(57)【要約】本発明は、アンテナを送信増幅器又は受信増幅器の一方に選択的に接続するＲＦスイッチ装置に関するものである。例示的なＲＦスイッチ装置は２個のバルブを備え、一方のバルブはアンテナと受信増幅器との間の受信伝送ライン用であり、他方のバルブはアンテナと電力増幅器との間の送信伝送ライン用である。それぞれのバルブは、グラウンドとそれぞれの伝送ラインとの間で切り替え可能に接続されている。グラウンドに接続された場合、バルブを流れる電流が伝送ライン上のインピーダンスを増加させ、これにより伝送ライン上の信号を減衰させる。グラウンドに接続されていない場合、伝送ライン上のインピーダンスは実質的に影響を受けることがない。一対のバルブは、一方のバルブがオン状態にあるときに他方のバルブがオフ状態になるよう制御され、従ってアンテナが電力増幅器から信号を受信するか、又は受信増幅器がアンテナから信号を受信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品であって、該製品は、
電力増幅器と、
受信増幅器と、
前記電力増幅器とアンテナポートとの間に延在する第１伝送ラインと、
前記受信増幅器と前記アンテナポートとの間に延在する第２伝送ラインと、
前記第１伝送ラインのインピーダンスを変化させるよう構成された第１バルブと、
前記第２伝送ラインのインピーダンスを変化させるよう構成された第２バルブと、
を備え、前記第１及び第２バルブは、一方が開放されるときに他方が閉鎖されるよう制御可能とした製品。
【請求項２】
前記アンテナポートに接続されているアンテナを更に備える、請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記第１バルブ及び前記第２バルブを、相反するように制御するよう構成されている制御論理回路を更に備える、請求項１又は２に記載の製品。
【請求項４】
前記第１バルブは、ダブルゲート半導体デバイスを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製品。
【請求項５】
前記第１伝送ラインは伝送ラインセグメントを含み、
前記第１バルブは、
ノードにおいて前記第１伝送ラインに接続され、かつ前記伝送ラインセグメントに沿って配置されている第１ラインセグメントを有する第１ラインと、
前記ノードにおいて前記第１伝送ラインに接続され、かつ前記伝送ラインセグメントに沿って配置されている第２ラインセグメントを有する第２ラインと、
前記第１ライン及び第２ラインをグラウンドに接続又は切り離すよう構成されているスイッチと
を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製品。
【請求項６】
前記スイッチはダブルゲート半導体デバイスを含む、請求項５に記載の製品。
【請求項７】
前記製品は、一次周波数の高調波を除去するためのフィルタを前記電力増幅器と前記アンテナとの間に含まない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製品。
【請求項８】
前記第１バルブは０．５ｄＢ未満の挿入損失を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製品。
【請求項９】
前記第１バルブによって実現される遮断量は、前記電力増幅器の一次周波数で少なくとも２２ｄＢである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製品。
【請求項１０】
方法であって、
受信増幅器とアンテナとの間に接続されている受信伝送ライン上のＲＦ信号を抑制しつつ、電力増幅器から送信伝送ラインを介して前記アンテナに前記ＲＦ信号を伝送するステップと、
