KR20140086487A - 고주파 스위치 회로 - Google Patents
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본 발명은, 고주파 스위치 회로에 관한 것으로, 제1 신호 포트에 접속된 제1 노드와, 공통 포트에 접속된 공통 노드와의 사이에 연결되어, 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 스위치 회로부; 제2 신호 포트에 접속된 제2 노드와 상기 공통 노드와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어신호와의 역위상을 갖는 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 스위치 회로부; 상기 제2 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 션트 회로부; 상기 제1 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 션트 회로부; 상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서 제1 병렬 공진을 수행하는 제1 인덕턴스 회로부; 및 상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서 제2 병렬 공진을 수행하는 제2 인덕턴스 회로부; 를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은, 션트(shunt) 경로에서의 공진을 이용하여 삽입손실을 개선할 수 있는 고주파 스위치 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대전화기 등의 무선 통신기기에 내장되는 반도체 집적회로에는, 안테나와 송신/수신 회로 사이에서 고주파 신호의 전달경로를 제어하는 고주파 반도체 스위치(이하, 고주파 스위치라 칭함)가 포함된다.
이와 같은 고주파 스위치에 대해, 낮은 손실, 높은 격리도, 빠른 스위칭 속도가 요구되며, 또한 대 신호의 입력 시에서도 낮은 고조파 왜곡, 즉 높은 선형성도 요구된다.
기본의 무선 통신기기에서, 고주파 스위치는 복수의 송신/수신 회로에 각각 접속되는 복수의 고주파 포트와, 안테나에 접속되는 공통 포트를 구비한다.
이러한 고주파 스위치가 복수의 고주파 포트와 공통 포트 사이에서 고주파 신호의 전달경로를 제어함으로써, 고주파 스위치에 접속된 복수의 송신/수신 회로 중 하나가 선택되어 안테나에 전기적으로 접속된다.
기존의 고주파 스위치는, 각 고주파 포트와 공통 포트 사이의 고주파 신호의 전달경로를 전환하기 위하여, 각 고주파 포트와 공통 포트 사이에 연결된 스위치 트랜지스터와, 각 고주파 포트와 접지 사이에 연결된 션트 트랜지스터를 포함한다.
이때, 상기 스위치 트랜지스터 및 션트 트랜지스터 각각은 SOI(Silicon On Insulator) 기판 상에 스위치 소자로서 MOS형 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)가 될 수 있다.
이와 같은 기존의 고주파 스위치에서는, 복수의 스위치 및 션트 트랜지스터 각각의 게이트에는 온 상태 또는 오프 상태로 제어 할 수 있기 위한 스위칭 제어 신호가 제공된다. 이 스위칭 제어신호는 베이스 밴드 칩셋에서 제공될 수 있다.
그런데, 기존의 고주파 스위치는, 신호를 보내는 송신단의 파워는 수신단에 인가되는 파워보다 크다. 이에 따라 송신단에서의 큰 파워의 신호가 수신단으로 유입될 수 있어서 아이솔레이션 특성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
또한, 션트 트랜지스터를 이용한 션트 경로를 추가하여 필요한 아이솔레이션 특성을 구현하고 있으나, 이에 따라 션트 트랜지스터를 통해서 고주파 신호가 손실되어, 고주파 스위치의 삽입 손실이나 하모닉 특성 등이 나빠지는 문제점이 있다.
하기 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은, 고주파 스위치 회로 및 반도체 장치에 관한 것으로, 션트 경로에서의 공진을 이용하여 삽입손실을 개선할 수 있는 기술적 사항을 개시하고 있지 않다.
