(57)【要約】【課題】  バイパスコンデンサの占有面積の小さい半導体スイッチ集積回路を提供する。  【解決手段】  高周波スイッチ回路部の高周波信号スイッチ素子を制御する制御信号を伝達する制御線それぞれに、バイパスコンデンサ切換スイッチ素子を介して一つのバイパスコンデンサを接続する構成とする。そしてバイパスコンデンサ切換スイッチ素子を高周波信号スイッチ素子と共に制御することで、制御線がバイパスコンデンサを介して接地させ、高周波信号の漏洩によるデコーダ回路の誤動作を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の高周波信号の入出力端子と、該入出力端子間に接続した高周波信号スイッチ素子とを備え、前記高周波信号スイッチ素子を導通状態とすることで、前記入出力端子間を導通状態とする高周波スイッチ回路部と、
前記高周波信号スイッチ素子を導通状態あるいは非導通状態とする制御信号を生成し、前記高周波スイッチ回路部に出力するデコーダ回路部と、
該デコーダ回路部から出力する前記制御信号を前記高周波信号スイッチ素子に伝達する制御線に接続するバイパスコンデンサとを備えた半導体スイッチ集積回路において、
前記複数の制御線のそれぞれに、バイパスコンデンサ切換スイッチ素子の一端を接続し、複数の該バイパスコンデンサ切換スイッチ素子の他端を、少なくとも一つの前記バイパスコンデンサの一端に接続し、該バイパスコンデンサの他端を、接地に接続したバイパスコンデンサ切換回路部を備え、
前記デコーダ回路部から、制御線を介して、前記高周波信号スイッチ素子を導通状態とする制御信号が伝達する前記制御線に一端を接続する前記バイパスコンデンサ切換スイッチ素子を導通状態とする制御信号を出力すると共に、前記高周波信号スイッチ素子を非導通状態とする制御信号が伝達する前記制御線に一端を接続した前記バイパスコンデンサ切換スイッチ素子を非導通状態とする制御信号を出力することを特徴とする半導体スイッチ集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号の切り換えに用いられる半導体スイッチ集積回路に関し、特にチップ面積を小さくすることができる半導体スイッチ集積回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波信号の切り換えに用いられる半導体スイッチ集積回路では、例えば特許文献１に記載されているように、高周波信号スイッチ素子を制御するデコーダ回路へ高周波信号が漏洩してデコーダ回路が誤動作してしまうことを防止するため、制御線にそれぞれ外付けまたは内蔵されたバイパスコンデンサが接続されている。
【０００３】
図４は、従来のこの種の半導体スイッチ集積回路の一例で、デコーダ回路部５１、バイパスコンデンサ部５４及び高周波スイッチ回路部３から構成され、例えば、デコーダ回路部５１、バイパスコンデンサ部５４及び高周波スイッチ回路部３は、ＧａＡｓ基板上に形成されている。
【０００４】
デコーダ回路部５１は、高周波スイッチ回路部３へ高周波信号の入力端子及び出力端子を切り換えるための制御信号を出力するデコーダ出力端子５２、５３を備えている。
【０００５】
バイパスコンデンサ部５４は、デコーダ出力端子５２から出力される制御信号を伝達する制御線５５に一端を接続し、他端を接地するバイパスコンデンサ５７と、デコーダ出力端子５３から出力される制御信号を伝達する制御線５６に一端を接続し、他端を接地するバイパスコンデンサ５８を備えている。
【０００６】
高周波スイッチ回路部３は、高周波信号の第１の入出力端子３１、第２の入出力端子３２、第３の入出力端子３３を備え、第１の入出力端子３１と第２の入出力端子３２との間に、第１の高周波信号スイッチ素子３４を接続し、第１の入出力端子３１と第３の入出力端子３３の間に第２の高周波信号スイッチ素子３５を接続している。
【０００７】
ここで、第１の高周波信号スイッチ素子３４は、電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」と示す）３６と抵抗器３８で構成し、第２の高周波信号スイッチ素子３５は、ＦＥＴ３７と抵抗器３９で構成している。
【０００８】
デコーダ出力端子５２から出力された制御信号は、抵抗器３８を介してＦＥＴ３６のゲート端子に印加され、ＦＥＴ３６のドレイン端子−ソース端子間を導通状態あるいは非導通状態とし、デコーダ出力端子５３から出力される制御信号は、抵抗器３９を介してＦＥＴ３７のゲート端子に印加され、ＦＥＴ３７のドレイン端子−ソース端子端子間を非導通状態あるいは導通状態とする。
【０００９】