前記電力増幅器からのＲＦ信号を前記送信伝送ライン上で抑制しつつ、前記アンテナから前記受信伝送ラインを介して前記ＲＦ信号を受け取るように切り替えるステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記受信伝送ライン上の前記ＲＦ信号を抑制することは、前記受信伝送ラインとグラウンドとの間に配置されているバルブをオン状態に維持することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記バルブはダブルゲート半導体デバイスを含み、前記バルブをオン状態に維持することは、前記ダブルゲート半導体デバイスがそのソースとドレイン間で導電するように前記ダブルゲート半導体デバイスのゲートを制御することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電力増幅器からの前記ＲＦ信号を前記送信伝送ライン上で抑制することは、前記送信伝送ラインとグラウンドとの間に配置されているバルブをオン状態に維持することを含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記バルブはダブルゲート半導体デバイスを含み、前記バルブをオン状態に維持することは、前記ダブルゲート半導体デバイスがそのソースとドレイン間で導電するように前記ダブルゲート半導体デバイスのゲートを制御することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＣＭＯＳデバイスが、前記送信伝送ラインを介してＲＦ信号を前記アンテナに伝送する前記電力増幅器から、前記受信伝送ラインを介して前記アンテナからＲＦ信号を受信する前記受信増幅器へ切り替える、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記受信伝送ライン上の前記ＲＦ信号を抑制することにより、前記電力増幅器の一次周波数で少なくとも２２ｄＢの遮断量を実現する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願明細書は、２００９年４月２２日に出願された米国特許仮出願第６１／１７１，６８９号（発明の名称「Electronic Circuits including a MOSFET and a Dual-Gate JFET and having a High Breakdown Voltage」）、２００８年２月１３日に出願された米国特許出願第１２／０７０，０１９号（発明の名称「High Breakdown Voltage Double-Gate Semiconductor Device」）、そして２０１０年１月１３日に出願された米国特許出願第１２／６８６，５７３号（発明の名称「Electronic Circuits including a MOSFET and a Dual-Gate JFET」）に関連するものであり、これらはいずれも参照により本願明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本発明は半導体デバイスに関し、特に、無線周波数（ＲＦ）用に適用されるＲＦスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
図１は、アンテナ１１０に接続されている従来技術による例示的なトランシーバ１００を示している。トランシーバ１００は、半導体単極双投スイッチ等のスイッチ１２０を備え、このスイッチ１２０は、電力増幅器１３０と受信増幅器１４０との間で切り替えを行うよう構成されている。トランシーバ１００は更に、スイッチ１２０とアンテナ１１０との間に配置されているフィルタ１５０を備える。
【０００４】
従来技術において、アンテナ１１０は、場合により複数の回路に接続され、それぞれの回路は、スイッチ１２０、電力増幅器１３０及び受信増幅器１４０を備え、特定の周波数帯域に割り当てられる。この場合にトランシーバ１００は、例えば１つ以上の高帯域及び／又は１つ以上の低帯域に対応可能である。これら従来技術の例において、フィルタ１５０は、回路に割り当てられた特定周波数帯域以外の周波数を選択的に除去するものである。
【０００５】
電力増幅器１３０により生成される電力の大部分は、所望の周波数に対応するものであるが、電力の一部は一次周波数の高調波に変換される。従ってフィルタ１５０の更なる機能は、伝送された信号の高調波を除去し、これによりアンテナ１１０が所望の周波数信号のみを送信するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
