KR20030081408A - 고주파 스위치 회로 - Google Patents

고주파 스위치 회로 Download PDF

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KR20030081408A
KR20030081408A KR10-2003-7010065A KR20037010065A KR20030081408A KR 20030081408 A KR20030081408 A KR 20030081408A KR 20037010065 A KR20037010065 A KR 20037010065A KR 20030081408 A KR20030081408 A KR 20030081408A
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frequency semiconductor
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누마타케이이치
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15—Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices

Abstract

고주파 신호를 입출력하는 복수의 고주파 단자(101, 102, 103)와 이들의 고주파 단자 사이를 개폐하는 복수의 고주파 반도체 스위치부(121, 122)를 구비한 고주파 스위치 회로이다. 복수의 고주파 반도체 스위치부의 각각은 직류 전위 분리부(131)에 의해 서로 직류 상태에서 분리되어 있음과 함께, 각 고주파 반도체 스위치부의 제어측에 배치된 전환 신호 단자(111, 112)에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 각 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측의 양측 또는 적어도 한쪽에 인가되도록 구성되어 있다.

Description

고주파 스위치 회로{HIGH FREQUENCY SWITCH CIRCUIT}
도 1은 고주파 스위치 회로의 제 1 종래예를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 1에 의거하여 설명한다.
이 제 1 종래예는, 특개평8-139014호에 개시된 SPDT 회로(단극쌍투:single pole double transfer)로서, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이를 전계 효과 트랜지스터(1 내지 5)의 드레인·소스를 종속 접속하고, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(103) 사이를 전계 효과 트랜지스터(6 내지 10)의 드레인·소스를 종속 접속한 구성으로 되어 있다. 그리고, 전계 효과 트랜지스터(1 내지 10)의 게이트 전극에는 저항 소자(51 내지 60)가 접속되고, 전계 효과 트랜지스터(1 내지 5)의 게이트 전극에 연결되는 저항 소자(51 내지 55)는 전환 신호 단자(111)에 접속되고, 전계 효과 트랜지스터(6 내지 10)의 게이트 전극에 연결되는 저항 소자(56 내지 60)는 전환 신호 단자(112)에 접속되어 있다.
전환 신호 단자(111)와 전환 신호 단자(112)에는, 상반되는 레벨의 전압이 입력된다. 전환 신호 단자(111)에 하이 레벨이 입력되고, 전환 신호 단자(112)에로우 레벨이 입력되면, 전계 효과 트랜지스터(1 내지 5)는 온 상태로 되고 전계 효과 트랜지스터(6 내지 10)는 오프 상태로 되어, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이가 도통 상태로 된다. 한편, 전환 신호 단자(111)에 로우 레벨이 입력되고 전환 신호 단자(112)에 하이 레벨이 입력되면, 전계 효과 트랜지스터(1 내지 5)는 오프 상태로 되고 전계 효과 트랜지스터(6 내지 10)는 온 상태로 되어, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(103) 사이가 도통 상태로 된다.
도 2는 고주파 스위치 회로의 제 2 종래예를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 2에 의거하여 설명한다.
이 제 2 종래예는, 특개평8-213893에 개시된 SPDT 회로로서, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이를 전계 효과 트랜지스터(1)로 접속하고, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(103) 사이를 전계 효과 트랜지스터(2)로 접속한 구성으로 되어 있다. 고주파 단자(102)는 전계 효과 트랜지스터(3)의 드레인·소스간 및 용량 소자(71)을 통하여 접지되고, 고주파 단자(103)는 전계 효과 트랜지스터(4)의 드레인 소스간 및 용량 소자(72)를 통하여 접지되어 있다. 전계 효과 트랜지스터(1 내지 4)의 게이트 전극에는, 각각 저항 소자(51 내지 54)가 접속되어 있다. 전계 효과 트랜지스터(1)의 게이트 전극에 연결되는 저항 소자(51) 및 전계 효과 트랜지스터(4)의 게이트 전극에 연결되는 저항 소자(54)는 전환 신호 단자(111)에 접속되고, 전계 효과 트랜지스터(2)의 게이트 전극에 연결되는 저항 소자(52) 및 전계 효과 트랜지스터(3)의 게이트 전극에 연결되는 저항 소자(53)는 전환 신호 단자(112)에 접속되어 있다. 또한, 고주파 단자(101 내지 103) 및 전계효과 트랜지스터(3 내지 4)의 소스 전극은, 저항 소자(55 내지 59)를 통하여 외부 전원(300)에 접속되어 있다.
전환 신호 단자(111)와 전환 신호 단자(112)에는, 상반되는 레벨의 전압이 입력된다. 고주파 단자(101 내지 103) 및 전계 효과 트랜지스터(3 내지 4)의 소스 전극은, 저항 소자(55 내지 59)를 통하여 외부 전원(300)의 전위가 주어져 있다. 전환 신호 단자(111)에 하이 레벨이 입력되고 전환 신호 단자(112)에 로우 레벨이 입력되면, 전계 효과 트랜지스터(1) 및 전계 효과 트랜지스터(4)는 온 상태로 되고 전계 효과 트랜지스터(2) 및 전계 효과 트랜지스터(3)는 오프 상태로 되어, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이가 도통 상태로 된다. 한편, 전환 신호 단자(111)에 로우 레벨이 입력되고 전환 신호 단자(112)에 하이 레벨이 입력되면, 전계 효과 트랜지스터(1) 및 전계 효과 트랜지스터(4)는 오프 상태로 되고 전계 효과 트랜지스터(2) 및 전계 효과 트랜지스터(3)는 온 상태로 되어, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(103) 사이가 도통 상태로 된다.
또한, SPDT 회로는, 예를 들면 휴대전화기 등에 내장되고, 고주파의 송수신 신호의 전환 스위치로서 기능한다. 또한, 이와 같은 고주파 스위치 회로에 이용되는 전계 효과 트랜지스터는, 한 예를 기술하면 디플레이션형의 n채널 GaAsMESFET이고, 예를 들면 0[V]에서 온, -3[V]에서 오프로 되는 특성을 갖는다.
그러나, 종래의 고주파 스위치 회로에는 다음과 같은 문제가 있다.