図４に示した従来の回路の動作について説明する。図５は高周波スイッチ回路部３の高周波信号の通過経路とデコーダ出力端子５２の出力電圧（制御信号）（図５では「Ｖ５２」と示している）とデコーダ出力端子５３の出力電圧（制御信号）（図５では「Ｖ５３」と示している）示した真理値表である。例えば、高周波スイッチ回路部３の第１の入出力端子３１と第２の入出力端子３２間（図５では「端子３１-端子３２」と示している）を導通状態とするには、デコーダ出力端子５２から制御線５５を介して第１の高周波信号スイッチ素子３４のＦＥＴ３６をオン状態にする制御信号（図５では「Ｈ」と示している）を出力し、一方デコーダ出力端子５３から制御線５６を介して第２の高周波信号スイッチ素子３５のＦＥＴ３７をオフ状態にする制御信号（図５では「Ｌ」と示している）を出力することになる。
【００１０】
また、高周波スイッチ回路部３の第１の高周波入出力端子３１と第３の高周波入出力端子３３間（図５では「端子３１-端子３３」と示している）を導通状態とするには、デコーダ出力端子５２から制御線５５を介して第１の高周波信号スイッチ素子３４のＦＥＴ３６をオフ状態にする制御信号を出力し、一方デコーダ出力端子５３から制御線５６を介して第２の高周波信号スイッチ素子３５のＦＥＴ３７をオン状態にする制御信号を出力する。
【００１１】
このような構成の高周波スイッチ集積回路では、例えばＧａＡｓ半導体プロセスによってデコーダ回路部５１を形成する場合、デコーダ回路部５１の出力回路（図示せず）が抵抗負荷のインバータ等で構成され、ＦＥＴ３６をオン状態にする制御信号を出力する際には、高周波スイッチ回路部３側から見たデコーダ回路部５１側は高インピーダンスになる。このような状態において、導通状態の高周波信号スイッチ素子３４を通過する高周波信号が制御線５５に漏洩した場合、漏洩した高周波信号がデコーダ回路部５１に伝わり、デコーダ回路部５１の誤動作を招く場合がある。このような誤動作を防止するため、バイパスコンデンサ５７を備え、バイパスコンデンサ５７を介して高周波的に接地することで、デコーダ回路部５１側に高周波信号を漏洩させないようにしている。つまりバイパスコンデンサ５７は、高周波スイッチ回路部３とデコーダ回路部５１間の高周波信号の回り込みを防ぐ機能を有している。バイパスコンデンサ５８も、バイパスコンデンサ５７と同様に機能している。
【特許文献１】特開平０７−６６７０５号公報（図１、図２、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の高周波スイッチ集積回路では、第１の高周波信号スイッチ素子３４の導通状態を制御する制御信号を伝達する制御線５５にバイパスコンデンサ５７を、第２の高周波信号スイッチ素子３５の導通状態を制御する制御信号を伝達する制御線５６にバイパスコンデンサ５８を設けており、制御線と同数のバイパスコンデンサを設ける必要があった。
【００１３】
しかしながら、半導体スイッチ集積回路を同一基板上に形成する場合に、バイパスコンデンサは他の素子に比べ、占有面積が大きい。そのため、上述の高周波スイッチ集積回路やさらに多数の入出力端子間を切り換えるような大規模な半導体スイッチ集積回路の場合には、制御線の数が多くなり、それに伴いバイパスコンデンサの数も多くなってしまう。その結果、チップ面積が増加し、コストの増加につながるという問題が生じる。本発明は上記問題点を解消し、バイパスコンデンサの占有面積の小さい半導体スイッチ集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の高周波信号の入出力端子と、該入出力端子間に接続した高周波信号スイッチ素子とを備え、前記高周波信号スイッチ素子を導通状態とすることで、前記入出力端子間を導通状態とする高周波スイッチ回路部と、前記高周波信号スイッチ素子を導通状態あるいは非導通状態とする制御信号を生成し、前記高周波スイッチ回路部に出力するデコーダ回路部と、該デコーダ回路部から出力する前記制御信号を前記高周波信号スイッチ素子に伝達する制御線に接続するバイパスコンデンサとを備えた半導体スイッチ集積回路において、前記複数の制御線のそれぞれに、バイパスコンデンサ切換スイッチ素子の一端を接続し、複数の該バイパスコンデンサ切換スイッチ素子の他端を、少なくとも一つの前記バイパスコンデンサの一端に接続し、該バイパスコンデンサの他端を、接地に接続したバイパスコンデンサ切換回路部を備え、前記デコーダ回路部から、制御線を介して、前記高周波信号スイッチ素子を導通状態とする制御信号が伝達する前記制御線に一端を接続する前記バイパスコンデンサ切換スイッチ素子を導通状態とする制御信号を出力すると共に、前記高周波信号スイッチ素子を非導通状態とする制御信号が伝達する前記制御線に一端を接続した前記バイパスコンデンサ切換スイッチ素子を非導通状態とする制御信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高周波信号スイッチ素子を制御する制御信号を伝達する制御線より少ない数のバイパスコンデンサで、高周波スイッチ回路部３からデコーダ回路部５１へ高周波信号が回り込むことを防ぐことができる。その結果、チップ面積が縮小され、コストの低減につながるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の半導体スイッチ集積回路の説明図である。本発明の半導体スイッチ集積回路は、デコーダ回路部１、バイパスコンデンサ切換回路部２、高周波スイッチ回路部３から構成されており、例えば、ＧａＡｓ半導体基板上に形成されている。
