Brevet FR2561836A1 — publié le 19850927

La présente invention a pour objet un circuit de commutation de signaux de haute fréquence à transistor de type M.O.S. (métal, oxyde, semi-conducteur) et plus particulièrement un interrupteur à M.O.S. pour la commutation de signaux de fréquence voisine de 10,7 MHz. En présence d'un signal de niveau prédéterminé fourni sur son électrode de commande, le transistor MOS est passant : il est alors sensiblement équivalent à une résistance série dite Ron voisine de 3051 . En présence d'un signal d'un autre niveau prédéterminé fourni sur son électrode de commande, ce transistor passe à l'état bloqué : il est alors équivalent à un circuit parallèle composé d'une résistance dite Roff de l'ordre de 100 000 TISL aux bornes de laquelle est connecté un condensateur d'une capacité de l'ordre de 0,5 pF. Ces caractéristiques rendent l'utilisation du transistor MOS particulièrement intéressante dans les circuits de commutation des signaux continus ou de basse et moyenne fréquence. La présence de cette capacité de 0,5 pF rend leur utilisation plus délicate dans les circuits de commutation de signaux haute fréquence. Cette capacité interdit pratiquement l'utilisation du transistor MOS lorsqu'il s'agit de commuter des signaux vidéo dont la fréquence est voisine de 10 MHz et en particulier lorsque les circuits utilisés comprennent quelques dizaines de commutateurs MOS connectés en parallèle : la capacité présentée alors par l'ensemble de ces commutateurs connectés en parallèle devient nettement trop forte. L'invention a donc pour objet un nouveau circuit de commutation de signaux haute fréquence utilisant des transistors MOS et permettant de pallier les inconvénients précités. Le circuit de commutation de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux transistors de type MOS connectés en série et dont le point commun est connecté au potentiel de référence par l'intermédiaire d'une résistance et d'un condensateur connectés en parallèle. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, le schéma d'un exemple de réalisation d'un circuit de commutation de signaux haute fréquence conçu conformément à la présente invention - la figure 2, le schéma du circuit équivalent du circuit de commutation de la figure 1 à l'état passant - la figure 3, le schéma du circuit équivalent du circuit de commutation de la figure 1, à l'état bloqué. On décrira tout d'abord, en se reportant à la figure 1, le schéma d'un exemple de réalisation d'un circuit de commutation conçu conformément à la présente invention. Le circuit de commutation de la figure 1 comprend essentiellementdeux transistors T1 et T2 du type M.O.S. connectés en série. Le point A commun à ces deux transistors est connecté à un potentiel de référence, la masse par exemple, par l'intermédiaire d'un circuit composé essentiellement d'une résistance R de polarisation en courant continu et d'un condensateur C. La valeur de la résistance R est de l'ordre de 10 kA En présence d'un signal sc d'un premier niveau fourni sur leur électrode de commande les transistors T1 et T2 sont passants et le signal haute fréquence sh fourni sur une électrode d'entrée du transistor T1 -l'électrode de source, par exemple- est retransmis sur une électrode de sortie du transistor T2, l'électrode de drain, par exemple. Le schéma équivalent du circuit de commutation de la figure 1 est alors semblable au circuit représenté par le schéma de la figure 2. Ce circuit équivalent comprend deux résistances sensiblement identiques R on et R' connectées en série et dont le point commun B est on connecté au potentiel de référence -la masse- par l'intermédiaire de la résistance R et du condensateur C connectés en parallèle. Les résistances R on et R on qui sont les résistances présentées respectivement par les transistors T1 et T2 à l'état passant, ont une valeur de l'ordre de 30JL En présence d'un signal sc d'un second niveau fourni sur leur électrode de commande, les transistors T1 et T2 passent à l'état bloqué. Le schéma équivalent du circuit de commutation de la figure 1 est alors semblable au circuit représenté par le schéma de la figure 3. Ce circuit équivalent comprend deux condensateurs Cfl et Cf2 connectés en série et dont le point milieu D est connecté à la masse par l'intermédiaire de la résistance R et du condensateur C connectés en parallèle. Les condensateurs Cfl et Cf2 qui illustrent les capacités présentées respectivement par les transistors T1 et T2 à l'état bloqué ont une capacité de l'ordre de 0,5 pF. I1 reste donc à déterminer les valeurs respectives de la résistance R et du condensateur C en fonction de la fréquence du signal sh à commuter. On calcule la capacité du condensateur C pour avoir une fréquence de coupure supérieure à la fréquence du signal sh lorsque les transistors T1 et T2 sont à l'état passant (figure 2). La constante de temps correspondante est alors sensiblement égale au produit de la résistance Ron, (30je ) par la capacité du condensateur C. Lorsque les transistors T1 et T2 sont bloqués (figure 3) l'isolation entre l'entrée et la sortie du commutateur de ia figure 1 est alors augmentée car la fréquence de coupure correspondant au circuit de la figure 3 est beaucoup plus basse, la constante de temps correspondante étant sensiblement égale au produit de la résistance de polarisation en continu R, 10 ksL comme on l'a vu précédemment, par la capacité du condensateur C. Pour un signal sh à commuter de fréquence voisine de 10 MHz, les valeurs choisies pour la résistance de polarisation en continu R et pour la capacité du condensateur C sont respectivement de 10 kh et de 200 pF, cette capacité présentant à la fréquence de 10 MHz une impédance pratiquement négligeable. Le circuit de commutation de signaux haute fréquence de la figure 1 répond donc bien aux caractéristiques exigées citées précédemment. En outre, il offre l'avantage de ne nécessiter que deux transistors du type MOS, ce qui permet un emploi optimal des circuits commercialisés actuellement, ces transistors étant en effet proposés sous la forme de circuits intégrés dans un bottier comportant 4 transistors. I1 est bien évident que la description qui précède n'a été fournie qu'a' titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Les précisions numériques, notamment, n'ont été fournies que pour faciliter la compréhension et peuvent varier avec chaque cas d'application. REVENDICATION Circuit de commutation de signaux de haute fréquence caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement deux transistors (T1 et T2) du type M.O.S. connectés en série et dont le point commun (A) est connecté à un potentiel de référence par l'intermédiaire d'une résistance (R) et d'un condensateur (C) connectés en parallèle.