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JP2008011320A - Semiconductor switch circuit and communication device - Google Patents

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JP2008011320A
JP2008011320A JP2006181043A JP2006181043A JP2008011320A JP 2008011320 A JP2008011320 A JP 2008011320A JP 2006181043 A JP2006181043 A JP 2006181043A JP 2006181043 A JP2006181043 A JP 2006181043A JP 2008011320 A JP2008011320 A JP 2008011320A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor switch circuit with reduced occurrence of distortion of high-frequency signals. <P>SOLUTION: In the semiconductor switch circuit 101 for controlling conduction and interruption of the high-frequency signals, gate width of a part of a field effect transistor 1 is set smaller than gate width Wg of other field effect transistors 2-4 among the serially connected multi-step field effect transistors 1-4, and a fixed displacement compressor Cp is connected between a gate G and a drain D, and between the gate G and a source S of the field effect transistor 1 whose gate width Wg is set small. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波信号の切替を行う半導体スイッチ回路に係り、特に、高周波信号の遮断特性を維持しつつ、高周波信号の歪みの発生を抑制する半導体スイッチ回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor switch circuit that switches high-frequency signals, and more particularly to a semiconductor switch circuit that suppresses the occurrence of distortion of a high-frequency signal while maintaining high-frequency signal cutoff characteristics.

一部の携帯電話等の通信機器には、複数の異なるキャリアに対応するために、高周波信号の導通及び遮断の制御を行う半導体スイッチ回路が用いられている。   Some communication devices such as mobile phones use a semiconductor switch circuit that controls conduction and blocking of a high-frequency signal in order to cope with a plurality of different carriers.

この半導体スイッチ回路として、信号経路に対して直列に挿入して信号の導通及び遮断を制御するスルー電界効果型トランジスタ(以降スルーFETと記載する。)と、信号経路に対して並列に挿入して、信号経路の短絡及び開放を制御することにより信号の導通及び遮断を制御するシャント電界効果型トランジスタ(以降シャントFETと記載する。)とを組み合わせて使用しているものが存在する。   As this semiconductor switch circuit, a through field effect transistor (hereinafter referred to as a through FET) that is inserted in series with respect to the signal path to control the conduction and interruption of the signal, and is inserted in parallel with the signal path. Some devices use a combination of shunt field-effect transistors (hereinafter referred to as shunt FETs) that control signal conduction and interruption by controlling short-circuiting and opening of the signal path.

この信号の導通及び遮断の制御を行う半導体スイッチ回路には、弱い信号を効率よく受信するために低いオン抵抗が要求されるとともに、受信した信号を効率よくデータ化するために低歪の特性が要求されている。   A semiconductor switch circuit that controls conduction and interruption of this signal requires low on-resistance in order to efficiently receive weak signals, and has low distortion characteristics in order to efficiently convert received signals into data. It is requested.

従来、半導体スイッチ回路の挿入損失及び歪を小さくするために、信号通路に直列に接続される第1の電界効果トランジスタ段のピンチオフ電圧を、信号通路及び接地電位間に接続される第2の電界効果トランジスタ段のピンチオフ電圧に対して低い電位に設定する発明が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, in order to reduce the insertion loss and distortion of the semiconductor switch circuit, the pinch-off voltage of the first field effect transistor stage connected in series with the signal path is used as the second electric field connected between the signal path and the ground potential. An invention is known in which the potential is set to a lower potential than the pinch-off voltage of the effect transistor stage (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の半導体スイッチ回路では、第1及び第2の電界効果トランジスタが同一動作特性で動作しないようにすることによって、信号通路と接地電位間に接続された第2の電界効果トランジスタのドレイン−ソース間に漏れ電力を発生させることなく、信号通路に直列に接続された第1の電界効果トランジスタのみをオン動作させることを可能としている。   In the semiconductor switch circuit described in Patent Document 1, the first field effect transistor and the second field effect transistor connected between the ground potential and the first field effect transistor are prevented from operating with the same operation characteristics. Only the first field effect transistor connected in series to the signal path can be turned on without generating leakage power between the drain and the source.