【００１７】
デコーダ回路部１は、高周波スイッチ回路部３に制御信号を出力する第１のデコーダ出力端子１１及び第２のデコーダ出力端子１２と、バイパスコンデンサ切換回路部２に制御信号を出力する第３のデコーダ出力端子１３及び第４のデコーダ出力端子１４を備えている。
【００１８】
バイパスコンデンサ切換回路部２は、第１の制御線２１と第２の制御線２２との間に、第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２５と第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２６とを直列接続し、第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２５と第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２６の接続点と接地との間にバイパスコンデンサ２７を備えている。
【００１９】
第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２５は、第３のデコーダ出力端子１３から第３の制御線２３を介して出力される制御信号によって、導通状態あるいは非導通状態となるように制御される。第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２６は、第４のデコーダ出力端子１４から第４の制御線２４を介して出力される制御信号によって、非導通状態あるいは導通状態となるように制御される。
【００２０】
高周波スイッチ回路部３は、高周波信号の第１の入出力端子３１、第２の入出力端子３２、第３の入出力端子３３を備え、第１の入出力端子３１と第２の入出力端子３２との間に、第１の高周波信号スイッチ素子３４を接続し、第１の入出力端子３１と第３の入出力端子３３との間に第２の高周波信号スイッチ素子３５を接続している。
【００２１】
第１の高周波信号スイッチ素子３４は、第１のデコーダ出力端子１１から第１の制御線２１を介して出力される制御信号により導通状態あるいは非導通状態となるように制御され、第２の高周波信号スイッチ素子３５は、第２のデコーダ出力端子１２から第２の制御線２２を介して出力される制御信号により非導通状態あるいは導通状態となるように制御される。
【００２２】
次に、図１に示した本発明の実施形態の動作について説明する。図２は高周波スイッチ回路部３の高周波信号の通過経路と第１のデコーダ出力端子１１の出力電圧（制御信号）（図２では「Ｖ１１」と示している）、第２のデコーダ出力端子１２の出力電圧（図２では「Ｖ１２」と示している）、第３のデコーダ出力端子１３の出力電圧（図２では「Ｖ１３」と示している）及び第４のデコーダ出力端子１４の出力電圧（図２では「Ｖ１４」と示す）を示した真理値表である。
【００２３】
例えば、高周波スイッチ回路部３の第１の入出力端子３１と第２の高周波入出力端子３２間（図２では「端子３１-端子３２」と示している）を導通状態とするには、第１のデコーダ出力端子１１から制御線２１を介して第１の高周波スイッチ素子３４を導通状態にする制御信号（図２では「Ｈ」と示している）を出力し、一方第２のデコーダ出力端子１２から第２の制御線２２を介して第２の高周波信号スイッチ素子３５を非導通状態にする制御信号（図２では「Ｌ」と示している）を出力する。同時に本発明では、第３のデコーダ出力端子１３から第３の制御線２３を介して第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２５を導通状態にする制御信号（図２では「Ｈｉ」と示している）を出力し、第４のデコーダ出力端子１４から第４の制御線２４を介して第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２６を非導通状態にする制御信号（図２では「Ｌｏ」と示す）を出力し、第１の高周波信号スイッチ素子３４を通過する高周波信号が第１の制御線２１に漏洩した場合に、第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ２５及びバイパスコンデンサ２７を介して、高周波的に接地する構成としている。
【００２４】
