KR20150104363A - 고주파 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 고주파 스위치는, 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트, 서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자를 갖고, 상기 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 스위치부 및 서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자를 갖고, 상기 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 스위치부를 포함하고, 상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 적어도 하나의 제어단에 접속되어 사전에 설정된 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 제거하는 제1 필터 회로부를 더 포함할 수 있다.

Description

고주파 스위치 {RADIO FREQUENCY SWITCH}
본 발명은 고주파 스위치에 관한 것이다.
무선통신 기술의 발달에 따라, 다양한 통신 표준이 동시적으로 사용되고 있다. 또한, 무선 통신 모듈의 소형화 및 휴대 단말의 고성능화에 따라, 하나의 휴대 단말에 복수의 통신 표준을 적용하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 하나의 휴대폰에서 지원해야 할 주파수 대역이 많아지고 있다.
즉, 셀룰러(Cellular) 영역에서는 기존의 2G 및 3G 통신 기술을 추가하여, LTE와 같은 4G 통신 방식이 널리 확대되어 적용되고 있는 추세이다. 또한, 와이파이(wifi)영역에서는 기존의 802.11b/g/n에 11ac 규격이 추가되어 새롭게 시장을 형성해나가고 있다.
이러한 동향에 따라, 알에프 프론트 엔드(RF Front-End) 분야에서도 다양한 주파수 대역의 지원이 요구되고 있다. 예컨대, 안테나와 알에프 칩셋 간의 신호 경로상에 위치하는 고주파 스위치에 대해서도, 다양한 주파수 대역을 지원하는 것이 요구되고 있으며, 이에 따라, 단극(SINGLE POLE) 쌍투(DOUBLE THROW)형 에스피디티(SPDT) 스위치가 다양한 부분에서 사용되고 있다.
상기 고주파 스위치는 시분할 다중화 방식(Time-Division Multiplexing: TDM)을 사용함으로써 송신부와 수신부 간의 간섭을 줄일 수 있다. 이때, 상기 고주파 스위치는 적은 삽입 손실(Low Lnsertion Loss), 하이 파워 핸들링(High Power Handling), 아이솔레이션(Isolation) 등의 특성이 요구된다. 또한, 출력 파워를 보장하기 위한 선형성 향상 방법이 중요시되고 있다.
일본 공개특허공보 제2001-105379호
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노치(notch) 필터부를 포함함으로써 스위치 소자의 비선형 성분을 만드는 제어단을 통해 입력되는 2nd 하모닉(harmonic) 성분을 제거하고, 선형성을 증가시킬 수 있는 고주파 스위치를 제안한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따른 고주파 스위치는, 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트; 서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자를 갖고, 상기 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 스위치부; 및 서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자를 갖고, 상기 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 스위치부; 를 포함하고, 상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되어 사전에 설정된 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 제거하는 제1 필터 회로부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터 회로부는 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터 회로부는 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 커패시터와 병렬 또는 직렬로 접속되는 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터 회로부는 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 인덕터에 따라 결정되는 주파수 대역의 신호를 감쇠시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 필터 회로부는 상기 제2 포트와 상기 제2 스위치부 사이에 접속되어 상기 제2 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및 상기 제1 포트와 상기 제1 스위치부 사이에 접속되어 상기 제1 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 더 포함하고, 상기 제1 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제3 스위치 소자를 갖고, 상기 제2 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제4 스위치 소자를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 션트부는, 상기 복수의 제3 스위치 소자 중 적어도 하나의 제3 스위치 소자의 제어단에 접속되는 필터 회로부; 를 더 포함하고, 상기 필터 회로부는, 상기 적어도 하나의 제3 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있다.
또한, 상기 제2 포트와 가장 가까이 접속되는 제2 스위치 소자의 제어단에 접속될 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면에 따른 고주파 스위치는, 제1 및 제2 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트; 서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자를 갖고, 상기 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 스위치부; 및 서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자를 갖고, 상기 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 스위치부; 를 포함하고, 상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되며, 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 커패시터와 병렬 또는 직렬로 접속되는 적어도 하나의 인덕터를 갖는 제1 필터 회로부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 상기 제2 포트에 가장 가까이 위치하는 제2 스위치 소자의 제어단에 접속될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있다.
또한, 상기 제2 고주파 신호에서 사전에 설정된 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 제거하며, 상기 적어도 하나의 주파수 대역 신호는 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 인덕터에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 제2 포트와 상기 제2 스위치부 사이에 접속되어 상기 제2 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및 상기 제1 포트와 상기 제1 스위치부 사이에 접속되어 상기 제1 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 더 포함하고, 상기 제1 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제3 스위치 소자를 갖고, 상기 제2 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제4 스위치 소자를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 션트부는, 상기 복수의 제3 스위치 소자 중 적어도 하나의 제3 스위치 소자의 제어단에 접속되는 제2 필터 회로부 상기 적어도 하나의 제3 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 고주파 스위치는, 기생 커패시터로 인해 발생되는 비선형 성분 중 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있으며, 이를 통해 전체 선형성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 고주파 스위치를 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시한 고주파 스위치의 구성 중 제1 필터 회로부의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 2.5GHz의 신호에 대한 2nd 하모닉인 5GHz의 제1 필터 회로부의 AC 파형을 나타낸 그래프이다.
