(57)【要約】【課題】高周波信号が通る信号線と、オーディオ信号が通る複数の信号線が合流して使用される場合において、高周波信号およびオーディオ信号に発生する歪成分を抑制する。【解決手段】高周波信号を伝送可能なケーブルの端子と、オーディオ信号を専用に伝送するケーブルの端子を共通に挿し込むことができる共通端子５０からの信号線は二つに分岐して、高周波系スイッチ（ＵＳＢスイッチ１０）の一端と、第１階層のオーディオ系スイッチ（オーディオスイッチ２０）の一端にそれぞれ接続される。高周波系スイッチの他端からの信号線は目的の回路に接続される。第１階層のオーディオ系スイッチの他端からの信号線は複数に分岐して、それぞれ第２階層のオーディオ系スイッチ（ヘッドホンスイッチ２１、マイクスイッチ２２）の一端に接続される。第２階層の複数のオーディオ系スイッチの他端からのそれぞれの信号線はそれぞれの目的の回路に接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を伝送可能なケーブルの端子と、オーディオ信号を専用に伝送するケーブルの端子を共通に挿し込むことができる共通端子を備える機器に搭載されたスイッチ回路であって、
高周波信号を通過させるか否かをスイッチング可能な高周波系スイッチと、
オーディオ信号を通過させるか否かを専用にスイッチングするオーディオ系スイッチと、を含み、
前記共通端子からの信号線は二つに分岐して、前記高周波系スイッチの一端と、第１階層の前記オーディオ系スイッチの一端にそれぞれ接続され、
前記高周波系スイッチの他端からの信号線は目的の回路に接続され、
前記第１階層の前記オーディオ系スイッチの他端からの信号線は複数に分岐して、それぞれ第２階層の複数のオーディオ系スイッチの一端に接続され、前記第２階層の複数のオーディオ系スイッチの他端からのそれぞれの信号線はそれぞれの目的の回路に接続されることを特徴とするスイッチ回路。
【請求項２】
前記高周波系スイッチおよび前記オーディオ系スイッチはそれぞれ、二つのＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）が直列に接続された双方向スイッチで構成され、
前記第２階層の前記オーディオ系スイッチを構成する二つのＭＯＳＦＥＴはそれぞれ、ソース端子とバックゲート端子間が接続され、当該二つのＭＯＳＦＥＴのそれぞれに形成される寄生ダイオードのカソード同士が向き合うように、当該二つのＭＯＳＦＥＴが接続されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
【請求項３】
前記高周波系スイッチを構成する二つのＭＯＳＦＥＴはそれぞれ、ソース端子とバックゲート端子間が接続され、当該二つのＭＯＳＦＥＴのそれぞれに形成される寄生ダイオードのカソード同士が向き合うように、当該二つのＭＯＳＦＥＴが接続され、
前記第１階層の前記オーディオ系スイッチを構成する二つのＭＯＳＦＥＴはそれぞれ、ソース端子とバックゲート端子間が接続され、当該二つのＭＯＳＦＥＴのそれぞれに形成される寄生ダイオードのアノード同士が向き合うように、当該二つのＭＯＳＦＥＴが接続されることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ回路。
【請求項４】
前記共通端子はＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタに含まれる端子であり、
前記高周波系スイッチはＵＳＢの信号線に設けられたＵＳＢスイッチであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホスト機器内に設置されるスイッチ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータと周辺機器を接続するための規格としてＵＳＢ（Universal Serial Bus）が広く普及している。ＵＳＢはＰＣなどの据置型の機器に限らず、携帯電話機、スマートフォン、デジタルカメラ、携帯型音楽プレーヤ、ゲーム装置、ＩＣレコーダなどの携帯機器にも広く取り入れられている。
【０００３】
これら携帯機器には、ＵＳＢ端子以外にも、ヘッドホン端子やイヤホン端子を挿し込む端子（以下本明細書では、両者を総称してヘッドホン端子という）、ハンズフリーマイクや録音用マイクを挿し込む端子（以下、マイク端子という）などが設置されている。携帯機器の小型化やデザイン性の向上から、これら端子群をできるだけ一つの端子に共通化する方向性が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３６３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヘッドホン端子やマイク端子を通るアナログオーディオ信号をスイッチングするトランジスタには、数Ω程度の低いオン抵抗のトランジスタを用いる必要があり、トランジスタのサイズを大きくする必要がある。より具体的には、ゲート幅（ＧＷ）を大きく（すなわち、拡散層を大きく）設計する必要がある。
【０００６】
