(57)【要約】【課題】無線端末機器に用いられる小型の電界効果トランジスタを含むアンテナスイッチを提供する。【解決手段】本発明はアンテナ入力／出力ノードと結合された送信増幅器を含む送受信機回路を提供する。送信増幅器は送受信機回路送信される通信を増幅するように構成される。送受信機回路はさらに受信機と電界効果トランジスタを含む。受信機はアンテナ入力／出力ノードと結合された受信機入力を含む。電界効果トランジスタは受信機入力と基準電圧との間に結合される。電界効果トランジスタは通信が受信機入力で受信されている時に開回路を提供し、通信が受信機入力で受信されていない時に閉回路を提供するように構成される。
2006524937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記受信機と基準電位との間に結合され、前記受信機入力で通信を受信した時に開回路を提供するように構成され、前記受信機入力で通信を受信しない時に閉回路を提供するように構成された電界効果トランジスタと、を備えた送受信機回路。
【請求項２】
前記送信増幅器と前記電界効果トランジスタは、同じ半導体チップ上に集積化された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項３】
前記送受信機回路は、通信機器の中で集積化された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項４】
前記送信増幅器と前記アンテナ入力／出力ノードとの間、および前記送信増幅器と前記受信機ポート入力との間に結合された分離素子と、をさらに備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項５】
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記分離素子に高いインピーダンスを提供するバイアス回路と、をさらに備えた請求項４に記載の送受信機回路。
【請求項６】
前記分離素子は、ＰＩＮダイオードを備えた請求項５に記載の送受信機回路。
【請求項７】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の電圧源電源への抵抗性結合と、前記送信増幅器からの通信を送信する時は前記アンテナ入力／出力ノードを接地に結合するように構成され、前記送信増幅器からの通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの接地との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項６に記載の送受信機回路。
【請求項８】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の接地への抵抗性結合と、前記送信増幅器からの通信を送信する時は前記アンテナ入力／出力ノードを供給電圧に結合するように構成され、前記送信増幅器からの通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの前記供給電圧との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項６に記載の送受信機回路。
【請求項９】
前記電界効果トランジスタのゲートに結合された抵抗性素子と、をさらに備え、前記電界効果トランジスタは、前記ゲートに結合された前記抵抗性素子を介して与えられる入力信号に応答する請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１０】
前記受信機入力と前記アンテナ入力／出力ノードとの間に結合された伝送ラインと、をさらに備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１１】
前記受信機入力と基準電圧との間に結合されたコンデンサと、をさらに備えた請求項１０に記載の送受信機回路。
【請求項１２】
前記コンデンサは、前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量に略等しい容量値を有する請求項１１に記載の送受信機回路。
【請求項１３】
前記電界効果トランジスタのチャンネル領域は、基板の裏側を通じて接地に結合された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１４】
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された第２受信機入力を含む第２受信機と、
第２受信機入力と前記基準電圧との間に結合された第２電界効果トランジスタと、をさらに備え、
前記第２電界効果トランジスタは、前記第２受信機入力で通信を受信する時は開回路を提供するように構成され、前記第２受信機入力で通信を受信しない時は閉回路を提供するように構成された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１５】
前記第１および第２電界効果トランジスタは、さらに前記送信増幅器から通信を送信する時は前記閉回路を提供するように構成された請求項１４に記載の送受信機回路。
【請求項１６】
第２アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された第２送信増幅器と、
前記第１および第２アンテナ入力／出力ノードとの間に結合され、前記第１アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第１の周波数帯における周波数を結合すると共に、前記第２アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第２の周波数帯における周波数を結合するように構成された周波数選択回路と、
前記アンテナ入力／出力ノードと結合された受信機入力を含む第２受信機と、
前記第２受信機入力と前記基準電圧との間に結合され、前記第２受信機入力で通信を受信する時は開回路を提供するように構成され、前記第２受信機入力で通信を受信しない時は閉回路を提供するように構成された第２電界効果トランジスタと、をさらに備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１７】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記送信増幅器と前記アンテナ入力／出力ノードとの間および前記送信増幅器と前記受信機入力との間に結合された分離素子と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成されたバイアス回路と、を備えた送受信機回路。
【請求項１８】
前記分離素子はＰＩＮダイオードを備えた請求項１７に記載の送受信機回路。
【請求項１９】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の電源電源への抵抗性結合と、前記送信増幅器からの通信の送信時は前記アンテナ入力／出力ノードを接地に結合するように構成され、前記送信増幅器からの通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの接地との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２０】
前記スイッチは、前記受信機で通信を受信する時は前記アンテナ入力／出力ノードの接地との結合を解除する、ことを特徴とする請求項１９に記載の送受信機回路。
【請求項２１】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の接地への抵抗性結合と、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記アンテナ入力／出力ノードを供給電圧に結合するように構成され、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの前記供給電圧との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２２】
前記スイッチは、前記受信機で通信を受信する時は前記アンテナ入力／出力ノードの供給電圧との結合を解除する請求項２１に記載の送受信機回路。
【請求項２３】
前記受信機入力と基準電圧との間に結合され、前記受信機入力で通信を受信する時は開回路を提供するように構成され、前記受信機入力で通信を受信しない時は閉回路を提供するように構成された電界効果トランジスタと、をさらに備えた請求項１７に記載の送受信機回路。
【請求項２４】
前記送信増幅器と前記電界効果トランジスタは、同じ半導体チップ上に集積化された請求項２３に記載の送受信機回路。
