테나 단자로 출력되는 RF 신호 전송 라인에 복수의 직렬 스위치 소자가 직렬로 연결되고, 복수의 직렬 스위치 소자들 사이의 RF 신호 전송 라인과 접지 단자 사이에 병렬 스위치 소자가 연결되고, 복수의 직렬 스위치 소자 중에서 RF 신호 입력 단자에 가장 가까운 직렬 스위치 소자의 일단과 타단에 종단 저항(190)이 병렬로 연결되는, 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치를 제공하여, 오프 스위치 소자가 형성하는 RF 루프를 줄임으로써 격리도 특성을 개선하고, 종단 저항에 병렬 연결되는 오프 커패시턴스가 본딩와이어의 인덕턴스를 보상함으로써 반사손실 특성을 개선한다.

Description

고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치 {High isolation and low return loss RF switch}
본 발명은 RF 신호 대역의 고격리도 및 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치에 관한 것으로, 특히 고주파 대역에서의 높은 전력구동능력을 가지면서, 고격리도 및 저반사손실 특성을 유지할 수 있는 RF 스위치에 관한 것이다.
RF 스위치는 큰 전력 RF 신호를 수신하고 작은 삽입 손실(Insertion Loss) 성능을 가지면서 수신부와 송신부를 충분히 격리할 수 있는 고격리도 특성이 요구된다.
도 1은 종래 구성에 따른 고격리도 RF 스위치를 도시한 것으로, 일반적인 SPDT (single-pole double throw) RF 스위치를 나타낸 것이다. RF 스위치는 기본적으로는 1개의 안테나 단자(10)에 복수 개의 입력단자(RF1, RF2)가 직렬 스위치 소자(11)(SE#)로 이루어진 기본 셀(unit cell)을 통해 연결된 구조이며, 격리도 향상을 위해서 기본 셀에는 직렬 스위치 소자와 병렬 스위치 소자(12)(SH#)를 추가할 수 있다. 직렬 스위치 소자와 병렬 스위치 소자는 선형성과 고출력 구동 요건에 따라 여러 개의 트랜지스터가 적층된 형태를 사용한다. SPDT 이상의 스위치 구성을 위해서는 입력단자의 개수만큼 기본 셀이 반복되는 구조를 취할 수 있다.
제어 신호를 통해서, 여러 개의 RF 신호 입력단자 중 1개의 RF 신호 입력단자(RF1)가 안테나 단자에 연결되며, 나머지의 다른 RF 신호 입력단자(RF2)는 안테나로부터 격리된다. 이 경우 안테나 단자와 연결된 RF 신호 입력단자 RF1에 부착된 직렬 스위치 소자(SE1a, SE1b, SE1c)는 온(ON) 상태이며, 나머지 RF 신호 입력단자 RF2에 연결된 직렬 스위치 소자(SE2a, SE2b, SE2c)는 오프(OFF) 상태가 된다.
제어부에 의해 RF 신호 입력단자 RF1에 연결된 직렬 스위치 소자가 온 상태가 되면 해당 직렬 스위칭 소자들 사이에 병렬로 연결되어 있던 병렬 스위치는 오프 상태가 된다. 제어부에 의해 RF 신호 입력 단자 RF2에 연결된 직렬 스위치 소자가 오프 상태가 되면 해당 직렬 스위칭 소자들 사이에 병렬로 연결되어 있던 병렬 스위치는 온 상태가 된다. 예를 들어 RF 신호 입력단자 RF2가 안테나로부터 격리되어, 직렬 스위치 소자(SE2a, SE2b, SE2c)가 오프될 때, RF 신호 입력 단자 RF2로부터 유입된 누설 신호는 병렬 스위치(SH2a, SH2b, SH2c)에 의해 접지 방향으로 흡수 및 차단되기 때문에 일정한 격리도 특성을 갖는 RF 스위치가 구성될 수 있다.