一方、ＵＳＢ２．０規格はハイスピードモードをサポートしており、ハイスピードモードでは最大４８０Ｍｂｐｓのビットレートでの伝送が可能であり、動画データなど大容量データも高速に伝送することができる。このような高速な高周波信号をスイッチングするには、端子群の共通端子での負荷容量をできるだけ小さくする必要がある。負荷容量が大きくなると、立ち上がりエッジや立ち下がりエッジが鈍ってしまう。すなわち、高周波信号をスイッチングするには、できるだけ小さな負荷容量にする必要がある。
【０００７】
上述したように、ＵＳＢ端子とヘッドホン端子を共通化した場合、同じ信号線が途中からＵＳＢ用の信号線とヘッドホン用の信号線に分岐されることになるが、ＵＳＢ用の信号線を通る高周波信号は、ヘッドホン用の信号線に挿入されるトランジスタスイッチの容量により、歪を受けやすくなる。ＵＳＢ用の信号線から分岐される、アナログオーディオ信号伝達用の信号線が多くなるほど、この影響はより大きくなる。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、高周波信号が通る信号線と、オーディオ信号が通る複数の信号線が合流して使用される場合において、高周波信号およびオーディオ信号に発生する歪成分を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様のスイッチ回路は、高周波信号を伝送可能なケーブルの端子と、オーディオ信号を専用に伝送するケーブルの端子を共通に挿し込むことができる共通端子を備える機器に搭載されたスイッチ回路であって、高周波信号を通過させるか否かをスイッチング可能な高周波系スイッチと、オーディオ信号を通過させるか否かを専用にスイッチングするオーディオ系スイッチと、を含む。共通端子からの信号線は二つに分岐して、高周波系スイッチの一端と、第１階層のオーディオ系スイッチの一端にそれぞれ接続され、高周波系スイッチの他端からの信号線は目的の回路に接続され、第１階層のオーディオ系スイッチの他端からの信号線は複数に分岐して、それぞれ第２階層の複数のオーディオ系スイッチの一端に接続され、第２階層の複数のオーディオ系スイッチの他端からのそれぞれの信号線はそれぞれの目的の回路に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高周波信号が通る信号線と、オーディオ信号が通る複数の信号線が合流して使用される場合において、高周波信号およびオーディオ信号に発生する歪成分を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路と比較すべき、スイッチ回路を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスイッチ回路を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るスイッチ回路に含まれるスイッチの構成例１を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るスイッチ回路に含まれるスイッチの構成例２を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るスイッチ回路に含まれるスイッチへの、第１双方向スイッチおよび第２双方向スイッチの適用例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路と比較すべき、スイッチ回路を説明するためのブロック図である。図１（ａ）は、比較例１に係るスイッチ回路１００ｃ１を説明するためのブロック図である。以下、本明細書では機器５００ｃ１として携帯電話機を例に説明する。機器５００ｃ１は制御部２００ｃ１、スイッチ回路１００ｃ１および共通端子５０を備える。制御部２００ｃ１はＵＳＢドライバ２１０およびオーディオ回路２２１を含む。スイッチ回路１００ｃ１はＵＳＢスイッチ１０およびヘッドホンスイッチ２１を含む。
【００１３】
共通端子５０には、高周波信号を伝送可能なケーブルの端子（たとえば、ＵＳＢケーブルの端子）と、オーディオ信号を専用に伝送するケーブルの端子（たとえば、ヘッドホンケーブルの端子）を共通に挿し込むことができる。
【００１４】
以下、本明細書では共通端子５０としてＵＳＢコネクタのＤ−端子、Ｄ＋端子を例に説明する。ＵＳＢコネクタはその他に電源端子およびグラウンド端子を備え、合計四ピンで形成される。なお、マイクロＵＳＢコネクタは、さらにＩＤ端子を備え、合計五ピンで形成される。このＩＤ端子も共通端子５０として使用可能である。
【００１５】
スイッチ回路１００ｃ１は、高周波信号を通過させるか否かをスイッチング可能な高周波系スイッチと、オーディオ信号を通過させるか否かを専用にスイッチングするオーディオ系スイッチを備える。以下、本明細書では高周波系スイッチおよびオーディオ系スイッチとも、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）で構成する例を説明する。上述したように、オーディオ系スイッチの方が高周波系スイッチより大きなサイズのトランジスタで構成される必要がある。
【００１６】
図１（ａ）では、高周波系スイッチがＵＳＢスイッチ１０に相当し、オーディオ系スイッチがヘッドホンスイッチ２１に相当する。なお、後述する図１（ｂ）のマイクスイッチ２２、図２のオーディオスイッチ２０および図３のマイクスイッチ２３もオーディオ系スイッチに相当する。