제 1 종래예에서는, 고주파 단자에 외부에서 전위를 주지 않기 때문에, 온 측의 전계 효과 트랜지스터에 있어서, 그 양단(드레인측 및 소스측)의 고주파 단자는 하이 레벨과 거의 같은 전위로 되어 버린다. 그 때문에, 게이트·소스간 전위차가 0[V]에 가까워지기 때문에, 충분히 온 저항을 저감할 수 없다. 즉, 통과 손실이 크게 되어 버린다.
제 2 종래예에서는, 고주파 단자에 외부에서 전위를 주고 있기 때문에, 주는 전위(VC)에 따라서는 게이트·소스간 전위(Vgs)를 플러스측으로 크게 하는 것이 가능하게 된다, 따라서 온 저항을 저감할 수 있고, 그 결과 통과 손실을 저감할 수 있다. 그 한편으로, n개의 전계 효과 트랜지스터를 종속 접속하여 구성된 회로가 취급할 수 있는 최대의 핸들링 파워(Pmax)는,
Pmax = 2{n(VC - VL + VT)}2/Zo
라는 식으로 표시된다.(여기서, VL은 로우 레벨, VT는 전계 효과 트랜지스터의 임계치 전압, Zo는 스위치 회로에서의 평가계(平價系) 임피던스이다.)
그 때문에, 로우 레벨(VL)과 VC와의 차가 작아지기 때문에, 핸들링 파워가 저하되어 버리는 문제가 있었다. 또한, 핸들링 파워를 증가시키기 위해서는, 종속 접속의 전계 효과 트랜지스터 수를 증가시켜야 한다는 문제가 있었다. 또한, 외부 전원을 필요로 하여 버리는 것도 문제이다.
환언하면, 종래의 고주파 스위치 회로에서는, 신호 통과 경로가 직류 상태로 연결되어 있기 때문에, 온 측 스위치의 Vgs를 플러스측으로 크게 하여 온 저항의 저감을 도모하면, 오프 측 스위치에서 핸들링 파워가 저하되고, 오프 측 스위치의 Vgs를 마이너스측으로 크게 하여 핸들링 파워의 향상을 도모하면 온 측 스위치의 온 저항이 상승하여 버린다는 문제가 있다.
본 발명은, 예를 들면 휴대전화기 등의 고주파 통신에 이용되는, 고주파 스위치 회로에 관한 것이다.
도 1은 고주파 스위치 회로의 제 1 종래예를 도시한 회로도,
도 2는 고주파 스위치 회로의 제 2 종래예를 도시한 회로도,
도 3은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 1 실시 형태를 도시한 회로도,
도 4의 A 내지 도 4E는 각각 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 1 내지 제 5의 구체예를 도시한 회로도,
도 5의 A 및 도 5의 B는 각각 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 고주파 반도체 스위치부의 구체예를 도시한 회로도,
도 6의 A 및 도 6의 B는 각각 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 전위 전달부의 제 1 및 제 2의 구체예를 도시한 회로도,
도 7은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 2 실시 형태를 도시한 회로도,
도 8은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 3 실시 형태를 도시한 회로도,
도 9는 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 4 실시 형태를 도시한 회로도,
도 10의 A 내지 도 10의 D는 각각 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 제 1부터 제 4까지의 직류 전위 분리부의 각각의 제 1예를 도시한 회로도,
도 11의 A 내지 도 11의 D는 각각 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 제 1부터 제 4까지의 직류 전위 분리부의 각각의 제 2예를 도시한 회로도,
도 12의 A 내지 도 12의 D는 각각 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 제 1부터 제 4까지의 직류 전위 분리부의 각각의 제 3예를 도시한 회로도,
도 13의 A 내지 도 13의 D는 각각 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 제 1부터 제 4까지의 직류 전위 분리부의 각각의 제 4예를 도시한 회로도,
도 14의 A 내지 도 14의 D는 각각 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 제 1부터 제 4까지의 직류 전위 분리부의 각각의 제 5예를 도시한 회로도,
도 15는 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 5 실시 형태를 도시한 회로도,
도 16은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 6 실시 형태를 도시한 회로도,
도 17은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 7 실시 형태를 도시한 회로도,
도 18은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 8 실시 형태를 도시한 회로도.
본 발명은 종래 기술에 있어서의 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 낮은 통과 손실과 높은 핸들링 파워를 양립시킨 고주파 스위치 회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1의 양태에 의하면, 고주파 신호를 입출력하는 복수의 고주파 단자와, 이들의 고주파 단자 사이를 개폐하는 복수의 고주파 반도체 스위치부를 구비한 고주파 스위치 회로에 있어서, 복수의 고주파 반도체 스위치부는, 서로 직류 상태에서 분리됨과 함께, 해당 복수의 고주파 반도체 스위치부의 각각은, 그 제어측에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 인가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로가 제공된다.
「고주파 반도체 스위치부」란, 전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴러 트랜지스터 등의 반도체 스위치 소자를 중심으로 구성된 것이고, 이하「고주파 반도체 스위치부」라고 약칭한다. 「고주파 반도체 스위치부의 제어측에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위」란, 고주파 반도체 스위치부가 닫히게 되는 직류 전위가 제어측에 인가되는 경우는 고주파 반도체 스위치부가 열리게 되는 직류 전위인 것이고, 고주파 반도체 스위치부가 열리게 되는 직류 전위가 제어측에 인가되는 경우는 고주파 반도체 스위치부가 닫히게 되는 직류 전위인 것이다.
각 고주파 반도체 스위치부는, 서로 직류 상태에서 분리되어 있다. 그리고, 각 고주파 반도체 스위치부의 입력측 또는 출력측에는, 제어측에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 인가된다. 하이 레벨 전위가 제어측에 인가되면 닫히게 되는 고주파 반도체 스위치부에 관해 설명한다. 고주파 반도체 스위치부는, 하이 레벨 전위가 제어측에 인가됨에 의해 닫히게 되면, 입력측 또는 출력측에 로우 레벨 전위가 인가된다. 이로써, 그 제어 전압이 입출력 전압보다 충분히 높아지기 때문에, 온 시의 통과 저항치가 저감한다. 한편, 고주파 반도체 스위치부는, 로우 레벨 전위가 제어측에 인가됨에 의해 열리게 되면, 입력측 또는 출력측에 하이 레벨 전위가 인가된다. 이로써, 그 제어 전압이 입력 전압보다 충분히 낮아지기 때문에, 오프시의 핸들링 파워가 향상한다. 로우 레벨 전위가 인가되면 닫히게 되는 고주파 반도체 스위치부에 관해서는, 상기 설명에서 직류 전위의 고저 관계가 역으로 된다.
