(57)【要約】【課題】アイソレーション特性に優れた高周波スイッチ回路を提供する。【解決手段】第１ＰＩＮダイオードＤ１を入力端ＩＮと出力端ＯＵＴとの間に設ける。第１共振回路１１を、第１ＰＩＮダイオードＤ１に並列接続させる。第１共振回路１１は、順バイアスの非印加時に第１ＰＩＮダイオードＤ１に生じる寄生コンデンサと共に少なくとも２つの異なる所定周波数帯で共振して所定周波数帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過を阻止する。第２ＰＩＮダイオードＤ２を入力端ＩＮとグランドとの間に設ける。第２共振回路１２を、第２ＰＩＮダイオードＤ２に並列接続させる。第２共振回路１２は、順バイアスの非印加時に第２ＰＩＮダイオードＤ２に生じる寄生コンデンサと共に少なくとも２つの異なる所定周波数帯で共振して所定周波数帯の信号の入力端ＩＮからグランドへの通過を阻止する。【選択図】図１
2007274241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端と出力端との間に設けられた第１ＰＩＮダイオードと、該第１ＰＩＮダイオードに並列接続された、順バイアスの非印加時に前記第１ＰＩＮダイオードに生じる寄生コンデンサと共に少なくとも２つの異なる所定周波数帯で共振して前記所定周波数帯の信号の前記入力端から前記出力端への通過を阻止する第１共振回路と、を有する高周波スイッチ回路において、
前記入力端とグランドとの間に設けられた第２ＰＩＮダイオードと、
前記第２ＰＩＮダイオードに並列接続された、順バイアスの非印加時に前記第２ＰＩＮダイオードに生じる寄生コンデンサと共に前記少なくとも２つの異なる所定周波数帯で共振して前記所定周波数帯の信号の前記入力端から前記グランドへの通過を阻止する第２共振回路と
を有することを特徴とする高周波スイッチ回路。
【請求項２】
前記第１ＰＩＮダイオード及び第２ＰＩＮダイオードのうち前記第１ＰＩＮダイオードのみに順バイアスを印加して前記高周波スイッチ回路をオン制御すると共に、前記第１ＰＩＮダイオード及び前記第２ＰＩＮダイオードのうち前記第２ＰＩＮダイオードのみに順バイアスを印加して前記高周波スイッチ回路をオフ制御するオンオフ制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項３】
前記第２ＰＩＮダイオードが、前記第１ＰＩＮダイオードよりも前記入力端側に設けられ、そして、前記第２ＰＩＮダイオードの順方向が、前記グランドから前記入力端に向いて設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波スイッチ回路に係り、特に、スイッチング素子としてＰＩＮダイオードを利用した高周波スイッチ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高周波数帯を扱う通信機器においては、ＰＩＮダイオードを利用した高周波スイッチ回路が多用されている。図１１（Ａ）は、この種の従来の高周波スイッチを示す回路図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の高周波スイッチのオフ状態における等価回路図である。図１２は、図１１の高周波スイッチのオン状態及びオフ状態における周波数特性図である。
【０００３】
図１１（Ａ）に示すように、この高周波スイッチは、所定の高周波信号が入力する入力端ＩＮとこれを出力する出力端ＯＵＴとの間に設けられ、順方向の所定バイアス電圧（順バイアス）に応答してオフ状態からオン状態、又はオン状態からオフ状態に変移するＰＩＮダイオードＤを有する。入力端ＩＮとＰＩＮダイオードＤとの間、及びＰＩＮダイオードＤと出力端ＯＵＴとの間にはそれぞれ、直流阻止用のコンデンサＣ１及びＣ２が直列接続されている。
【０００４】
また、オンオフ用のバイアス電圧＋Ｖが印加される制御端子とＰＩＮダイオードＤとの間、及びＰＩＮダイオードＤと接地端子との間にはそれぞれ、インダクタＬ１及びＬ２が直列接続されている。ＰＩＮダイオードＤは、バイアス電圧＋Ｖの非印加時、すなわち、オフ状態においては、図１１（Ｂ）のＤ′で示すように、寄生コンデンサＣｖ′及び抵抗Ｒｖ′により、等価的に表すことができる。この寄生コンデンサＣｖ′を積極的に利用して、２つの異なる周波数帯ｆ１、ｆ２でのアイソレーションを高めるために、キャパシタンスＣｖ′と２つの異なる周波数帯ｆ１、ｆ２で並列共振するための共振回路１０がＰＩＮダイオードＤに並列接続されている。
【０００５】
このような構成において、ＰＩＮダイオードＤに所定のバイアス電圧＋Ｖが印加されているときには、ＰＩＮダイオードＤはオン状態になり、図１２の太線で示すような周波数特性を呈する。これに対して、ＰＩＮダイオードＤにバイアス電圧＋Ｖが印加されていないときには、ＰＩＮダイオードＤはオフ状態になり、図１２の細線で示すような周波数特性を呈する。すなわち、共振回路１０が、２つの異なる周波数帯ｆ１、ｆ２において、図１１（Ｂ）のＤ′に含まれる寄生コンデンサＣｖ′と共振することにより、この周波数帯ｆ１、ｆ２における、アイソレーション（オン状態での出力とオフ状態での出力の比）が確保される。なお、このような従来の高周波スイッチは、下記特許文献１においても示されている。
【特許文献１】特開昭６３−１３４１８号公報
【特許文献２】特願２００２−８３０８５号公報