【請求項２５】
前記電界効果トランジスタのゲートに結合された抵抗性素子と、をさらに備え、前記電界効果トランジスタは、前記ゲートに結合された前記抵抗性素子を介して与えられる入力信号に応答する請求項２３に記載の送受信機回路。
【請求項２６】
前記受信機入力と前記アンテナ入力／出力ノードとの間に結合された伝送線をさらに備える、ことを特徴とする請求項２３に記載の送受信機回路。
【請求項２７】
前記受信機入力と基準電圧との間に結合されたコンデンサと、をさらに備えた請求項２３に記載の送受信機回路。
【請求項２８】
前記コンデンサは、前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量に略等しい容量値を有する請求項２７に記載の送受信機回路。
【請求項２９】
前記電界効果トランジスタのチャンネル領域は、基板の裏側を通じて接地に結合される請求項２３に記載の送受信機回路。
【請求項３０】
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された第２受信機入力を含む受信機と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成されたバイアス回路と、をさらに備えた請求項１７に記載の送受信機回路。
【請求項３１】
第２アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された第２送信増幅器と、
前記第１および第２アンテナ入力／出力ノードとの間に結合され、前記第１アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第１の周波数帯における周波数を結合すると共に、前記第２アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第２の周波数帯における周波数を結合するように構成された周波数選択回路と、
前記第２アンテナ入力／出力ノードに結合された第２受信機入力を含む第２受信機と、
前記第２送信増幅器と前記第２アンテナ入力／出力ノードとの間、および前記第２送信増幅器と前記第２受信機入力との間に結合された第２分離素子と、
前記第２アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記第２送信増幅器から通信を送信する時は第２前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記第２送信増幅器から通信を送信しない時は前記第２分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成された第２バイアス回路と、をさらに備える請求項１７に記載の送受信機回路。
【請求項３２】
前記送受信機回路は、通信機器の中で集積化された請求項１７に記載の送受信機回路。
【請求項３３】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記受信機と基準電位との間に結合され、前記受信機入力で通信を受信したときは開回路を提供するように構成され、前記受信機入力で通信を受信しないときは閉回路を提供するように構成された電界効果トランジスタと、を備えた通信機器。
【請求項３４】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記送信増幅器と前記アンテナ入力／出力ノードとの間および前記送信増幅器と前記受信機入力との間に結合された分離素子と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成されたバイアス回路と、を備えた通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広く無線通信に関し、特にアンテナスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型で統合された無線機器の要求が高まってきている。
【０００３】
残念ながら、高い性能、多くの機能や多くのサービスを単一の無線機器に統合すると、当然、無線機器の寸法も同時に小さくはならない。その結果、無線機器の製造業者や開発業者は、たとえば既存の素子の寸法を小さくすることにより、より小さな筺体の中に多くの回路素子を詰め込む努力をいつもしている。さらに、無線機器の回路部品の数が増えれば筺体の空間が少なくなり、電気的損失の増加の原因となる。
【０００４】
従来の無線端末機器では、一般的に、無線端末機器が無線端末機器の送信モードと受信モードを切り替えを可能とするスイッチ回路、すなわちアンテナスイッチを普通備えている。従来のアンテナスイッチの動作は、無線端末機器内に設けられた２つに分離した回路部品により提供される２つに分かれた段に通常分離されている。第１段は、たとえば電力増幅器によって提供されるアンテナスイッチの増幅段であり、第２段は、アンテナスイッチに関連してアンテナの送信モードと受信モードとの間を切り替えるアンテナスイッチのスイッチ段である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線端末機器に用いられる小型の電界効果トランジスタを含むアンテナスイッチを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例によれば、送受信機回路はアンテナ入力／出力ノードと結合された送信増幅器を含む。送信増幅器は送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成されている。送受信機回路はさらに受信機と電界効果トランジスタを含む。受信機はアンテナ入力／出力ノードと結合された受信機入力を含む。電界効果トランジスタは受信機入力と基準電圧との間に結合されている。電界効果トランジスタは通信が受信機入力で受信されている時に開回路を提供し、通信が受信機入力で受信されていない時に閉回路を提供するように構成される。
【０００７】
本発明の付加的な実施例によれば、受信機回路は送信増幅器とアンテナ入力／出力ノードとの間、および送信増幅器と受信機入力との間に結合された分離素子を含む。バイアス回路はアンテナ入力／出力ノードに結合される。バイアス回路は、送信増幅器から通信を送信している時は分離素子において低インピーダンスを提供し、送信増幅器から通信を送信していない時は分離素子において高インピーダンスを提供するように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無線端末機器に用いられる小型の電界効果トランジスタを含むアンテナスイッチを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に実施例が開示されている添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で実施することが出来、ここに示された実施例に限定されるものではない。むしろ、これらの実施例は完全で完成されたもとして提供されており、当業者に十分満足できる発明の範囲を伝えるものである。図において、素子が他の素子に“接続”または“結合”とされるときは、他の素子に直接接続または結合される、または他の素子が間に挟まれることである。対照的に、素子が他の素子に“直接に接続”または“直接に結合”とされるときは、他の素子が間に挟まれることはない。実施例を通じて、同じ番号は同じ回路要素に対応する。
【００１０】
以下、本発明の実施例について図１乃至１０を参照しながら説明がなされる。
【００１１】
本発明の実施例は、たとえば無線端末機器のような通信機器で使用される増幅器と共に、同一の集積回路半導体基板のような同一の集積回路チップ上に集積されたアンテナスイッチを提供する。特に、アンテナスイッチは無線端末機器を送信増幅器からの通信の送信から、受信機における通信の受信に切り替えるように構成された電界効果トランジスタ（FET)を含んで提供することが出来る。本発明の実施例におけるスイッチとして構成されたFETは電圧制御信号に応答して活性化され及び／または非活性化されるものであり、電流制御信号に応答して活性化され及び／または非活性化されるPINダイオードのような従来のアンテナスイッチで用いられるスイッチ回路とは異なる。
【００１２】