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은, 션트 경로에서의 공진을 이용하여 삽입손실을 개선할 수 있는 고주파 스위치 회로를 제공한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면으로써, 본 발명은, 제1 신호 포트에 접속된 제1 노드와, 공통 포트에 접속된 공통 노드와의 사이에 연결되어, 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 스위치 회로부; 제2 신호 포트에 접속된 제2 노드와 상기 공통 노드와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어신호와의 역위상을 갖는 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 스위치 회로부; 상기 제2 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 션트 회로부; 상기 제1 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 션트 회로부; 및 상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서 제1 병렬 공진을 수행하는 제1 인덕턴스 회로부; 및 상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서 제2 병렬 공진을 수행하는 제2 인덕턴스 회로부; 를 포함하는 고주파 스위치를 제안한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에서, 상기 제1 인덕턴스 회로부는, 상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제1 병렬 공진을 수행하도록 이루어질 수 있다.
상기 제2 인덕턴스 회로부는, 상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제2 병렬 공진을 수행하도록 이루어질 수 있다.
상기 제1 인덕턴스 회로부는, 상기 제1 병렬 공진에 의한 제1 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 인덕턴스를 갖도록 이루어질 수 있다.
상기 제2 인덕턴스 회로부는, 상기 제2 병렬 공진에 의한 제2 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 인덕턴스를 갖도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 션트 경로에서의 공진을 이용하여 삽입손실을 개선할 수 있는 고주파 스위치 회로를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로를 개시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 제1 동작 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 제1 동작 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 삽입손실을 보이는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 제1 동작 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 제1 동작 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 삽입손실을 보이는 그래프이다.
이하에서는, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 일 예로써 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 하나의 예시에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로를 개시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로는, 제1 스위치 회로부(110), 제2 스위치 회로부(120), 제1 션트 회로부(210), 제2 션트 회로부(220), 제1 인덕턴스 회로부(310) 및 제2 인덕턴스 회로부(320)를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위치 회로부(110)는, 제1 신호 포트(PT1)에 접속된 제1 노드(N1)와, 공통 포트(PTcom)에 접속된 공통 노드(NC)와의 사이에 연결되어, 제1 제어 신호(SC10)에 의해 동작될 수 있다.
여기서, 상기 제1 제어 신호(SC10)는 상기 제1 스위치 회로부(110)를 온상태(인에이블) 또는 오프상태(디스에이블)로 제어하기 위해 로우레벨의 전압 또는 하이레벨의 신호가 될 수 있다.
상기 제2 스위치 회로부(120)는, 제2 신호 포트(PT2)에 접속된 제2 노드(N2)와 상기 공통 노드(NC)와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어신호(SC10)와의 역위상을 갖는 제2 제어 신호(SC20)에 의해 동작될 수 있다.
여기서, 상기 제1 제어 신호(SC10)가 하이레벨이면 상기 제2 제어 신호(SC20)는 로우레벨이고, 상기 제1 제어 신호(SC10)가 로우레벨이면 상기 제2 제어 신호(SC20)는 하이레벨이 된다.
이때, 상기 제1 신호포트(PT1) 및 제2 신호포트(PT2)는 RF 신호를 송신 또는 수신하기 위해 RF 회로부와 연결되는 포트이다. 상기 공통 포트(PTcom)는 안테나에 연결되는 포트이다.
상기 제1 션트 회로부(210)는, 상기 제2 노드(N2)와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어 신호(SC10)에 의해 동작될 수 있다.
상기 제2 션트 회로부(220)는, 상기 제1 노드(N1)와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제2 제어 신호(SC20)에 의해 동작될 수 있다.
상기 제1 인덕턴스 회로부(310)는, 상기 제1 션트 회로부(210)와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부(210)가 오프상태에서 제1 병렬 공진을 수행하는다.
상기 제2 인덕턴스 회로부(320)는, 상기 제2 션트 회로부(220)와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부(220)가 오프상태에서 제2 병렬 공진을 수행하는다.
상기 제1 인덕턴스 회로부(310)는, 상기 제1 션트 회로부(210)와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부(210)가 오프상태에서의 커패시턴스와 제1 병렬 공진을 수행할 수 있다.
이때, 상기 제1 인덕턴스 회로부(310)의 인덕턴스는, 상기 제1 병렬 공진에 의한 제1 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 설정될 수 있다.