また、多段に構成した電界効果型トランジスタ(以降FETと記載する。)の動作を均等にするために、直列接続した複数のFETのドレイン・ソース間に抵抗器を接続して、全てのFETのドレイン、ソースのバイアス点を外部から任意に決定できるように構成したスイッチ半導体集積回路が知られている(例えば特許文献2参照。)。   In addition, in order to equalize the operation of a multi-stage field effect transistor (hereinafter referred to as FET), a resistor is connected between the drain and source of a plurality of FETs connected in series, and all FETs are connected. 2. Description of the Related Art A switch semiconductor integrated circuit configured so that drain and source bias points can be arbitrarily determined from the outside is known (for example, see Patent Document 2).

特許文献2に記載のスイッチ半導体集積回路によれば、各々のFETの動作を均等にすることにより歪みの改善がなされるので、中電力から大電力の高周波信号における歪みを少なくすることが可能とされている。
特開平7−106937号公報 特開2005−323030号公報
According to the switch semiconductor integrated circuit described in Patent Document 2, since the distortion is improved by equalizing the operation of each FET, it is possible to reduce the distortion in the high-frequency signal from medium power to high power. Has been.
JP-A-7-106937 JP 2005-323030 A

特許文献1に記載の半導体スイッチ回路は、シャントFETがハイインピーダンス状態のときに、ドレイン−ソース間に印加されている高周波信号がシャントFETのピンチオフ電圧を超過することにより発生する歪みを改善する発明である。   The semiconductor switch circuit described in Patent Document 1 is an invention that improves distortion generated when a high-frequency signal applied between a drain and a source exceeds the pinch-off voltage of the shunt FET when the shunt FET is in a high impedance state. It is.

一方の特許文献2に記載のスイッチ半導体集積回路は、多段に構成したシャントFETの中間点の電圧の変動により生ずるFETの動作不均衡を防止して、歪みの減少を図る発明である。   On the other hand, the switch semiconductor integrated circuit described in Patent Document 2 is an invention that reduces distortion by preventing an operation imbalance of the FET caused by fluctuations in the voltage at the intermediate point of a multi-stage shunt FET.

ところが、ハイインピーダンス状態に設定したシャントFETに起因して発生する高周波信号の歪みには、上記以外にも、シャントFETのゲート−ドレイン及びゲート−ソース間に存在する寄生容量に起因して発生する歪みが存在する。このFETの寄生容量に起因する高周波信号の歪みについて、図9を用いて説明する。   However, the distortion of the high-frequency signal caused by the shunt FET set to the high impedance state is caused by the parasitic capacitance existing between the gate-drain and the gate-source of the shunt FET in addition to the above. There is distortion. The distortion of the high frequency signal caused by the parasitic capacitance of the FET will be described with reference to FIG.

図9は、一般的なFETの回路図と、そのFETの動作状態における等価回路を示す図である。   FIG. 9 shows a circuit diagram of a general FET and an equivalent circuit in the operating state of the FET.

図9に示すように、FETのゲートGに閾値以上の電圧を印加して、ドレインD−ソースS間をローインピーダンス状態にした場合には、ドレインD−ソースS間の等価回路は、数Ωのオン抵抗Ronで表現することができる。   As shown in FIG. 9, when a voltage higher than a threshold value is applied to the gate G of the FET so that the drain D and the source S are in a low impedance state, the equivalent circuit between the drain D and the source S is several Ω. Can be expressed by the on-resistance Ron.

一方、FETのゲートGに閾値よりも十分に低い電圧を印加した場合には、ドレインD−ソースS間はハイインピーダンス状態に設定され、数百fFの遮断容量の等価回路で表現することができる。   On the other hand, when a voltage sufficiently lower than the threshold value is applied to the gate G of the FET, the drain D and the source S are set in a high impedance state and can be expressed by an equivalent circuit having a cutoff capacitance of several hundred fF. .