【特許文献３】特開２００５−１０２１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の高周波スイッチ回路では、図１２に示すように、２０（ｄＢ）程度のアイソレーションを必要とする無線機では仕様を満足できる。しかしながら、近年、このような多周波数帯を入力する高周波スイッチ回路において、より高いアイソレーションが要求される場合がある。このような場合、従来の高周波スイッチ回路では仕様を満足できないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、多周波数帯に対するアイソレーション特性に優れた高周波スイッチ回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、入力端と出力端との間に設けられた第１ＰＩＮダイオードと、該第１ＰＩＮダイオードに並列接続された、順バイアスの非印加時に前記第１ＰＩＮダイオードに生じる寄生コンデンサと共に少なくとも２つの異なる所定周波数帯で共振して前記所定周波数帯の信号の前記入力端から前記出力端への通過を阻止する第１共振回路と、を有する高周波スイッチ回路において、前記入力端とグランドとの間に設けられた第２ＰＩＮダイオードと、前記第２ＰＩＮダイオードに並列接続された、順バイアスの非印加時に前記第２ＰＩＮダイオードに生じる寄生コンデンサと共に前記少なくとも２つの異なる所定周波数帯で共振して前記所定周波数帯の信号の前記入力端から前記グランドへの通過を阻止する第２共振回路とを有することを特徴とする高周波スイッチ回路に存する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記第１ＰＩＮダイオード及び第２ＰＩＮダイオードのうち前記第１ＰＩＮダイオードのみに順バイアスを印加して前記高周波スイッチ回路をオン制御すると共に、前記第１ＰＩＮダイオード及び前記第２ＰＩＮダイオードのうち前記第２ＰＩＮダイオードのみに順バイアスを印加して前記高周波スイッチ回路をオフ制御するオンオフ制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回路に存する。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記第２ＰＩＮダイオードが、前記第１ＰＩＮダイオードよりも前記入力端側に設けられ、そして、前記第２ＰＩＮダイオードの順方向が、前記グランドから前記入力端に向いて設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波スイッチ回路に存する。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、第１ＰＩＮダイオードに順バイアスを印加し第２ＰＩＮダイオードに順バイアスを印加しない状態で入力端に少なくとも２つの異なる所定周波数帯の信号を入力すると、この信号は入力端から第１ＰＩＮダイオードを介して出力端に通過する。この信号はまた、少なくとも２つの異なる所定周波数で共振する第２共振回路によって入力端からグランドへの通過が阻止される。このため、信号が減衰せずに入力端から出力端を通過する。一方、第１ＰＩＮダイオードに順バイアスを印加せず第２ＰＩＮダイオードに順バイアスを印加した状態で入力端に少なくとも２つの異なる所定周波数帯の信号を入力すると、この信号は少なくとも２つの異なる所定周波数で共振する第１共振回路によって入力端から出力端への通過が阻止される。また第２ＰＩＮダイオードによって入力端がグランドにショートするため、より確実に信号の入力端から出力端への通過が阻止することができるので、多周波数帯に対するアイソレーション特性に優れた高周波スイッチ回路を得ることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、オンオフ制御手段により、高周波スイッチ回路のオフ制御時に第２ＰＩＮダイオードによって入力端がグランドにショートするため、より確実に信号の入力端から出力端への通過が阻止することができるので、多周波数帯に対するアイソレーション特性に優れた高周波スイッチ回路を得ることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、２ＰＩＮダイオードが、第１ＰＩＮダイオードよりも入力端側に設けられて、そして第２ＰＩＮダイオードの順方向がグランドから入力端に向いて設けられているため、第１ＰＩＮダイオードのアノードにプラス電圧を供給すれば第１ＰＩＮダイオードに順バイアスを印加すると共に第２ＰＩＮダイオードに逆バイアスを印加することができる。また、第２ＰＩＮダイオードのカソードにマイナス電圧を供給すれば第１ＰＩＮダイオードに逆バイアスを印加すると共に第２ＰＩＮダイオードに順バイアスを印加することができるので、第１ＰＩＮダイオードのアノードと第２ＰＩＮダイオードのカソードとの接続点に設けた１つの制御端子で２つの第１及び第２ＰＩＮダイオードのオンオフを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１実施形態