たとえばアンテナ機器においてスイッチとしてPINダイオードを用いる典型的な機器はBrandtに許可された米国特許6,332,071に解説され、その開示内容はその全部がここに組み込まれるものである。本発明の実施例におけるアンテナスイッチはスイッチは大した電流を用いることなく電圧制御信号に応答して動作するものであり、これらの機器は従来のアンテナに比べて改良された性能特性を有する。本発明の実施例においては、スイッチは単一のチップ上で送信増幅器と組み合わされ、既存のアンテナスイッチと比べて、よりコスト的に有利な小型の集積されたパッケージを提供する。本発明の他の実施例は、無線端末機器に含まれ、送信増幅器から通信を送信している時に高周波信号（RF)を送信増幅器からアンテナに流れるようにするPINダイオードのような分離回路のバイアスに関する。
【００１３】
本発明の実施例における電界効果トランジスタ（FETs）を含んだアンテナスイッチは、たとえば図１に描かれた無線端末機器１０のような無線端末機器に実施される。この明細書で使われる用語“移動端末機器”や“無線端末機器”は、マルチライン表示を含むまたは含まないセルラ無線電話、セルラ無線電話とデータ処理、ファクシミリ機能および／またはデータ通信機能が組み合わされたパーソナルコミュニケーションシステム（PCS:Personal CommunicationSystem）端末機器、無線電話、ページャ、インターネット（Internet）／イントラネット（Intranet）アクセス、ウェブ（Web）ブラウザ、手帳（Organizer）、カレンダおよび／またはグローバルポジショニングシステム（GPS:Global Positioning System）を搭載可能な携帯情報端末（PDA:Personal Digital Assistant）、および無線受信機器を含む一般的なラップトップおよび／またはパームトップ受信機または無線送受信機を含む他の機器を含む。
【００１４】
図示するように、無線端末機器１０はケース１２を有する。ケース１２は上部１３、上部１３と接続された下部１４を有し、そこの空洞を形成している。上下のケース部１３、１４は複数のキー１６、表示部１７および／または無線端末機器１０に通信信号の送信及び受信を可能ならしめる電子回路部品（図示せず）を含むキーパッドなどのユーザインターフェース１５を収納する。
【００１５】
当然のことながら、本願の実施例におけるアンテナスイッチは無線端末機器に関連して述べられるが、本願の実施例はその構成に限定されないことは理解されたい。たとえば本願の実施例におけるアンテナスイッチは、たとえば無線通信システムにおける基地局のような固定端末機器にも使用される。
【００１６】
図２を参照して、本発明の実施例の無線端末機器に通信信号の送信及び受信を可能ならしめる電子回路部品の構成につき説明する。図示するように、無線端末通信信号を受信および／または送信用のアンテナ２２は高周波(RF:Radio Frequency)送受信機２４に電気的に接続され、さらに高周波送受信機２４はマイクロプロセッサのような制御部２５に電気的に接続される。
【００１７】
制御部２５は、無線端末機器のユーザに信号を伝達するように構成されたスピーカ２６に電気的に接続される。制御部２５はさらに、ユーザからの音声信号を受信し、制御部２５および送受信機２４を通じて離れた機器に音声信号を送信するのに用いられるマイクロフォン２７に電気的に接続される。制御部２５は無線端末機器の操作を助けるキー１６および表示部１７に電気的に接続される。本発明の実施例におけるアンテナスイッチは図２に示す送受信機２４のような無線端末機器にて実施される。
【００１８】
当然のことながら、アンテナは電磁界信号を送信および／または受信するのに使用される素子であることは、通信機器の分野の当業者であれば容易に理解される。送信期間では、アンテナは伝送線からエネルギーを受け、このエネルギーを空間に放射する。受信期間では、アンテナは入力電波からエネルギーを集め、このエネルギーを伝送線に提供する。アンテナで放射されるまたは受信される電力量は一般的に利得として表される。
【００１９】
図３を参照して本発明の実施例におけるアンテナスイッチを含む送受信機３００のブロック図を説明する。本発明の実施例における送受信機は、本発明の示唆するところを越えない範囲で、たとえばデジタル相補型金属酸化物半導体 (CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor) チップ、高周波 (RF:Radio Frequency) 特定用途向け集積回路 (ASICs:Application Specific Integrated Circuits)、ＣＭＯＳ制御型ＡＳＩＣなどに組み込まれる。
【００２０】
図３に示すように、４つの受信機経路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤが周波数選択回路３５０に接続される。４つの受信経路の各々は、周波数的に異なる帯域に専用化される。たとえば、信号経路ＡおよびＢはたとえば１８００ MHz周波数帯のような高周波数帯の信号に専用化される。１８００ MHz周波数帯はパーソナルコミュニケーションシステム (PCS:Personal Communication System) 符号分割多重アクセス (CDMA:Code Division Multiple Access) の帯域に割り当てられた周波数に対応する。したがって、第１高周波数帯信号経路ＡはＰＣＳ  ＣＤＭＡ周波数帯の第１グループに割り当てられ、第２高周波数帯信号経路ＢはＰＣＳ  ＣＤＭＡ周波数帯の第２グループに割り当てられる。同様に、信号経路ＣおよびＤはたとえば８００ MHz〜８３０ MHz周波数帯のような低周波数帯の信号に専用化される。８００ MHz〜８３０ MHz周波数帯はセルラＣＤＭＡに割り当てられる。したがって、第１低周波数帯信号経路ＣはセルラＣＤＭＡチャンネルの８００ MHz〜８１５ MHz周波数帯に割り当てられ、第２低周波数帯信号経路ＤはセルラＣＤＭＡチャンネルの８１５ MHz〜８３０ MHz周波数帯に割り当てられる。当然のことながら、これらの周波数は例示的に示すものであって、本発明の実施例を左右するものではない。
【００２１】
周波数選択回路３５０はアンテナ３８０に結合される。さらに周波数選択回路３５０は第１アンテナ入力／出力ノード３９０と第２アンテナ入力／出力ノード３９１との間に結合される。周波数選択回路３５０は第１アンテナ入力／出力ノード３９０に、またはからの第１の周波数帯における周波数を結合すると共に、第２アンテナ入力／出力ノード３９１に、またはからの第２の周波数帯における周波数を結合するように構成されている。周波数選択回路３５０の使用により、アンテナスイッチが複数周波数帯用アンテナに対応することが可能となる。周波数選択回路３５０はたとえばダイプレクサであって、ある周波数帯を通過させるように構成された一連のフィルタとして導入される。
【００２２】
上述したように、上側の２つの受信機信号経路ＡおよびＢと第１送信増幅器３０１の第１送信機信号経路Ｅは第１アンテナ入力／出力ノード３９０に結合される。同様に、下側の２つの受信機信号経路ＣおよびＤと第２送信増幅器３０２の第２送信機信号経路Ｆは第２アンテナ入力／出力ノード３９１に結合される。
【００２３】
第１および第２高周波数帯受信機信号経路ＡおよびＢは同様な回路部品を含むので同時に説明される。第１および第２高周波数帯受信機信号経路ＡおよびＢは各経路に関連した異なる周波数に対して補うような異なる値を有する。図３に示されるように、受信機信号経路ＡおよびＢの回路部品および回路ブロックはすべて第１アンテナ入力／出力ノード３９０に結合される。図３にさらに示されるように、第１送信機経路Ｅもまた第１アンテナ入力／出力ノード３９０に結合される。第１送信増幅器３０１は、たとえば図２の制御部２５のような移動体端末機器に組み込まれた他の回路部品とインターフェースする、または通信する追加の回路に結合される。第１送信増幅器３０１は無線端末機器から送信される通信を増幅するように構成される。
【００２４】
第１送信増幅器３０１の出力端子は誘導素子Ｌ２の第１端子に接続される。誘導素子Ｌ２の第２端子はコンデンサＣ１の第１端子に接続され、コンデンサＣ１の第２端子はたとえば接地などの基準電圧に接続される。ここで使われているように、基準電圧は正電圧、負電圧、接地などを含む。さらに、第１送信増幅器３０１には高インピーダンスの誘導性素子Ｌ１を経由して供給電圧Ｖｓが与えられる。Ｖｓは、たとえば無線端末機器に電力を供給する電池の電圧である。
【００２５】
誘導素子Ｌ２の第２端子およびコンデンサＣ１の第１端子は、たとえば第１ＰＩＮダイオード３１０のような分離素子に接続される。第１ＰＩＮダイオード３１０は、無線端末機器が受信機３７０または３７１で通信を受信中の時に第１送信増幅器３０１をアンテナ入力／出力ノード３９０から分離する。言い換えれば、第１ＰＩＮダイオード３１０は送信スイッチのように動作する。当然のことながら、ここでは分離素子はＰＩＮダイオードとされているが、分離素子はこの構成にとらわれない。たとえば、本発明の示唆するところを越えない範囲で、伝送線または誘導性素子により実施される。