同様に高周波スイッチ回路３の第１の高周波入出力端子３１と第３の高周波入出力端子３３間（図２では「端子３１-端子３３」と示している）を導通状態とするには、第１のデコーダ出力端子１１から制御線２１を介して第１の高周波信号スイッチ素子３４を非導通状態にする制御信号を出力し、一方第２のデコーダ出力端子１２から第２の制御線２２を介して第２の高周波信号スイッチ素子３５を導通状態とする制御信号を出力する。同時に、第３のデコーダ出力端子１３から第３の制御線２３を介して第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２５を非導通状態にする制御信号を出力し、第４のデコーダ出力端子１４から第４の制御線２４を介して第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２６を導通状態にする制御信号を出力し、第２の高周波信号スイッチ素子３５を通過する高周波信号が第２の制御線２２に漏洩した場合に、第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ２６及びバイパスコンデンサ２７を介して、高周波的に接地する構成としている。
【実施例１】
【００２５】
次に本発明の実施例について説明する。図３は本発明の実施例の回路図である。第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２５がＦＥＴ２８、第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子２６がＦＥＴ２９、第１の高周波信号スイッチ素子３４がＦＥＴ３６及び抵抗器３８、第２の高周波信号スイッチ素子３５がＦＥＴ３７及び抵抗器３９で構成されている。
【００２６】
このような構成の半導体スイッチ集積回路では、デコーダ回路部１から出力される制御信号は、各ＦＥＴを動作状態あるいは非動作状態とする電圧信号となる。
【００２７】
以上のように本発明によれば、高周波スイッチ回路部３とデコーダ回路部１との間の高周波信号の回り込みを防ぎ、第１の高周波信号スイッチ素子３４の導通状態あるいは非導通状態を制御する制御信号を伝達する第１の制御線２１と、第２の高周波信号スイッチ素子３５の導通状態あるいは非導通状態を制御する制御信号を伝達する第２の制御線２２に対して、バイパスコンデンサ２７を１つ設けるだけでよく、従来回路に比べ、バイパスコンデンサの数が削減できるという効果がある。その結果、バイパスコンデンサが占有する面積が小さくなり、チップ面積の削減、コストの低減につながるという効果を奏することになる。
【００２８】
なお、上記実施例では高周波スイッチ回路が２つの高周波信号スイッチ素子である場合について説明したが、本発明は２つの高周波信号スイッチ素子で構成された場合に限らず、高周波スイッチ回路が３つ以上の高周波信号スイッチ素子で構成された半導体スイッチ集積回路に適用することもできる。その場合に本発明を適用すれば、導通状態とする通過経路の高周波信号スイッチ素子の導通、非導通状態に応じて、その制御信号を伝達する制御線に、バイパスコンデンサ切換スイッチ素子を介してバイパスコンデンサが接続する構成とすることにより、バイパスコンデンサの数をさらに大幅に削減することができ、効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の半導体スイッチ集積回路の説明図である。
【図２】本発明の半導体スイッチ集積回路の通過経路とデコーダ回路の出力電圧を示す真理値表である。
【図３】本発明の実施例の半導体スイッチ集積回路の回路図である。
【図４】従来の半導体スイッチ集積回路の説明図である。
【図５】従来の半導体スイッチ集積回路の通過経路とデコーダ回路の出力電圧を示す真理値表である。
【符号の説明】
【００３０】
１：デコーダ回路部、２：バイパスコンデンサ切換回路部、３：高周波スイッチ回路部、１１：第１のデコーダ出力端子、１２：第２のデコーダ出力端子、１３：第３のデコーダ出力端子、１４：第４のデコーダ出力端子、２１：第１の制御線、２２：第２の制御線、２３：第３の制御線、２４：第４の制御線、２５：第１のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子、２６：第２のバイパスコンデンサ切換スイッチ素子、２７：バイパスコンデンサ、２８、２９、３６、３７：電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、３１：第１の入出力端子、３２：第２の入出力端子、３３：第３の入出力端子、３４：第１の高周波信号スイッチ素子、３５：第２の高周波信号スイッチ素子、３８、３９：抵抗器、５１：デコーダ回路部、５２、５３：デコーダ出力端子、５４：バイパスコンデンサ、５５、５６：制御線、５７、５８：バイパスコンデンサ
【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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