このように、ゲートに高抵抗素子Rgを接続したFETは、ローインピーダンス状態で抵抗性を示し、ハイインピーダンス状態で容量性を示すことから、準マイクロ波帯用スイッチ回路の基本単位として優れた特性を備えている。   As described above, the FET having the high-resistance element Rg connected to the gate exhibits resistance in the low-impedance state and capacitance in the high-impedance state, and thus has excellent characteristics as a basic unit of the quasi-microwave band switch circuit. It has.

しかし、図9に示すように、FETのゲートG−ドレインD間及びゲートG−ソースS間には、電圧依存性を有する寄生容量Cgが存在する。また、ドレインD−ソースS間には、一定の静電容量Cdsが存在する。   However, as shown in FIG. 9, a parasitic capacitance Cg having voltage dependency exists between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET. In addition, a certain capacitance Cds exists between the drain D and the source S.

寄生容量Cgは、FETのゲート電極近傍に存在する空乏層の厚さに応じて変化するために、電圧が上昇すると寄生容量も上昇するという電圧依存性を有する。したがって、ドレインD−ソースS間に交流の高周波信号を印加した場合には、その交流の電圧に応じて寄生容量Cgが変化して、信号波形に歪みが生じ、高調波が発生する。更に、複数の周波数の高周波信号が半導体スイッチ回路の両端に印加された場合には、IMD(Inter Modulation Distortion)が発生して、受信回路における誤動作の要因となる。   Since the parasitic capacitance Cg changes according to the thickness of the depletion layer existing in the vicinity of the gate electrode of the FET, the parasitic capacitance Cg has a voltage dependency that the parasitic capacitance increases as the voltage increases. Therefore, when an AC high frequency signal is applied between the drain D and the source S, the parasitic capacitance Cg changes according to the AC voltage, distortion occurs in the signal waveform, and harmonics are generated. Further, when high frequency signals having a plurality of frequencies are applied to both ends of the semiconductor switch circuit, an IMD (Inter Modulation Distortion) is generated, which causes a malfunction in the receiving circuit.

そこで本発明は、受信回路における誤動作を減少させるために、高周波信号の歪みの発生が少ない半導体スイッチ回路並びに誤動作が少ない通信機器を提供することを課題としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor switch circuit in which the occurrence of high-frequency signal distortion is small and a communication device with few malfunctions in order to reduce malfunctions in the receiving circuit.

上記課題を解決するために本発明の半導体スイッチ回路は、直列に接続された複数段のFETから構成され、複数段のFETのうち一部のFETのゲート幅を他のFETのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続した。   In order to solve the above problems, the semiconductor switch circuit of the present invention is composed of a plurality of stages of FETs connected in series, and the gate width of some of the FETs of the plurality of stages is set to be larger than the gate widths of other FETs. A fixed-capacitance capacitor was connected between the gate and the drain and between the gate and the source of the FET which was set narrow and the gate width was set narrow.

また、本発明の半導体スイッチ回路は、前記コンデンサの容量を、前記ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量と、前記他のFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量との差の容量とした。   In the semiconductor switch circuit of the present invention, the capacitance of the capacitor is set such that the gate-source or gate-drain capacitance of the FET having a narrow gate width and the gate-source or gate- The capacitance was the difference between the capacitance between the drains.

また、上記課題を解決するために本発明の通信機器は、信号の送信又は受信を行う通信手段と、他の通信機器に対して信号の送信又は受信を行う通信ポートと、通信手段と前記通信ポートとの間に半導体スイッチ回路とを備え、前記半導体スイッチ回路は、直列に接続された複数段のFETから構成され、複数段のFETのうち一部のFETのゲート幅を他のFETのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続する構成とした。   In order to solve the above problems, the communication device of the present invention includes a communication unit that transmits or receives a signal, a communication port that transmits or receives a signal to another communication device, a communication unit, and the communication A semiconductor switch circuit between the plurality of FETs connected in series, and the gate width of some of the FETs of the plurality of FETs is set to the gate of another FET. A fixed capacitor is connected between the gate and the drain and between the gate and the source of the FET set narrower than the width and narrowly set the gate width.

