(57)【要約】【課題】携帯電話機における高周波用アンテナスイッチ回路は、大電圧かつ大電流の信号が流れた場合にコンデンサが破壊され、スイッチ回路が破壊されるという問題があった。【解決手段】一端がアンテナに接続されるアンテナ端子２と、他端が送信部と受信部に接続される入出力端子１と、制御端子とからなる複数のスイッチで構成された高周波スイッチと、直流成分をカットするためのコンデンサが接続され、アンテナ端子と接地との間にインダクタが接続され、前記インダクタがチップ部品もしくは複数層からなる積層体（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）の表面もしくは内部の表面もしくは内部に構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2005175664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話機の送受信部を構成するアンテナスイッチ回路であって、一端がアンテナに接続されるアンテナ端子と、他端が送信部と受信部に接続される入出力端子と、制御端子とからなる複数のスイッチで構成された高周波スイッチと、直流成分をカットするためのコンデンサが接続され、アンテナ端子と接地との間にインダクタが接続されたことを特徴とするアンテナスイッチ回路。
【請求項２】
アンテナ端子と接地との間に接続されたインダクタがチップ部品で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナスイッチ回路。
【請求項３】
アンテナ端子と接地との間に接続されたインダクタが複数層からなる積層体の表面もしくは内部に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナスイッチ回路。
【請求項４】
アンテナ端子と接地との間に接続されたインダクタの値が３０ｎＨ以上であることを特徴とする請求項１〜３に記載のアンテナスイッチ回路。
【請求項５】
一端がアンテナに接続されるアンテナ端子と、他端が送信部と受信部に接続される入出力端子と、制御端子からなる複数のスイッチが半導体基板上に形成されたＦＥＴで構成されていることを特徴とする請求項１〜４に記載のアンテナスイッチ回路。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のアンテナスイッチ回路を用いたことを特徴とする携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチ回路に関し、特に高周波用アンテナスイッチ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に携帯電話機における高周波用アンテナスイッチ回路は切り替えスピードの速いＧａＡｓ等の化合物半導体によるＭＥＳＦＥＴを用い、そのｏｎ抵抗、ｏｆｆ抵抗を利用して信号線路の切り替えを行うよう構成されている。
【０００３】
通常ＭＥＳＦＥＴはディプレッション型で、ドレイン電流が０になるしきい値電圧（Ｖｔｈ）が負である。従って、ゲート・ソース間の電位差Ｖｇｓが０ＶではＦＥＴはオンの状態にある。ＦＥＴをオフさせるためにはＶｔｈよりも低い電圧が必要である。従来はこの電圧を得るために負電源を用いていた。
【０００４】
ＳＰＳＴ（Single Pole Single Throw）スイッチの動作を詳細に説明する。図４に負電源を用いた従来のＦＥＴスイッチ回路の構成を示す。このスイッチ回路は１つの入出力端子１と１つのアンテナ端子２を有しているＳＰＳＴスイッチ回路である。入出力端子１とアンテナ端子２との間には１つ以上のＦＥＴ１１が配置されており、入出力端子１と接地との間、およびアンテナ端子２と接地との間の両方もしくはどちらか一方に１つ以上のＦＥＴ１２が配置されている。ＦＥＴ１２は入出力端子１とアンテナ端子２の間がオフ状態にある時のアイソレーションを確保する働きを担う。
【０００５】
ＦＥＴ１１およびＦＥＴ１２のゲート端子Ｖｃ２１、Ｖｃ２２に制御電圧−Ｖｃ（Ｖ）と０Ｖを印加することで信号経路の切り替えを行う。例えばゲート端子Ｖｃ２１に０（Ｖ）、ゲート端子Ｖｃ２２に−Ｖｃ（Ｖ）を印加するとＦＥＴの自己バイアス作用によってＡ点の電位Ｖａ（Ｖ）は−Ｖｃ＜＜Ｖａ＜０となる。この時、ＦＥＴ１１のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１１＝０−Ｖａ（Ｖ）＞＞Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１１はオン状態になる。一方、ＦＥＴ１２のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１２＝−Ｖｃ−Ｖａ＜＜Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１２はオフ状態となる。
【０００６】
また、ゲート端子Ｖｃ２１に−Ｖｃ（Ｖ）、ゲート端子Ｖｃ２２に０Ｖを印加した場合にもＡ点の電位Ｖａ（Ｖ）は同様に−Ｖｃ＜＜Ｖａ＜０となる。この時、ＦＥＴ１１のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１１＝−Ｖｃ−Ｖａ（Ｖ）＜＜Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１１はオフ状態になる。一方、ＦＥＴ１２のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１２＝０−Ｖａ＞＞Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１２はオン状態となる。