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態における高周波スイッチ回路を示す回路図である。図２は、図１に示す高周波スイッチ回路を構成する第１及び第２共振回路の詳細回路図である。図３は、高周波スイッチ回路のオンオフと制御端子に供給される電圧と第１及び第２ＰＩＮダイオードの状態との関係を示す表である。図４は、図１に示す高周波スイッチ回路のオン制御時及びオフ制御時におけるシミュレーションによる周波数特性図である。図５は、図１に示す高周波スイッチ回路のオン制御時及びオフ制御時における実測による周波数特性図である。ここで、この高周波スイッチ回路は、例えば、２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯を使用する通信装置又は通信システムに用いられ、入力端ＩＮ側に入力する両周波数帯の信号を出力端ＯＵＴ側に通過させるか、或いは通過阻止するかを切替制御するために利用されるものとする。
【００１５】
図１に示すように、高周波スイッチ回路は、例えば、２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力する入力端ＩＮとこれを出力する出力端ＯＵＴとの間に設けられた第１ＰＩＮダイオードＤ１を有する。第１ＰＩＮダイオードＤ１は、その順方向が入力端ＩＮから出力端ＯＵＴに向かって設けられている。入力端ＩＮと第１ＰＩＮダイオードＤ１との間、及び第１ＰＩＮダイオードＤ１と出力端ＯＵＴとの間にはそれぞれ、直流阻止用のコンデンサＣ１及びＣ２が直列接続されている。
【００１６】
高周波スイッチ回路はまた、入力端ＩＮとグランドとの間に設けられた第２ＰＩＮダイオードＤ２を有する。第２ＰＩＮダイオードＤ２は、第１ＰＩＮダイオードＤ１よりも入力端ＩＮ側に設けられている。第２ＰＩＮダイオードＤ２は、そのカソードが第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードに接続されている。第２ＰＩＮダイオードＤ２は、その順方向がグランドから入力端ＩＮに向かって設けられている。
【００１７】
上述した第１及び第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２はそれぞれ、Ｐ型、Ｎ型半導体領域の間に固有抵抗が非常に高いＰ型またはＮ型半導体領域が設けられたダイオードである。第１及び第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２はそれぞれ、順方向の電圧（順バイアス）を印加すると低インピーダンス状態になり、アノード−カソード間が導通し易くなる。第１及び第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２は、順バイアスの非印加時には図１１（Ｂ）のＤ′で示したような等価回路で表すことができる。即ち、順バイアスの非印加時には高インピーダンス状態（寄生コンデンサＣｖ′成分が主体）となりアノード−カソード間が導通しにくくなる。
【００１８】
第１ＰＩＮダイオードＤ１のカソードとグランドとの間にはインダクタンスＬ２が設けられている。第１ＰＩＮダイオードＤ１には第１共振回路１１が並列接続されている。第１共振回路１１は、順バイアスの非印加時に第１ＰＩＮダイオードＤ１に生じる寄生コンデンサＣｖ′（図１１（Ｂ）参照）と共に２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯（２つの異なる所定周波数帯）で共振して、２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過を阻止する回路である。
【００１９】
また、第２ＰＩＮダイオードＤ２には第２共振回路１２が並列接続されている。第２共振回路１２は、順バイアスの非印加時に第２ＰＩＮダイオードＤ２に生じる寄生コンデンサＣｖ′（図１１（Ｂ）参照）と共に２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯（２つの異なる所定周波数帯）で共振して、２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮからグランドへの通過を阻止する回路である。
【００２０】
また、第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードと第２ＰＩＮダイオードＤ２のカソードとの接続点に、インダクタンスＬ１を介してオンオフ用のバイアス＋Ｖ、−Ｖが印加される制御端子ＣＯＮが設けられている。上記インダクタンスＬ１の制御端子ＣＯＮ側とグランドとの間には直流阻止用のコンデンサＣ３が設けられている。
【００２１】
上述した第１及び第２共振回路１１及び１２は、例えば図２に示すように、第１ＰＩＮダイオードＤ１、第２ＰＩＮダイオードＤ２にそれぞれ並列接続されたＬＣ梯子型回路により構成されている。即ち、この第１及び第２共振回路１１及び１２は、インダクタンスＬ３、Ｌ４及びコンデンサＣ４、Ｃ５を有している。インダクタンスＬ４とコンデンサＣ４とは、互いに並列接続されている。インダクタンスＬ３には、上記インダクタンスＬ４及びコンデンサＣ４から成る並列回路が直列に接続されている。インダクタンスＬ３には、直流阻止用のコンデンサＣ５が直列に接続されている。
【００２２】
このようなＬＣ梯子型回路において、各コンデンサ及びインダクタの値を適宜に調整することにより、第１ＰＩＮダイオードＤ１、第２ＰＩＮダイオードＤ２それぞれの寄生コンデンサＣｖ′を利用して２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の両周波数帯域で共振させることができる。