본 발명의 제 2의 양태에 의하면, 상기 제 1의 양태에서의 복수의 고주파 반도체 스위치부는, 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터로 이루어지고, 또한 복수의 고주파 반도체 스위치부에 있어서의 서로의 분리는 용량 소자에 의해 행하여지고, 또한 게이트 전극에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 드레인 전극 및 소스 전극의 적어도 한쪽에 인가되는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로가 제공된다.
본 발명의 제 3의 양태에 의하면, 상기 제 1의 양태에서의 복수의 고주파 반도체 스위치부는, 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 직렬 접속된 복수의 전계 효과 트랜지스터로 이루어지고, 또한 복수의 고주파 반도체 스위치부에 있어서의 서로의 분리는 용량 소자에 의해 행하여지고, 또한 게이트 전극에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 복수의 전계 효과 트랜지스터의 양단에 위치하는 드레인 전극 및 상기 소스 전극의 적어도 한쪽에 인가되는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로가 제공된다.
본 발명의 제 4의 양태에 의하면, 고주파 신호를 입출력하는 제 1 내지 제 3의 고주파 단자와, 제 3의 고주파 단자와 제 1의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 1의 고주파 반도체 스위치부와, 제 3의 고주파 단자와 제 2의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 2의 고주파 반도체 스위치부와, 제 1의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 1의 전환 신호 단자와, 제 2의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 2의 전환 신호 단자와, 제 3의 고주파 단자와 제 1 및 제 2의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 제 1의 고주파 반도체 스위치부와 제 2의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부와, 제 2의 전환 신호 단자와 제 1의 고주파 단자 사이에 접속됨과 함께 제 2의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 제 1의 고주파 단자에 주는 제 1의 전위 전달 회로와, 제 1의 전환 신호 단자와 제 2의 고주파 단자 사이에 접속됨과 함께 제 1의 전환 신호 단자에 인가되는 직류 전위를 제 2의 고주파 단자에 주는 제 2의 전위 전달 회로를 구비한 고주파 스위치 회로가 제공된다.
본 발명의 제 5의 양태에 의하면, 고주파 신호를 입출력하는 제 1 내지 제 4의 고주파 단자와, 제 1의 고주파 단자와 제 2의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 1의 고주파 반도체 스위치부와, 제 2의 고주파 단자와 제 3의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 2의 고주파 반도체 스위치부와, 제 3의 고주파 단자와 제 4의 고주파단자 사이를 개폐하는 제 3의 고주파 반도체 스위치부와, 제 4의 고주파 단자와 제 1의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 4의 고주파 반도체 스위치부와, 제 1 및 제 3의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 1의 전환 신호 단자와, 제 2 및 제 4의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 2의 전환 신호 단자와, 제 1의 고주파 단자와 제 4 및 제 1의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 제 4의 고주파 반도체 스위치부와 제 1의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 1의 직류 전위 분리부와, 제 2의 고주파 단자와 제 1 및 제 2의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 제 1의 고주파 반도체 스위치부와 제 2의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 2의 직류 전위 분리부와, 제 3의 고주파 단자와 제 2 및 제 3의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 제 2의 고주파 반도체 스위치부와 제 3의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 3의 직류 전위 분리부와, 제 4의 고주파 단자와 제 3 및 제 4의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 제 3의 고주파 반도체 스위치부와 제 4의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 4의 직류 전위 분리부와, 제 2의 전환 신호 단자와 제 1의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 제 2의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 1의 전위 전달 회로와, 제 1의 전환 신호 단자와 제 2의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 제 1의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 2의 전위 전달 회로와, 제 2의 전환 신호 단자와 제 3의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 제 2의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 3의 전위 전달 회로와, 제 1의 전환 신호 단자와 제 4의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 제 1의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 4의 전위 전달 회로를 구비한 고주파 스위치 회로가 제공된다.
각 전위 전달 회로는, 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측의 양쪽에 접속되면 2개로 되고, 입력측 및 출력측의 어느 한쪽에 접속되면 1개로 된다.
본 발명의 제 6의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 5의 양태에서의 직류 전위 분리부는, 해당 직류 전위 분리부가 접속된 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 한쪽의 고주파 반도체 스위치부 사이, 및 해당 직류 전위 분리부가 접속된 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 다른쪽의 고주파 반도체 스위치부 사이의 적어도 한쪽에 접속된 용량 소자로 이루어진다.
본 발명의 제 7의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 6의 양태에서의 직류 전위 분리부는, 해당 직류 전위 분리부가 접속된 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 한쪽의 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와, 해당 직류 전위 분리부가 접속된 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 다른쪽의 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와, 각 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 전환 신호 단자 사이에 접속된 저항 소자를 구비하고 있다.
본 발명의 제 8의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 6의 양태에서의 직류 전위 분리부는, 해당 직류 전위 분리부가 접속된 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 한쪽의 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와, 해당 직류 전위 분리부가 접속된 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 다른쪽의 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와, 각 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 전환 신호 단자 사이에 접속된 저항 소자와, 각 전계 효과 트랜지스터의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자를 구비하고 있다.
본 발명의 제 9의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 8의 양태에서의 고주파 반도체 스위치부는, 해당 고주파 반도체 스위치부에 의해 개폐되는 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와, 이 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 해당 고주파 반도체 스위치부를 제어하는 전환 신호 단자 사이에 접속된 저항 소자와, 해당 드레인 전극과 상기 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자를 구비하고 있다.
본 발명의 제 10의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 8의 양태에서의 고주파 반도체 스위치부는, 해당 고주파 반도체 스위치부에 의해 개폐되는 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 직렬 접속된 복수의 전계 효과 트랜지스터와, 이들의 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 해당 고주파 반도체 스위치부를 제어하는 전환 신호 단자 사이에 각각 접속된 복수의 저항 소자와, 해당 드레인 전극과 상기 소스 전극 사이에 각각 접속된 복수의 저항 소자를 구비하고 있다.
본 발명의 제 11의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 10의 양태에서의 전위 전달 회로는, 저항 소자로 이루어진다.
본 발명의 제 12의 양태에 의하면, 상기 제 4 내지 제 10의 양태에서의 전위 전달 회로는, 직렬 접속된 저항 소자와 인덕터 소자로 이루어진다.