【０００７】
このように制御端子であるゲート端子Ｖｃ２１、Ｖｃ２２にそれぞれ−Ｖｃ（Ｖ）、０（Ｖ）を印加することで信号線路を切り替えることができる。しかし、負電源を用いたＦＥＴスイッチ回路は負電圧を発生させるためにＤＣ−ＤＣコンバータ等が必要になるため、機器の小型化の障害となっていたが、ＦＥＴの内部自己バイアス作用を用いて基準バイアスを発生させることによって、外部バイアス回路を不要とした技術がある（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
次に、図５を用いて負電源を必要としないＦＥＴスイッチ回路について詳細に説明する。この回路は先述の負電源を用いたＦＥＴスイッチ回路の入出力端子１にコンデンサ３１を接続し、アンテナ端子２にコンデンサ３２を接続し、さらにＦＥＴ１２と接地との間にコンデンサ３３を接続した構成となる。これらのコンデンサは直流電流を流さない働きを担う。
【０００９】
次に負電源を必要としないＦＥＴスイッチ回路の動作について詳細に説明する。ＦＥＴの制御端子であるゲート端子Ｖｃ２１、およびＶｃ２２に＋Ｖｃ（Ｖ）および０Ｖを印加することでオン・オフさせ、経路を切り替えるものである。
【００１０】
図４において、例えばＶｃ２１およびＶｃ２２にそれぞれ＋Ｖｃおよび０Ｖを印加すると、ＦＥＴの自己バイアス作用によってＡ点の電位Ｖａ（Ｖ）は０＜＜Ｖａ＜＋Ｖｃとなる。この時、ＦＥＴ１１のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１１＝＋Ｖｃ−Ｖａ（Ｖ）＞＞Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１１はオン状態になる。一方、ＦＥＴ１２のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１２＝０−Ｖａ＜＜Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１２はオフ状態となる。
【００１１】
また、ゲート端子Ｖｃ２１に０（Ｖ）、ゲート端子Ｖｃ２２に＋Ｖｃ（Ｖ）を印加した場合にもＡ点の電位Ｖａ（Ｖ）は同様に０＜＜Ｖａ＜＋Ｖｃとなる。この時、ＦＥＴ１１のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１１＝０−Ｖａ（Ｖ）＜＜Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１１はオフ状態になる。一方、ＦＥＴ１２のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１２＝＋Ｖｃ−Ｖａ＞＞Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１２はオン状態となる。
【００１２】
このように制御端子であるゲート端子Ｖｃ２１、Ｖｃ２２にそれぞれ＋Ｖｃ（Ｖ）、０（Ｖ）を印加することで信号線路を切り替えることができる。この方法によるとＤＣ−ＤＣコンバータ等が不要になるため機器の小型化が可能となる。
【特許文献１】特開平９−１８１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで直列のコンデンサのインピーダンスは１／（ｊωＣ）  〔ω：角速度、Ｃ：静電容量〕で表される。つまりコンデンサの容量が大きいほどインピーダンスは小さくなる。このため、一般に入出力端子１およびアンテナ端子２に接続されるコンデンサ３１、３２は容量が大きい。一方、それほどインピーダンスが小さくなくてもよいコンデンサ３３は容量が小さい。そのため一般にコンデンサ３１および３２はチップ部品で構成されるが、３３は半導体チップ上に形成される。しかし、半導体チップ上に形成されたコンデンサは絶縁層の厚さが０．２〜０．４ｕｍと薄く、また表面状態が粗いため耐圧が弱く、外部からのサージ等により大電圧かつ大電流の信号が流れた場合にコンデンサが破壊され、スイッチ回路が破壊されるという問題があった。
【００１４】
一方、半導体チップ上に形成されたＭＥＳＦＥＴの耐圧もIEC61000-4シリーズの規格を十分に満たすほど高くはない。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、大電圧かつ大電流の信号が流れた場合にも破壊されないスイッチ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】
【００１６】
本発明のアンテナスイッチ回路は、一端がアンテナに接続されるアンテナ端子と、他端が送信部と受信部に接続される入出力端子と、制御端子とからなる複数のスイッチで構成された高周波スイッチと、直流成分をカットするためのコンデンサが接続され、アンテナ端子と接地との間にインダクタが接続され、前記インダクタがチップ部品もしくは複数層からなる積層体（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）の表面もしくは内部の表面もしくは内部に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のアンテナスイッチ回路は、アンテナ端子と接地との間に接続されたインダクタは、アンテナ端子から大電圧が印加された場合、アンテナ端子から接地に大電流を逃がす働きをもっているため、大電流がスイッチ回路内部に流れることを防ぎ、スイッチ回路への衝撃を緩和する働きを担う。