그러나 오프 스위치 소자(RF 신호 입력단자 RF2가 안테나로부터 격리된 경우라면, SE2a, SE2b, SE2c)의 특성이 등가적으로 커패시턴스와 같기 때문에 오프 상태에서의 격리도 특성은 제한적이다. 따라서 스위치의 격리도 특성을 향상시키기 위해서는 직렬 스위치 소자를 구성하는 트랜지스터의 오프 상태 격리도 특성을 향상시켜야 하며, 온 상태가 되는 병렬 스위치 소자의 채널 저항을 줄여야 한다. 직렬 스위치 소자의 격리도 특성을 향상하기 위해서는 스위치를 구성하는 스위치 소자(예, CMOS의 FET)의 채널 폭을 줄여야 하지만, FET의 채널폭은 온 상태 스위치 단자의 삽입 손실에 영향을 주게 되어 채널 폭을 줄이는 데에 한계가 있다. 병렬 스위치 소자의 온 상태 채널 저항을 줄이기 위해서 스위치 소자의 채널 폭을 크게 할 수 있지만, 이것 또한 하모닉 등의 요건에 의해 한계가 있다. 또한 RF 스위치를 패키지나 모듈 상에 구성할 때 사용하는 본딩와이어의 등가 인덕턴스의 영향으로 그 개선폭이 고주파 대역에서 상당히 제한된다.
또한 RF 스위치를 사용하는 시스템의 구성 요건에 따라 오프 스위치 소자의 입력단자에 종단 저항(termination resistor)를 추가하여 일정한 반사손실 특성을 갖는 RF 스위치를 구성할 수 있다(한국등록특허공보 제1874525호). 이 경우 안테나 또는 외부의 RF 회로로부터 오프 스위치 단자에 유입되는 신호가 반사되어 돌아가지 않도록 종단 저항의 임피던스가 입력 임피던스에 정합되기 때문에, 입력 단자 개방 시 반사 손실이 거의 발생하지 않는다. 그러나 RF 입력 신호의 본딩와이어 및 종단 저항의 일단에 연결되는 접지 본딩와이어가 만드는 RF 루프의 면적이 늘어나는 문제가 있다. RF 루프의 면적이 늘어나면 안테나 단자 또는 다른 입력 단자로부터의 RF 에너지와 더 많이 결합하게 되어 격리도 특성을 떨어뜨리는 원인이 된다.
한국 등록특허공보 제1874525호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 안테나와 입력 단자 사이의 격리도 특성을 개선하고, 반사 손실 특성을 개선함으로써, RF 신호 대역의 고격리도 및 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 스위치는, 안테나 단자, 복수의 RF 신호 입력 단자, 및 복수의 RF 신호 입력 단자 중 어느 하나로부터 입력받은 RF 신호를 안테나 단자로 출력하는 스위치 그룹을 둘 이상 포함하고, 스위치 그룹에는 RF 신호 입력 단자와 안테나 단자 사이에 복수의 직렬 스위치 소자가 직렬로 연결되고, 복수의 직렬 스위치 소자들 사이에 병렬 스위치 소자의 일단이 연결되고, 병렬 스위치 소자의 타단은 접지 단자에 연결되고, 복수의 직렬 스위치 소자들 중에서 RF 신호 입력 단자에 가장 가까운 직렬 스위치 소자의 일단과 타단에 종단 저항이 병렬로 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 스위치는, 안테나 단자는 복수 개로 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 스위치는, 스위치 그룹에 포함된 복수의 직렬 스위치 소자와 복수의 병렬 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제어부는 복수의 상기 RF 신호 입력 단자 중 선택된 특정 RF 신호 입력 단자를 안테나 단자에 전기적으로 연결시키는 제1 모드, 나머지 다른 RF 신호 입력 단자를 상기 안테나 단자에 대해 전기적으로 개방시키는 제2 모드로 동작하고, 제1 모드는 특정 입력 단자에 연결된 스위치 그룹에 포함된 직렬 스위치 소자를 모두 온시키고, 병렬 스위치 소자를 모두 오프시키는 제어 모드이며, 제2 모드는 나머지 다른 입력 단자에 연결된 스위치 그룹에 포함된 직렬 스위치 소자를 모두 오프시키고, 병렬 스위치 소자를 모두 온시키는 제어 모드이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 스위치는, 종단 저항의 저항값은 종단 저항이 병렬로 연결된 병렬 스위치 소자의 오프 커패시턴스가 반도체 패키지 연결용 본딩와이어의 인턱턴스와 매칭되도록 설정된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 스위치는, RF 신호 입력 단자에 가장 가까운 직렬 스위치 소자와 복수의 병렬 스위치 소자들 중에서 RF 신호 입력 단자에 가장 가까운 병렬 스위치 소자를 반도체 다이의 외곽 측에 배치한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 스위치는, RF 신호 입력 단자에 가장 가까운 직렬 스위치 소자와 종단 저항을 반도체 다이의 외곽 측을 따라 서로 밀착되게 배치한다.