본 발명의 제 13의 양태에 의하면, 상기 제 1 내지 제 12의 양태에서의 고주파 스위치 회로는, 하나의 반도체 칩 내에 집적화된 것이다.
이상의 각 상태를 환언하면, 본 발명은, 신호가 통과하는 경로의 고주파 반도체 스위치부(온 측)와, 신호를 차단하는 경로의 고주파 반도체 스위치부(오프 측)와의 직류 상태에서의 전위를 분리하고, 온 측에서는 게이트·소스간 전위를 플러스로 크게 하고, 오프 측에서는 게이트·소스간 전위를 마이너스로 크게 하는 수단을 갖는다. 신호가 통과하는 경로의 고주파 반도체 스위치부(온 측)와, 신호를 차단하는 경로의 고주파 반도체 스위치부(오프 측)가 직류 상태에서 분리됨에 의해, 온 측에서는 전환 신호 단자 전압이 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측의 전압보다 높고, 게다가 그 차가 커진다. 그 결과, 온 시의 통과 저항치가 저감하기 때문에, 통과 손실도 저감한다. 한편, 오프 측에서는 전환 신호 단자 전압이 입력단자 및 출력 단자의 전압보다 낮고, 게다가 그 차가 커진다. 따라서 오프시의 핸들링 파워가 향상한다. 또한, 전환 신호 전압을 이용하여 직류 전위를 주고 있기 때문에, 외부 전원이 불필요하게 된다. 요약하면, 신호의 통과 경로를 직류 상태에서 분리하고, 전환 신호의 전압을 이용함으로써, 온 측 스위치의 Vgs를 플러스측으로 크게, 오프 측 스위치의 Vgs를 마이너스측으로 크게 하는 것을 가능하게 하였다.
본 발명에 의한 고주파 스위치 회로에 의하면, 이하가 효과를 이룬다.
또한, 이하의 기술에서는, 전환 신호 단자에 높은 전위를 인가한 경우에 닫히게 되고, 낮은 전위를 인가한 경우에 열리게 되는 고주파 반도체 스위치부에 관해, 전환 신호 단자→ 제어 단자, 전환 신호 단자에 인가하는 전압→ 제어 전압, 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측의 전압→ 입출력 전압, 닫힘→ 온, 열림→ 오프라고 환언하여 설명한다.
제 1의 효과는, 고주파 신호가 통과하는 경로의 고주파 반도체 스위치부(온 측)에서는, 그 제어 전압이 입출력 전압보다 충분히 높아지기 때문에, 온 시의 통과 저항치가 저감하고, 그 결과 통과 손실을 저감할 수 있다. 그 이유는, 각 고주파 반도체 스위치부는 서로 직류 상태에서 분리되고, 또한 해당 고주파 반도체 스위치부(온 측)의 입력측 또는 출력측은, 전위 전달 회로를 통하여 다른쪽의 고주파 반도체 스위치부(오프 측)의 제어 단자에 접속되어 있기 때문에, 그 제어 단자에 인가되어 있는 낮은 전위가 전달되기 때문이다.
제 2의 효과는, 고주파 신호를 차단하는 경로의 고주파 반도체 스위치부(오프 측)에서는, 그 제어 전압이 입력 전압보다 충분히 낮아지기 때문에, 오프시의 핸들링 파워를 향상할 수 있다. 그 이유는, 각 고주파 반도체 스위치부는 서로 직류 상태에서 분리되고, 또한 해당 고주파 반도체 스위치부(오프 측)의 입력측 또는 출력측은, 전위 전달 회로를 통하여 다른쪽의 고주파 반도체 스위치부(온 측)의 제어 단자에 접속되어 있기 때문에, 그 제어 단자에 인가되어 있는 높은 전위가 전달되기 때문이다.
즉, 종래의 회로 구성에서는, 이 2개의 효과를 양립시키는 것이 불가능하였다. 이에 대해, 본 발명에서는, 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 등에 의해, 이 2개의 효과를 양립시킬 수 있다. 또한, 전환 신호 단자에 높은 전위를 인가한 경우에 열리게 되고, 낮은 전위를 인가한 경우에 닫히게 되는 고주파 반도체 스위치부에 관해서는, 상기한 설명에서 전압의 고저 관계가 역으로 된다.
상기 및 다른 본 발명의 목적, 상태, 그리고 이점은, 본 발명의 원리에 합치하는 매우 적합한 구체예가 실시형태로서 나타나 있는 이하의 상세한 기술(記述) 및 첨부한 도면에 관련하여 설명됨에 의해, 해당 기술의 숙달자에 의해 분명하게 될 것이다.
도 3은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 1 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 3에 의거하여 설명한다.
본 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 고주파 신호를 입출력하는 고주파 단자(101, 102, 103)와, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이를 개폐하는 고주파 반도체 스위치부(121)와, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(103) 사이를 개폐하는 고주파 반도체 스위치부(122)와, 고주파 반도체 스위치부(121)의 개폐 동작을 제어하는 전환 신호 단자(111)와, 고주파 반도체 스위치부(122)의 개폐 동작을 제어하는 전환 신호 단자(112)와, 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121, 122) 사이에 접속됨과 함께 고주파 반도체 스위치부(121)와 고주파 반도체 스위치부(122)를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부(131)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 단자(102) 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 고주파 단자(102)에 주는 전위 전달 회로(141)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 단자(103) 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 고주파 단자(103)에 주는 전위 전달 회로(142)를 구비하고 있다.
도 3에 있어서, 고주파 반도체 스위치부(121, 122)의 블록 내에 화살표를 부기하고 있다. 이 화살표의 꼬리측이 고주파 신호의 입력측이고, 앞측이 고주파 신호의 출력측이다.
본 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서는, 고주파 단자(102)에 고주파 반도체 스위치부(121)의 출력측이 접속되고, 고주파 단자(103)에 고주파 반도체 스위치부(122)의 출력측이 접속되어 있다. 고주파 반도체 스위치부(121)와 고주파 반도체 스위치부(122)는, 서로의 입력측 및 출력측의 직류 전위가 같게 되지 않도록, 입력측이 직류 전위 분리부(131)을 통하여 고주파 단자(101)에 접속되어 있다. 고주파 반도체 스위치부(121)의 제어측은 전환 신호 단자(111)에 접속되고, 고주파 반도체 스위치부(122)의 제어측은 전환 신호 단자(112)에 접속되어 있다. 또한, 전환 신호 단자(111)에 인가되는 전압을 고주파 단자(103)에 전달하기 위해 전환 신호 단자(111)에 전위 전달부(142)가 접속되고, 전환 신호 단자(112)에 인가되는 전압을 고주파 단자(102)에 전달하기 위해, 전환 신호 단자(112)에 전위 전달부(141)가 접속되어 있다.