도 5a는 종래 기술에 따른 고주파 스위치에서 2nd 하모닉 성분을 나타낸 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 과도 신호(Transient Signal)을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 2nd, 3nd 하모닉 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7a는 종래 기술에 따른 고주파 스위치에서 P1dB 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 P1dB 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 1에 도시한 고주파 스위치에서 제1 및 제2 션트부를 추가한 경우를 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시한 고주파 스위치를 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.
도 10은 도 9에 도시한 고주파 스위치의 구성 중 제2 션트부에 제2 필터 회로부를 추가한 경우를 나타낸 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, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 고주파 스위치를 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고주파 스위치는, 공통 포트(10), 제1 스위치부(100) 및 제2 스위치부(200)를 포함할 수 있다.
상기 공통 포트(10)는 안테나와 접속되어 고주파 신호를 송수신할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제1 포트(11)는 상기 안테나와 접속되어 제1 고주파 신호를 송수신할 수 있으며, 상기 제2 포트(12)는 상기 안테나와 접속되어 제2 고주파 신호를 송수신할 수 있다.
상기 제1 스위치부(100)는 상기 공통 포트(10)와 제1 포트(11) 사이에 접속될 수 있으며, 그 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단할 수 있다. 상기 제1 스위치부(100)는 서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자(110, 도2 참조)를 포함할 수 있다.
상기 제2 스위치부(200)는 상기 공통 포트(10)와 제2 포트(12) 사이에 접속될 수 있으며, 그 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단할 수 있다. 상기 제2 스위치부(200)는 서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자(210, 도2 참조)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 스위치부(100) 및 제2 스위치부(200)에 포함되는 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자 각각은 전계 효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)일 수 있다.
이하, 제1 및 제2 스위치 소자(110, 210)가 MOSFET으로 결정되는 경우를 예로 들면, 상기 제1 스위치부(100)를 구성하는 MOSFET의 수는 제1 스위치부(100)에 요구되는 내압에 의해 적당히 변경이 가능하다. 또한, 상기 복수의 MOSFET은 각각 소스 단자와 드레인 단자를 가지며, 이들 단자는 MOSFET의 구조상 구별되지 않는다.
그러므로, 본 명세서에서, MOSFET가 「직렬로 연결」이란, 한 MOSFET의 소스 단자 또는 드레인 단자 중 어느 하나와 다른 MOSFET의 소스 단자 또는 드레인 단자 중 어느 하나가 연결된 상태를 말한다.
상기 복수의 제1 및 제2 스위치 소자(110, 210) 각각의 제어단은 게이트 저항이 직렬로 접속될 수 있다.
이때, 상기 복수의 제1 스위치 소자(110) 각각의 제어단은 상기 복수의 게이트 저항을 통해 각각 제1 공통 제어단(G1)과 접속되어 제어 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 상기 복수의 제2 스위치 소자(210) 각각의 제어단은 상기 복수의 게이트 저항을 통해 각각 제2 공통 제어단(G2)과 접속되어 제어 신호를 제공받을 수 있다.
한편, 제1 스위치부(100)는 제1 공통 제어단(G1)으로부터 제어 신호를 제공받아 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 보다 상세하게는, 제1 포트(11)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단할 수 있다.
즉, 제1 포트(11)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 도통하기 위해 복수의 제1 스위치 소자(110)가 모두 턴 온(turn-on) 될 수 있으며, 또는 제1 포트(11)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 차단하기 위해 복수의 제1 스위치 소자(110)가 모두 턴 오프(turn-off) 될 수 있다.
제2 스위치부(200)는 제2 공통 제어단(G2)으로부터 제어 신호를 제공받아 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 보다 상세하게는, 제2 포트(12)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단할 수 있다.
즉, 제2 포트(12)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 도통하기 위해 복수의 제2 스위치 소자(210)가 모두 턴 온 될 수 있으며, 또는 제2 포트(12)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 차단하기 위해 복수의 제2 스위치 소자(210)가 모두 턴 오프 될 수 있다.
상기 제2 스위치부(200)는 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되는 제1 필터 회로부(220)를 더 포함할 수 있다.
이때, 일 실시예로 상기 제1 필터 회로부(220)는 상기 제2 포트(12)와 가장 가까이 접속되는 제2 스위치 소자(211)의 제어단에 접속될 수 있다. 다만, 여기에 제한되는 것은 아니다.
이하, 제2 스위치 소자(211)의 제어단에 상기 제1 필터 회로부(220)가 접속되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 제1 필터 회로부(220)는 사전에 설정된 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 제거할 수 있으며, 보다 상세하게는 상기 제2 스위치 소자(211)의 제어단을 통해 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시한 고주파 스위치의 구성 중 제1 필터 회로부(220)의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 필터 회로부(220)의 일 실시예는 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)는 서로 병렬 또는 직렬로 접속될 수 있으며, 제1 필터 회로부(220)에 포함되는 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)의 갯수는 도 3과 같이 하나로 제한되지는 않는다.
또한, 상기 제1 필터 회로부(220)는 도 2와 다른 지점에 결합될 수 있으며, 상기 제2 스위치부(200)는 하나 이상의 제1 필터 회로부(220)를 포함할 수 있다. 즉, 도 2에 제한되지 않는다.