본 발명의 RF 스위치는 종단 저항을 RF 신호 입력 단자에서 가장 가까운 직렬 스위치 소자에 병렬로 연결하여, 입력 본딩와이어가 만드는 RF 루프의 면적을 줄임으로써 안테나와 입력 단자 사이의 격리도 특성을 개선할 수 있다.
또한 본 발명의 RF 스위치는 오프 상태인 직렬 스위치 소자의 커패시턴스로 본딩와이어의 인덕턴스를 정합하여 RF 신호 입력 단자의 오프 시 반사손실 특성을 개선할 수 있다.
또한 본 발명의 RF 스위치는 고격리도 특성을 얻는데 필요한 스위치 그룹의 구성 소자의 개수를 줄일 수 있어 회로의 복잡도를 경감할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 구성에 따른 RF 스위치를 나타낸 블록도이다.
도 2은 본 발명의 RF 스위치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 종단 저항 주변의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 RF 스위치가 설치된 반도체 다이를 나타낸 개략도이다.
도 5는 종래 기술의 구성에 따른 RF 스위치가 설치된 반도체 다이를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 스위치가 설치된 반도체 다이를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 스위칭 장치의 격리도 개선 효과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 스위칭 장치의 반사손실 개선 효과를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RF 스위치를 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 2에 도시된 RF 스위치는 하나 이상의 안테나 단자(10) RFC(radio frequency common)에 복수 개의 RF 신호 입력 단자(30)가 연결된다.
복수 개의 RF 신호 입력 단자(30)와 하나 이상의 안테나 단자(10) 사이에는 고격리도 특성과 저반사손실을 획득하기 위해 스위치 그룹(100)이 포함된다. 공통 안테나 단자(10)에 대해 복수의 RF 신호 입력 단자(30)가 전기적으로 연결될 수 있는 상태에 있는 경우, 스위치 그룹(100)은 RF 신호 입력 단자(30)의 개수만큼 마련될 수 있다. 즉, 본 발명은 하나의 안테나 단자와 2개의 입력 단자를 갖는 SPDT(single-pole double-throw) 스위치에 대해서 주로 기술하고 있지만, 고격리도 특성과 저반사손실 특성을 위한 기본 개념은 복수 개의 출력 또는 안테나 단자를 갖고 있거나 복수 개의 입력 단자를 갖는 NPNT(multiple-pole multiple-throw)로 확장하여 적용할 수 있다.
각 스위치 그룹(100)은 각 RF 신호 입력 단자(30)와 공통의 안테나 단자(10)의 사이마다 배치될 수 있다. 일 예로, 도 2의 실시예에는 공통의 안테나 단자(10) RFC에 대해 2개의 입력 단자(30) RF1, RF2가 마련되어 있다. 이때, RFC와 RF1 사이에는 제1의 스위치 그룹(100) ①이 마련되고, RFC와 RF2 사이에는 제2의 스위치 그룹(100) ②가 마련될 수 있다.