상기 제2 인덕턴스 회로부(320)는, 상기 제2 션트 회로부(220)와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부(220)가 오프상태에서의 커패시턴스와 제2 병렬 공진을 수행할 수 있다.
이때, 상기 제2 인덕턴스 회로부(310)의 인덕턴스는, 상기 제2 병렬 공진에 의한 제2 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 설정될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 인덕턴스 회로부(310, 320)의 인덕턴스는, 예를 들어, 조립시 사용되는 본딩 와이어의 언덕턴스 성분을 이용할 수 있고, 모듈에서 패키지에 구현된 인덕턴스 성분을 이용할 수도 있다.
일 예로, 상기 제1 신호포트(PT1)가 송신포트이고, 상기 제2 신호포트(PT2)를 수신포트인 경우에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 고주파 스위치 회로의 동작 예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 제1 동작 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제2 션트 회로부(220)가 상기 제2 제어신호(SC20)에 의해 온상태로 되면, 상기 제2 스위치 회로부(120)도 온상태로 되고, 제1 스위치 회로부(110) 및 제1 션트 회로부(210) 각각은 오프 상태로 된다.
이와 같이, 상기 제1 션트 회로부(210)가 오프상태인 경우, 상기 제1 인덕턴스 회로부(310)의 인덕턴스는, 상기 제1 션트 회로부(210)가 오프상태에서의 커패시턴스와 제1 병렬 공진을 일으킬 수 있다.
특히, 상기 제1 병렬 공진에 의한 제1 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하므로, 제1 병렬 공진에 의해서 사용 주파수에서 높은 임피던스를 갖게 된다. 이에 따라, 안테나에 연결된 공통 포트(PTcom)로부터 수신되는 신호는 수신포트인 제2 신호포트(PT2)로 전달되며, 상기 제1 병렬 공진에 의한 높은 임피던스에 의해서 상기 수신 신호가 제1 션트 회로부(210)를 통해 접지로 손실되는 삽입손실이 감소될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 제1 동작 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 션트 회로부(210)가 상기 제1 제어신호(SC10)에 의해 온상태로 되면, 상기 제1 스위치 회로부(110)도 온상태로 되고, 제2 스위치 회로부(120) 및 제2 션트 회로부(220) 각각은 오프 상태로 된다.
이와 같이, 상기 제2 션트 회로부(220)가 오프상태인 경우, 상기 제2 인덕턴스 회로부(320)의 인덕턴스는, 상기 제2 션트 회로부(220)가 오프상태에서의 커패시턴스와 제2 병렬 공진을 일으킬 수 있다.
특히, 상기 제2 병렬 공진에 의한 제2 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하므로, 제2 병렬 공진에 의해서 사용 주파수에서 높은 임피던스를 갖게 된다. 이에 따라, 송신포트인 제1 포트(PT1)에서 송신신호가 안테나에 연결된 공통 포트(PTcom)로 전달되며, 상기 제2 병렬 공진에 의한 높은 임피던스에 의해서 상기 송신 신호가 제2 션트 회로부(220)를 통해 접지로 손실되는 삽입손실이이 감소될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 삽입손실을 보이는 그래프이다.
도 4에서, G1은 기존의 고주파 스위치 회로에서의 삽입손실이고, G2는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로의 삽입손실이다. G1 및 G2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 스위치 회로에 의해 삽입손실이 개선되었음을 알 수 있다.