도 4의 A 내지 도 4의 C는, 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 1예 내지 제 3예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 3 및 도 4의 A 내지 도 4의 C에 의거하여 설명한다.
도 4의 A에 도시한 바와 같이, 제 1예의 직류 전위 분리부(1311)는 고주파단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 사이에 접속된 용량 소자(41)와, 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 사이에 접속된 용량 소자(42)로 이루어진다. 도 4의 B에 도시한 바와 같이, 제 2예의 직류 전위 분리부(1312)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 사이에 접속된 용량 소자(42)로 이루어진다. 도 4의 C에 도시한 바와 같이, 제 3예의 직류 전위 분리부(1313)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 사이에 접속된 용량 소자(41)로 이루어진다.
도 4의 D 및 도 4E는, 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 4예 및 제 5예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 3 및 도 4의 D 및 도 4E에 의거하여 설명한다.
도 4의 D에 도시한 바와 같이, 제 4예의 직류 전위 분리부(1314)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터(1)와, 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터(2)와, 전계 효과 트랜지스터(1)의 게이트 전극과 전환 신호 단자(111) 사이에 접속된 저항 소자(51)와, 전계 효과 트랜지스터(2)의 게이트 전극과 전환 신호 단자(112) 사이에 접속된 저항 소자(52)를 구비하고 있다.
도 4E에 도시한 바와 같이, 제 5예의 직류 전위 분리부(1315)는, 상기 제 4예의 직류 전위 분리부의 구성에 더하여, 전계 효과 트랜지스터(1)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자(53)와, 전계 효과 트랜지스터(2)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자(54)를 구비하고 있다. 저항 소자(53, 54)는, 예를 들면, 수10kΩ 이상의 높은 저항치를 갖는다.
도 5의 A 및 도 5의 B는, 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 고주파 반도체 스위치부의 제 1예 및 제 2예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 3 및 도 5의 A 및 도 5의 B에 의거하여 설명한다.
도 5의 A에 도시한 바와 같이, 제 1예의 고주파 반도체 스위치부(1211)는, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터(1)와, 전계 효과 트랜지스터(1)의 게이트 전극과 전환 신호 단자(111) 사이에 접속된 저항 소자(52)와, 전계 효과 트랜지스터(1)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자(51)를 구비하고 있다. 저항 소자(51)는, 전계 효과 트랜지스터(1)의 드레인·소스 사이의 전위를 정돈하기 위해 마련되고, 예를 들면, 수kΩ 이상의 저항치를 갖는다.
도 5의 B에 도시한 바와 같이, 제 2예의 고주파 반도체 스위치부(1212)는, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 직렬 접속된 전계 효과 트랜지스터(1, 2, 3)와, 전계 효과 트랜지스터(1, 2, 3)의 게이트 전극과 전환 신호 단자(111) 사이에 각각 접속된 저항 소자(54, 55, 56)와, 전계 효과 트랜지스터(1, 2, 3)의 드레인 전극과 소스 전극 사이에 각각 접속된 저항 소자(51, 52, 53)를 구비하고 있다. 저항 소자(51 내지 53)는, 각각 전계 효과 트랜지스터(1 내지 3)의 드레인·소스 사이의 전위를 정돈하기 위해 마련되고, 예를 들면, 수kΩ 이상의 저항치를 갖는다.
또한, 도 3에 있어서의 고주파 반도체 스위치부(122)도, 도 5의 A 및 도 5의 B에 있어서의 고주파 반도체 스위치부(1211및 1212)의 구성에 준한다. 또한, 전계 효과 트랜지스터는, 도 5의 A 및 도 5의 B에 있어서 단수 또는 3개의 접속이지만, 2개 또는 4개 이상의 접속으로 하여도 좋다.
도 6의 A 및 도 6의 B는, 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 전위 전달부의 제 1예 및 제 2예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 3 및 도 6의 A 및 도 6의 B에 의거하여 설명한다.
도 6의 A에 도시한 바와 같이, 제 1예의 전위 전달 회로(1411)는 저항 소자(51)로 이루어진다. 저항 소자(51)는, 예를 들면, 수10kΩ 이상의 저항치를 갖는다. 도 6의 B에 도시한 바와 같이, 제 2예의 전위 전달 회로(1412)는, 직렬 접속된 저항 소자(51)와 인덕터 소자(91)로 이루어진다.
또한, 도 3에 있어서의 전위 전달 회로(142)도, 도 6의 A 및 도 6의 B에 있어서의 전위 전달 회로(1411및 1412)의 구성에 준한다. 또한, 전위 전달 회로(141)는, 도 3에 있어서 고주파 반도체 스위치부(121)의 출력측에만 접속되어 있지만, 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측에만, 또는 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 및 출력측의 양쪽에 접속하여도 좋다. 마찬가지로, 전위 전달 회로(142)는, 도 3에 있어서 고주파 반도체 스위치부(122)의 출력측에만 접속되어 있지만, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측에만, 또는 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측의 양쪽에 접속하여도 좋다.
다음에, 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로의 동작에 관해, 도 3을 참조하여 설명한다.
전환 신호 단자(111)에 하이 레벨이 입력되고, 전환 신호 단자(112)에 로우 레벨이 입력되었다고 한다. 이 때, 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 및 출력측은, 전위 전달부(141)를 통하여 전환 신호 단자(112)에 연결되어 있기 때문에, 로우 레벨에 근접하도록 전위가 내려간다. 그 때문에, 고주파 반도체 스위치부(121)의 제어측의 전위는, 입력측 및 출력측의 전위보다 충분히 높아진다. 이로써, 고주파 반도체 스위치부(121)의 온 저항이 충분히 낮아지기 때문에 통과 손실이 저감된다.
한편, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측은, 직류 전위 분리부(131)에 의해, 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 및 출력측과는 직류 상태에서 분리되어 있다. 그 때문에, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측은, 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 및 출력측의 전위와 다른 값을 채택할 수 있다. 즉, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측은, 전위 전달부(142)를 통하여 전환 신호 단자(111)에 연결되어 있기 때문에, 하이 레벨에 근접하도록 전위가 올라간다. 그 때문에, 고주파 반도체 스위치부(122)의 제어측의 전위는, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측의 전위보다도 충분히 낮아진다. 따라서, 고주파 반도체 스위치부(122)는 오프 상태로 된다. 또한, 고주파반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측은, 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 및 출력측보다 높은 전위로 된다.