【００２６】
ＰＩＮダイオード３１０の出力端子はアンテナ入力／出力ノード３９０に接続される。コンデンサＣ７およびローパスフィルタ３６０はアンテナ入力／出力ノード３９０と周波数選択回路３５０との間に直列に接続される。コンデンサＣ３、Ｃ４はアンテナ入力／出力ノード３９０と接地との間に接続される。伝送線３２０、３２１およびコンデンサＣ３０、Ｃ３１はコンデンサＣｄｓと直列にアンテナ入力／出力ノード３９０と接地との間に接続される。伝送線３２０、３２１は、たとえば高周波数帯で波長の１／４（または、波長の１／４の任意の倍数）となる。当然のことながら、本発明の実施例における伝送線は、たとえばマイクロストリップや誘導性素子などが含まれる。
【００２７】
伝送線３２０、３２１とスイッチ回路３３０、３３１はアンテナ入力／出力ノード３９０と接地等の基準電圧との間に直列に接続される。スイッチ回路３３０、３３１はゲート制御器３４０、３４１からの制御信号に応答して動作し、受信機３７０、３７１の入力は伝送線３２０、３２１とスイッチ回路３３０、３３１との間のノードＱ、Ｒに結合される。当然のことながら、受信機３７０、３７１は通信した信号が無線端末機器受信機で受信できるようにし、さらに、たとえば図２に示す制御部２５のような付加の回路とインターフェースする回路を含む受信機ポートである。
【００２８】
スイッチ回路３３０、３３１は無線端末機器を受信機３７０、３７１での通信の受信と送信増幅器３０１からの通信の送信との間の切替えを可能とする。当然のことながら、本発明の実施例における無線端末機器が送信状態でも受信状態でもない、いわゆるアイドリング状態もありうる。無線端末機器がアイドリング状態である実施例においては、スイッチ回路３３０、３３１はあたかも送信増幅器から情報を送信している如く構成される。本発明の実施例におけるスイッチ回路は以下さらに図６を参照して説明される。
【００２９】
第１および第２低周波数帯受信機信号経路ＣおよびＤは同様な回路部品を含むので同時に説明される。当然のことながら、第１および第２低周波数帯受信機信号経路ＣおよびＤは各経路に関連した異なる周波数に対して補うような異なる値を有する。図３に示されるように、受信機信号経路ＣおよびＤの回路部品および回路ブロックはすべて第２アンテナ入力／出力ノード３９１に結合される。図３にさらに示されるように、第２送信機経路Ｆもまた第２アンテナ入力／出力ノード３９１に結合される。当然のことながら、第２送信増幅器３０２は、たとえば図２の制御部２５のような移動体端末機器に組み込まれた他の回路部品とインターフェースする、または通信する追加の回路に結合される。第２送信増幅器３０２は無線端末機器から送信される通信を増幅するように構成される。
【００３０】
第２送信増幅器３０２の出力端子は誘導素子Ｌ４の第１端子に接続される。誘導素子Ｌ４の第２端子はコンデンサＣ２の第１端子に接続され、コンデンサＣ２の第２端子はたとえば接地などの基準電圧に接続される。ここで使われているように、基準電圧は正電圧、負電圧、接地などを含む。さらに、第２送信増幅器３０２には高インピーダンスの誘導性素子Ｌ３を経由して供給電圧Ｖｓが与えられる。Ｖｓは、たとえば無線端末機器に電力を供給する電池の電圧である。
【００３１】
誘導素子Ｌ４の第２端子およびコンデンサＣ２の第１端子は、たとえば第２ＰＩＮダイオード３１１のような分離素子に接続される。第２ＰＩＮダイオード３１１は、無線端末機器が受信機３７２または３７３で通信を受信中の時に第２送信増幅器３０２をアンテナ入力／出力ノード３９１から分離する。言い換えれば、第２ＰＩＮダイオード３１１は送信スイッチのように動作する。当然のことながら、ここでは分離素子はＰＩＮダイオードとされているが、分離素子はこの構成にとらわれない。たとえば、本発明の示唆するところを越えない範囲で、伝送線または誘導性素子により実施される。
【００３２】
ＰＩＮダイオード３１１の出力端子はアンテナ入力／出力ノード３９１に接続される。コンデンサＣ８およびローパスフィルタ３６１はアンテナ入力／出力ノード３９１と周波数選択回路３５０との間に直列に接続される。コンデンサＣ５、Ｃ６はアンテナ入力／出力ノードと接地との間に接続される。伝送線３２２、３２３およびコンデンサＣ３２、Ｃ３３はコンデンサＣｄｓと直列にアンテナ入力／出力ノード３９１と接地等の基準電圧との間に接続される。伝送線３２２、３２３は、たとえば高周波数帯で波長の１／４（または、波長の１／４の任意の倍数）となる。当然のことながら、本発明の実施例における伝送線は、たとえばマイクロストリップや誘導性素子などが含まれる。
【００３３】
伝送線３２２、３２３とスイッチ回路３３２、３３３はアンテナ入力／出力ノード３９１と接地等の基準電圧との間に直列に接続される。スイッチ回路３３２、３３３はゲート制御器３４２、３４３からの制御信号に応答して動作し、受信機３７２、３７３の入力は伝送線３２２、３２３とスイッチ回路３３２、３３３との間のノードＳ、Ｔに結合される。受信機３７２、３７３は通信した信号が無線端末機器受信機で受信できるようにし、さらに、たとえば図２に示す制御部２５のような付加の回路とインターフェースする回路を含む受信機端子である。スイッチ回路３３２、３３３は無線端末機器を受信機３７２、３７３での通信の受信と送信増幅器３０２からの通信の送信との間の切替えを可能とする。
【００３４】
当然のことながら、本発明の実施例における無線端末機器が送信状態でも受信状態でもない、いわゆるアイドリング状態もありうる。無線端末機器がアイドリング状態である実施例においては、スイッチ回路３３２、３３３はあたかも送信増幅器から情報を送信している如く構成される。本発明の実施例におけるスイッチ回路は以下さらに図６を参照して説明される。
【００３５】
当然のことながら、ここで説明される本発明の実施例は２つの伝送線３０１および３０２、およびダイプレクサ３５０を介して単一のアンテナ３８０に結合された４つの受信機３７０、３７１、３７２および３７３を含むが、本発明の実施例はこの構成に制限されるものではない。本発明の実施例における送受信機は本発明の示唆を逸脱しない範囲において多かれ少なかれ送信増幅器及びまたは受信機を含む。
【００３６】
上記で説明したＰＩＮダイオード３１０、３１１は無線端末機器が送信増幅器３０１、３０２から通信を送信しているときに、図３に描かれた回路が損失に悩む原因となる。したがって、誘導素子Ｌ２およびＬ４とコンデンサＣ１およびＣ２は送信増幅器３０１および３０２の出力トランジスタ（図示せず）と共に比較的高いインピーダンスを提供し、それにより、無線端末機器が受信機で通信を受信しているときに、受信信号に大きな影響を及ぼさないように選択される。
【００３７】
本発明の他の実施例においては、ＰＩＮダイオード３１０、３１１は、無線端末機器が受信機で通信を受信している時に、送信増幅器３０１および３０２の影響を最小化するため、たとえば微同調のためのマイクロストリップと置き換えることができる。しかしながら、もし誘導素子Ｌ２およびＬ４およびコンデンサＣ１およびＣ２搬送周波数において並列共振するのであれば、マイクロストリップは必要ではない。
【００３８】
図３に描かれた受信機の１つが希望する受信機経路に関連してスイッチ３３０、３３２、３３２およびまたは３３３をオフとすることにより、送信増幅器を共有する他の高周波スイッチは一般的にオンとされるので、希望する経路から電力をそらすことはない。本発明の実施例におけるスイッチ回路３３０〜３３３は電圧で制御されるスイッチを含み、したがって、たいして電流およびまたは電力を消費しない。この形式のスイッチはたとえば以下に説明される電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor) によって提供される。
【００３９】
当然のことながら、ここで説明される本発明の実施例は電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴｓ) に関連して説明されるが、本発明の実施例はこの構成に制限されるものではない。たとえば、金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴｓ）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴｓ）およびまたはP-高電子移動度トランジスタ（Ｐ-ＨＥＭＴｓ：Pseudo-morphic High Electron Mobility Transistor) が、ガリウム砒素（ＧａＡｓ：Gallium Arsenide)基板上でＨＢＴｓ（Heterojunction Bipolar Transistor)、ＭＥＦＥＴｓ、ＪＦＥＴｓまたはＰＨＥＭＴｓ等との組み合わせで用いれら、制御ゲートを通じて大して電流を消費しないスイッチ回路を提供する。１つまたはそれ以上のこれら代替物を使用する本発明の実施例は、上記で説明したスイッチとして構成されたＭＯＳＦＥＴを使用した本発明の実施例よりより経費はかかる。
