(57)【要約】電子信号処理装置が、内部ノードとスイッチ入力部との間及び内部ノードとスイッチ出力部との間に各々結合される主電流チャネルを有するノーマリオン型の第一及び第二のトランジスタを備える信号スイッチを有する。ダイオードが、内部ノードとグランドとの間にスイッチ可能な信号結合部をもたらす。スイッチ制御回路が、主電流チャネルの導通を制御するために内部ノードを介して第一及び第二のトランジスタの主電流チャネルに直流的に結合される制御出力部を有する。ダイオードは内部ノードにも直流的に結合されるので、ダイオードがオンするか、又はオフするかを制御する、前記ダイオードの端子の直流ポテンシャルは、内部ノードのポテンシャルによって決定される。ダイオードが好ましくは制御出力部から内部ノードへの直流電流経路に組み込まれるので、主電流チャネルを非導通状態にさせる制御電圧が印加されるときダイオードは順バイアスされる。
2005518698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号スイッチを備える電子信号処理装置であって、
−スイッチ入力部、スイッチ出力部、及び内部ノードと、
−前記内部ノードと前記スイッチ入力部との間及び前記内部ノードと前記スイッチ出力部との間に各々結合される主電流チャネルを有するノーマリオン型の第一及び第二のトランジスタと、
−ダイオードを有する、前記内部ノードと前記スイッチ入力部の基準端子との間及び前記内部ノードと前記スイッチ出力部の基準端子との間の信号結合部と、
−前記主電流チャネルの導通を制御するために前記内部ノードを介して前記第一及び第二のトランジスタの前記主電流チャネルに直流的に結合される制御出力部を備え、前記ダイオードは、前記ダイオードのオン／オフスイッチングを制御する、前記ダイオードの端子における直流ポテンシャルが、前記チャネルのオン／オフスイッチングと逆に、前記内部ノードのポテンシャルによって決定されるように前記内部ノードに直流的に結合されるスイッチ制御回路と
を有する電子信号処理装置。
【請求項２】
前記主電流チャネルを非導通状態にさせる制御電圧が前記ダイオードを介して前記制御出力部から前記主電流チャネルに印加されるとき前記ダイオードは順バイアスされるように前記ダイオードが前記制御出力部から前記内部ノードへの直流電流経路の一部になる請求項１に記載の電子信号処理装置。
【請求項３】
−スイッチ入力部、スイッチ出力部、及び内部ノードと、
−前記内部ノードと前記スイッチ入力部との間及び前記内部ノードと前記スイッチ出力部との間に各々結合される主電流チャネルを有するノーマリオン型の第一及び第二のトランジスタと、
−ダイオードを有する、前記内部ノードと前記スイッチ入力部の基準端子との間及び前記内部ノードと前記スイッチ出力部の基準端子との間の信号結合部と、
−前記主電流チャネルの導通を制御するために前記内部ノードを介して前記第一及び第二のトランジスタの前記主電流チャネルに直流的に結合され、前記ダイオードは、前記ダイオードのオン／オフスイッチングを制御する、前記ダイオードの端子における直流ポテンシャルが、前記チャネルのオン／オフスイッチングと逆に、前記内部ノードのポテンシャルによって決定されるように前記内部ノードに直流的に結合される制御入力部と
を有する電子信号スイッチ。
【請求項４】
前記主電流チャネルを非導通状態にさせる制御電圧が前記ダイオードを介して前記制御出力部から前記主電流チャネルに印加されるとき前記ダイオードは順バイアスされるように前記ダイオードが前記制御入力部から前記内部ノードへの直流電流経路の一部になる請求項１に記載の電子信号スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置のような高周波信号処理装置（ｈｉｇｈ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａｐａｒａｔｕｓ）及び当該受信装置との組み合わせで使用される回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波受信装置の代表的な例はビデオレコーダ及びモバイル電話である。当該装置は、簡単な設計及び少量の電力を使用して確実に動作しなければならないＲＦスイッチを有する。例えばビデオレコーダは、当該ビデオレコーダがスイッチオフされるときに自身のアンテナ入力部から自身のＴＶセット出力部への受動ＲＦ結合部（カップリング）（ｐａｓｓｉｖｅ  ＲＦ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を供給し得ると共に、当該ビデオレコーダがスイッチオンされるときに前記カップリングをスイッチオフし得る。
【０００３】