本発明によれば、FETが数個直列接続されている半導体スイッチ回路において、一部のFETのサイズを他のFETよりも小さく設定し、且つ、サイズの小さいFETのゲート−ドレイン間、及び、ゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続したので、ハイインピーダンス状態に設定したときに、FETの電圧依存性のある寄生容量に起因して発生する高調波歪みやIMDを低減することができる。   According to the present invention, in a semiconductor switch circuit in which several FETs are connected in series, the size of some FETs is set to be smaller than that of other FETs, and between the gate and drain of smaller FETs, and Since a fixed-capacitance capacitor is connected between the gate and the source, it is possible to reduce harmonic distortion and IMD caused by FET-dependent parasitic capacitance when set to a high impedance state. .

また、上記の半導体スイッチ回路を通信機器に用いることによって、歪みの少ない高周波の信号を送信することが可能となる。また、半導体スイッチ回路に起因する信号の歪みの発生を減少させることにより、受信回路における誤動作を減少させることができる。   In addition, by using the semiconductor switch circuit described above for a communication device, it is possible to transmit a high-frequency signal with little distortion. Further, by reducing the occurrence of signal distortion caused by the semiconductor switch circuit, malfunctions in the receiving circuit can be reduced.

本発明の実施形態に係る半導体スイッチ回路は、直列に接続された複数段のFETから構成され、複数段のFETのうち一部のFETのゲート幅を他のFETのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続している。このように構成した半導体スイッチ回路を、携帯電話等の通信機器の信号経路に用いて高周波信号の導通及び遮断の制御を行うことによって、信号伝達のロスを抑えつつ、電圧依存性のあるFETの寄生容量に起因して発生する高調波歪みやIMDを低減することができる。したがって、複数の異なるキャリアに対応した通信機器の受信感度を向上させることができる。   A semiconductor switch circuit according to an embodiment of the present invention includes a plurality of FETs connected in series, and sets the gate width of some of the FETs of the plurality of FETs to be narrower than the gate width of other FETs. At the same time, a fixed-capacitance capacitor is connected between the gate and drain and between the gate and source of the FET having a narrow gate width. By using the semiconductor switch circuit configured in this way for the signal path of communication equipment such as a cellular phone, the conduction and blocking of high-frequency signals are controlled, so that the loss of signal transmission is suppressed and the voltage-dependent FET is controlled. Harmonic distortion and IMD generated due to parasitic capacitance can be reduced. Therefore, it is possible to improve the reception sensitivity of the communication device corresponding to a plurality of different carriers.

また、本発明の実施形態に係る半導体スイッチ回路は、前記コンデンサの容量を、前記ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量と、前記他のFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量との差の容量とした。このように構成することによって、ゲート幅を狭く設定したことにより生ずるFETのインピーダンスの増加を相殺して、各FET間に分圧される電圧振幅を均一にすることが可能となり、電圧依存性のある寄生容量に起因して発生する高調波歪みや、IMDを低減することができる。   Further, in the semiconductor switch circuit according to the embodiment of the present invention, the capacitance of the capacitor is set such that the capacitance between the gate and the source or the gate and drain of the FET with the narrow gate width is set, and the gate and source of the other FET. Or the difference between the capacitance between the gate and the drain. By configuring in this way, it is possible to cancel the increase in the impedance of the FET caused by setting the gate width narrow, and to make the voltage amplitude divided between the FETs uniform. Harmonic distortion caused by a certain parasitic capacitance and IMD can be reduced.

また、本発明の実施形態に係る通信機器は、信号の送信又は受信を行う通信手段と、他の通信機器に対して信号の送信又は受信を行う通信ポートと、通信手段と前記通信ポートとの間に半導体スイッチ回路とを備え、前記半導体スイッチ回路は、直列に接続された複数段のFETから構成され、複数段のFETのうち一部のFETのゲート幅を他のFETのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続した構成とした。更に、前記コンデンサの容量を、前記ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量と、前記他のFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量との差の容量としてもよい。   The communication device according to the embodiment of the present invention includes a communication unit that transmits or receives a signal, a communication port that transmits or receives a signal to another communication device, a communication unit, and the communication port. The semiconductor switch circuit is composed of a plurality of FETs connected in series, and the gate width of some of the FETs of the plurality of FETs is larger than the gate width of other FETs. A fixed capacitor is connected between the gate and the drain and between the gate and the source of the FET which is set narrow and the gate width is narrow. Furthermore, the capacitance of the capacitor is determined by the difference between the gate-source or gate-drain capacitance of the FET having a narrow gate width and the gate-source or gate-drain capacitance of the other FET. It is good also as capacity.