【００２３】
上述した構成の高周波スイッチ回路の動作について、図３を参照して以下説明する。まず、図示しない高周波スイッチ回路のオンオフ制御回路（オンオフ制御手段）が、制御端子ＣＯＮに＋Ｖ電圧を供給してオン制御する。制御端子ＣＯＮに＋Ｖ電圧が供給されると、第１ＰＩＮダイオードＤ１には順バイアスが印加され低インピーダンス状態となる。順バイアスの印加時には、第１ＰＩＮダイオードＤ１に寄生コンデンサＣｖ′が発生しない。これにより入力端ＩＮに２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力しても、第１共振回路１１は共振しない。
【００２４】
一方、第２ＰＩＮダイオードＤ２には逆バイアスが印加され、寄生コンデンサＣｖ′が発生して高インピーダンス状態となり、入力端ＩＮに入力された信号のグランドへの通過を阻止することができる。逆バイアスの印加時（＝順バイアスの非印加時）には、第２ＰＩＮダイオードＤ２に寄生コンデンサＣｖ′が発生する。これにより入力端ＩＮに２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力すると、第２共振回路１２が共振する。第２共振回路１２によっても２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮからグランドへの通過が阻止される。従って、入力端ＩＮに入力する２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号とも、ほぼ損失無く（減衰すること無く）、出力端ＯＵＴ側に通過することができる。
【００２５】
次に、図示しないオンオフ制御回路が、制御端子ＣＯＮに−Ｖ電圧を供給してオフ制御する。制御端子ＣＯＮに−Ｖ電圧が供給されると、第１ＰＩＮダイオードＤ１には逆バイアスが印加され高インピーダンス状態となり、入力端ＩＮに入力された信号の出力端ＯＵＴへの通過が阻止される。逆バイアスの印加時には、第１ＰＩＮダイオードＤ１に寄生コンデンサＣｖ′が発生する。これにより入力端ＩＮに２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力すると、第１共振回路１１が共振する。第１共振回路１１によっても２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過が阻止される。
【００２６】
一方、第２ＰＩＮダイオードＤ２には順バイアスが印加され低インピーダンス状態となる。順バイアスの印加時には、第２ＰＩＮダイオードＤ２に寄生コンデンサＣｖ′が発生しない。これにより入力端ＩＮに２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力しても、第２共振回路１２は共振しない。従って、第２ＰＩＮダイオードＤ２によって入力端ＩＮがグランドにショートするため、より確実に２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過を阻止することができる。
【００２７】
次に上述したオンオフ動作を行う高周波スイッチ回路の周波数特性について図４及び図５を参照して以下説明する。図中、実線は図１に示す本実施形態の高周波スイッチ回路のオン制御時における周波数特性を示す。点線は図１に示す本実施形態の高周波スイッチ回路から第２ＰＩＮダイオードＤ２及び第２共振回路１２を削除した従来の高周波スイッチ回路のオン制御時における周波数特性を示す。一点鎖線は図１に示す本実施形態の高周波スイッチ回路のオフ制御時における周波数特性を示す。二点鎖線は従来の高周波スイッチ回路のオン制御時における周波数特性を示す。
【００２８】
従来の高周波スイッチ回路をオン制御すると、点線で示すような周波数特性を呈する。従来の高周波スイッチ回路の入力端ＩＮに入力する２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号は、シミュレーション、実測共に−０．５ｄＢ程度の微少損失で、ほぼ損失なく、出力端ＯＵＴ側に通過することができる。一方、オンオフ制御回路が制御端子ＣＯＮに＋Ｖ電圧を供給して高周波スイッチ回路をオン制御すると、実線で示すような周波数特性を呈する。２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号は、従来の高周波スイッチ回路と同様にシミュレーション、実測共に−０．５ｄＢ程度の微少損失で、ほぼ損失なく出力端ＯＵＴ側に通過することができる。
【００２９】
一方、従来の高周波スイッチ回路をオフ制御にすると、二点鎖線で示すような周波数特性を呈する。１．６ＧＨｚ帯の信号は、シミュレーションでは−５５ｄＢ、実測では−２５ｄＢ程度の通過損失が発生する。２．５ＧＨｚ帯の信号は、シミュレーションでは−４８ｄＢ、実測では２７ｄＢ程度の通過損失が発生する。従って、従来の高周波スイッチ回路に１．６ＧＨｚ帯の信号を入力すると、シミュレーションでは−５４．５ｄＢ、実測では−２４．５ｄＢ程度のアイソレーションしか確保できない。２．５ＧＨｚ帯の信号の信号を入力すると、シミュレーションでは−４７．５ｄＢ、実測では−２６．５ｄＢ程度のアイソレーションしか確保できない。
【００３０】