作動に際して、トランシーバ１００は、電力増幅器１３０をアンテナ１１０に接続することによりＲＦ信号を送信し、受信増幅器１４０をアンテナ１１０に接続することによりＲＦ信号を受信する。しかしながら、電力増幅器１３０及び受信増幅器１４０はいずれも同一のスイッチ１２０に接続されているため、スイッチ１２０が送信された高出力ＲＦ信号を受信伝送ライン１６０に接続するおそれが生じかねない。この現象は、寄生漏れとして知られている。
【０００７】
スイッチ１２０は更に、電力増幅器により生成された約１５〜３０ボルトの範囲にある高電圧に対する耐電性を有する必要がある。この範囲の電圧は、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）スイッチの耐電性を超過するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な製品には、半導体デバイス、トランシーバ及び通信機器が含まれる。種々の例において、製品は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術により完全にシリコン基板上に実装される。例示的な製品は、電力増幅器、受信増幅器並びに第１及び第２伝送ラインを備える。第１伝送ラインは電力増幅器とアンテナポートとの間に延在し、第２伝送ラインは受信増幅器とアンテナポートとの間に延在する。また、例示的な製品は、更に第１及び第２バルブを備える。第１バルブは第１伝送ラインのインピーダンスを変化させるよう、第２バルブは第２伝送ラインのインピーダンスを変化させるようそれぞれ構成される。この例において、第１及び第２バルブは一方が開放状態にあるときに他方が閉鎖状態になるよう制御可能である。種々の例において、製品は更に制御論理回路を備え、この制御論理回路は第１及び第２バルブが相反するように制御するよう構成されている。製品が通信機器を含む例において、例えば製品は更に、アンテナポートに接続されるアンテナを備えることができる。
【０００９】
種々の例において、第１バルブ及び／又は第２バルブはダブルゲート半導体デバイスを含むことができる。バルブをオン状態又はオフ状態にそれぞれ切り替えるために、このダブルゲート半導体デバイスは、バルブをグラウンドに接続する、又は切り離すよう制御可能である。更に種々の例において、第１伝送ラインは伝送ラインセグメントを含み、第１バルブ及び／又は第２バルブは第１ライン及び第２ラインを含むことができ、これら両ラインはノードにおいて第１伝送ラインに接続される。これらの例において、第１ラインは伝送ラインセグメントに沿って配置される第１ラインセグメントを含み、第２ラインは伝送ラインセグメントに沿って配置される第２ラインセグメントを含む。
【００１０】
幾つかの例において、例示的な製品は、電力増幅器とアンテナとの間に一次周波数の高調波を除去するためのフィルタを含まない。なぜなら回路全体は、第１伝送ラインにおける動作周波数付近の減衰量が僅かであるのに対し、電力増幅器における一次周波数以上の第１伝送ラインの周波数を大幅に減衰するからである。種々の例において、第１及び／又は第２バルブの挿入損失は０．５ｄＢ未満である。更に種々の例において、第１バルブは、電力増幅器の一次周波数で少なくとも２２ｄＢの遮断量を実現できる。
【００１１】
本発明は、アンテナで交互に送受信するための方法に関するものでもある。例示的な方法においては、交互に、電力増幅器からＲＦ信号をアンテナに伝送し、アンテナからＲＦ信号を受信する。より具体的には、電力増幅器からＲＦ信号をアンテナに伝送するステップは送信伝送ラインを介して行われ、このＲＦ信号の伝送に際しては、受信増幅器とアンテナとの間に接続されている受信伝送ライン上のＲＦ信号を抑制する。同様に、アンテナからＲＦ信号を受信するステップは受信伝送ラインを介して行われ、このＲＦ信号の受信に際しては、電力増幅器からのＲＦ信号を送信伝送ライン上で抑制する。種々の例において、ＣＭＯＳデバイスが、送信伝送ラインを介してＲＦ信号をアンテナに伝送する電力増幅器から、受信伝送ラインを介してアンテナからＲＦ信号を受信する受信増幅器へ切り替える。