このように通信機器を構成して高周波信号の導通及び遮断の制御を行うことによって、信号伝達のロスを抑えつつ、電圧依存性のある寄生容量に起因して発生する高調波歪みや、IMDを低減することができる。したがって、送信する信号の歪みの発生を低減し、信号の受信感度を向上させることができる。   By configuring communication equipment in this way to control conduction and cutoff of high-frequency signals, while suppressing signal transmission loss, harmonic distortion generated due to voltage-dependent parasitic capacitance and IMD are reduced. Can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of distortion of a signal to be transmitted and improve the reception sensitivity of the signal.

高周波信号の導通及び遮断を行うための半導体スイッチ回路の使用例について、図1を用いて説明する。   An example of use of a semiconductor switch circuit for conducting and blocking a high-frequency signal will be described with reference to FIG.

図1は、通信に使用する複数の電波のバンドを切り換えることが可能な携帯電話機(通信機器の一形態)の送受信部分のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of a transmission / reception part of a mobile phone (one form of communication device) capable of switching a plurality of radio wave bands used for communication.

図1に示す携帯電話機には、GSM(Global System for Mobile Communications)で使用する電波のバンドと、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)の電波のバンドとを切り換える部分に、半導体スイッチ回路SW1〜3を備えている。半導体スイッチ回路SW1〜3は、電波の送受信を行うアンテナ20(通信ポートの一形態)と、デュプレクサ22との間に設けてある。   The mobile phone shown in FIG. 1 includes semiconductor switch circuits SW1 to SW3 for switching between a radio wave band used in GSM (Global System for Mobile Communications) and a radio wave band of WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). I have. The semiconductor switch circuits SW1 to SW3 are provided between the antenna 20 (one form of communication port) that transmits and receives radio waves and the duplexer 22.

図1に示す携帯電話機において、WCDMAの周波数バンドを利用して情報の送受信を行う場合には、半導体スイッチ回路SW1を導通状態に設定し、アンテナ20とデュプレクサ22とを導通させる。   In the mobile phone shown in FIG. 1, when information is transmitted and received using the WCDMA frequency band, the semiconductor switch circuit SW1 is set in a conducting state, and the antenna 20 and the duplexer 22 are brought into conduction.

半導体スイッチ回路SW1を導通状態に設定する場合には、例えば半導体スイッチ回路101のゲート電圧(Vg10)をLoに設定して、半導体スイッチ回路101のFET1のドレインDとFET4のソースS間をハイインピーダンス状態にするとともに、半導体スイッチ回路111のゲート電圧(Vg11)をHiに設定して半導体スイッチ回路111のドレインD−ソースS間をローインピーダンス状態にして、アンテナ20とデュプレクサ22との間を導通させる。   When the semiconductor switch circuit SW1 is set to a conductive state, for example, the gate voltage (Vg10) of the semiconductor switch circuit 101 is set to Lo, and the high impedance is generated between the drain D of the FET1 and the source S of the FET4 of the semiconductor switch circuit 101. At the same time, the gate voltage (Vg11) of the semiconductor switch circuit 111 is set to Hi so that the drain D and the source S of the semiconductor switch circuit 111 are in a low impedance state, and the antenna 20 and the duplexer 22 are made conductive. .