これに対して、本実施形態の高周波スイッチ回路をオフ制御にすると、一点鎖線で示すような周波数特性を呈する。１．６ＧＨｚ帯の信号は、シミュレーションでは−６６ｄＢ、実測では−３３ｄＢ程度の通過損失が発生する。２．５ＧＨｚ帯の信号では、シミュレーションでは−５３ｄＢ、実測では−３２ｄＢ程度の通過損失が発生する。従って、本実施形態の高周波スイッチ回路に１．６ＧＨｚ帯の信号を入力すると、シミュレーションでは−６５．５ｄＢ程度、実測では−３２．５ｄＢ程度のアイソレーションが確保できる。２．５ＧＨｚ帯の信号を入力すると、シミュレーションでは−５２．５ｄＢ、−３１．５ｄＢ程度のアイソレーションが確保できる。
【００３１】
本実施形態の高周波スイッチ回路のオフ制御におけるアイソレーションは従来の高周波スイッチ回路と比べ、１．６ＧＨｚ帯の信号に対してシミュレーションでは１０ｄＢ以上改善され、実測でも６ｄＢ以上改善した。２．５ＧＨｚ帯の信号に対してシミュレーション、実測共に４ｄＢ以上改善した。これに伴って高いアイソレーションを確保できる周波数帯域も広がった。
【００３２】
上述した実施形態によれば、オンオフ制御回路により、高周波スイッチ回路のオフ制御時に第２ＰＩＮダイオードＤ２によって入力端ＩＮがグランドにショートするため、より確実に信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過が阻止することができ、アイソレーション特性に優れた高周波スイッチ回路を得ることができる。
【００３３】
また、上述した実施形態によれば、第２ＰＩＮダイオードＤ２が、第１ＰＩＮダイオードＤ１よりも入力端ＩＮ側に設けられ、そして第２ＰＩＮダイオードＤ２の順方向がグランドから入力端ＩＮに向いて設けられている。即ち、第２ＰＩＮダイオードＤ２のカソードが第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードに接続されている。このため、第１ＰＩＮダイオードＤ１のアノードにプラス電圧（＋Ｖ）を供給すれば第１ＰＩＮダイオードＤ１に順バイアスを印加すると共に第２ＰＩＮダイオードＤ２に逆バイアスを印加することができる。また、第２ＰＩＮダイオードＤ２のカソードにマイナス電圧（−Ｖ）を供給すれば第１ＰＩＮダイオードＤ１に逆バイアスを印加すると共に第２ＰＩＮダイオードＤ２に順バイアスを印加することができるので、１つの制御端子ＣＯＮで第１及び第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２のオンオフを制御することができる。
【００３４】
なお、上述した実施形態としては、第１及び第２共振回路１１、１２としてＬＣ梯子型回路から構成され、２つの異なる周波数帯で共振するものを用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図６に示すように３周波数対応のＬＣ梯子型回路であっても良い。同図に示すように、この第１及び第２共振回路１１、１２は、インダクタンスＬ３〜Ｌ５及びコンデンサＣ４〜Ｃ６から構成されている。
【００３５】
図２と異なる点は、インダクタンスＬ４に、上記インダクタンスＬ５とコンデンサＣ６から構成される並列回路が直列に接続されている点である。この第１及び第２共振回路１１、１２は、各コンデンサ及びインダクタンスの値を適宜に調整することにより、第１ＰＩＮダイオードＤ１、第２ＰＩＮダイオードＤ２それぞれの寄生コンデンサＣｖ′を利用して、３つの異なる周波数帯で共振させることができる。
【００３６】
また、図７に示すような構成の共振回路であっても良い。この第１及び第２共振回路１１、１２は、並列接続された２．５ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１１及び１．６ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１２を含んで構成される。この２．５ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１１には、１．６ＧＨｚ帯帯域阻止フィルタＢＲＦａが直列接続され、１．６ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１２には、２．５ＧＨｚ帯帯域阻止フィルタＢＲＦｂが直列接続されている。なお、Ｃ７は直流阻止用コンデンサである。
【００３７】
２．５ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１２は、順バイアスの非印加時の第１、第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２の寄生コンデンサＣｖ′と２．５ＧＨｚ帯で共振し、１．６ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１１は、順バイアスの非印加時の第１、第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２の寄生コンデンサＣｖ′と１．６ＧＨｚ帯で共振する。また、２．５ＧＨｚ帯帯域阻止フィルタＢＲＦａは、２．５ＧＨｚ帯の信号が１．６ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１１を通過するのを阻止し、１．６ＧＨｚ帯帯域阻止フィルタＢＲＦｂは、１．６ＧＨｚ帯の信号が２．５ＧＨｚ帯共振用インダクタＬ１２を通過するのを阻止する。
【００３８】