각각 스위치 그룹(100)은 복수의 RF 신호 입력 단자 중 어느 하나로부터 RF 신호를 입력받아 안테나 단자로 출력한다. 스위치 그룹에는 안테나 단자(10)로부터 격리되는 RF 신호 입력 단자에 대해, 고격리도 특성을 향상시키고 반사 손실을 줄이기 위해, RF 신호 입력단과 RF 신호 출력단 사이에 복수의 직렬 스위치 소자들(110, 111)이 직렬로 연결되어 있고, 복수의 병렬 스위치 소자들(120)이 병렬로 연결되어 있다. 복수의 직렬 스위치 소자(110, 111) 중에서 직렬 스위치 소자(111)는 입력 단자(30)에 가장 근접한 직렬 스위치 소자를 표시하고, 직렬 스위치 소자(110)는 그 나머지 모든 직렬 스위치 소자를 표시한다. 이와 같이 직렬 스위치 소자(110)와 직렬 스위치 소자(111)는 스위칭 그룹의 반도체 다이에서의 배치 위치를 구분하기 위해 도면 번호를 다르게 한 것이고 두 직렬 스위치 소자의 구조는 서로 동일하다.
직렬 스위치 소자(110, 111) 내부에는 동일한 구조로 복수 개로 적층된 트랜지스터가 배치되어 있다. 이는 하나의 트랜지스터가 견딜 수 있는 파괴 전압 이상으로 신호가 입력되었을 때 인가신호의 전압을 직렬 연결된 복수 개의 트랜지스터로 분산시켜 하나의 트랜지스터에 인가되는 전압 스윙을 적층된 개수만큼 분산시킴으로써, 큰 전압 진폭을 갖는 고출력 신호를 수신할 수 있도록 하기 위함이다.
또한 삽입손실의 성능 저하없이 단자 간의 격리도 특성 향상을 향상시키기 위해 병렬 스위치 소자(120)가 스위치 그룹(100)의 RF 신호 전송 라인에 병렬로 연결된다. 복수의 병렬 스위치 소자(120) 각각은, 일단은 복수의 직렬 스위치 소자 사이에 연결되고, 타단은 접지 단자(50)에 연결된다. 병렬 스위치 소자(120)도 직렬 스위치 소자와 마찬가지로 트랜지스터 적층 구조를 갖는다.
본 발명의 RF 스위치에는 스위치 그룹(100)를 제어하는 제어부(미도시)가 마련될 수 있다. 제어부는 복수의 RF 신호 입력 단자(30) 중 선택된 특정 RF 신호 입력 단자(30)를 안테나 단자(10)에 전기적으로 연결시키는 제1 제어모드, 나머지 다른 RF 신호 입력 단자(30)를 안테나 단자(10)에 대해 전기적으로 격리시키는 제2 제어모드로 동작할 수 있다.
제1 제어모드는 특정 RF 신호 입력 단자(30)에 연결된 스위치 그룹(100)에 포함된 직렬 스위치(110)를 모두 온(ON)시키고, 병렬 스위치(120)를 모두 오프(OFF)시키는 제어 모드이다. 제2 모드는 다른 입력 단자(30)에 연결된 스위치 그룹(100)에 포함된 직렬 스위치(110)를 모두 오프(OFF)시키고, 병렬 스위치(120)를 모두 온(ON)시키는 제어 모드이다.
본 발명에 의한 실시예에 따라 RF 스위치가 구성되면, 도 2에서와 같이 종단 저항(RTERM)(190)을 RF 신호 입력 단자(30)에서 가장 가까운 직렬 스위치 소자 (111)에 병렬로 연결할 수 있다. 도 2의 예시를 따라, RF 신호 입력 단자(30) RF1이 안테나 단자(10) RFC에 연결되는 경우, 스위치 그룹(100) ①에 마련된 직렬 스위치 소자(110, 111) SE1a, SE1b, SE1c는 스위치 온되며, 스위치 그룹(100) ①에 마련된 병렬 스위치 소자(120) SH1a, SH1b는 스위치 오프 된다. 그리고 RF 신호 입력 단자(30) RF2에 연결된 스위치 그룹(100) ②의 직렬 스위치 소자(110) SE2a, SE2b, SE2c는 스위치 오프되고, 스위치 그룹(100) ②의 병렬 스위치 소자(120) SH2a, SH2b는 스위치 온된다. 본 실시예에 따르면, RF 신호 입력 단자(30) RF2에 물리적으로 가장 가까운 직렬 스위치 소자(111) SE2c의 오프 커패시턴스와 종단 저항(RTERM)(190)이 병렬 회로를 구성하여 반사 손실이 개선될 수 있다. 즉, 해당 직렬 스위치 소자(111)가 오프 스위치로 동작하는 경우, 오프 스위치가 구성하는 커패시턴스와 본딩와이어의 인덕턴스를 서로 매칭되게 하여 반사손실 특성을 개선할 수 있다.