【００１２】
幾つかの例において、受信伝送ライン上のＲＦ信号を抑制することは、受信伝送ラインとグラウンドとの間に配置されている第２バルブをオン状態に維持することを含む。同様に、幾つかの例において、電力増幅器からのＲＦ信号を送信伝送ライン上で抑制することは、送信伝送ラインとグラウンドとの間に配置されている第１バルブをオン状態に維持することを含む。これらの例の幾つかにおいて、第１及び／又は第２バルブはダブルゲート半導体デバイスを含み、バルブをオン状態に維持するステップは、ダブルゲート半導体デバイスがそのソースとドレイン間で導電するようにダブルゲート半導体デバイスのゲートを制御することを含む。ダブルゲート半導体デバイスがそのソースとドレイン間で導電しないようにダブルゲート半導体デバイスのゲートを制御することにより、バルブがオフ状態に切り替わり、その結果伝送ラインそれぞれにおけるバルブのインピーダンスが除去される。これにより、電力増幅器からアンテナへの伝送、又はアンテナからの受信増幅器による受信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】アンテナに接続された従来技術のトランシーバを示す略図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係る通信機器を示す略図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に係るバルブを示す略図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に係る、バルブにおけるラインセグメントの配置を示す略図である。
【図５】本発明の他の例示的な実施形態に係る、バルブにおけるラインセグメントの配置を示す略図である。
【図６】本発明の更に他の例示的な実施形態に係る、バルブにおけるラインセグメントの配置を示す略図である。
【図７】本発明の他の例示的な実施形態に係るバルブを示す略図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態に係る、「オン」状態の例示的なバルブに基づく伝送ライン上の減衰量を信号周波数の関数として示すグラフである。
【図９】本発明の例示的な実施形態に係る、「オフ」状態の例示的なバルブに基づく伝送ライン上の減推量を信号周波数の関数として示すグラフである。
【図１０】本発明の例示的な実施形態に係る、送信伝送ライン上における全体的な減衰量を示すグラフである。
【図１１】本発明の例示的な実施形態に係る、信号の送受信方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、アンテナを選択的に送信増幅器又は受信増幅器に接続可能としたＲＦスイッチ装置に関するものである。更に本開示は、上述のＲＦスイッチ装置を含む製品、例えば集積回路（ＩＣ）や、携帯情報端末（ＰＤＡ）、セルフォン（携帯電話）及びスマートフォン等のモバイル通信機器にも関する。これに加えて本開示は、ＲＦスイッチ装置の操作方法及びこのようなＲＦスイッチ装置を組み込んだ装置の操作方法にも関する。
【００１５】
本発明の例示的なＲＦスイッチ装置は２個のバルブを備え、一方のバルブは、アンテナと受信増幅器との間に配置される受信伝送ラインを制御するように構成され、他方のバルブは、アンテナと電力増幅器との間における送信伝送ラインを制御するように構成される。本明細書における他の箇所で具体的に定義するバルブは、伝送ラインをグラウンドに切り替え可能に接続する回路を含むものである。この回路がグラウンドに接続されると、回路を流れる電流が伝送ラインのインピーダンスを増加させ、これにより伝送ライン上の信号が大幅に減衰する。回路がグラウンドに接続されていないと、伝送ラインのインピーダンスは実質的に影響を受けなくなり、バルブに起因する信号の減衰は最小に留まる。この一対のバルブは、一方のバルブがオン状態のときに他方のバルブがオフ状態になるよう制御され、従ってアンテナは、電力増幅器から信号を受け取るか又は受信増幅器がアンテナから信号を受け取る。