２．５ＧＨｚ帯帯域阻止フィルタＢＲＦａは、周知のように、並列接続されたインダクタＬ１０及びコンデンサＣ１０から構成され、上述のように２．５ＧＨｚ帯の信号を通過阻止するような値になっている。１．６ＧＨｚ帯帯域阻止フィルタＢＲＦｂも、周知のように、並列接続されたインダクタＬ１３及びコンデンサＣ１３から構成され、上述のように１．６ＧＨｚ帯の信号を通過阻止するような値になっている。このような構成において、図２に示す第１及び第２共振回路１１、１２と同様に働く。
【００３９】
即ち、第１共振回路１１は、順バイアスの非印加時に第１ＰＩＮダイオードＤ１に生じる寄生コンデンサＣｖ′と共に２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯で共振して２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過を阻止する。第２共振回路１２は順バイアスの非印加時に第２ＰＩＮダイオードＤ２に生じる寄生コンデンサＣｖ′と共に２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯で共振して２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の入力端ＩＮからグランドへの通過を阻止する。
【００４０】
また、図８に示すように第１及び第２共振回路１２、１３を構成しても良い。同図に示すように、第１及び第２共振回路１１、１２は、第１、第２ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２に並列接続されたインダクタンスＬ１４を有している。なお、Ｃ１４は、直流阻止用コンデンサである。
【００４１】
更に、第１及び第２共振回路１１、１２は、上記インダクタンスＬ１４に並列接続されたバラクタダイオードＣ１６を有する。このバラクタダイオードＣ１６のカソードには、補償用インダクタンスＬ１５を介してバイアス電圧Ｖｂが供給される。バラクタダイオードＣ１６は供給されるバイアス電圧Ｖｂに応じて容量が可変する。このバラクタダイオードＣ１６の容量をバイアス電圧Ｖｂによって調整することにより、複数周波数の信号に共振させることができる。
【００４２】
第２実施形態
図９は、本発明の第２実施形態における高周波スイッチ回路を示す回路図である。この高周波スイッチ回路は、上述した第１実施形態と同様に、例えば、５．８ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯を使用する通信装置又は通信システムに用いられ、入力端ＩＮ側に入力する両周波数帯の信号を出力端ＯＵＴ側に通過させるか、或いは通過阻止するかを切替制御するために利用されるものとする。なお、上述した図１と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４３】
図９に示すように、この高周波スイッチ回路は、例えば、入力端ＩＮと出力端ＯＵＴとの間に設けられ、互いに直列接続された２つの第１ＰＩＮダイオードＤ１１、Ｄ１２を有する。上記第１ＰＩＮダイオードＤ１１、Ｄ１２にはそれぞれ、第１共振回路１１１、１１２が並列接続されている。第１共振回路１１１は、互いに直列接続されたインダクタンスＬ３１と直流阻止用コンデンサＣ５１とから構成されている。
【００４４】
インダクタンスＬ３１は、順バイアスの非印加時における第１ＰＩＮダイオードＤ１１の寄生コンデンサＣｖ′と１．６ＧＨｚ帯で共振するような値に設定されている。第１共振回路１１２は、互いに直列接続されたインダクタンスＬ３２と直流阻止用コンデンサＣ５２とから構成されている。インダクタンスＬ３２は、順バイアスの非印加時における第１ＰＩＮダイオードＤ１２の寄生コンデンサＣｖ′と２．５ＧＨｚ帯で共振するような値に設定されている。
【００４５】
高周波スイッチ回路はまた、入力端ＩＮとグランドとの間に設けられ、互いに直列接続された２つの第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２を有する。第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２は、第１ＰＩＮダイオードＤ１１、Ｄ１２よりも入力端ＩＮ側に設けられている。第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２は、その順方向がグランドから入力端ＩＮに向かって設けられている。
【００４６】
上記第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２にはそれぞれ、第２共振回路１２１、１２２が並列接続されている。第２共振回路１２１は、互いに直列接続されたインダクタンスＬ４１と直流阻止用コンデンサＣ６１とから構成されている。インダクタンスＬ４１は、順バイアスの非印加時における第２ＰＩＮダイオードＤ２１の寄生コンデンサＣｖ′と１．６ＧＨｚ帯で共振するような値に設定されている。第２共振回路１２２は、互いに直列接続されたインダクタンスＬ４２と直流阻止用コンデンサＣ６２とから構成されている。インダクタンスＬ４２は、順バイアスの非印加時における第２ＰＩＮダイオードＤ２２の寄生コンデンサＣｖ′と２．５ＧＨｚ帯で共振するような値に設定されている。
【００４７】