이 때, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 및 출력측의 전위를 Vn, 로우 레벨을 VL, 고주파 반도체 스위치부(122)를 구성하는 전계 효과 트랜지스터의 임계치 전압을 VT라고 하면, 이 오프 상태를 유지할 수 있는 최대의 전력(Pmax)은,
Pmax = 2{n(Vn - VL + VT)}2/Zo
라는 식으로 표시된다.(여기서, n은 고주파 반도체 스위치부(122)를 구성하는 전계 효과 트랜지스터의 종속 접속 단수(段數), Zo는 스위치 회로에서의 평가계 임피던스이다.)
본 실시 형태에서는, Vn을 크게 채택할 수 있기 때문에, 윗식에서 분명한 바와 같이, 고주파 반도체 스위치부(121, 122) 사이가 직류 상태에서 분리되지 않는 때에 비하여, Pmax가 향상한다. 따라서 통과 손실의 저감과 핸들링 파워의 향상이 동시에 도모된다.
도 7은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 2 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 7에 의거하여 설명한다.
본 제 2 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 직류 전위 분리부(131, 132)가 도 4의 D에 도시한 구성으로 되어 있고, 고주파 반도체 스위치부(121, 122)가 도 5의 B에 도시한 구성으로 되어 있고, 전위 전달 회로(141, 142)가 도 6의 A에 도시한 구성으로 되어 있다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.
도 8은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 3 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 8에 의거하여 설명한다.
본 제 3 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 직류 전위 분리부(131, 132)가 도 4E에 도시한 구성으로 되어 있고, 고주파 반도체 스위치부(121, 122)가 도 5의 B에 도시한 구성으로 되어 있고, 전위 전달 회로(141, 142)가 도 6의 A에 도시한 구성으로 되어 있다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.
도 9는 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 4 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 9에 의거하여 설명한다.
본 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 고주파 신호를 입출력하는 고주파 단자(101 내지 104)와, 고주파 단자(101)와 고주파 단자(102) 사이를 개폐하는 고주파 스위치부(121)와, 고주파 단자(102)와 고주파 단자(103) 사이를 개폐하는 고주파 스위치부(122)와, 고주파 단자(103)와 고주파 단자(104) 사이를 개폐하는 고주파 반도체 스위치부(123)와, 고주파 단자(104)와 고주파 단자(101) 사이를 개폐하는 고주파 반도체 스위치부(124)와, 고주파 반도체 스위치부(121, 123)의 개폐 동작을 제어하는 전환 신호 단자(111)와, 고주파 반도체 스위치부(122, 124)의 개폐 동작을 제어하는 전환 신호 단자(112)와, 고주파 단자(131)와 고주파 반도체 스위치부(124, 121) 사이에 접속됨과 함께 고주파 반도체 스위치부(124)와 고주파 스위치부(121)를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부(131)와, 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(121, 122) 사이에 접속됨과 함께 고주파 반도체 스위치부(121)와 고주파 반도체 스위치부(122)를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부(132)와, 고주파 단자(103)와 고주파 반도체 스위치부(122, 123) 사이에 접속됨과 함께 고주파 반도체 스위치부(122)와 고주파 반도체 스위치부(123)를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부(133)와, 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(123, 124) 사이에 접속됨과 함께 고주파 반도체 스위치부(123)와 고주파 반도체 스위치부(124)를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부(134)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(141)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 반도체 스위치부(121)의 출력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 출력측에 주는 전위 전달 회로(142)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(143)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(122)의 출력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 출력측에 주는 전위 전달 회로(144)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 반도체 스위치부(123)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(145)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 반도체 스위치부(123)의 출력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 출력측에 주는 전위 전달 회로(146)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(124)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(147)과, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(124)의 출력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 출력측에 주는 전위 전달 회로(148)을 구비하고 있다.
도 9에 있어서, 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)의 블록 내에 화살표를 부기하고 있다. 이 화살표의 꼬리측이 고주파 신호의 입력측이고, 앞측이 고주파 신호의 출력측이다.
본 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에 있어서, 고주파 단자(101)는 직류 전위 분리부(131)에 접속되고, 고주파 단자(102)는 직류 전위 분리부(132)에 접속되고, 고주파 단자(103)는 직류 전위 분리부(133)에 접속되고, 고주파 단자(104)는 직류 전위 분리부(134)에 접속되어 있다. 이들에 접속되는 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)는, 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측이 직류 전위 분리부(131)에, 출력측이 직류 전위 분리부(132)에 접속되고, 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측이 직류 전위 분리부(132)에, 출력측이 직류 전위 분리부(133)에 접속되고, 고주파 스위치부(123)의 입력측이 직류 전위 분리부(133)에, 출력측이 직류 전위 분리부(134)에 접속되고, 고주파 반도체 스위치부(124)의 입력측이 직류 전위 분리부(134)에, 출력측이 직류 전위 분리부(131)에 접속되어 있다. 고주파 스위치(121, 123)의 제어측은 전환 신호 단자(111)에 접속되고, 고주파 스위치(122, 124)의 제어측은 전환 신호 단자(112)에 접속되어 있다. 전환 신호 단자(111)에 입력되는 제어 전압을 고주파 반도체 스위치부(122, 124)에 전달하기 위해, 전위 전달부(143)이 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측에, 전위 전달부(144)가 고주파 반도체 스위치부(122)의 출력측에, 전위 전달부(147)가 고주파 반도체 스위치부(124)의 입력측에, 전위 전달부(148)가 고주파 반도체 스위치부(124)의 출력측에 접속되어 있다. 전환 신호 단자(112)에 입력되는 제어 전압을 고주파 반도체 스위치부(121, 123)에 전달하기 위해, 전위 전달부(141)가 고주파 반도체 스위치부(121)의 입력측에, 전위 전달부(142)가 고주파 반도체 스위치부(121)의 출력측에, 전위 전달부(145)가 고주파 반도체 스위치부(123)의 입력측에, 전위 전달부(146)이 고주파 반도체 스위치부(123)의 출력측에 접속되어 있다.
도 10의 A 내지 도 10의 D는, 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 1예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 9 및 도 10의 A 내지 도 10의 D에 의거하여 설명한다.