【００１６】
図２は、通信機器２００の略図である。通信機器２００は、アンテナ１１０と、電力増幅器１３０と、受信増幅器１４０と、電力増幅器１３０をアンテナ１１０に接続する送信伝送ライン２１０と、受信増幅器１４０をアンテナ１１０に接続する受信伝送ライン２２０とを備える。更に通信機器２００は、伝送ライン２１０，２２０それぞれに接続されているバルブ２３０，２４０を備える。更に、通信機器２００は、バルブ２３０，２４０を制御するように構成された制御論理回路２５０を備える。制御論理回路２５０は、制御ライン２６０上で制御信号を受け取り、相反する信号をバルブ２３０，２４０それぞれに出力するよう構成されている。例えば制御信号に基づいて、バルブ２３０が高電圧を受けると、バルブ２２０は低電圧を受ける。このことは、逆の場合にも同様に適用されるものである。制御論理回路２５０の一例は、ＮＡＮＤゲートである。
【００１７】
図２に示すように、通信機器２００は、バルブ２３０，２４０とアンテナ１１０との間と、バルブ２３０，２４０と増幅器１３０，１４０それぞれとの間における伝送ライン２１０，２２０に接続されるインピーダンス整合回路２７０も任意に備える。幾つかの実施形態において、インピーダンス整合回路２７０は、グラウンドと伝送ライン２１０，２２０上のノードとの間に接続されるコンデンサと、そのノードとバルブ２３０，２４０それぞれとの間における伝送ライン２１０，２２０と直列に配置されるインダクタとを備えることができる。
【００１８】
通信機器２００の実施形態によっては、電力増幅器１３０，受信増幅器１４０，バルブ２３０，２４０及びインピーダンス整合回路２７０は、パッケージ内の半導体チップ上に配置される。これら実施形態において、アンテナ１１０と伝送ライン２１０，２２０との間の接続は、パッケージを介して、例えば、チップ上のボンディングパッドをパッケージ上のボンディングパッドに接続したり、パッケージ上のボンディングパッドを、アンテナ１１０を含む回路基板上のボンディングパッドに接続したりすることにより、実現される。幾つかの実施形態において、チップはＣＭＯＳチップとして構成される。アンテナ１１０を接続するための伝送ライン２１０，２２０における終端は、本明細書においてアンテナポートと称する。図２に示されていないが、アンテナポートは、伝送ライン２１０と、伝送ライン２２０との接点に位置する。
【００１９】
言うまでもなく、通信機器２００は複数の周波数帯域に対応するため、図２に示されているバルブ及び増幅器に並列な更なるバルブ及び増幅器を追加して備えることができる。例えば高帯域及び低帯域は、２個の電力増幅器１３０及び２個の受信増幅器１４０によって対応可能である。それぞれの増幅器は、アンテナ１１０への専用の伝送ラインを有し、これら専用の伝送ラインはそれぞれ、対応するバルブにより制御される。スイッチは、一方の側のアンテナポート（近年の手法では通常、アンテナは回路基板上、又は回路基板上に実装された所定の基板上にプリントされる）を、一方の位置において、受信機の低ノイズ増幅器の入力端に接続し、また他方の位置において、電力増幅器の出力端に接続するものである。
【００２０】
本明細書におけるバルブは、以下の、素子、配置及び特性を有する電気回路として定義する。即ちバルブは、伝送ラインセグメントと、ノードにおいて伝送ラインに接続され、かつ伝送ラインセグメントに沿って配置されるセグメントを含む第１導電ラインと、第１導電ラインをグラウンドに接続又は切り離すスイッチとを備える。このバルブにおいて、あるラインセグメントは他のラインセグメントに沿って配置され、これら２つのラインセグメントは一定の共通路にわたって隣同士に配置される。例えばこの共通路は、直線部、曲線部、８の字部又は矩形波部を含むことができる。ラインセグメントの例示的な配置は、図４〜図６に示す。
【００２１】
第１ラインセグメント及び伝送ラインセグメントは、電流が両セグメントを流れるとき、伝送ラインの電流は一方向に流れるのに対して、第１ラインの電流は逆方向に流れるよう配置される。第１ラインセグメント及び伝送ラインセグメントの電流は互いに逆の方向に流れ、しかも第１ラインセグメントは伝送ラインセグメントに沿って配置されるため、両セグメントに電流が流れた場合、伝送ラインセグメントのインピーダンスは、第１ラインに電流が流れない場合に比べて増加する。インピーダンスの増加により、伝送ラインに沿って伝搬される信号は減衰する。