上述した構成の高周波スイッチ回路の動作について、図３を参照して以下説明する。まず、図示しない高周波スイッチ回路のオンオフ制御回路（オンオフ制御手段）が、制御端子ＣＯＮに＋Ｖ電圧を供給してオン制御する。制御端子ＣＯＮに＋Ｖ電圧が供給されると、第１ＰＩＮダイオードＤ１１、Ｄ１２には順バイアスが印加され低インピーダンス状態となる。順バイアスの印加時には、第１ＰＩＮダイオードＤ１１、１２に寄生コンデンサＣｖ′が発生しない。これにより入力端ＩＮに２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力しても、第１共振回路１１１、１１２は共振しない。
【００４８】
一方、第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２には逆バイアスが印加され、寄生コンデンサＣｖ′が発生して高インピーダンス状態となり、入力端ＩＮに入力された信号のグランドへの通過を阻止することができる。逆バイアスの印加時（＝順バイアスの非印加時）には、第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２に寄生コンデンサＣｖ′が発生する。これにより入力端ＩＮに１．６ＧＨｚ帯の信号が入力すると、第２共振回路１２１が共振する。また、２．５ＧＨｚ帯の信号が入力すると、第２共振回路１２２が共振する。第２共振回路１１２、１２２によっても２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮからグランドへの通過が阻止される。従って、入力端ＩＮに入力する２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号とも、ほぼ損失無く（減衰すること無く）、出力端ＯＵＴ側に通過することができる。
【００４９】
次に、図示しないオンオフ制御回路が、制御端子ＣＯＮに−Ｖ電圧を供給してオフ制御する。制御端子ＣＯＮに−Ｖ電圧が供給されると、第１ＰＩＮダイオードＤ１１、Ｄ１２には逆バイアスが印加され高インピーダンス状態となり、入力端ＩＮに入力された信号の出力端ＯＵＴへの通過が阻止される。逆バイアスの印加時には、第１ＰＩＮダイオードＤ１１、Ｄ１２に寄生コンデンサＣｖ′が発生する。これにより入力端ＩＮに１．６ＧＨｚ帯の信号が入力すると、第１共振回路１１１が共振する。２．５ＧＨｚ帯の信号が入力すると、第１共振回路１１２が共振する。第１共振回路１１１、１１２によっても２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過が阻止される。
【００５０】
一方、第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２には順バイアスが印加され低インピーダンス状態となる。順バイアスの印加時には、第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２に寄生コンデンサＣｖ′が発生しない。これにより入力端ＩＮに２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号が入力しても、第２共振回路１２１、１２２は共振しない。従って、第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２によって入力端ＩＮがグランドにショートするため、より確実に２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過を阻止することができる。
【００５１】
図９に示す高周波スイッチ回路の周波数特性を図１０に示す。同図に示すように、上記オンオフ制御回路が、制御端子ＣＯＮに＋Ｖ電圧を供給して高周波スイッチ回路をオン制御すると、実線で示すような周波数特性を呈する。入力端ＩＮに入力する２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号は、−０．２ｄＢ〜−０．３ｄＢ程度の微少損失で、ほぼ損失なく出力端ＯＵＴ側に通過することができる。従来の高周波スイッチ回路（即ち、第２ＰＩＮダイオードＤ２１、Ｄ２２が設けられていない高周波スイッチ回路）をオン制御すると、点線で示すような周波数特性を呈する。従来の高周波スイッチ回路も本実施形態と同様に入力端ＩＮに入力する２．５ＧＨｚ帯及び１．６ＧＨｚ帯の信号は、シミュレーション、実測共に−０．２ｄＢ〜−０．３ｄＢ程度の微少損失で、ほぼ損失なく、出力端ＯＵＴ側に通過することができる。
【００５２】
一方、従来の高周波スイッチ回路をオフ制御にすると、二点鎖線で示すような周波数特性を呈する。１．６ＧＨｚ帯の信号は、−５０ｄＢ程度の通過損失が発生する。２．５ＧＨｚ帯の信号は、−４７ｄＢ程度の通過損失が発生する。従来の高周波スイッチ回路では、１．６ＧＨｚ帯の信号では、−４９．８ｄＢ程度のアイソレーションしか確保できない。２．５ＧＨｚ帯の信号では、−４６．８ｄＢ程度のアイソレーションしか確保できない。
【００５３】
これに対して、本実施形態の高周波スイッチ回路をオフ制御にすると、一点鎖線で示すような周波数特性を呈する。１．６ＧＨｚ帯の信号は、−６４ｄＢ程度の通過損失が発生する。２．５ＧＨｚ帯の信号では、−５９Ｂ程度の通過損失が発生する。本実施形態の高周波スイッチ回路では、１．６ＧＨｚ帯の信号では、−６３．７ｄＢ程度のアイソレーションが確保できる。２．５ＧＨｚ帯の信号では、−５８．７ｄＢ程度のアイソレーションが確保できる。