【００４０】
以下、図４を参照して、本発明の実施例における伝送線の変形した実施例を説明する。本発明の実施例においては、伝送線またはマイクロストリップの長さは実在の伝送線を図４に描かれているような等価伝送線に置き換えることで短く出来る。特に、本発明の実施例における伝送線は集中素子または集中素子と伝送線との組み合わせとして実施される。
【００４１】
たとえば、図４に描かれた９０度伝送線４００は、より短い伝送線４１０に置き換えることができる。長さによる違いは、伝送線４１０の入力およびまたは出力に容量を付加することで補償される。図４に示すように、長さによる違いは、短い伝送線４１０の入力にコンデンサＣ２０を付加し、および短い伝送線４１０の出力にコンデンサＣ２１を付加することで補償される。当然のことながら、本発明の実施例における伝送線は逆の工程、すなわち、伝送線４１０、コンデンサＣ２０およびコンデンサＣ２１はより長い伝送線４００に置き換えることができる。
【００４２】
したがって、たとえば、図３の伝送線３００、コンデンサＣ３およびコンデンサＣｄｓは、図４に描かれているようなより長い伝送線に置き換えることができる。すでに説明したように、ＦＥＴｓはスイッチとして構成され、図３に関連して説明したスイッチ回路３３０、３３１、３３２および３３３に含まれている。本発明の実施例におけるＦＥＴスイッチは制御電圧に応じて動作し、したがって、これらのスイッチは電流およびまたは電力消費を減少させる。しかしながらＦＥＴスイッチは比較的限られた範囲の電圧振幅を扱い、シリコン基板と高い結合を有し、ドレイン−ソース間に高い容量を有する。本発明の実施例は以下に説明するようにＭＯＳＦＥＴスイッチのこれらの特性について解説する。
【００４３】
当然のことながら、ここで説明されるＭＯＳＦＥＴは、たとえばｎ−チャンネル（ＮＭＯＳ）またはｐ−チャンネル（ＰＭＯＳ）ＭＯＳＦＥＴである。本発明の実施例はＮＭＯＳトランジスタを用いて説明されるが、当然のことながら、本発明の実施例はこの構成に限定されるものではない。ＮＭＯＳトランジスタは同じゲート長を有するＰＭＯＳトランジスタの抵抗の半分の抵抗値を有する。しかしながら、ＮＭＯＳトランジスタは基板の残りの部分と直結するＰ型井戸（P well)の中に作られる。
【００４４】
本発明の実施例において、ＮＭＯＳトランジスタをスイッチとして用いると、ＮＭＯＳトランジスタのドレイン−ソース間の寄生容量を減らすことができ、そのため、スイッチがより高い周波数で動作可能となる。ＮＭＯＳトランジスタのドレイン−ソース間の寄生容量は、ドレイン−ソース間の容量を構成している容量を減少させることで減らすことができる。たとえば、トランジスタのドレイン−ソース間の容量の一部はゲートとドレイン間及びゲート−ソース間容量を含む。高抵抗素子（High Ohmic Device)や抵抗のような抵抗素子を通じて制御すれば、ゲート−ソース間およびゲート−ドレイン間容量が直列となるので、ゲートを介した実行的なドレイン−ソース間容量はゲート−ドレイン間容量の半分になる。
【００４５】
トランジスタのドレイン−ソース間容量の付加的は成分にはドレイン−基板間およびソース−基板間容量が含まれる。これらの容量もまた、Ｐ型井戸（P well)から接地に高抵抗素子（HighOhmic Device)を提供する、すなわちＰ型井戸（Pwell)を基板抵抗Ｒｓｕｂを有する基板に接地ことによって半分にすることができる。当然のことながら、本発明の実施例におけるドレイン−ソース間の寄生容量を減少させる方法は、ドレイン−ソース間容量を減少させて減少したドレイン−ソース間容量を提供するが、しかし、ドレイン−ソース間容量はそれでも高い周波数のおいてスイッチ特性を劣化させる。回路中の残留ドレイン−ソース間容量に関連する回路構成はさらに以下説明される。
【００４６】
アンテナの放射パターンはよく極座標で示される。電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）は、アンテナ給電点と無線端末機器のような通信機器の給電線または伝送線とのインピーダンス整合に関係する。最小の損失で高周波エネルギを放射する、または最小の損失で受信した高周波エネルギを無線端末機器の受信機まで通すには、無線端末機器のアンテナのインピーダンスは従来より伝送線または給電点のインピーダンスと整合される。
【００４７】
図５を参照して、基板抵抗対損失（ｄＢ）を表す線図を説明する。図５に示すように、本発明の実施例においてＮＭＯＳトランジスタを使用する場合は、基板抵抗が高ければそれだけ損失（ｄＢ）が少なくなるので、基板抵抗は高く維持される。本発明のある実施例においては、基板抵抗（Ｒｓｕｂ）は約３００Ωに設定される。図５の線図にさらに示されるように、基板接触が抵抗値０Ωの時、十分な性能を得ることが出来るが、しかしこの抵抗値では基板接触抵抗が少しでも変化すると性能が劣化する。もし３００Ωの接触抵抗が使われるのであれば、接触抵抗の増加は基本的にスイッチの性能に影響しない。本発明の実施例においては、基板は十分に接地されるので他の回路は正しく機能する。
【００４８】
図６を参照し、本発明の実施例におけるスイッチ回路３３０、３３１、３３２および３３３を説明する。各経路は同様な回路部品を含むので、簡略化のために、受信機信号経路Ａ、Ｂ、ＣまたはＤのなかの１つ、また送信機信号経路ＥまたはＦのなかの１つについて説明する。当然のことながら、各経路はすでに説明したように異なる周波数帯に専用化されるので、これらの回路部品の値は変わるものとする。図６に示すように、スイッチ回路３３０、３３１、３３２および３３３は、受信機３７０、３７１、３７２および３７３の受信機入力とコンデンサＣｄｓの入力端子との間および接地のような基準電圧との間に結合された電界効果トランジスタ６２０を含む。受信機３７０、３７１、３７２および３７３は上記で説明したように高周波数帯または低周波数帯受信機である。当然のことながら、受信機３７０、３７１、３７２および３７３は、無線端末機器においてたとえば図２の制御部２５のような付加的な回路との通信の手助けをするフィルタやコンデンサを含む受信ポートである。
【００４９】
とくに図６に示された本発明の実施例においては、スイッチ回路３３０、３３１、３３２、３３３はＮＭＯＳトランジスタ６２０を含む。ＮＭＯＳトランジスタのソース−ドレン間容量を減少させる上記の方法が図６に示された本発明の実施例に採用されている。たとえば、ＮＭＯＳトランジスタ６２０のゲート６２１は、上記で説明したように、ＮＭＯＳトランジスタ６２０のドレイン−ソース間の容量を減少させるため、たとえば抵抗６１０のような高抵抗素子（High Ohmic Device)およびまたは抵抗素子を介して制御される。この抵抗は、またゲート−ソース間及びゲート−ドレイン間容量を減少させるのに有効である。抵抗６１０はまた、ゲート制御器３４０、３４１、３４２および３４３のＮＭＯＳトランジスタの高周波信号に対する影響を少なくするするように、ゲート制御器３４０、３４１、３４２および３４３をＮＭＯＳトランジスタ６２０のゲート６２１から分離する。
【００５０】
さらに、ＮＭＯＳトランジスタ６２０のチャンネル領域は基板の裏側を通じて接地に結合されている。特に、ＮＭＯＳトランジスタ６２０のＰ型井戸（P well)は、基板抵抗Ｒｓｕｂ６１１を有する基板に接地される。基板抵抗は図５に関連して説明したように約３００Ωである。このように、コンデンサＣｄｓは、前記の方法により減少したＮＭＯＳトランジスタ６２０のドレイン−ソース間の抵抗の容量に等しい容量を有する。図６に示すように、コンデンサＣｄｓは一般的に理想的なコンデンサではなく、したがって、いくらかの寄生抵抗Ｒｃｄｓ（電界効果トランジスタのドレインとソース間の容量の抵抗）を示す。
【００５１】
ＮＭＯＳトランジスタ６２０のドレイン６２２は、コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２，Ｃ３３を介して伝送線３２０、３２１、３２２、３２３（図示せず）に結合され、それにより、ＰＩＮダイオード３１０、３１１（図示せず）は伝送線３２０、３２１、３２２、３２３を介して直流電圧を駆動することで制御される。コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３はＮＭＯＳトランジスタ６２０を直流電圧から遮蔽する。コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３は一般的に非常に大きな容量を有し、したがって、スイッチ回路３３０、３３１、３３２、３３３の性能を劣化させない。