【００１７】
共通端子５０からの信号線は二つに分岐して、ＵＳＢスイッチ１０の一端とヘッドホンスイッチ２１の一端にそれぞれ接続される。ＵＳＢスイッチ１０の他端からの信号線は、目的の回路であるＵＳＢドライバ２１０に接続される。ヘッドホンスイッチ２１の他端からの信号線は、目的の回路であるオーディオ回路２２１に接続される。
【００１８】
図１（ｂ）は、比較例２に係るスイッチ回路１００ｃ２を説明するためのブロック図である。機器５００ｃ２は制御部２００ｃ２、スイッチ回路１００ｃ２および共通端子５０を備える。制御部２００ｃ２はＵＳＢドライバ２１０、オーディオ回路１（２２１）およびオーディオ回路２（２２２）を含む。スイッチ回路１００ｃ２はＵＳＢスイッチ１０、ヘッドホンスイッチ２１およびマイクスイッチ２２を含む。
【００１９】
共通端子５０には、ＵＳＢケーブルの端子、ヘッドホンケーブルの端子およびマイクロホンケーブルの端子を共通に挿し込むことができる。共通端子５０からの信号線は三つに分岐して、ＵＳＢスイッチ１０の一端、ヘッドホンスイッチ２１の一端およびマイクスイッチ２２の一端にそれぞれ接続される。ＵＳＢスイッチ１０の他端からの信号線はＵＳＢドライバ２１０に接続され、ヘッドホンスイッチ２１の他端からの信号線はオーディオ回路１（２２１）に接続され、およびマイクスイッチ２２の他端からの信号線はオーディオ回路２（２２２）に接続される。
【００２０】
ヘッドホンスイッチ２１を構成するＭＯＳＦＥＴとマイクスイッチ２２を構成するＭＯＳＦＥＴのサイズが同じ場合、比較例２に係るスイッチ回路１００ｃ２におけるＵＳＢ用の信号線から見える容量は、比較例１に係るスイッチ回路１００ｃ１における当該容量の２倍となる。この場合、ＵＳＢスイッチ１０を通る高周波信号の波形（アイパターン波形）は悪くなる。
【００２１】
また、当該高周波信号の波形を維持しようと、ヘッドホンスイッチ２１を構成するＭＯＳＦＥＴとマイクスイッチ２２を構成するＭＯＳＦＥＴのサイズをそれぞれ１／２にすると、ヘッドホンスイッチ２１およびマイクスイッチ２２をそれぞれ通るオーディオ信号のＴＨＤ（Total Harmonic Distortion）が約２倍大きくなる。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ回路１００ｅ１を説明するための図である。機器５００ｅ１は制御部２００ｅ１、スイッチ回路１００ｅ１および共通端子５０を備える。制御部２００ｅ１はＵＳＢドライバ２１０、オーディオ回路１（２２１）およびオーディオ回路２（２２２）を含む。スイッチ回路１００ｅ１はＵＳＢスイッチ１０、オーディオスイッチ２０、ヘッドホンスイッチ２１およびマイクスイッチ２２を含む。
【００２３】
共通端子５０には、ＵＳＢケーブルの端子、ヘッドホンケーブルの端子およびマイクロホンケーブルの端子を共通に挿し込むことができる。共通端子５０からの信号線は二つに分岐して、ＵＳＢスイッチ１０の一端、およびオーディオ系スイッチの第１階層のスイッチであるオーディオスイッチ２０の一端にそれぞれ接続される。ＵＳＢスイッチ１０の他端からの信号線はＵＳＢドライバ２１０に接続される。
【００２４】
第１階層のオーディオスイッチ２０の他端からの信号線は複数（図２では二つ）に分岐して、それぞれ、オーディオ系スイッチの第２階層のスイッチであるヘッドホンスイッチ２１およびマイクスイッチ２２の一端に接続される。ヘッドホンスイッチ２１の他端からの信号線はオーディオ回路１（２２１）に接続され、およびマイクスイッチ２２の他端からの信号線はオーディオ回路２（２２２）に接続される。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ回路１００ｅ２を説明するためのブロック図である。実施の形態２は実施の形態１と比較し、オーディオ回路が一つ増えた構成である。追加されたオーディオ回路は別規格のオーディオ信号を処理する回路であってもよい。また、実施の形態２では実施の形態１と比較し、マイクスイッチが一つ増えた構成を描いているが、ヘッドホンスイッチが一つ増えた構成でもよい。また、外部機器（たとえば、ＰＣ）とオーディオ信号をやりとりするためのオーディオ系の専用配線に挿入されたスイッチであってもよい。
【００２６】
機器５００ｅ２は制御部２００ｅ２、スイッチ回路１００ｅ２および共通端子５０を備える。制御部２００ｅ２はＵＳＢドライバ２１０、オーディオ回路１（２２１）、オーディオ回路２（２２２）およびオーディオ回路３（２２３）を含む。スイッチ回路１００ｅ２はＵＳＢスイッチ１０、オーディオスイッチ２０、ヘッドホンスイッチ２１、マイクスイッチ２２およびマイクスイッチ２３を含む。
【００２７】
共通端子５０には、ＵＳＢケーブルの端子、ヘッドホンケーブルの端子およびマイクロホンケーブルの端子を共通に挿し込むことができる。共通端子５０からの信号線は二つに分岐して、ＵＳＢスイッチ１０の一端、およびオーディオ系スイッチの第１階層のスイッチであるオーディオスイッチ２０の一端にそれぞれ接続される。ＵＳＢスイッチ１０の他端からの信号線はＵＳＢドライバ２１０に接続される。
【００２８】