도 3(a) 및 3(b)는 각각 종래기술의 RF 스위치(도 1)에서와 본 발명의 RF 스위치(도 2)에서의 종단 저항 주변 등가 회로를 나타낸 것이다. 도 3(b)에서처럼 종단 저항 RTERM에 병렬 연결된 등가 커패시턴스 Coff가 본딩와이어에 의해 추가된 등가 인턱턴스 Lsignal, Lground를 보상해주기 때문에 반사손실 특성이 개선된다. 종단 저항 RTERM의 저항값은 종단 저항이 병렬로 연결된 직렬 스위치 소자(111)의 오프 커패시턴스가 본딩와이어의 인턱턴스와 매칭되도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한 직렬 스위치 소자(111)에 종단 저항을 병렬로 연결하는 구성을 통해 고격리도 특성을 얻는데 필요한 스위치 그룹의 구성 소자의 개수를 하나 줄일 수 있다. 도 2를 도 1과 대비해볼 때, 본 발명에서는 종래 기술에 비해 병렬 스위치 소자 SH1c 및 SE2c가 생략된 것을 알 수 있다.
모듈, 패키지, 기판, 보드 등의 반도체 다이 상에 RF 스위치를 구성하게 될 경우, 접지 단자(50) 또는 RF 신호 입력 단자(30)로 향하는 본딩와이어에 의한 인덕턴스의 영향으로 격리도의 개선 정도가 고주파에서 제한적일 수 있다. 또한, 패키지의 선택에 따라 길어진 본딩와이어는 안테나 또는 다른 RF 신호 입력 단자(30)로부터의 결합(coupling)을 증가시켜 RF 스위치의 전체적인 격리도 특성을 열화시킬 수 있다. 격리도 특성 저하의 주 원인은 오프 스위치의 종단 저항과 입력 신호의 본딩와이어, 종단 저항의 일단에 연결된 접지 본딩와이어가 형성하는 RF 루프이다. RF 루프의 면적이 클수록 안테나 단자(10) 또는 다른 입력 단자(30)로부터의 RF 에너지와 더 많이 결합되어 격리도 특성이 더욱 저하될 수 있다.
RF 스위치의 격리도 특성은 온 상태의 스위치 회로가 만드는 RF 루프와 오프 상태의 스위치가 만드는 RF 루프 간의 커플링에 의해 큰 영향을 받는다. 온 상태의 스위치 회로가 만드는 RF 루프는 RF 입력 신호의 본딩와이어, 스위치 온 소자의 등가 저항(switch on resistance), 안테나 단자의 본딩와이어 등을 통해 형성되는 루프일 수 있다. 오프 상태의 스위치 소자가 만드는 RF 루프는 종단 저항과 이에 병렬연결된 오프 스위치 소자의 등가 커패시턴스, 종단 저항을 연결하는 본딩와이어 등에 의해 형성되는 루프일 수 있다. 암페어의 회로 법칙(Ampere’circuital law)에 따라 루프의 면적이 작을수록 두 루프 간의 커플링(coupling)이 줄어들기 때문에, 격리도를 향상시키기 위해서는 반도체 다이의 레이아웃과 패키지의 구성이 루프의 면적을 줄일 수 있도록 최적화되어야 한다. 패키지 상에서 반도체 다이를 패키지의 입력 핀 또는 안테나 핀에 가까이 배치하는 것도 본딩와이어의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에 루프의 면적을 줄일 수 있는 한 방법일 수 있다.