【００２２】
本明細書を通して、バルブは、第１ラインを電流が流れるときは「オン」状態に、電流が流れないときは「オフ」状態にあるものとする。伝送ラインにおけるインピーダンス及びＲＦ信号の減衰量は、バルブがオン状態にある場合には高く（大きく）、オフ状態にある場合には低い（小さい）。実際に伝送ライン上で実現されるインピーダンスは、信号周波数、ラインセグメントの配置、及びそれぞれのラインセグメントに流れる電流量に依存する。
【００２３】
本明細書におけるバルブは、従来技術のスイッチ１２０とは以下の点において区別される。即ちスイッチ１２０は、１つの伝送ラインを２つの伝送ラインのいずれかに交互に接続するのに対して、本明細書におけるバルブにおいては伝送ラインが切断されない。更に本明細書におけるバルブは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とも区別されるものである。
【００２４】
図３は、例示的なバルブ３００を概略的に示している。バルブ３００は、伝送ラインセグメント３２０を含む伝送ライン３１０と、伝送ラインセグメント３２０に沿って配置されている第１ラインセグメント３４０を含む第１ライン３３０とを備える。更にバルブ３００は、第２ライン３５０と、伝送ラインセグメント３２０に沿って配置されている第２ラインセグメント３６０とを任意に備える。なお、図３において、ラインセグメント３２０，３４０，３６０はそれぞれの残部とは異ならせて示しているが、これらラインセグメントを構成する金属線の物理的寸法（幅及び厚さ）は、ラインにおける他の箇所と同一にできることは言うまでもない。
【００２５】
ライン３３０，３５０は、ノード３７０において伝送ライン３１０に接続されている。更にバルブ３００は、ライン３３０，３５０をグラウンドに接続又は切り離すスイッチ３８０を備える。図示するように、ラインセグメント３２０，３４０及び（任意の）３６０は、それぞれに電流が流れるとき、第１及び第２ラインセグメント３４０，３６０を流れる電流は一方向に流れるのに対して、伝送ライン３２０を流れる電流はこの方向とは逆方向に流れるように構成されている。第２ライン３５０を含まない実施形態において、バルブがオン状態にあるとき、伝送ライン３１０及び第１ライン３３０を流れる電流はそれぞれ、バルブ３００が受ける電流のおよそ半分である。第２ライン３５０を含む実施形態において、伝送ライン３１０を流れる電流はバルブ３００が受ける電流のおよそ半分であるのに対して、ライン３３０，３５０それぞれを流れる電流はバルブ３００が受ける電流のおよそ４分の１である。バルブ３００の幾つかの実施形態において、バルブ３００は０．５ｄＢ未満の挿入損失を有する。好適には、ノード３７０からセグメント３４０，３６０までの距離の差は波長における整数倍とし、これによりセグメント３４０，３６０に沿って位相が維持される。
【００２６】
図４は、バルブ部分の一例を示している。この実施形態において、伝送ラインセグメント３２０は、円弧部を含み、第１及び第２ラインセグメント３４０，３６０は、伝送ラインセグメント３２０の両側に沿って配置されている。ラインセグメント３２０，３４０，３６０それぞれにおける電流の流れ方向は、矢印で示されている。
【００２７】
図４の実施形態において、ラインセグメント３２０，３４０，３６０の長さは近似しているが同一ではない。言うまでもなく、ラインセグメント３２０，３４０，３６０の長さは、それぞれの円弧範囲の角度を異ならせることにより同一とすることができる。円弧部の例示的な直径は、３００μｍ〜１ｍｍとする。また、図４のラインセグメント３２０，３４０，３６０の幅は同一であるが、実施形態によっては、第１及び第２ラインセグメント３４０，３６０の幅は同一とし、これらの幅は伝送ラインセグメント３２０と異ならせる。更に他の実施形態においては、それぞれのラインセグメント３２０，３４０，３６０の幅を互いに異ならせる。ラインセグメント３２０，３４０，３６０への接続は、図面の平面上又は平面下における配線層に接続されたビアを介して実現することができる。ラインセグメント３２０，３４０，３６０の幅は、例えば１０μｍ〜３００μｍとする。