도 10의 A 내지 도 10의 D에 도시한 바와 같이, 직류 전위 분리부(131a)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(124) 사이에 접속된 용량 소자(48) 및 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(41)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(132a)는 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(42) 및 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 접속된 용량 소자(43)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(133a)는 고주파 단자(103)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 접속된 용량 소자(44) 및 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(45)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(134a)는 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(46) 및 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(124) 사이에 접속된 용량 소자(47)로 이루어진다.
도 11의 A 내지 도 11의 D는, 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 2예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 9 및 도 11의 A 내지 도 11의 D에 의거하여 설명한다.
도 11의 A 내지 도 11의 D에 도시한 바와 같이, 직류 전위 분리부(131b)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(41)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(132b)는 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(42)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(133b)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(45)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(134b)는 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(46)로 이루어진다.
도 12의 A 내지 도 12의 D는, 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 3예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 9 및 도 12의 A 내지 도 12의 D에 의거하여 설명한다.
도 12의 A 내지 도 12의 D에 도시한 바와 같이, 직류 전위 분리부(131c)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(41)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(132c)는 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 접속된 용량 소자(43)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(133c)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(45)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(134c)는 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(124) 사이에 접속된 용량 소자(47)로 이루어진다.
도 13의 A 내지 도 13의 D는, 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 4예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 9 및 도 13의 A 내지 도 13의 D에 의거하여 설명한다.
도 13의 A 내지 도 13의 D에 도시한 바와 같이, 직류 전위 분리부(131d)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(41)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(132d)는 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(42)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(133d)는 고주파 단자(103)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 접속된 용량 소자(44)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(134d)는 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(46)로 이루어진다.
도 14의 A 내지 도 14의 D는, 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부의 제 5예를 도시한 회로도이다. 이하, 도 9 및 도 14의 A 내지 도 14의 D에 의거하여 설명한다.
도 14의 A 내지 도 14의 D에 도시한 바와 같이, 직류 전위 분리부(131e)는 고주파 단자(101)와 고주파 반도체 스위치부(121) 사이에 접속된 용량 소자(41)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(132e)는 고주파 단자(102)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 접속된 용량 소자(43)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(133e)는 고주파 단자(103)와 고주파 반도체 스위치부(122) 사이에 접속된 용량 소자(44)로 이루어진다. 직류 전위 분리부(134e)는 고주파 단자(104)와 고주파 반도체 스위치부(123) 사이에 접속된 용량 소자(46)로 이루어진다.
또한, 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부(131 내지 134)는, 도 4의 D 및 도 4E에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)는, 도 5의 A 및 도 5의 B에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 전위 분리부(141 내지 148)는, 도 6의 A 및 도 6의 B에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 1 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.
도 15는 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 5 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 15에 의거하여 설명한다.
본 제 5 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 전환 신호 단자(112)와 고주파 스위치부(121)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(141)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(142)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 반도체 스위치부(123)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(1453), 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(124)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(143)를 구비한 점에서 상기 제 4 실시 형태와 다르다.
또한, 제 5 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부(131 내지 134)는, 도 10의 A 내지 도 14의 D 및 도 4의 D 및 도 4E에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 제 5 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)는, 도 5의 A 및 도 5의 B에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 제 5 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 전위 분리부(141 내지 144)는, 도 6의 A 및 도 6의 B에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.
도 16은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 6 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 16에 의거하여 설명한다.
본 제 6 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 전환 신호 단자(112)와 고주파 스위치부(121)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(141)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(122)의 입력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 입력측에 주는 전위 전달 회로(142)와, 전환 신호 단자(112)와 고주파 반도체 스위치부(123)의 출력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(112)에 인가된 직류 전위를 해당 출력측에 주는 전위 전달 회로(143)와, 전환 신호 단자(111)와 고주파 반도체 스위치부(124)의 출력측 사이에 접속됨과 함께 전환 신호 단자(111)에 인가된 직류 전위를 해당 출력측에 주는 전위 전달 회로(148)를 구비한 점에서, 상기 제 4 실시 형태와 다르다.
또한, 제 6 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 직류 전위 분리부(131 내지 134)는, 도 10의 A 내지 도 14의 D 및 도 4의 D 및 도 4E에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 제 6 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)는, 도 5의 A 및 도 5의 B에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 제 6 실시 형태의 고주파 스위치 회로에서의 전위 분리부(141 내지 144)는, 도 6의 A 및 도 6의 B에 도시한 구성으로 하여도 좋다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.
도 17은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 7 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 17에 의거하여 설명한다.
본 제 7 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 직류 전위 분리부(131 내지 134)가 도 4의 D에 도시한 구성으로 되어 있고, 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)가 도 5의 B에 도시한 구성으로 되어 있고, 전위 전달 회로(141 내지 144)가 도 6의 A에 도시한 구성으로 되어 있다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.
도 18은 본 발명에 관한 고주파 스위치 회로의 제 8 실시 형태를 도시한 회로도이다. 이하, 이 도 18에 의거하여 설명한다.
본 제 8 실시 형태의 고주파 스위치 회로는, 직류 전위 분리부(131 내지 134)가 도 4E에 도시한 구성으로 되어 있고, 고주파 반도체 스위치부(121 내지 124)가 도 5의 B에 도시한 구성으로 되어 있고, 전위 전달 회로(141 내지 144)가 도 6의 A에 도시한 구성으로 되어 있다. 본 실시 형태의 고주파 스위치 회로도, 상기 제 4 실시 형태의 고주파 스위치 회로와 같은 작용 및 효과를 이룬다.