상기 제1 필터 회로부(220)는 상기 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)에 따라 결정되는 주파수 대역의 신호를 감쇠시킬 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 필터 회로부(220)는 사전에 설정된 주파수 대역을 제외한 모든 주파수를 통과시키도록 설계될 수 있다.
즉, 사전에 설정된 주파수 대역 대의 신호들은 감쇠될 수 있으며, 이때, 상기 사전에 설정된 주파수 대역 대의 신호들은 상기 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)의 값에 따라 결정될 수 있다.
종래 기술에 따른 고주파 스위치는, SPDT 스위치 구조에서 한 개의 안테나를 공유하는 서로 다른 패스가 존재하며, 이 중 Tx 패스를 통과하는 신호는 대 신호(Large signal)이므로, Tx 패스에 존재하는 복수의 스위치 소자의 선형성과 상기 복수의 스위치 소자의 확실한 턴 오프 상태 유지 여부가 선형성을 좌우하게 된다.
한편, 대 신호는 트랜지스터의 소스, 제어단, 드레인에 발생되는 기생 커패시터에 의해 나타나게 되는데, 상기 대 신호의 하모닉 중 2nd, 3nd 하모닉 성분에 의한 선형성 왜곡이 전체 고주파 스위치의 선형 특성을 좌우하게 된다.
본 발명에 따른 고주파 스위치는, 상기 제2 스위치 소자(211)의 제어단에 접속하는 제1 필터 회로부(220)를 포함함으로써 기생 커패시터를 통해서 입력되는 신호의 비선형 성분 중 2nd 하모닉 성분을 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 2.5GHz의 신호에 대한 2nd 하모닉인 5GHz의 제1 필터 회로부의 AC 파형을 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 2.5GHz의 신호에 대한 2nd 하모닉인 5GHz에서 급격하게 주파수가 감쇠되는 것을 알 수 있다.
도 5a는 종래 기술에 따른 고주파 스위치에서 2nd 하모닉 성분을 나타낸 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 과도 신호(Transient Signal)을 나타낸 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 5GHz에 해당하는 2nd 하모닉 성분이 -36dBm인 것을 알 수 있다. 이에 반해, 도 5b를 참조하면, 5GHz에 해당하는 2nd 하모닉 성분이 -58dBm인 것을 알 수 있다.
즉, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 종래 기술에 따른 고주파 스위치에 비해 본 발명에 따른 고주파 스위치의 2nd 하모닉 성분이 -36dBm에서 -58dBm으로 감소한 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 2nd, 3nd 하모닉 파형을 나타낸 그래프이다.
도 6에는 2nd 하모닉 성분(610, 611) 3nd 하모닉 성분(620, 621)에 대한 파워 스윕 시뮬레이션(Power sweep simulation) 결과가 그래프로 도시되어 있다.
이때, 도 4 및 도 5b에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 스위치는 제1 필터 회로부(200)가 적어도 하나의 제2 스위치 소자(211)의 제어단에 접속됨으로써 5GHz 에 해당하는 2nd 하모닉 성분이 제거될 수 있다.
이로 인해, 도 6을 참조하면, 종래 기술에 따른 고주파 스위치의 2nd 하모닉 성분(610)의 경우보다 본 발명에 따른 경우(611)의 선형성 특성이 더 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 종래 기술에 따른 고주파 스위치의 3nd 하모닉 성분(620)의 경우보다 본 발명에 따른 경우(621)의 선형성 특성이 더 향상된 것을 알 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 고주파 스위치의 2nd 하모닉 성분(611)이 감소함에 따라, 전체적인 3nd 하모닉 성분(621)이 감소하였으며, 결국 전체 선형성 특성이 향상되게 된다.
도 7a는 종래 기술에 따른 고주파 스위치에서 P1dB 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 스위치에서 P1dB 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 고주파 스위치의 전체 선형성 특성이 향상되는 것이을 도 6에 나타나 있으며, 이에 대한 전체 선형성 시뮬레이션 P1dB에 대한 결과가 도 7a에 그래프로 나타나 있다.
즉, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 고주파 스위치의 P1dB이 34.49에서 38.8로 변화된 것을 알 수 있다.
도 8은 도 1에 도시한 고주파 스위치에서 제1 및 제2 션트부(300, 400)를 추가한 경우를 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시한 고주파 스위치를 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 고주파 스위치는 제1 션트부(300) 및 제2 션트부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 션트부(300)는 상기 제2 포트(12)와 상기 제2 스위치부(200) 사이에 접속되어 상기 제2 포트(12)와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단할 수 있다. 이때, 상기 제1 션트부(300)는 서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자를 포함할 수 있으며, 복수의 제1 스위치 소자 각각은 제1 공통 제어단(G1)에 제어 신호를 제공받아 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
상기 제2 션트부(400)는 상기 제1 포트(11)와 상기 제1 스위치부(100) 사이에 접속되어 상기 제1 포트(11)와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단할 수 있다. 이때, 상기 제2 션트부(400)는 서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자를 포함할 수 있으며, 복수의 제2 스위치 소자 각각은 제2 공통 제어단(G2)에 제어 신호를 제공받아 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
상기 제1 션트부(300)는 제1 스위치부(100)와 동일하게 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 또한, 제2 션트부(400)는 제2 스위치부(200)와 동일하게 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 스위치부(100)의 제1 공통 제어단(G1)에 인가되는 제어 신호가 하이 신호이며, 제2 스위치부(200)의 제2 공통 제어단(G2)에 인가되는 제어 신호가 로우 신호인 경우라면, 제1 스위치부(100)에 포함되는 복수의 제1 스위치 소자 모두는 턴 온 상태가 되어, 제1 포트(11)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 도통하게 된다. 또한, 제2 스위치부(200)에 포함되는 복수의 제2 스위치 소자 모두는 턴 오프 상태가 되어, 제2 포트(12)와 공통 포트(10) 사이의 신호 전달 경로를 차단하게 된다.
이때, 제1 션트부(300)는 온 상태가 되어 제2 포트(12)와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통하게 되며, 제2 션트부(400)는 오프 상태가 되어 제1 포트(11)와 접지 사이를 차단하게 된다. 즉, 제1 포트(11)에서 공통 포트(10)에 이르는 경로가 가용 상태가 된다.
따라서, 공통 포트(10)와 제1 포트(11) 사이에서 제1 고주파 신호가 원활히 전달될 수 있으며, 제2 스위치부(200) 및 제1 션트부(300)가 오프 상태로 동작하여 불필요한 제1 고주파 신호의 흐름을 차단할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시한 고주파 스위치의 구성 중 제2 션트부(400)에 제2 필터 회로부(420)를 추가한 경우를 나타낸 회로도이다.
본 발명에 따른 고주파 스위치는, 제2 스위치부(200)와 스위칭 동작을 동일하게 수행하는 제2 션트부(400)에도 제2 필터 회로부(420)를 포함함으로써, 제2 션트부(400)에 포함되는 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 동일하게 제거할 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 스위치부
200: 제2 스위치부
300: 제1 션트부
400: 제2 션트부
220: 제1 필터 회로부
420: 제2 필터 회로부