第１階層のオーディオスイッチ２０の他端からの信号線は複数（図３では三つ）に分岐して、それぞれ、オーディオ系スイッチの第２階層のスイッチであるヘッドホンスイッチ２１、マイクスイッチ２２およびマイクスイッチ２３の一端に接続される。ヘッドホンスイッチ２１の他端からの信号線はオーディオ回路１（２２１）に接続され、マイクスイッチ２２の他端からの信号線はオーディオ回路２（２２２）に接続され、およびマイクスイッチ２３の他端からの信号線はオーディオ回路３（２２３）に接続される。
【００２９】
実施の形態１、２にスイッチ回路１００ｅ１、ｅ２におけるＵＳＢ用の信号線から見える容量は、オーディオスイッチ２０の容量が大部分であり、第２階層のオーディオ系スイッチが増えてもほとんど影響を受けない。したがって、第２階層のオーディオ系スイッチが増えるにしたがって、第２階層のオーディオ系スイッチの負荷容量の軽減を考慮する必要はなく、負荷容量の軽減のために、例えば、当該スイッチに用いられるトランジスタのサイズを小さくする必要はない。すなわち、第２階層のオーディオ系スイッチが増えるにしたがって、それらのオーディオ系スイッチを通るオーディオ信号の品質が低下していくことにはならない。
【００３０】
一方、オーディオ系スイッチを二つ直列に接続すると、その二つのオーディオ系スイッチを通るオーディオ信号のＴＨＤは２倍弱大きくなるが、オーディオ回路および／またはオーディオ配線が増えてもオーディオ系スイッチが三つ以上直列に接続されることはない。
【００３１】
したがって、オーディオ系スイッチを階層構造に接続することにより、オーディオ回路および／またはオーディオ配線が増えても、オーディオ系スイッチを通るオーディオ信号の品質と、高周波系スイッチを通る高周波信号の品質の両方を維持することができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路に含まれるスイッチの構成例１を示す図である。アナログオーディオ信号は０Ｖ（グラウンド電位）を基準に正側および負側に振幅が発生する。したがって、正側と負側の通過特性の対称性が要求される。一般的に、スイッチに用いられるＭＯＳＦＥＴ（ここでは、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴを想定する）のゲート端子には、オン信号としてハイレベル電圧（たとえば、電源電位）、オフ信号としてローレベル電圧（たとえば、グラウンド電位）が印加される。
【００３３】
ＭＯＳＦＥＴではソース電圧が上昇すると閾値電圧Ｖｔも上昇し、ソース−ドレイン間のインピーダンスが大きくなる特性がある。したがって、アナログオーディオ信号では、正側の振幅が負側の振幅に対して歪みやすくなる。
【００３４】
これに対して、ゲート−ソース間電圧およびバックゲート−ソース間電圧を一定にして、閾値電圧Ｖｔの変動を抑えるために、ゲート端子とソース端子間は連動して動作するように接続され、さらにバックゲート端子とソース端子間を接続する形態が用いられる。ただし、バックゲート端子とソース端子間を接続すると、ソース−ドレイン間に寄生ダイオードが形成される。この寄生ダイオードはソースからドレイン方向に順方向に形成されるため、ソースからドレイン方向への入力信号をオフできなくなる。
【００３５】
以上を前提に、図４に示す構成例１に係る第１双方向スイッチＢＳＷ１について説明する。ソースからドレイン方向への入力信号をオフできるようにするため、すなわち、双方向スイッチとして使用可能とするため、二つのＭＯＳＦＥＴを直列に接続して第１双方向スイッチＢＳＷ１を構成する。
【００３６】
構成例１では、第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）のドレイン端子と、第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）のドレイン端子を接続して第１双方向スイッチＢＳＷ１を構成する。第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）のゲート端子とソース端子間が接続される。なお、図４では両端子が直接接続される形態で描いているが、実際には容量やその他の素子を介して接続される。第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）のバックゲート端子とソース端子間が接続される。これにより、第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）のソース端子とドレイン端子間に第１寄生ダイオードＤ１が形成される。第１寄生ダイオードＤ１はソース端子側がアノードとなり、ドレイン端子側がカソードとなる。
【００３７】
第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）も第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）と同様の接続形態である。したがって、第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）のソース端子とドレイン端子間に第２寄生ダイオードＤ２が形成される。