110: 제1 스위치 회로부
120: 제2 스위치 회로부
210: 제1 션트 회로부
220: 제2 션트 회로부
310: 제1 인덕턴스 회로부
320: 제2 인덕턴스 회로부
PT1: 제1 신호 포트
PT2: 제2 신호 포트
PTcom: 공통 포트
SC10: 제1 제어 신호
SC20: 제2 제어 신호
N1: 제1 노드
NC: 공통 노드
120: 제2 스위치 회로부
210: 제1 션트 회로부
220: 제2 션트 회로부
310: 제1 인덕턴스 회로부
320: 제2 인덕턴스 회로부
PT1: 제1 신호 포트
PT2: 제2 신호 포트
PTcom: 공통 포트
SC10: 제1 제어 신호
SC20: 제2 제어 신호
N1: 제1 노드
NC: 공통 노드
Claims (8)
- 제1 신호 포트에 접속된 제1 노드와, 공통 포트에 접속된 공통 노드와의 사이에 연결되어, 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 스위치 회로부;
제2 신호 포트에 접속된 제2 노드와 상기 공통 노드와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어신호와의 역위상을 갖는 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 스위치 회로부;
상기 제2 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 션트 회로부;
상기 제1 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 션트 회로부; 및
상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서 제1 병렬 공진을 수행하는 제1 인덕턴스 회로부; 및
상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서 제2 병렬 공진을 수행하는 제2 인덕턴스 회로부;
를 포함하는 고주파 스위치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 인덕턴스 회로부는,
상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제1 병렬 공진을 수행하는 고주파 스위치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 인덕턴스 회로부는,
상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제2 병렬 공진을 수행하는 고주파 스위치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 인덕턴스 회로부는,
상기 제1 병렬 공진에 의한 제1 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 인덕턴스를 갖는 고주파 스위치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 인덕턴스 회로부는,
상기 제2 병렬 공진에 의한 제2 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 인덕턴스를 갖는 고주파 스위치.
- 제1 신호 포트에 접속된 제1 노드와, 공통 포트에 접속된 공통 노드와의 사이에 연결되어, 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 스위치 회로부;
제2 신호 포트에 접속된 제2 노드와 상기 공통 노드와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어신호와의 역위상을 갖는 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 스위치 회로부;
상기 제2 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제1 제어 신호에 의해 동작되는 제1 션트 회로부;
상기 제1 노드와 접지와의 사이에 연결되어, 상기 제2 제어 신호에 의해 동작되는 제2 션트 회로부; 및
상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서 제1 병렬 공진을 수행하는 제1 인덕턴스 회로부; 및
상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서 제2 병렬 공진을 수행하는 제2 인덕턴스 회로부; 를 포함하고,
상기 제1 인덕턴스 회로부는, 상기 제1 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제1 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제1 병렬 공진을 수행하고,
상기 제2 인덕턴스 회로부는, 상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제2 병렬 공진을 수행하는 고주파 스위치.
- 제6항에 있어서, 상기 제2 인덕턴스 회로부는,
상기 제2 션트 회로부와 병렬로 연결되어, 상기 제2 션트 회로부가 오프상태에서의 커패시턴스와 제2 병렬 공진을 수행하는 고주파 스위치.
- 제6항에 있어서, 상기 제1 인덕턴스 회로부는,
상기 제1 병렬 공진에 의한 제1 공진 주파수가 사용 주파수와 동일하도록 인덕턴스를 갖는 고주파 스위치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20120157055A KR20140086487A (ko) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 고주파 스위치 회로 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20120157055A KR20140086487A (ko) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 고주파 스위치 회로 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140086487A true KR20140086487A (ko) | 2014-07-08 |
Family
ID=51735762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20120157055A KR20140086487A (ko) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 고주파 스위치 회로 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20140086487A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160084984A (ko) | 2015-01-07 | 2016-07-15 | 삼성전기주식회사 | 고주파 스위치 |
| WO2020166938A1 (ko) * | 2019-02-11 | 2020-08-20 | 삼성전자 주식회사 | 전자 회로 및 이를 포함하는 전력 증폭기 |
-
2012
- 2012-12-28 KR KR20120157055A patent/KR20140086487A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160084984A (ko) | 2015-01-07 | 2016-07-15 | 삼성전기주식회사 | 고주파 스위치 |
| US9667247B2 (en) | 2015-01-07 | 2017-05-30 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Radio frequency switch |
| WO2020166938A1 (ko) * | 2019-02-11 | 2020-08-20 | 삼성전자 주식회사 | 전자 회로 및 이를 포함하는 전력 증폭기 |
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