例えばＰＣＴ国際特許出願第ＷＯ９９／５５０８５号公報は、第一のコンデンサ、電界効果トランジスタの主電流チャネル、及び入力部と出力部との間に連続的に結合されている第二のコンデンサを備えるＲＦスイッチを備えるビデオレコーダを開示している。電界効果トランジスタのゲートは接地される。スイッチを制御するため、抵抗が、前記トランジスタの主電流チャネルと第一のコンデンサとの間の内部ノードと制御入力部との間に設けられる。制御入力部において電圧を変化させることによって、前記トランジスタの主電流チャネルは、ＲＦスイッチがターンオンされるべきか、又はターンオフされるべきかに依存して導通状態又は非導通状態になり得る。好ましくは（ゲート・ソース間に電圧差がもたらされないときに導通状態になる）ノーマリオン（ｎｏｒｍａｌｌｙ−ｏｎ）トランジスタが使用される。このように非常に簡単な回路を使用してＲＦ信号を通すために電力供給を必要としないスイッチが実現される。
【０００４】
不都合なことに当該スイッチは、スイッチがオフされるとき十分な絶縁分離をもたらさないことが分かっている。絶縁分離を改善するＴ型回路（Ｔ−ｔｙｐｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が、日本国特許公開公報抄録第６３−９３２１７号から知られている。スイッチ入力部とスイッチ出力部との間の単一の主電流チャネルの代わりに、第一及び第二のトランジスタの主電流チャネルの直列接続部が使用され、“Ｔ”の水平分岐（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｂｒａｎｃｅ）が形成される。二つの主電流チャネルの間の内部ノードは、第三のトランジスタの主電流チャネルを介してグランドに結合され、“Ｔ”の肢（ｌｅｇ）を形成する。スイッチがオンされるとき、第一及び第二のトランジスタの主電流チャネルは導通状態になり、第三のトランジスタの主電流チャネルは非導通状態になる。スイッチがオフされるとき、第一及び第二のトランジスタの主電流チャネルは非導通状態になり、第三のトランジスタ主電流チャネルは導通状態になる。このようにスイッチがオフされるとき、より優れた絶縁分離が実現される。
【０００５】
しかしながらこのことは、第三のトランジスタが第一及び第二のトランジスタと逆の位相で動作されなければならないため、より複雑な制御回路を犠牲にしている。このことは、供給電圧がオフされるときにスイッチが完全にスイッチオフされることさえも許容しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、なかんずく電力がスイッチに供給されないときに信号を通すあまり複雑でない回路で制御され得る信号スイッチを有する装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の更なる目的は、スイッチを制御するために最小限の数のコンポーネントしか必要とせず、更に優れたオン／オフ伝送比（ｏｎ／ｏｆｆ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｉｏ）をもたらす信号スイッチを有する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は請求項１に記載の装置を提供する。Ｔの分岐における“ノーマリオン”トランジスタ及びＴの肢におけるダイオードを備えるＴ型減衰器構造体（Ｔ−ｔｙｐｅ  ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を使用することによって、電力供給電圧が印加されないとき“オン”になるスイッチが実現される。更にこの回路により、トランジスタとダイオードとの両方に、前記スイッチをスイッチオフさせる制御電圧を印加するために内部ノードを使用することが可能になる。ダイオード及びトランジスタの制御電圧を互いに絶縁分離するためにコンデンサは必要とされず、別個の接続部は必要とされない。
【０００９】
更なる実施例において制御電圧がダイオードを介して内部ノードに印加される。従ってトランジスタのチャネルと制御電極との間に大きな電圧差を生成することが可能となり、オン状態におけるトランジスタのインピダンスとオフ状態におけるトランジスタのインピダンスとの間の高い比率が保証される。その結果、前記回路は、サブスレッショルドリーク（ｓｕｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｌｅａｋａｇｅ）及びトランジスタの閾値におけるばらつきに対してロバストになる。
【００１０】
本発明による装置及びスイッチの有利な態様並びにこれら及び他の目的が、以下の図を使用して更に詳細に記載されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、信号スイッチ１０、制御回路１２、アンテナ入力部１４、及び処理システム１６を備える装置を示す。信号スイッチ１０は、装置の出力部１８ｂとアンテナ入力部１４との間に接続される。処理システム１６は、アンテナ入力部１４及び出力部１８ｂに接続される。それから制御回路１２は、信号スイッチ１０に結合され、処理システム１６から制御される。