【００２８】
図５は、バルブ部分の他の一例を示している。この実施形態において、ラインセグメント３２０，３４０，３６０は積層状態の円弧部を含み、ラインセグメント３４０，３６０は、伝送ラインセグメント３２０に沿った状態で、伝送ラインセグメント３２０の上下に配置されている。図５は、ラインセグメント３２０，３４０，３６０を上面図及び断面図で示すものである。上面図は一組のリード線５００を示し、これらリード線５００はラインセグメント３２０，３４０，３６０のいずれにも接続可能である。ラインセグメント３４０，３６０への接続は、代替的にビアにより実現することもできる。ラインセグメント３２０，３４０，３６０それぞれにおける電流の流れ方向は、断面図に示されている。更に断面図は、ラインセグメント３２０，３４０，３６０間の誘電体層５１０も示している。図５の実施形態においては、ラインセグメント３２０，３４０，３６０の長さ、幅及び厚さは同一とされているが、他の実施形態においてはこれに限定されるわけではない。ラインセグメント３２０，３４０，３６０における円弧部の直径及び幅は、例えば、図５の実施形態においてもそれぞれ３００μｍ〜１ｍｍ及び１０μｍ〜３００μｍとする。
【００２９】
図６は、バルブ部分の更に他の一例を示している。この実施形態において、伝送ラインセグメント３２０は８の字部を含み、ラインセグメント３４０，３６０は、伝送ラインセグメント３２０に沿って配置されている。この実施形態において、ラインセグメント３２０，３４０，３６０の長さ及び厚さは同一とされているのに対して、伝送ラインセグメント３２０の幅はラインセグメント３４０，３６０の幅よりも大きい。ラインセグメント３２０，３４０，３６０における８の字部における円弧部の直径及び幅は、例えば、図示の実施形態においてもそれぞれ３００μｍ〜１ｍｍ及び１０μｍ〜３００μｍとする。
【００３０】
図７は、バルブ３００の例示的な実施形態を概略的に示している。この実施形態において、バルブ３００が備えるスイッチ３８０は、ソース及びドレインを有し、ＭＯＳゲート７１０及び接合ゲート７２０により制御されるダブルゲート半導体デバイスを含んでいる。上述した米国特許出願第１２／０７０，０１９号には、このような構成が開示されている。米国特許出願第１２／０７０，０１９号に記載されているように、ＭＯＳゲート７１０及び接合ゲート７２０は制御回路により互いに接続され、このような制御回路は場合によってコンデンサのみで構成することができる。言うまでもなく、シングルゲート半導体デバイスもスイッチ３８０として使用できる。
【００３１】
図８は、「オン」状態の例示的なバルブに基づく伝送ライン上の減衰量を信号周波数の関数として示すグラフであり、図９は、「オフ」状態のバルブにおける同様のグラフである。いずれのグラフも６ＧＨｚまでの同一周波数範囲に亘っているが、異なる縦軸目盛りを採用している。図８に示すように、バルブがオン状態にあるときは、１ＧＨｚでの減衰量はおよそ１０ｄＢであり、この減衰量は周波数の減少に伴って増加する。図９に示すように、バルブがオフ状態にあるときは、減衰量はより低い周波数において十分小さく、６ＧＨｚでおよそ１．３ｄＢである。従ってバルブがオフ状態にあるとき、およそ２ＧＨｚまでの動作範囲においては、伝送ライン上におけるＲＦ信号の減衰量は僅かである。他方でバルブがオン状態にあるとき、電力増幅器１３０からのＲＦ信号は大幅に減衰される。更なる減衰を実現するため、例えば複数個のバルブを直列配置することができる。幾つかの実施形態において、オン状態のバルブによって、電力増幅器１３０の一次周波数で実現される遮断量は、少なくとも２２ｄＢである。
【００３２】