【００３８】
第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）のドレイン端子と第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）のドレイン端子との接続点と、電源電位との間にｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ）が挿入される。ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ）のソース端子は上記接続点と接続し、そのドレイン端子は電源電位に接続され、そのゲート端子はスイッチング信号を受ける。
【００３９】
第１双方向スイッチＢＳＷ１がオンに制御されるとき、第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）および第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）のゲート端子にオン信号（ハイレベル電圧）が入力され、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ）のゲート端子にオフ信号（ハイレベル電圧）が入力される。一方、第１双方向スイッチＢＳＷ１がオフに制御されるとき、第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）および第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）のゲート端子にオフ信号（ローレベル電圧）が入力され、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ）のゲート端子にオン信号（ローレベル電圧）が入力される。
【００４０】
第１双方向スイッチＢＳＷ１では、第１寄生ダイオードＤ１のカソードと第２寄生ダイオードＤ２のカソード同士が向き合う形態になるため、第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ１）および第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ２）がオフの状態で、第１寄生ダイオードＤ１および第２寄生ダイオードＤ２を通じて、第１双方向スイッチＢＳＷ１の両端にいずれの方向からも電流が流れなくなる。また、第１双方向スイッチＢＳＷ１がオフに制御された場合には、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｐ）によりカソードが電源電位となるため、第１寄生ダイオードＤ１のアノードまたは第２寄生ダイオードＤ２のアノードに電源電圧よりも高い電圧が入力されない限り、電流は流れない。
【００４１】
図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路に含まれるスイッチの構成例２を示す回路図である。図５に示す構成例２でも、二つのＭＯＳＦＥＴを直列に接続して第２双方向スイッチＢＳＷ２を構成する。
【００４２】
構成例２では、第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のソース端子と、第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のソース端子を接続して第２双方向スイッチＢＳＷ２を構成する。第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のゲート端子とソース端子間は連動して動作するように接続され、さらにバックゲート端子とソース端子間が接続される。これにより、第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のソース端子とドレイン端子間に第３寄生ダイオードＤ３が形成される。第３寄生ダイオードＤ３はソース端子側がアノードとなり、ドレイン端子側がカソードとなる。なお、図５では第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のゲート端子とソース端子間が直接接続される形態で描いているが、実際には容量やその他の素子を介して接続される。
【００４３】
第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）も第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）と同様の接続形態である。したがって、第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のソース端子とドレイン端子間に第４寄生ダイオードＤ４が形成される。
【００４４】