これにより、外部からのサージに破壊されないアンテナスイッチ回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１に第１の実施の形態を示す。この図によれば、スルーＦＥＴ１１およびシャントＦＥＴ１２でＳＰＳＴスイッチを構成しており、入出力端子１およびアンテナ端子２にはそれぞれコンデンサ３１およびコンデンサ３２が接続されている。また、ＦＥＴ１２と接地との間にコンデンサ３３が接続されており、これらのコンデンサは直流電流を流さない働きを担っている。従来の技術のところでも述べたが、これらのコンデンサによって正電源のみで動作するＳＰＳＴスイッチ回路を構成している。図１において、例えばＶｃ２１およびＶｃ２２にそれぞれ＋Ｖｃおよび０Ｖを印加すると、ＦＥＴの自己バイアス作用によってＡ点の電位Ｖａ（Ｖ）は０＜＜Ｖａ＜＋Ｖｃとなる。この時、ＦＥＴ１１のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１１＝＋Ｖｃ−Ｖａ（Ｖ）＞＞Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１１はオン状態になる。一方、ＦＥＴ１２のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１２＝０−Ｖａ＜＜Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１２はオフ状態となる。
【００２０】
また、ゲート端子Ｖｃ２１に０（Ｖ）、ゲート端子Ｖｃ２２に＋Ｖｃ（Ｖ）を印加した場合にもＡ点の電位Ｖａ（Ｖ）は同様に０＜＜Ｖａ＜＋Ｖｃとなる。この時、ＦＥＴ１１のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１１＝０−Ｖａ（Ｖ）＜＜Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１１はオフ状態になる。一方、ＦＥＴ１２のゲート・ソース電圧Ｖｇｓ１２＝＋Ｖｃ−Ｖａ＞＞Ｖｔｈ（Ｖ）となり、ＦＥＴ１２はオン状態となる。
【００２１】
このように制御端子であるゲート端子Ｖｃ２１、Ｖｃ２２にそれぞれ＋Ｖｃ（Ｖ）、０（Ｖ）を印加することで信号線路を切り替えることができる。この方法によるとＤＣ−ＤＣコンバータ等が不要になるため機器の小型化が可能となる。
【００２２】
コンデンサ３３はチップ部品またはＬＴＣＣの表面もしくは内部に構成されており、半導体チップ上に形成されたコンデンサに比べて十分にサージ耐圧が高い。このためコンデンサ３３をチップ部品あるいはＬＴＣＣの表面もしくは内部に形成することでコンデンサに対する耐圧の問題は解決される。
【００２３】
また、アンテナ端子２と接地との間に接続されたインダクタ５１はアンテナ端子２に加えられたサージ等の直流成分を接地に逃がす働きをし、アンテナスイッチ回路への衝撃を緩和する。
【００２４】
これらの構成により、サージ耐圧の高いアンテナスイッチ回路を構成できる。
【００２５】
ここでＬＴＣＣについて図２を用いて説明する。ＬＴＣＣは複数の誘電体層４１と導体４２から構成されており、図に示すように誘電体層の表面に形成される導体の形状によってインダクタ４３やコンデンサ４４を構成できる。このＬＴＣＣ上に半導体チップを実装することにより、コンデンサ３３を構成することができる。これによりチップ部品でコンデンサやインダクタを構成するよりも、スイッチ回路全体の小型化が可能となる。
【００２６】
（実施の形態２）
図３に第２の実施の形態を示す。第１の実施の形態と異なる点は入出力端子１，３が２つあることである。この図によれば、スルーＦＥＴ１１、シャントＦＥＴ１２およびスルーＦＥＴ１３、シャントＦＥＴ１４でＳＰＤＴスイッチを構成している。コンデンサ３２およびコンデンサ３４はチップ部品またはＬＴＣＣの表層もしくは内部に構成されており、半導体チップ上に形成されたコンデンサに比べて十分にサージ耐圧が高い。また、アンテナ端子２と接地との間に接続されたインダクタ５１はアンテナ端子２に加えられたサージ等の直流成分を接地に逃がす働きをし、アンテナスイッチ回路への衝撃を緩和する。これらの構成により、サージ耐圧の高いアンテナスイッチ回路を構成できる。また、入出力端子の数が任意であるＳＰｎＴ構成の場合も同様にアンテナ端子と接地との間にインダクタを接続し、シャントＦＥＴと接地との間にコンデンサを設け、このコンデンサをチップ部品またはＬＴＣＣで構成すると同様の効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明にかかるアンテナスイッチ回路は、外部からのサージに破壊されないアンテナスイッチ回路を提供することができ、移動体通信端末等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の正電源を使用したＳＰＳＴスイッチ回路図
【図２】本発明のスイッチ回路に用いられる ＬＴＣＣの概略図
【図３】本発明の正電源を使用したＳＰＤＴスイッチ回路図
【図４】従来の負電源を使用したＳＰＳＴスイッチ回路図
【図５】従来の正電源を使用したＳＰＳＴスイッチ回路図
【符号の説明】
【００２９】
１、３  入出力端子
２  アンテナ端子
１１〜１４  ＦＥＴ
２１〜２３  ゲート端子
３１〜３５  コンデンサ
５１  インダクタ
【図１】
2005175664.tif 000003
【図２】
2005175664.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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