Claims (13)

  1. 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트;
    서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자를 갖고, 상기 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 스위치부; 및
    서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자를 갖고, 상기 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 스위치부; 를 포함하고,
    상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되어 사전에 설정된 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 제거하는 제1 필터 회로부; 를 더 포함하는 고주파 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    상기 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거하는 고주파 스위치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 커패시터와 병렬 또는 직렬로 접속되는 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 고주파 스위치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 인덕터에 따라 결정되는 주파수 대역의 신호를 감쇠시키는 고주파 스위치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 포트와 상기 제2 스위치부 사이에 접속되어 상기 제2 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및
    상기 제1 포트와 상기 제1 스위치부 사이에 접속되어 상기 제1 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 더 포함하고,
    상기 제1 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제3 스위치 소자를 갖고, 상기 제2 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제4 스위치 소자를 갖는 고주파 스위치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 션트부는,
    상기 복수의 제4 스위치 소자 중 적어도 하나의 제4 스위치 소자의 제어단에 접속되는 제2 필터 회로부; 를 더 포함하고,
    상기 제2 필터 회로부는, 상기 적어도 하나의 제4 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거하는 고주파 스위치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    상기 제2 포트와 가장 가까이 접속되는 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되는 고주파 스위치.
  8. 제1 및 제2 고주파 신호를 송수신하는 공통 포트;
    서로 직렬 연결되는 복수의 제1 스위치 소자를 갖고, 상기 제1 고주파 신호를 입출력하는 제1 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 스위치부; 및
    서로 직렬 연결되는 복수의 제2 스위치 소자를 갖고, 상기 제2 고주파 신호를 입출력하는 제2 포트와 상기 공통 포트 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 스위치부; 를 포함하고,
    상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 제2 스위치 소자 중 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되며, 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 커패시터와 병렬 또는 직렬로 접속되는 적어도 하나의 인덕터를 갖는 제1 필터 회로부; 를 더 포함하는 고주파 스위치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    상기 복수의 제2 스위치 소자 중 상기 제2 포트에 가장 가까이 위치하는 제2 스위치 소자의 제어단에 접속되는 고주파 스위치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    상기 적어도 하나의 제2 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거하는 고주파 스위치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 필터 회로부는,
    상기 제2 고주파 신호에서 사전에 설정된 적어도 하나의 주파수 대역 신호를 제거하며,
    상기 적어도 하나의 주파수 대역 신호는 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 적어도 하나의 인덕터에 따라 결정되는 고주파 스위치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 포트와 상기 제2 스위치부 사이에 접속되어 상기 제2 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제1 션트부; 및
    상기 제1 포트와 상기 제1 스위치부 사이에 접속되어 상기 제1 포트와 접지 사이의 신호 전달 경로를 도통 또는 차단하는 제2 션트부; 를 더 포함하고,
    상기 제1 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제3 스위치 소자를 갖고, 상기 제2 션트부는 서로 직렬 연결되는 복수의 제4 스위치 소자를 갖는 고주파 스위치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 션트부는,
    상기 복수의 제4 스위치 소자 중 적어도 하나의 제4 스위치 소자의 제어단에 접속되는 제2 필터 회로부; 를 더 포함하고,
    상기 제2 필터 회로부는, 상기 적어도 하나의 제4 스위치 소자의 제어단으로부터 입력되는 2nd 하모닉 성분을 제거하는 고주파 스위치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595579A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 锐石创芯（深圳）科技有限公司 射频开关模组和射频开关电路