도 4는 도 2의 본 발명의 구성에 따른 RF 스위치의 반도체 다이 레이아웃과 패키지 모듈을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 종래 기술에 따른 RF 스위치의 반도체 다이 레이아웃과 패키지 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, RF 신호 입력용 본딩 패드와 접지용 본딩 패드는 서로 전기적으로 단절되는 상태가 유지되는 범위 내에서, 스위치 그룹(100)이 실장된 반도체 다이의 가장자리를 따라 서로 밀착되게 배치될 수 있다. 또한 RF 신호 입력 단자에 가장 가까운 직렬 스위치 소자(111, SE1c)와 종단 저항도 반도체 다이의 가장자리를 따라 서로 밀착되게 배치될 수 있다. 그리고 RF 신호 입력 단자(30)에 가장 가까운 직렬 스위치 소자(111, SE1c)와 복수의 병렬 스위치 소자들 중에서 RF 신호 입력 단자(50)에 가장 가까운 병렬 스위치 소자(SH1b)는 타 스위치 소자들에 비해 반도체 다이의 외곽 측에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치 구조를 통해 본 발명에서는 RF 루프, 즉 종단 저항과 이에 병렬 연결된 오프 스위치 소자의 등가 커패시턴스, 종단 저항을 연결하는 본딩와이어에 의해 형성되는 루프의 면적(S)을 줄일 수 있다.
도 5에서와 같이 RF 신호 입력 단자(30)에 가장 가깝게 위치한 병렬 스위치 소자(12)에 종단저항(19)이 직렬로 연결되어 있는 구성(도 1의 종래 기술에 따른 RF 스위치) 에서는, 반도체 다이 상에서 접지용 본딩 패드와 RF 신호 입력용 본딩 패드 사이에 종단 저항이 직렬로 배치되어 양 본딩 패드의 간격이 도 4에 비해 상대적으로 넓게 배치된다. 도 4와 도 5를 대비하여 보면, 도 4에 도시된 본 발명의 RF 스위치의 레이아웃에서 도 5의 종래 기술의 RF 스위치의 경우에 비해 오프 스위치 소자가 형성하는 RF 루프의 면적이 줄어드는 것을 알 수 있다.
또한 도 6에 도시한 다른 실시예를 통해서는, 반도체 다이 상의 레이아웃에 따라서 RF 신호 단자에 2개의 본딩와이어를 구성할 수 있으므로 본딩와이어에 의한 기생 성분도 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 RF 스위치의 격리도 개선 효과를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 RF 스위치의 반사손실 개선 효과를 도시한 그래프이다. 도 7 및 8에서 점선이 종래 기술에 따른 RF 스위치에서의 격리도 및 반사손실을 나타내고, 실선이 본 발명에 따른 RF 스위치에서의 격리도 및 반사손실을 나타낸다. 본 발명의 실시예와 같이 RF 신호 입력 단자(30)에 가장 가깝게 위치한 직렬 스위치 소자(12)에 종단저항(19)이 병렬로 연결된 구성을 통해 반사손실 및 격리도의 특성이 개선되었음을 볼 수 있다. 격리도의 개선을 통해 전기적으로 연결된 RF 신호단자로 부터 개방된 RF 신호 단자로 누설되는 누설신호의 크기를 줄일 수 있고, 본 발명의 스위치를 사용하는 통신 시스템의 신호 품질을 개선할 수 있다. 그리고 반사손실의 개선은 만일 개방된 RF 신호단자로 부터 통신 신호의 출력이 있을 경우 통신 신호의 출력 시스템으로 되돌아가는 반사신호의 크기를 줄임으로써, 출력 시스템이 받을 수 있는 견고성(ruggedness)의 저하를 방지하는데 기여한다.