Claims (13)

  1. 고주파 신호를 입/출력하는 복수의 고주파 단자와, 이들의 고주파 단자 사이를 연결하는 배선에 마련된 복수의 고주파 반도체 스위치부를 구비한 고주파 스위치 회로에 있어서,
    상기 복수의 고주파 반도체 스위치부는, 서로 직류 상태에서 분리되어 있고, 또한 상기 복수의 고주파 반도체 스위치부의 각각은, 제어측에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 인가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 고주파 반도체 스위치부의 각각은, 상기 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터로 이루어지고, 또한 상기 복수의 고주파 반도체 스위치부에 있어서의 상기 서로의 분리는의 용량 소자에 의해 이루어지고, 또한 게이트 전극에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극의 적어도 한쪽에 인가되는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 고주파 반도체 스위치부의 각각은, 상기 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 직렬 접속된 복수의 전계 효과 트랜지스터로 이루어지고, 또한 상기 복수의 고주파 반도체 스위치부에 있어서의 상기 서로의 분리는의 용량 소자에 의해 이루어지고, 또한 게이트 전극에 인가되는 직류 전위와 역의 관계에 있는 직류 전위가 상기 복수의 전계 효과 트랜지스터의 양단에 위치하는 상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극의 적어도 한쪽에 인가되는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  4. 고주파 신호를 입출력하는 제 1 내지 제 3의 고주파 단자와,
    상기 제 3의 고주파 단자와 상기 제 1의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 1의 고주파 반도체 스위치부와,
    상기 제 3의 고주파 단자와 상기 제 2의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 2의 고주파 반도체 스위치부와,
    상기 제 1의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 1의 전환 신호 단자와,
    상기 제 2의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 2의 전환 신호 단자와,
    상기 제 3의 고주파 단자와 상기 제 1 및 제 2의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 해당 제 1의 고주파 반도체 스위치부와 해당 제 2의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 직류 전위 분리부와,
    상기 제 2의 전환 신호 단자와 상기 제 1의 고주파 단자 사이에 접속됨과 함께 해당 제 2의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 제 1의 고주파 단자에 주는 제 1의 전위 전달 회로와,
    상기 제 1의 전환 신호 단자와 상기 제 2의 고주파 단자 사이에 접속됨과 함께 해당 제 1의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 제 2의 고주파 단자에 주는 제 2의 전위 전달 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  5. 고주파 신호를 입출력하는 제 1 내지 제 4의 고주파 단자와,
    상기 제 1의 고주파 단자와 상기 제 2의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 1의 고주파 반도체 스위치부와,
    상기 제 2의 고주파 단자와 상기 제 3의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 2의 고주파 반도체 스위치부와,
    상기 제 3의 고주파 단자와 상기 제 4의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 3의 고주파 반도체 스위치부와,
    상기 제 4의 고주파 단자와 상기 제 1의 고주파 단자 사이를 개폐하는 제 4의 고주파 반도체 스위치부와,
    상기 제 1 및 제 3의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 1의 전환 신호 단자와,
    상기 제 2 및 제 4의 고주파 반도체 스위치부의 개폐 동작을 제어하는 제 2의 전환 신호 단자와,
    상기 제 1의 고주파 단자와 상기 제 4 및 제 1의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 해당 제 4의 고주파 반도체 스위치부와 해당 제 1의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 1의 직류 전위 분리부와,
    상기 제 2의 고주파 단자와 상기 제 1 및 제 2의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 해당 제 1의 고주파 반도체 스위치부와 해당 제 2의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 2의 직류 전위 분리부와,
    상기 제 3의 고주파 단자와 상기 제 2 및 제 3의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 해당 제 2의 고주파 반도체 스위치부와 해당 제 3의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 3의 직류 전위 분리부와,
    상기 제 4의 고주파 단자와 상기 제 3 및 제 4의 고주파 반도체 스위치부 사이에 접속됨과 함께 해당 제 3의 고주파 반도체 스위치부와 해당 제 4의 고주파 반도체 스위치부를 직류 상태에서 분리하는 제 4의 직류 전위 분리부와,
    상기 제 2의 전환 신호 단자와 상기 제 1의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 해당 제 2의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 1의 전위 전달 회로와,
    상기 제 1의 전환 신호 단자와 상기 제 2의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 해당 제 1의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 2의 전위 전달 회로와,
    상기 제 2의 전환 신호 단자와 상기 제 3의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 해당 제 2의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 3의 전위 전달 회로와,
    상기 제 1의 전환 신호 단자와 상기 제 4의 고주파 반도체 스위치부의 입력측 및 출력측에서의 적어도 한쪽과의 사이에 접속됨과 함께 해당 제 1의 전환 신호 단자에 인가된 직류 전위를 해당 입력측 및 출력측의 적어도 한쪽에 주는 제 4의 전위 전달 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 직류 전위 분리부는, 해당 직류 전위 분리부가 접속되고 상기 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 한쪽의 상기 고주파 반도체 스위치부 사이, 및 해당 직류 전위 분리부가 접속된 상기 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 다른쪽의 상기 고주파 반도체 스위치부 사이의 적어도 한쪽에 접속된 용량 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  7. 제 4항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직류 전위 분리부는,
    해당 직류 전위 분리부가 접속된 상기 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 한쪽의 상기 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와,
    해당 직류 전위 분리부가 접속된 상기 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 다른쪽의 상기 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와,
    상기 각 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 전환 신호 단자 사이에 접속된 저항 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  8. 제 4항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직류 전위 분리부는,
    해당 직류 전위 분리부가 접속된 상기 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 한쪽의 상기 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와,
    해당 직류 전위 분리부가 접속된 상기 고주파 단자와 해당 직류 전위 분리부가 접속된 다른쪽의 상기 고주파 반도체 스위치부 사이에, 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와,
    상기 각 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 전환 신호 단자 사이에 접속된 저항 소자와,
    상기 각 전계 효과 트랜지스터의 상기 드레인 전극과 상기 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  9. 제 4항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 반도체 스위치부는,
    해당 고주파 반도체 스위치부에 의해 개폐되는 상기 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 접속된 전계 효과 트랜지스터와,
    상기 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 해당 고주파 반도체 스위치부를 제어하는 상기 전환 신호 단자 사이에 접속된 저항 소자와,
    상기 드레인 전극과 상기 소스 전극 사이에 접속된 저항 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  10. 제 4항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 반도체 스위치부는,
    해당 고주파 반도체 스위치부에 의해 개폐되는 상기 고주파 단자 사이에 드레인 전극 및 소스 전극이 직렬 접속된 복수의 전계 효과 트랜지스터와,
    이들의 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극과 해당 고주파 반도체 스위치부를 제어하는 상기 전환 신호 단자 사이에 각각 접속된 복수의 저항 소자와,
    상기 드레인 전극과 상기 소스 전극 사이에 각각 접속된 복수의 저항 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  11. 제 4항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전위 전달 회로는 저항 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  12. 제 4항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전위 전달 회로는 직렬 접속된 저항 소자와 인덕터 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
  13. 제 1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서,
    해당 고주파 스위치 회로는 하나의 반도체 칩 내에 집적화 되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 스위치 회로.
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