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9515645B2 (en) * 2014-06-03 2016-12-06 Infineon Technologies Ag System and method for a radio frequency switch
CN106656128A (zh) * 2016-12-31 2017-05-10 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 用于多晶体管串联射频开关的电压均匀化方法及射频开关

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001105379A (ja) 1999-10-12 2001-04-17 Smc Corp 緩衝機能付き電動ハンド
JP2010178026A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Renesas Electronics Corp 半導体装置
US20140009214A1 (en) * 2012-07-07 2014-01-09 Skyworks Solutions, Inc. Circuits, devices, methods and applications related to silicon-on-insulator based radio-frequency switches

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3891394B2 (ja) 2001-04-04 2007-03-14 日立金属株式会社 高周波スイッチモジュール
US8093940B2 (en) 2010-04-16 2012-01-10 Sige Semiconductor Inc. System and method of transistor switch biasing in a high power semiconductor switch
JP5661448B2 (ja) 2010-12-15 2015-01-28 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 高周波スイッチ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001105379A (ja) 1999-10-12 2001-04-17 Smc Corp 緩衝機能付き電動ハンド
JP2010178026A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Renesas Electronics Corp 半導体装置
US8244199B2 (en) * 2009-01-29 2012-08-14 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US20140009214A1 (en) * 2012-07-07 2014-01-09 Skyworks Solutions, Inc. Circuits, devices, methods and applications related to silicon-on-insulator based radio-frequency switches

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595579A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 锐石创芯（深圳）科技有限公司 射频开关模组和射频开关电路

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