【００５４】
本実施形態の高周波スイッチ回路のオフ制御におけるアイソレーションは従来の高周波スイッチ回路と比べ、１．６ＧＨｚ帯の信号に対して１４ｄＢ程度改善した。２．５ＧＨｚ帯の信号に対して１４ｄＢ程度改善した。これに伴って高いアイソレーションを確保できる周波数帯域も広がった。
【００５５】
なお、上記第１共振回路１１、１１１、１１２としては、実施形態に限定されるものではない。即ち、第１共振回路１１、１１１、１１２としては、第１ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ１１、Ｄ１２に並列接続された、順バイアスの非印加時に第１ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ１１、Ｄ１２に生じる寄生コンデンサＣｖ′と共に２つの異なる所定周波数帯で共振して所定周波数帯の信号の入力端ＩＮから出力端ＯＵＴへの通過を阻止する構成であれば、種々の構成が考えられる。また、第２共振回路１２、１２１、１２２も、実施形態に限定されるものではない。即ち、第２共振回路１２、１２１、１２２としては、第２ＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ２１、Ｄ２２に並列接続された、順バイアスの非印加時に第２ＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ２１、Ｄ２２に生じる寄生コンデンサＣｖ′と共に２つの異なる所定周波数帯で共振して所定周波数帯の信号の入力端ＩＮからグランドＯＵＴへの通過を阻止する構成であれば、種々の構成が考えられる。
【００５６】
また、上述した実施形態によれば、第２ＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ２１、Ｄ２２は、第１ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ１１、Ｄ１２よりも入力端ＩＮ側に設けられ、さらにその順方向がグランドから入力端ＩＮに向かっていたが、本発明はこれに限ったものではない。第２ＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ２１、Ｄ２２としては、入力端ＩＮとグランドとの間に設けられていれば、第１ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ１１、Ｄ１２よりも出力端ＯＵＴ側に設けてもよいし、その順方向が入力端ＩＮからグランドに向いていてもよい。但し、この場合第１ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ１１、Ｄ１２、第２ＰＩＮダイオードＤ２、Ｄ２１、Ｄ２２それぞれに制御端子を設ける必要があるため、本実施形態が最適である。
【００５７】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態における高周波スイッチ回路を示す回路図である。
【図２】図１に示す高周波スイッチ回路を構成する第１及び第２共振回路の詳細回路図である。
【図３】高周波スイッチ回路のオンオフと制御端子に供給される電圧と第１及び第２ＰＩＮダイオードの状態との関係を示す表である。
【図４】図１に示す高周波スイッチ回路のオン制御時及びオフ制御時におけるシミュレーションによる周波数特性図である。
【図５】図１に示す高周波スイッチ回路のオン制御時及びオフ制御時における実測による周波数特性図である。
【図６】他の実施形態における第１及び第２共振回路の詳細回路図である。
【図７】他の実施形態における第１及び第２共振回路の詳細回路図である。
【図８】他の実施形態における第１及び第２共振回路の詳細回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態における高周波スイッチ回路を示す回路図である。
【図１０】図９に示す高周波スイッチ回路のオン制御時及びオフ制御時におけるシミュレーションによる周波数特性図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、この種の従来の高周波スイッチを示す回路図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の高周波スイッチのオフ制御時における等価回路である。
【図１２】図１１の高周波スイッチのオン制御時及びオフ制御時における周波数特性図である。
【符号の説明】
【００５９】
ＩＮ    入力端
ＯＵＴ  出力端
Ｄ１    第１ＰＩＮダイオード
Ｄ２    第２ＰＩＮダイオード
Ｄ１１  第１ＰＩＮダイオード
Ｄ１２  第１ＰＩＮダイオード
Ｄ２１  第２ＰＩＮダイオード
Ｄ２２  第２ＰＩＮダイオード
Ｃｖ′  寄生コンデンサ
１１    第１共振回路
１２    第２共振回路
１１１  第１共振回路
１１２  第１共振回路
１２１  第２共振回路
１２２  第２共振回路
【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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【図１２】
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