【００５２】
伝送線６０１、６０２はＮＭＯＳトランジスタ６２０のドレイン６２２とソース６２３との間の線の長さを表す。もし、受信経路が動作している時に伝送線６０１、６０２が直列共振するように選ばれるのであれば、コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の値は簡単に決まる。たとえば、もし受信周波数帯が１８００ＭＨｚであれば、コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３の値は１０ｐＦに設定され、伝送線６０１、６０２の対応するインダクタンスは約０．７８ｎＨ（伝送線６０１のインダクタンス＋伝送線６０２のインダクタンス）となる。当然のことながら、図４に関連して説明したように、伝送線６０１、６０２は組み合わされて単一の伝送線となる。単一の伝送線は、本発明の示唆を逸脱しない範囲においてＮＭＯＳトランジスタ６２０のソース６２３またはドレイン６２２のいずれかに結合される。さらに他の実施例においては、伝送線６０１、６０２は、たとえば誘導素子またはマイクロストリップと置き換えてもよい。
【００５３】
図６を参照して、図６に描かれた電界効果トランジスタの動作を説明する。ＮＭＯＳトランジスタ６２０は受信機３７０、３７１、３７１、３７３の受信機入力で通信を受信している時は開回路を提供し、受信機３７０、３７１、３７１、３７３の受信機入力で通信を受信してない時は閉回路を提供するように構成される。とくに、ゲート制御器３４０、３４１、３４２、３４３が電圧を印加する時、ＮＭＯＳトランジスタ６２０は導通し、実際には抵抗となる。これにより、伝送線３２０、３２１、３２２、３２３（図示せず）とコンデンサＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６は実効的に高抵抗素子（High Ohmic Device)となる。
【００５４】
信号はより小さい抵抗の経路、すなわちこの場合は送信用のアンテナ３８０（図示せず）に向かって流れるので、このことが基本的に受信経路を切断する。一方、ゲート制御器３４０、３４１、３４２、３４３が電圧を印加しない時は、ＮＭＯＳトランジスタ６２０は遮断される。このことが受信経路の抵抗を減らし、アンテナ３８０（図示せず）からの経路上の信号を受信機３７０、３７１、３７１、３７３に向かって迂回させる。さらに、ＰＩＮダイオード３１０、３１１はまた、ＮＭＯＳトランジスタ６２０が遮断されている時に、送信増幅器３０１、３０２および送信経路を受信信号から分離する。
【００５５】
図７を参照して、本発明の実施例における、分離回路をバイアスおよびまたは制御する回路を含む送受信機を説明する。図３に関連して説明した送受信機７００の回路部品に関する詳細については、これらの回路部品の説明の詳細は先の説明で成されているので、図７の説明からは省略される。各受信機経路と各送信機経路は同じような回路部品を含むので、１つの受信機信号経路および１つの送信機信号経路のみについて説明する。当然のことながら、受信機および送信機信号経路の回路部品は、お互いに関連する異なる周波数での補償をするように異なる値を有する。
【００５６】
図７に描かれているように、送受信機７００は、コンデンサＣ１、Ｃ２とアンテナ入力／出力ノード３９０、３９１との間に直列に結合された誘導素子回路８５０、８５１および直流阻止コンデンサＣＢ１、ＣＢ２をさらに含む。さらに、バイアス回路７９０、７９１、７９２、７９３が伝送線３２０、３２１、３２２、３２３とスイッチ回路３３０、３３１、３３２、３３３との間のノードＱ、Ｒ、ＳおよびＴに結合される。
【００５７】
本発明の実施例におけるバイアス回路７９０、７９１、７９２および７９３は、送信増幅器３０１、３０２から通信を送信する時は、分離素子３１０、３１１（図３）において低インピーダンスを提供し、送信増幅器３０１、３０２から通信を送信しない時は、分離素子３１０、３１１（図３）において高インピーダンスを提供するように構成される。
【００５８】
したがって、無線端末機器が受信機で通信を受信する時は、バイアス回路は分離素子で高いインピーダンスを提供する。当然のことながら、本発明の実施例における無線端末機器は、通信の送信も受信もしないアイドル状態を取りうる。誘導性素子回路８５０、８５１は、引き続き以下図８Ａ、８Ｂおよび９Ａ、９Ｂを参照して説明されるように、送信増幅器出力の抵抗結合を提供する。直流阻止コンデンサＣＢ１、ＣＢ２はＶｓを誘導性素子回路８５０、８５１から分離する。
【００５９】
図８Ａおよび８Ｂを参照すると、本発明の実施例におけるバイアス回路７９０、７９１、７９２、７９３はバイポーラトランジスタ７２０およびＰＩＮ制御電圧７３０を含む。誘導性素子回路８５０、８５１は誘導素子Ｌ１０およびＰＩＮダイオード３１０、３１１を含む。ＰＩＮダイオード３１０、３１１は逆に挿入されてもよく、ＰＩＮダイオード３１０、３１１の一方の端子は接地に接続される誘導性素子Ｌ１０に結合される。バイポーラトランジスタ７２０は抵抗７１０を介して受信機３７０、３７１、３７１、３７３の受信機入力に電気的に結合されたエミッタ７２１、Ｖｓに電気的に結合されたコレクタ７２２およびＰＩＮ制御電圧７３０に電気的に結合されたベース７２４を有する。
【００６０】
図８Ａおよび８Ｂを参照して、バイアス回路の動作を説明する。送信増幅器出力と接地との抵抗性結合は誘導性素子Ｌ１０により提供される。バイアス回路７９０、７９１、７９２、７９３は、さらに、送信増幅器３０１、３０２から通信を送信する時はアンテナ入力／出力ノード３９０、３９１を供給電圧に結合し、送信増幅器３０１、３０２から通信を送信しない時はアンテナ入力／出力ノード３９０、３９１を供給電圧との結合を解除するように構成される。従って、スイッチ回路３３０、３３１、３３２、３３３がＮＭＯＳトランジスタをＯＮとする時は受信経路は基本的にＯＦＦとされる。このとき、信号は送信増幅器３０１、３０２からアンテナ３８０（図示せず）に向かいＰＩＮダイオード３１０、３１１を介して流れようとするが、流れることは出来ない。したがって、ＰＩＮ制御電圧７３０はバイアス回路に与えられ、バイポーラトランジスタ７２０がＯＮとなり、アンテナ入力／出力ノード３９０、３９１を供給電圧に結合し、ＰＩＮダイオード３１０、３１１を介してＲＦ信号をアンテナ３８０に向かって流す。
【００６１】
図９Ａおよび９Ｂを参照すると、本発明の実施例におけるバイアス回路７９０、７９１、７９２、７９３はバイポーラトランジスタ８２０およびＰＩＮ制御電圧８３０を含む。誘導性素子回路８５０、８５１は誘導素子Ｌ１０およびＰＩＮダイオード３１０、３１１を含む。誘導素子Ｌ１０は電気的にＶｓに結合される。たとえば電話機電池の電圧等の直流電圧であるＶｓが印加されると、誘導素子Ｌ１０はＶｓまで引き上げられる。ＰＩＮダイオード３１０、３１１の入力端子は、直流電圧に接続され、直流電圧が送信経路を流れることになる。バイポーラトランジスタ８２０のコレクタ８２２は抵抗８１０を介して受信機３７０、３７１、３７１、３７３に接続される。バイポーラトランジスタ８２０のエミッタ８２１は基板（接地）に接続され、バイポーラトランジスタ８２０のベース８２４はＰＩＮ制御電圧８３０に電気的に結合されている。図８Ａに描かれたバイアス回路に実施例は、図８Ａにおいてトランジスタ７２０のエミッタ７２１が直接に基板（接地）に接続されないので、それにより、シリコン基板への注入電流を通じて電力増幅器で発生したＲＦ雑音が阻止されるので、したがって図９Ａに描かれた実施例と比較して、ＲＦ雑音による漏洩を減少させる。
【００６２】
図９Ａおよび９Ｂを参照して、バイアス回路の動作を説明する。送信増幅器出力と接地との抵抗性結合は誘導性素子Ｌ１０により提供される。バイアス回路は、さらに、送信増幅器３０１、３０２から通信を送信する時はアンテナ入力／出力ノード３９０、３９１を接地に結合し、送信増幅器３０１、３０２から通信を送信しない時はアンテナ入力／出力ノード３９０、３９１を接地との結合を解除するように構成される。従って、スイッチ回路３３０、３３１、３３２、３３３がＦＥＴをＯＮとする時は受信経路は基本的にＯＦＦとされる。このとき、信号はアンテナ３８０（図示せず）から送信されるためにＰＩＮダイオード３１０、３１１を介して流れようとするが、流れることは出来ない。したがって、ＰＩＮ制御電圧８３０はバイアス回路に与えられ、バイポーラトランジスタ７２０がＯＮとなり、アンテナ入力／出力ノード３９０、３９１を接地に結合し、ＰＩＮダイオード３１０、３１１を介してＲＦ信号をアンテナ３８０に向かって流す。当然のことながら、図７乃至図９Ｂに提供されているバイアス回路と誘導性素子回路の実施例は、たとえば図６に描かれているスイッチ回路の実施例と組み合わされてもよい。