言うまでもなく、図８及び図９のグラフは、回路全体から取り出した場合の例示的なバルブの動作を示すものである。図１０は、バルブ２３０がオフ状態にあるときの送信伝送ライン２１０における全体的な減衰量を示し、図９との違いは、通信機器２００における回路の残部構成によるものである。図１０に示すように、電力増幅器１３０がおよそ２ＧＨｚの周波数を伝送する場合には信号はほぼ減衰されないが、およそ４ＧＨｚの第２高調波は大幅に減衰され、より高い高調波も同様に減衰される。従って、バルブ２３０がオン状態であるときは、送信伝送ライン２１０は、電力増幅器１３０による一次周波数より大きな周波数が大幅に減衰されるため、図２に示す回路を含む製品は、電力増幅器１３０とアンテナ１１０との間に、一次周波数の高調波を除去するためのフィルタを含まないことができる。これら実施形態の幾つかにおいて、第２高調波の減衰量は、フィルタを配置しない場合、少なくとも２０ｄＢである。高次の高調波は、更に大きく減衰される。例えば第３高調波は場合により、少なくとも３０ｄＢ減衰され得る。
【００３３】
図１１は、本発明に係る例示的な方法１１００を示すフローチャートである。例えば方法１１００は、ＲＦスイッチ装置を含むトランシーバに接続されたアンテナを備える通信機器を作動させる方法に適用することができる。方法１１００は、ＲＦ信号を伝送するステップ１１１０とＲＦ信号を受け取るステップ１１２０との２つのステップを交互に切り替えるものである。
【００３４】
ＲＦ信号を伝送するステップ１１１０において、ＲＦ信号は送信伝送ラインを介して電力増幅器からアンテナに伝送される。また、ステップ１１１０は、受信増幅器とアンテナとの間に接続された受信伝送ライン上でＲＦ信号を抑制することを含む。本明細書で信号に関連して使用する「抑制（する）」は、信号を伝送する伝送ライン上で電気的に誘発されるインピーダンスに基づく減衰として定義する。従って当然ながら、図１に示す従来技術のように、伝送ライン上の信号が、受信増幅器１３０とアンテナ１１０との間における電気路を遮断するスイッチ１２０により受信増幅器１３０へ到達しない場合、実際にスイッチ１２０が受信増幅器１３０への信号の到達を阻止しているわけだが、本発明においては、スイッチが信号を抑制しているとは解さない。「抑制（する）」（impeding）という動詞における他の時制も、同様の意味として定義する。
【００３５】
ステップ１１２０において、ＲＦ信号はアンテナから受信伝送ラインを介して受け取られる。また、ステップ１１２０は、電力増幅器からのＲＦ信号を送信伝送ライン上で抑制することを含む。電力増幅器からのＲＦ信号は、例えば、電力増幅器が伝送を行わない場合の単なるノイズであり得る。
【００３６】
種々の実施形態におけるステップ１１１０又はステップ１１２０の一方においては、いずれかの伝送ライン上におけるＲＦ信号の抑制は、バルブをオン状態に維持することを含むものであり、この場合にバルブは伝送ラインとグラウンドとの間に配置される。これら実施形態の幾つかにおいて、バルブはダブルゲート半導体デバイスを含む。これら実施形態において、バルブをオン状態に維持することは、ダブルゲート半導体デバイスがそのソースとドレイン間で導電するようにダブルゲート半導体デバイスのゲートを制御することを含む。他の実施形態においては、ＣＭＯＳデバイスが、送信伝送ラインを介してＲＦ信号をアンテナにステップ１１１０で伝送する電力増幅器から、受信伝送ラインを介してアンテナからＲＦ信号をステップ１１２０で受け取る受信増幅器へ切り替える。
【００３７】
上述したように、本発明は特定の実施形態に関して説明されているが、当業者にとって本発明がこれら実施形態に限定されるものでないことは自明のことである。上述した発明に係る種々の特徴及び態様が、個別に又は組み合わせて適用され得る。更に本発明は、本明細書の記載内容に限定されることなく、かつ本明細書の趣旨内において種々の環境下及び用途で利用可能である。従って本明細書及び図面は、限定的なものとしてではなく説明に役立つものとして見なすべきものである。本明細書に使用されている「備える」、「含む」及び「有する」という用語は、技術内容を限定しないものとして理解すべきであることは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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