지금까지 본 발명의 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치를 도면을 참조하여 상세히 기술하였지만, 이것은 예시 목적이지 이것으로 본 발명을 한정하고자 함은 아니며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 이하의 부속 청구범위에 의해 정해지며, 본 발명의 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 안테나 단자, 11 : 직렬 스위치 소자
12 : 병렬 스위치 소자, 19 : 종단 저항
30 : RF 신호 입력 단자, 50 : 접지 단자
100 : 스위치 그룹, 110, 111 : 직렬 스위치 소자
120 : 병렬 스위치 소자, 190 : 종단 저항

Claims (8)

  1. 안테나 단자(10), 복수의 RF 신호 입력 단자(30) 및 복수의 스위치 그룹(100)을 포함하고, 각 스위치 그룹은 상기 복수의 RF 신호 입력 단자 중 하나를 안테나 단자로 연결하는 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치에 있어서,
    상기 각 스위치 그룹은,
    복수의 직렬 스위치 소자들(110, 111)과 복수의 병렬 스위치 소자(120)들을 포함하고,
    상기 복수의 직렬 스위치 소자들(110, 111), 즉 RF 신호 입력 단자(30)에 가장 근접한 직렬 스위치 소자(111)와 나머지 복수의 직렬 스위치 소자(110)들을 포함하는 모든 직렬 스위치 소자들(110, 111)은 직렬로 연결되고,
    상기 복수의 병렬 스위치 소자 각각의 일단은 상기 복수의 직렬 스위치 소자들(110, 111) 사이에 연결되고 타단은 접지 단자(50)에 연결되고,
    상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 상기 직렬 스위치 소자(111)에 종단 저항(190)이 병렬로 연결되고,
    상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 상기 직렬 스위치 소자(111)와 상기 종단 저항은, 반도체 다이의 외곽 측을 따라 서로 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 단자는 복수로 이루어진 것을 특징으로 하는, 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치 그룹에 포함된 상기 복수의 직렬 스위치 소자와 상기 복수의 병렬 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 복수의 상기 RF 신호 입력 단자 중 선택된 특정 RF 신호 입력 단자를 상기 안테나 단자에 전기적으로 연결시키는 제1 모드, 나머지 다른 RF 신호 입력 단자를 상기 안테나 단자에 대해 전기적으로 개방시키는 제2 모드로 동작하고,
    상기 제1 모드는 상기 선택된 특정 입력 단자에 연결된 스위치 그룹에 포함된 직렬 스위치 소자를 모두 온시키고, 상기 선택된 특정 입력 단자에 연결된 스위치 그룹에 포함된 병렬 스위치 소자는 모두 오프시키는 제어 모드이며,
    상기 제2 모드는 상기 나머지 다른 입력 단자에 연결된 스위치 그룹에 포함된 직렬 스위치 소자를 모두 오프시키고, 상기 나머지 다른 입력 단자에 연결된 스위치 그룹에 포함된 병렬 스위치 소자는 모두 온시키는 제어 모드인 것을 특징으로 하는, 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 종단 저항의 저항값은 상기 종단 저항이 병렬로 연결된 상기 직렬 스위치 소자(111)의 오프 커패시턴스가 상기 스위치 그룹(100)의 반도체 패키지 연결용 본딩와이어의 인턱턴스와 매칭되도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 상기 직렬 스위치 소자(111)와 상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 병렬 스위치 소자(120)는 반도체 다이의 외곽 측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치
  6. 제 1 항의 고격리도와 저반사손실 특성을 갖는 RF 스위치를 반도체 다이에 배치하는 반도체 다이 배치 방법에 있어서,
    상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 상기 직렬 스위치 소자(111)와 상기 종단 저항(190)은, 반도체 다이의 외곽 측을 따라 서로 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 하는, RF 스위치 반도체 다이 배치 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 상기 직렬 스위치 소자(111)와, 상기 RF 신호 입력 단자에 가장 근접한 병렬 스위치 소자는 반도체 다이의 외곽 측에 배치되는 것을 특징으로 하는, RF 스위치 반도체 다이 배치 방법.
  8. 삭제
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KR20000001082A (ko) * 1998-06-08 2000-01-15 김영환 광대역 초고주파 정합식 스위치
KR20180053149A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 베렉스주식회사 고 격리도 특성을 갖는 rf 스위치

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