【００６３】
本発明の実施例によるバイアス回路と誘導性素子回路とスイッチ回路との例示的な構成は図１０に描かれている。図１０に描かれた回路の動作の説明は、図６乃至図９Ｂに関連して動作が説明されているので、簡略化のためにここでは説明しない。当然のことながら、図１０は、図８Ａおよび８Ｂに描かれたバイアス回路と誘導性素子回路の実施例が図６に描かれたスイッチ回路の実施例と組み合わされたものが描かれているが、本発明の実施例はこの構成に制限されるものではない。これらの示唆を統合したものが、送信動作中においてＲＦ信号を流すＦＥＴおよびバイアス分離回路を含んだスイッチ回路を有する送受信機を提供する。
【００６４】
図１乃至１０に関連して上記で説明したように、本発明の実施例は、たとえば無線端末機器のような通信機器で使われる増幅器と共に、同一の集積回路チップ上、たとえば同じ集積回路半導体基板上に集積化されたアンテナスイッチを提供する。とくに、アンテナスイッチは、無線端末機器を送信増幅器からの通信の送信から、受信機での通信の受信へとスイッチするように構成された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含んで提供される。本発明の実施例におけるスイッチとして構成されたＦＥＴは、電圧制御信号に応答して活性およびまたは非活性とされる。
【００６５】
本発明の実施例におけるアンテナスイッチは、制御電圧信号に応答して、スイッチが大きな電流を引出すことなく、これらの素子が従来のアンテナスイッチと比較して向上した性能特性をもつように動作する。本発明の実施例においては、スイッチは単一のチップ上に送信増幅器と組み合わされ、したがって、現存するアンテナスイッチと比較してよりコスト的に有利な小さな集積回路パッケージで提供される。
【００６６】
図面及び明細書において、標準的な好ましい発明の実施例について説明し、その際、特有な用語を用いているが、それらは標準的に説明用として用いたものであって、限定を意図するものでなく、本発明の請求する範囲は添付する請求項に従うものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例における無線端末機器の斜視図を示す。
【図２】図１の本発明の実施例における無線端末機器に含まれる電子回路部品の構成の模式的ブロック図を示す。
【図３】本発明の実施例における送受信機のブロック図を示す。
【図４】本発明の実施例における送受信機で使用される伝送線の模式図を示す。
【図５】本発明の実施例における基板抵抗対損失を表す線図を示す。
【図６】本発明の実施例における送受信機に含まれるスイッチ回路の模式的ブロック図を示す。
【図７】本発明の他の実施例における送受信機のブロック図を示す。
【図８Ａ】、
【図８Ｂ】本発明の実施例における送受信機に含まれるバイアス回路と誘導性素子回路の模式的ブロック図を示す。
【図９Ａ】、
【図９Ｂ】本発明の他の実施例における送受信機に含まれるバイアス回路と誘導性素子回路の模式的ブロック図を示す。
【図１０】本発明の実施例における送受信機に含まれるスイッチ回路と誘導性素子回路の模式的ブロック図を示す。
【図１】
2006524937.tif 000003
【図２】
2006524937.tif 000004
【図３】
2006524937.tif 000005
【図４】
2006524937.tif 000006
【図５】
2006524937.tif 000007
【図６】
2006524937.tif 000008
【図７】
2006524937.tif 000009
【図８Ａ】
2006524937.tif 000010
【図８Ｂ】
2006524937.tif 000011
【図９Ａ】
2006524937.tif 000012
【図９Ｂ】
2006524937.tif 000013
【図１０】
2006524937.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月22日(2005.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記受信機と基準電位との間に結合され、前記受信機入力で通信を受信した時に開回路を提供するように構成され、前記受信機入力で通信を受信しない時に閉回路を提供するように構成された電界効果トランジスタと、
前記送信増幅器と前記アンテナ入力／出力ノードとの間、および前記送信増幅器と受信ポート入力との間に結合された分離素子と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、送信増幅器から通信を送信している時は分離素子において低インピーダンスを提供し、送信増幅器から通信を送信していない時は分離素子において高インピーダンスを提供するように構成されたバイアス回路と、を備えた送受信機回路。
【請求項２】
前記送信増幅器と前記電界効果トランジスタは、同じ半導体チップ上に集積化された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項３】
前記送受信機回路は、通信機器の中で集積化された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項４】
前記分離素子は、ＰＩＮダイオードで構成された請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項５】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の電源源電圧への抵抗性結合と、前記送信増幅器からの通信を送信する時は前記アンテナ入力／出力ノードを接地に結合するように構成され、前記送信増幅器からの通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの接地との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項６】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の接地への抵抗性結合と、前記送信増幅器からの通信を送信する時は前記アンテナ入力／出力ノードを供給電圧に結合するように構成され、前記送信増幅器からの通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの前記供給電圧との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項７】
前記電界効果トランジスタのゲートに結合された抵抗性素子と、をさらに備え、前記電界効果トランジスタは、前記ゲートに結合された前記抵抗性素子を介して与えられる入力信号に応答する請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項８】
前記受信機入力と前記アンテナ入力／出力ノードとの間に結合された伝送ラインと、をさらに備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項９】
前記受信機入力と基準電圧との間に結合されたコンデンサと、をさらに備えた請求項８に記載の送受信機回路。
【請求項１０】
前記基準電圧は接地である請求項９に記載の送受信機回路。
【請求項１１】
前記コンデンサは、前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量に略等しい容量値を有する請求項９に記載の送受信機回路。
【請求項１２】
前記コンデンサの容量は、前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量に置き換えられる請求項９に記載の送受信機回路。
【請求項１３】
ドレインーチャンネル間容量とソース−チャンネル間容量は直列に結合され、
前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量は、従来のドレイン−ソース間容量の略半分の値である請求項９に記載の送受信機回路。
【請求項１４】
前記電界効果トランジスタのチャンネル領域は、基板の裏側を通じて接地に結合され、前記電界効果トランジスタを前記接地に結合する接点はオーミック接触である請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１５】
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された第２受信機入力を含む第２受信機と、