第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）のソース端子と第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のソース端子との接続点と、グラウンド電位との間に第５ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ５）が挿入される。第５ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ５）のソース端子はグラウンド電位と接続し、そのドレイン端子は上記接続点に接続され、そのゲート端子はスイッチング信号を受ける。
【００４５】
第２双方向スイッチＢＳＷ２がオンに制御されるとき、第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）および第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のゲート端子にオン信号（ハイレベル電圧）が入力され、第５ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ５）のゲート端子にオフ信号（ローレベル電圧）が入力される。一方、第２双方向スイッチＢＳＷ２がオフに制御されるとき、第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）および第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）のゲート端子にオフ信号（ローレベル電圧）が入力され、第５ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ５）のゲート端子にオン信号（ハイレベル電圧）が入力される。
【００４６】
第２双方向スイッチＢＳＷ２では、第３寄生ダイオードＤ３のアノードと第４寄生ダイオードＤ４のアノード同士が向き合う形態になるため、第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ３）および第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ４）がオフの状態で、第３寄生ダイオードＤ３および第４寄生ダイオードＤ４を通じて、第２双方向スイッチＢＳＷ２の両端にいずれの方向からも電流が流れなくなる。また、第２双方向スイッチＢＳＷ２がオフに制御された場合には、第５ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｎ５）によりアノードがグラウンド電位となるため、第３寄生ダイオードＤ３のカソードまたは第４寄生ダイオードＤ４のカソードにグラウンド電圧よりも低い電圧が入力されない限り、電流は流れない。
【００４７】
構成例１、２に係る第１双方向スイッチＢＳＷ１および第２双方向スイッチＢＳＷ２は、双方向からの入力信号をスイッチングすることができ、かつ、アナログオーディオ信号の歪も抑制することができる。したがって、これら第１双方向スイッチＢＳＷ１および第２双方向スイッチＢＳＷ２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路に含まれるスイッチに適しているといえる。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ回路１００ｅ１に含まれるスイッチへの、第１双方向スイッチＢＳＷ１および第２双方向スイッチＢＳＷ２の適用例を示すブロック図である。第１双方向スイッチＢＳＷ１はオフ状態で、二つのＭＯＳＦＥＴ間の中間ノード電位が電源電位にクランプされることになる。一方、第２双方向スイッチＢＳＷ２はオフ状態で、二つのＭＯＳＦＥＴ間の中間ノード電位がグラウンド電位にクランプされることになる。
【００４９】
スイッチ回路１００ｅ１では、高周波系スイッチ（図６では、ＵＳＢスイッチ１０）には、第１双方向スイッチＢＳＷ１を用いる。そして、オーディオ系スイッチの第１階層のスイッチ（図６では、オーディオスイッチ２０）には、第２双方向スイッチＢＳＷ２を用いるとともに、第２階層のスイッチ（図６では、ヘッドホンスイッチ２１およびマイクスイッチ２２）には、第１双方向スイッチＢＳＷ１を用いる。
【００５０】
オーディオ系スイッチの第２階層のスイッチに第１双方向スイッチＢＳＷ１を用いたことにより、オーディオ回路１（２２１）とオーディオ回路２（２２２）間での信号の逆流を確実に防止することができる。例えば、オーディオ回路１（２２１）を外部端子と接続する場合を想定する。この場合、ＵＳＢスイッチ１０はオフ、オーディオスイッチ２０およびヘッドホンスイッチ２１はオン、マイクスイッチ２２はオフである。この際、マイクスイッチ２２の第１双方向スイッチＢＳＷ１の中間ノードは電源電位にクランプされている。このため、ヘッドホンスイッチ２１に電源電圧よりも高い電圧が入力されない限り、マイクスイッチ２２からノイズとなる信号は流れない。
【００５１】
なお、オーディオ系スイッチの第２階層のスイッチに第２双方向スイッチＢＳＷ２を適用した場合には、以下のことが懸念される。例えば、オーディオ回路１（２２１）を外部端子に接続する場合を想定する。この場合、ＵＳＢスイッチ１０はオフ、オーディオスイッチ２０およびヘッドホンスイッチ２１はオン、マイクスイッチ２２はオフである。この際、マイクスイッチ２２の第２双方向スイッチＢＳＷ２の中間ノードはグラウンド電位にクランプされている。そして、オーディオ信号は０Ｖ中心の波形（プラス電位とマイナス電位を有する波形）のため、ヘッドホンスイッチ２１にマイナス電位が入力された際には、マイクスイッチ２２の第２双方向スイッチＢＳＷ２のダイオード（第３寄生ダイオードＤ３または第４寄生ダイオードＤ４）にノイズとなる電流が流れる。これにより、ヘッドホンスイッチ２１のマイナス電位がグラウンド電位側に引っ張られ、その結果としてヘッドホンスイッチ２１を通るオーディオ信号のＴＨＤを大きくすることになる。