一方、使用しないGSMの周波数バンドの半導体スイッチ回路SW2及びSW3は、遮断状態に設定する。例えば半導体スイッチ回路SW2を遮断状態に設定する場合には、半導体スイッチ回路102のゲート電圧(Vg20)をHiに設定して、半導体スイッチ回路102のドレインD−ソースS間をローインピーダンス状態にするとともに、半導体スイッチ回路112のゲート電圧(Vg21)をLoに設定して半導体スイッチ回路112のドレインD−ソースS間をハイインピーダンス状態にし、GSM用の回路をアンテナ20から遮断するとともに、GSM用のデュプレクサ(図示せず)の入力端子をアースに短絡させることによって入力信号を遮断する。また、半導体スイッチ回路SW3も同様に遮断状態に設定しておく。   On the other hand, the unused semiconductor switch circuits SW2 and SW3 in the GSM frequency band are set in a cut-off state. For example, when the semiconductor switch circuit SW2 is set to the cut-off state, the gate voltage (Vg20) of the semiconductor switch circuit 102 is set to Hi so that the drain D and the source S of the semiconductor switch circuit 102 are in a low impedance state. The gate voltage (Vg21) of the semiconductor switch circuit 112 is set to Lo so that the drain D and the source S of the semiconductor switch circuit 112 are in a high impedance state, the GSM circuit is disconnected from the antenna 20, and the GSM duplexer The input signal is interrupted by shorting the input terminal (not shown) to ground. Similarly, the semiconductor switch circuit SW3 is also set to a cut-off state.

デュプレクサ22は、パワーアンプ26(送信用の通信手段の一形態)が出力する周波数1.95GHzのWCDMAの送信信号Txをアンテナ20に伝達し、アンテナ20から受信した2.14GHzのWCDMAの受信信号Rxをローノイズアンプ24(受信用の通信手段の一形態)に伝達する機能を有するものであり、例えばトラップフィルタを用いて周波数毎に信号を分岐させる。なお、図1に示した実施形態では、信号の送受信を行う通信ポートとしてアンテナ20を用いているが、通信ポートはアンテナ20に限定するものではなく、有線の通信を行う場合には、有線の通信ポートを用いることができる。   The duplexer 22 transmits a WCDMA transmission signal Tx having a frequency of 1.95 GHz output from the power amplifier 26 (one form of communication means for transmission) to the antenna 20, and receives a 2.14 GHz WCDMA reception signal received from the antenna 20. It has a function of transmitting Rx to the low noise amplifier 24 (one form of communication means for reception), and for example, a signal is branched for each frequency using a trap filter. In the embodiment shown in FIG. 1, the antenna 20 is used as a communication port for transmitting and receiving signals. However, the communication port is not limited to the antenna 20. A communication port can be used.

図2に、本発明の実施の形態に係る半導体スイッチ回路SW1の構成例を示す。   FIG. 2 shows a configuration example of the semiconductor switch circuit SW1 according to the embodiment of the present invention.

図2に示す半導体スイッチ回路SW1のRF0端子は、図1に示したようにアンテナ20に接続する。また、RF1端子は、デュプレクサ22に接続する。   The RF0 terminal of the semiconductor switch circuit SW1 shown in FIG. 2 is connected to the antenna 20 as shown in FIG. The RF1 terminal is connected to the duplexer 22.

図2に示す例では、振幅の大きな信号を遮断し、ドレインD−ソースS間に存在する静電容量を少なくするために、スルーFETとして機能する半導体スイッチ回路111、及びシャントFETとして機能する半導体スイッチ回路101を複数段(4段)直列に接続したFETで構成している。また、半導体スイッチ回路111を構成するFET5〜FET8のゲートGは、抵抗Rgを介して共通に接続され、半導体スイッチ回路111のゲートを構成している。また、半導体スイッチ回路101を構成するFET1〜FET4のゲートGは、抵抗Rgを介して共通に接続され、半導体スイッチ回路101のゲートを構成している。   In the example shown in FIG. 2, a semiconductor switch circuit 111 that functions as a through FET and a semiconductor that functions as a shunt FET in order to cut off a signal having a large amplitude and reduce the capacitance existing between the drain D and the source S. The switch circuit 101 is composed of FETs connected in a plurality of stages (four stages) in series. Further, the gates G of the FETs 5 to 8 constituting the semiconductor switch circuit 111 are connected in common via a resistor Rg to constitute the gate of the semiconductor switch circuit 111. Further, the gates G of the FET1 to FET4 constituting the semiconductor switch circuit 101 are connected in common via a resistor Rg to constitute the gate of the semiconductor switch circuit 101.