【００１２】
信号スイッチ１０は、第一の電界効果トランジスタ１００と、第二の電界効果トランジスタ１０２と、ダイオード１０４と、デカップリングコンデンサ１０５と、抵抗１０６と、一対のコンデンサ１０８ａ及びｂとを含んでいる。第一及び第二のトランジスタは、“ノーマリオン”型（ディプレッション型トランジスタ（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））である。すなわち、当該トランジスタは負の閾値電圧を有しているので、主電流チャネルは、制御電極と主電流チャネルとの間のポテンシャル差がゼロになるとき導通する。制御電極のポテンシャルが、閾値よりも高いポテンシャルにおいて主電流チャネルのポテンシャルよりも低くなるときにのみ、主電流チャネルは（誘起された移動電荷キャリア（ｍｏｂｉｌｅ  ｃｈａｒｇｅ  ｃａｒｒｉｅｒ）がほとんどもたらされることなく）絶縁分離される。例えば−３．５ボルトの閾値（すなわち、比較的大きな閾値電圧）を備えるトランジスタが使用されてもよいので、ゲート・ソース間電圧がゼロであるときトランジスタは低いチャネル抵抗で完全にオンされる。直流電圧に関する限り、ダイオード１０４はトランジスタのゲート・ソースと並列に接続されないため、このような高い閾値電圧が可能になる。ダイオードは１０４は好ましくはシリコン“ＰＩＮ”ダイオードであり、逆バイアスされるとき低接合容量を有する（ＰＩＮは、ダイオードのカソードとアノードとの間のほとんどドーピングされていない真性領域を有するドーピングプロファイルを基準とする）。
【００１３】
スイッチ１０の信号入力部１８ａは、連続的にコンデンサのうちの第一のコンデンサ１０８ａ、第一の電界効果トランジスタ１００の主電流チャネル、内部ノード１０１、第二のトランジスタ１０２の主電流チャネル、及びコンデンサのうちの第二のコンデンサ１０８ｂを介して、（出力部１８ｂを形成する）信号出力部１８ｂに結合される。第一及び第二の電界効果トランジスタ１００及び１０２の制御電極は共通導体（ｃｏｍｍｏｎ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）１０７に結合される。抵抗１０６は、内部ノード１０１とこの共通導体１０７との間に結合される。制御回路１２の出力部は共通導体１０７に結合されると共に内部ノード１０１に結合される。後者の内部ノード１０１はダイオード１０４を介して順方向で結合される。制御回路１２のこの出力部は、デカップリングコンデンサ１０５を介して共通導体１０７に結合される。
【００１４】
動作中、ＲＦ信号はアンテナ入力部１４によって受信される。処理システム１６が活性化されているとき、当該システムは前記信号を処理し、出力部１８ｂにもたらされる出力信号を生成する。この場合、処理システム１６は制御回路１２を制御して、信号スイッチ１０にこの信号を阻止（ｂｌｏｃｋ）させる。制御回路１２はこのことを、共通導体１０７に対して例えば５Ｖの正電圧をダイオード１０４のアノードに印加してダイオード１０４を順バイアス（ｆｏｒｗａｒｄ−ｂｉａｓ）することによって実現させる。これにより、共通導体１０７に対する、内部ノード１０１への正電圧の印加がもたらされる。当該正電圧は、ダイオードのアノードにおける電圧から、シリコンダイオードの場合約０．７ボルトとなる、ダイオード１０４の両端間の電圧降下を引いた値に等しくなるので、内部ノードと共通導体１０７との間の電圧差は例えば４．３ボルトになる。従って、第一及び第二のトランジスタ１００及び１０２の制御電極の電圧は、第一及び第二のトランジスタ１００及び１０２の制御電極の主電流チャネルの電圧よりもかなり低くなり、これによりこれらのトランジスタの主電流チャネルを介する導通がカットオフされ得る。同時に、デカップリングコンデンサ１０５を介して共通導体に結合されるダイオード１０４は順バイアスされ、それによって当該ダイオードは低い動抵抗（ｄｙｎａｍｉｃ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する。その結果、トランジスタ１００及び１０２の主電流チャネルとダイオード１０４とが、入力部１８ａと出力部１８ｂとの間に大きな減衰ファクタでＴ型減衰器を形成する信号スイッチ１０の“オフ” 状態が実現される。
【００１５】