【００５２】
本実施の形態では、高周波系スイッチにおけるＵＳＢ用の信号線から見える容量は、オーディオ系スイッチの第１階層のスイッチの容量が支配的となる。高周波系スイッチの第１双方向スイッチＢＳＷ１に対して、オーディオ系スイッチの第１階層のスイッチに第２双方向スイッチＢＳＷ２を用いたことにより、ＵＳＢ用の信号線から見える容量は、第１階層のスイッチに第１双方向スイッチＢＳＷ１を用いた場合に比べて、より軽減される。
【００５３】
第１階層のスイッチが第２双方向スイッチＢＳＷ２の場合、そのドレイン端子がＵＳＢ用の信号線に接続されるため、ＵＳＢ用の信号線から見える容量としては、ドレイン端子に起因する容量（ドレイン端子を構成する不純物領域と、バックゲート端子を構成する不純物領域との間の容量）が主となる。
【００５４】
一方、第１階層のスイッチが第１双方向スイッチＢＳＷ１の場合、そのソース端子がＵＳＢ用の信号線に接続されているものの、そのソース端子がさらにバックゲート端子と接続されているため、ＵＳＢ用の信号線から見える容量としては、バックゲート端子に起因する容量（バックゲート端子を構成する不純物領域とこの不純物領域が形成されるウエル領域または基板との間の容量、バックゲート端子を構成する不純物領域とドレイン端子を構成する不純物領域との間の容量、バックゲート端子を構成する不純物領域とゲート端子との間の容量）が主となる。
【００５５】
こうした要因も参酌して、本実施の形態では、高周波系スイッチの第１双方向スイッチＢＳＷ１に対して、オーディオ系スイッチの第１階層のスイッチに第２双方向スイッチＢＳＷ２を採用している。
【００５６】
なお、図６に示す適用例では第１双方向スイッチＢＳＷ１を、ＵＳＢスイッチ１０、ヘッドホンスイッチ２１およびマイクスイッチ２２に採用する例を説明した。当然のことながら、それぞれに採用される第１双方向スイッチＢＳＷ１の仕様（たとえば、ゲート幅）は、それぞれのスイッチを通る信号やそれらの信号が入出力される回路の仕様により異なるものとなる。
【００５７】
以上説明したように本実施の形態によれば、高周波信号が通る信号線と、オーディオ信号が通る複数の信号線が合流して使用される場合において、オーディオ系のスイッチを階層化することにより、高周波信号およびオーディオ信号に発生する歪成分を抑制することができる。とくに、オーディオ信号が通る信号線が多くなるほど、有効な技術である。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５９】
上述した実施の形態では、携帯電話機などの携帯機器にスイッチ回路１００ｅ１、ｅ２を搭載する例を説明したが、デザイン性や、差し込み違い防止などの観点から、コネクタを簡素化したい機器であれば、携帯機器に限らず、すべての電子機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１００ｃ１，１００ｃ２，１００ｅ１，１００ｅ２  スイッチ回路、  １０  ＵＳＢスイッチ、  ２０  オーディオスイッチ、  ２１  ヘッドホンスイッチ、  ２２，２３  マイクスイッチ、  ５０  共通端子、  ２００ｃ１，２００ｃ２，２００ｅ１，２００ｅ２  制御部、  ２１０  ＵＳＢドライバ、  ２２１  オーディオ回路、  ２２１  オーディオ回路１、  ２２２  オーディオ回路２、  ５００ｃ１，５００ｃ２，５００ｅ１，５００ｅ２  機器、  ＢＳＷ１  第１双方向スイッチ、  ＢＳＷ２  第２双方向スイッチ、  Ｍｎ１  第１ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、  Ｍｎ２  第２ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、  Ｍｎ３  第３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、  Ｍｎ４  第４ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、  Ｍｎ５  第５ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、  Ｍｐ  ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ、  Ｄ１  第１寄生ダイオード、  Ｄ２  第２寄生ダイオード、  Ｄ３  第３寄生ダイオード、  Ｄ４  第４寄生ダイオード。
【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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