図2に示す実施形態では、RF(Radio Frequency)の信号経路に並列に挿入している複数段のFETのうち、1つのFET1のゲート幅Wgを2mmとし、他のFET2〜3のゲート幅Wg(4mm)よりも狭く構成している。また、ゲート幅Wgの狭いFET1のゲートG−ドレインD間、及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続している。   In the embodiment shown in FIG. 2, among the FETs of a plurality of stages inserted in parallel in the RF (Radio Frequency) signal path, the gate width Wg of one FET 1 is 2 mm, and the gate width Wg of the other FETs 2 to 3. It is narrower than (4 mm). Further, a fixed capacitor Cp is connected between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET 1 having a narrow gate width Wg.

このようにFET1を構成する理由について、図3〜図5を用いて説明する。なお、この固定容量のコンデンサCpは、MIMキャパシタ(Metal−Insulator−Metal Capacitor)等で構成するとよい。   The reason for configuring the FET 1 in this way will be described with reference to FIGS. The fixed-capacitance capacitor Cp may be configured with an MIM capacitor (Metal-Insulator-Metal Capacitor) or the like.

図3は、半導体スイッチ回路101をハイインピーダンス状態にしたときに発生するIMDのパワーを表す図である。図3は、半導体スイッチ回路を構成する全FET1〜4のゲート幅Wg(mm)と、半導体スイッチ回路101の存在により発生するIMDのパワーとの関係を示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating IMD power generated when the semiconductor switch circuit 101 is set to a high impedance state. FIG. 3 shows the relationship between the gate width Wg (mm) of all the FETs 1 to 4 constituting the semiconductor switch circuit and the IMD power generated by the presence of the semiconductor switch circuit 101.

図3に示すように、全てのFET1〜4のゲート幅Wgを狭くすると、高調波歪みやIMDの発生量は減少する傾向があるので、RF信号を受信した受信回路における誤動作は減少傾向となる。しかし、FET1〜4の全てについてゲート幅Wgを狭くすると、半導体スイッチ回路101のオン抵抗が増加してしまうために、RF信号の遮断が甘くなり、他の受信回路との間におけるアイソレーションが悪化するという不具合を生ずる。次に、半導体スイッチ回路101を構成する全FET1〜4のゲート幅Wg(mm)と、半導体スイッチ回路101のオン抵抗Ron(Ω)との関係を、図4を用いて説明する。   As shown in FIG. 3, when the gate width Wg of all the FETs 1 to 4 is narrowed, harmonic distortion and IMD generation tend to decrease, so malfunctions in the receiving circuit that receives the RF signal tend to decrease. . However, if the gate width Wg is reduced for all of the FETs 1 to 4, the on-resistance of the semiconductor switch circuit 101 increases, so that the RF signal is cut off and isolation with other receiving circuits is deteriorated. This causes a malfunction. Next, the relationship between the gate width Wg (mm) of all the FETs 1 to 4 constituting the semiconductor switch circuit 101 and the on-resistance Ron (Ω) of the semiconductor switch circuit 101 will be described with reference to FIG.

図4は、横軸に半導体スイッチ回路101を構成する全FET1〜4のゲート幅Wg(mm)を表し、縦軸に半導体スイッチ回路101のオン抵抗Ronを表して、ゲート幅Wg(mm)と半導体スイッチ回路101のオン抵抗Ron(Ω)との関係を示す図である。   4, the horizontal axis represents the gate width Wg (mm) of all the FETs 1 to 4 constituting the semiconductor switch circuit 101, the vertical axis represents the ON resistance Ron of the semiconductor switch circuit 101, and the gate width Wg (mm) FIG. 3 is a diagram showing a relationship with an on-resistance Ron (Ω) of a semiconductor switch circuit 101.