処理システム１６が活性化されていないとき、制御回路１２は、自身の入力部１８ａから自身の出力部１８ｂにＲＦ信号を伝送するように信号スイッチ１０に命令する。このことは、ダイオード１０４のアノードと共通導体１０７との間のゼロ電圧差で実現される。その結果、ダイオード１０４のカソードとアノードとの間に電圧差はもたらされず、トランジスタ１００及び１０２の主電流チャネルと制御電極との間にも電圧差がもたらされない。ダイオード１０４は順バイアスされず、それ故に高い動抵抗を有している。同時にトランジスタ１００及び１０２の主電流チャネルは導通状態になる。従って信号スイッチ１０の“オン”状態は、入力部１８ａと出力部１８ｂとの間の低い減衰での信号伝送（ｓｉｇｎａｌ  ｐａｓｓａｇｅ）により実現される。信号スイッチ１０の“オン”状態が、信号スイッチ１０に印加されるべきいかなる電圧差も必要としていないことは注意されるであろう。供給電圧源からの電圧差が必要とされることなく、オン状態は実現され得る。当然のことながら、前記信号を入力部１８ａから出力部１８ｂに伝送することが必要とされるとき、処理システム１６からのコマンドで、ゼロ電圧差（又はより一般的には、ダイオード１０４を順バイアスするために必要とされる電圧よりも小さな電圧差）をダイオード１０４のアノードと共通導体１０７との間に印加することによって、供給電圧差がもたらされているときにオン状態が実現されてもよい。
【００１６】
このダイオード１０４が順バイアスされるときダイオード１０４を介する電流を決定するために抵抗１０６が主に使用される。この電流は好ましくは、スイッチ１０のオフ状態においてダイオード１０４の十分に低い動抵抗を保証するのに十分に高くなる。非常に小さな電流しか必要とされないとき、抵抗１０６の代わりに寄生抵抗が使用されてもよい。オン状態における最小限の減衰を実現するために、好ましくはＰＩＮダイオードのような、小さなダイオード容量を備えるダイオード１０４が使用される。コンデンサ１０８ａ及びｂは、内部ノード１０１を入力部１８ａ及び出力部１８ｂから絶縁分離する役割を果たす。従ってスイッチ１０の制御は、入力部１８ａ及び出力部１８ｂにおけるいかなる直流電圧からも独立して行われる。当然のことながら、コンデンサ１０８ａ及びｂは、直流電圧が入力部１８ａ及び出力部１８ｂに印加されていないとき、又は印加された直流電圧がスイッチ１０の動作に影響を及ぼさないとき省略されてもよい。デカップリングコンデンサ１０５が明示的にもたらされる必要はなく、その機能は例えば回路の電力供給部によってもたらされてもよい。しかしながら、高周波信号に対して、好ましくは明示的なデカップリングコンデンサ１０５が使用される。図１に示されているように、共通導体１０７は、トランジスタ１００及び１０２の制御電極に電圧を印加するために使用されると共に、信号入力及び出力のための共通（コモン）端子（ｃｏｍｍｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）として使用されるが、当然のことながらこれらが直接接続される必要はない。代わりに、デカップリングコンデンサ１０５は信号入力及び出力のための共通端子に結合されてもよく、抵抗１０６及びトランジスタの制御電極は内部共通導体１０７に結合されてもよい。
【００１７】
トランジスタ１００及び１０２の制御電極は共通導体１０７に直接接続されているように示されているが、前記接続部を介して直流電流は流れないため、前記回路の動作の原理に影響を及ぼさない場合、この接続部においてコンポーネントが追加されてもよい。同様に、前記回路の動作の原理に影響を及ぼさない場合、小さな回路又は第二のダイオードのようなコンポーネントがダイオード１０４と直列に追加されてもよい。しかしながらこのことにより、“オフ”状態における絶縁分離は低減させられ得る。同様に、前記動作の原理に影響を及ぼさない場合、小さな抵抗のようなコンポーネントがトランジスタ１００及び１０２の主電流チャネルと直列に含まれていてもよい。しかしながらこのことにより、“オン”状態における減衰は増大させられるであろう。
【００１８】
代わりに、ダイオード１０４と抵抗１０６とは交換され得るので、ダイオード１０４は、自身のアノードが内部ノード１０１に接続されるように、共通導体１０７と内部ノード１０１との間に構成され、抵抗１０６は、共通導体１０７に接続されない制御回路１２の出力部と内部ノード１０１との間に結合される。この構成体において、トランジスタ１００及び１０２の制御電極とそれらの主電流チャネルとの間の電圧差は、スイッチのオフ状態におけるダイオード１０４の順バイアス電圧に等しくなる。このことは、トランジスタ１００及び１０２の閾値電圧は、ゼロとこの順バイアス電圧との間の狭い範囲内にもたらされていなければならないことを意味する。この代案において低閾値電圧が必要とされ、その結果、より高い抵抗及びより高い損失（ロス（ｌｏｓｓ））がもたらされる。更に、閾値電圧の値は当該代案においてずっとよりクリティカルとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】信号スイッチを備える装置を示す。
【図１】
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【国際調査報告】
2005518698.tif 000004
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