前記第２受信機入力と前記基準電圧との間に結合され、前記第２受信機入力で通信を受信する時は開回路を提供するように構成され、前記第２受信機入力で通信を受信しない時は閉回路を提供するように構成された第２電界効果トランジスタと、をさらに備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１６】
前記第１および第２電界効果トランジスタは、さらに前記送信増幅器から通信を送信する時は前記閉回路を提供するように構成された請求項１５に記載の送受信機回路。
【請求項１７】
第２アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された第２送信増幅器と、
前記第１および第２アンテナ入力／出力ノードとの間に結合され、前記第１アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第１の周波数帯における周波数を結合すると共に、前記第２アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第２の周波数帯における周波数を結合するように構成された周波数選択回路と、
前記アンテナ入力／出力ノードと結合された受信機入力を含む第２受信機と、
前記第２受信機入力と前記基準電圧との間に結合され、前記第２受信機入力で通信を受信する時は開回路を提供するように構成され、前記第２受信機入力で通信を受信しない時は閉回路を提供するように構成された第２電界効果トランジスタと、をさらに備えた請求項１に記載の送受信機回路。
【請求項１８】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記送信増幅器と前記アンテナ入力／出力ノードとの間、および前記送信増幅器と前記受信機入力との間に結合された分離素子と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成されたバイアス回路と、
前記受信機入力と前記基準電圧との間に結合され、前記受信機入力で通信を受信する時は開回路を提供するように構成され、前記受信機入力で通信を受信しない時は閉回路を提供するように構成された電界効果トランジスタと、を備えた送受信機回路。
【請求項１９】
前記分離素子はＰＩＮダイオードを備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２０】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の電源電源への抵抗性結合と、前記送信増幅器からの通信の送信時は前記アンテナ入力／出力ノードを接地に結合するように構成され、前記送信増幅器からの通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの接地との結合を解除するように構成されたスイッチと、を備えた請求項１９に記載の送受信機回路。
【請求項２１】
前記スイッチは、前記受信機で通信を受信する時は前記アンテナ入力／出力ノードの接地との結合を解除する請求項２０に記載の送受信機回路。
【請求項２２】
前記バイアス回路は、前記送信増幅器出力の接地への抵抗性結合と、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記アンテナ入力／出力ノードを供給電圧に結合するように構成され、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記アンテナ入力／出力ノードの前記供給電圧との結合を解除するように構成されたスイッチと、備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２３】
前記スイッチは、前記受信機で通信を受信する時は前記アンテナ入力／出力ノードの供給電圧との結合を解除する請求項２２に記載の送受信機回路。
【請求項２４】
前記送信増幅器と前記電界効果トランジスタは、同じ半導体チップ上に集積化された請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２５】
前記電界効果トランジスタのゲートに結合された抵抗性素子と、をさらに備え、前記電界効果トランジスタは、前記ゲートに結合された前記抵抗性素子を介して与えられる入力信号に応答する請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２６】
前記受信機入力と前記アンテナ入力／出力ノードとの間に結合された伝送線と、をさらに備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２７】
前記受信機入力と基準電圧との間に結合されたコンデンサと、をさらに備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項２８】
前記コンデンサは、前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量に略等しい容量値を有する請求項２７に記載の送受信機回路。
【請求項２９】
前記コンデンサの容量は、前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量に置き換えられる請求項２７に記載の送受信機回路。
【請求項３０】
ドレイン−チャンネル間容量とソース−チャンネル間容量は、直列に結合され、
前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間容量は、従来のドレイン−ソース間容量の略半分の値である請求項２７に記載の送受信機回路。
【請求項３１】
前記電界効果トランジスタのチャンネル領域は、基板の裏側を通じて接地に結合され、前記電界効果トランジスタを前記接地に結合する接点は、オーミック接触である請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項３２】
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された第２受信機入力を含む受信機と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送信増幅器から通信を送信する時は前記分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記送信増幅器から通信を送信しない時は前記分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成された第２バイアス回路と、をさらに備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項３３】
第２アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された第２送信増幅器と、
前記第１および第２アンテナ入力／出力ノードとの間に結合され、前記第１アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第１の周波数帯における周波数を結合すると共に、前記第２アンテナ入力／出力ノードに、またはからの第２の周波数帯における周波数を結合するように構成された周波数選択回路と、
前記第２アンテナ入力／出力ノードに結合された第２受信機入力を含む第２受信機と、
前記第２送信増幅器と前記第２アンテナ入力／出力ノードとの間、および前記第２送信増幅器と前記第２受信機入力との間に結合された第２分離素子と、
前記第２アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記第２送信増幅器から通信を送信する時は前記第２分離素子に低いインピーダンスを提供し、前記第２送信増幅器から通信を送信しない時は前記第２分離素子に高いインピーダンスを提供する様に構成された第２バイアス回路と、をさらに備えた請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項３４】
前記送受信機回路は、通信機器の中で集積化された請求項１８に記載の送受信機回路。
【請求項３５】
アンテナ入力／出力ノードに結合され、前記送受信機回路から送信される通信を増幅するように構成された送信増幅器と、
前記アンテナ入力／出力ノードに結合された受信機入力を含む受信機と、
前記受信機と基準電位との間に結合され、前記受信機入力で通信を受信する時には開回路を提供するように構成され、前記受信機入力で通信を受信しない時には閉回路を提供するように構成された電界効果トランジスタと、を備えた送受信機回路。
【国際調査報告】
2006524937.tif 000015
2006524937.tif 000016
2006524937.tif 000017
2006524937.tif 000018
2006524937.tif 000019