図4に示すように、半導体スイッチ回路101のオン抵抗Ronは、全FET1〜4のゲート幅Wg(mm)に略反比例して増大する。したがって、半導体スイッチ回路101をハイインピーダンス状態にした際に発生する高調波歪みやIMDを減少させる目的でゲート幅を狭く設定すると、オン抵抗が増大し、半導体スイッチ回路101をローインピーダンス状態にしたときのアイソレーションが悪化するなどの不具合を生ずる。   As shown in FIG. 4, the on-resistance Ron of the semiconductor switch circuit 101 increases substantially in inverse proportion to the gate width Wg (mm) of all the FETs 1 to 4. Therefore, when the gate width is set narrow for the purpose of reducing harmonic distortion and IMD generated when the semiconductor switch circuit 101 is set to the high impedance state, the on-resistance increases, and the semiconductor switch circuit 101 is set to the low impedance state. This causes problems such as poor isolation.

そこで本発明の実施形態に係る半導体スイッチ回路では、直列に接続した複数段のFET1〜4のうちの一部のFETのゲート幅Wgを、他のFETのゲート幅Wgよりも狭く設定することによって、オン抵抗Ronの増大を低く抑えている。また、ゲート幅Wgを狭く設定したFETのゲートG−ドレインD間及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続することによって、高調波歪み又はIMDの発生を低減させるようにしている。   Therefore, in the semiconductor switch circuit according to the embodiment of the present invention, by setting the gate width Wg of some of the FETs 1-4 connected in series to be narrower than the gate width Wg of other FETs. , The increase in on-resistance Ron is kept low. Further, by connecting a fixed capacitor Cp between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET whose gate width Wg is set narrow, generation of harmonic distortion or IMD is reduced. Yes.

ここで、直列に接続した複数段のFET1〜4の一部のFETのゲート幅Wgを、他のFETのゲート幅Wgよりも狭く設定した半導体スイッチ回路の等価回路について、図5を用いて説明する。   Here, an equivalent circuit of a semiconductor switch circuit in which the gate width Wg of some of the FETs 1-4 connected in series is set to be narrower than the gate width Wg of other FETs will be described with reference to FIG. To do.

図5は、図2に示した半導体スイッチ回路101において、FET1のゲート幅Wgを2mmとし、他のFET2〜4のゲート幅を4mmに設定した場合の、ハイインピーダンス状態における等価回路を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit in a high impedance state when the gate width Wg of the FET 1 is set to 2 mm and the gate widths of the other FETs 2 to 4 are set to 4 mm in the semiconductor switch circuit 101 shown in FIG. is there.

図5に示すように、ハイインピーダンス状態に設定したFET1のドレインD−ソースS間には、電圧依存性の無い容量t×Cdsが存在し、FET2〜4のドレインD−ソースS間には電圧依存性の無い容量Cdsが存在する。なお、tは、FET1のゲート幅Wgを、FET2〜3のゲート幅Wgで除算した定数である。例えば、FET1のゲート幅Wgを2mmとし、FET2〜3のゲート幅Wgを4mmとすると、tの値は、t=0.5となる。   As shown in FIG. 5, a capacitance t × Cds having no voltage dependency exists between the drain D and the source S of the FET 1 set in the high impedance state, and the voltage between the drain D and the source S of the FETs 2 to 4 is present. There is a capacitance Cds without dependency. Note that t is a constant obtained by dividing the gate width Wg of the FET 1 by the gate width Wg of the FETs 2 to 3. For example, if the gate width Wg of the FET 1 is 2 mm and the gate width Wg of the FETs 2 to 3 is 4 mm, the value of t is t = 0.5.

また、FET1のゲートG−ドレインD間及びゲートG−ソースS間には、電圧依存性のある寄生容量t×Cgが存在している。同様に、FET2〜4のゲートG−ドレインD間及びゲートG−ソースS間にも、電圧依存性のある寄生容量Cgが存在している。   Further, a parasitic capacitance t × Cg having voltage dependency exists between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET 1. Similarly, a parasitic capacitance Cg having voltage dependency exists between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FETs 2 to 4.

図5に示すように、各FETをハイインピーダンス状態に設定した際の遮断容量は、ゲートG−ソースS間、又はゲートG−ドレインD間の電圧依存性を有する寄生容量Cgと、ドレインD−ソースS間の電圧依存性の無い容量Cdsとを並列に接続した合成容量となる。   As shown in FIG. 5, when each FET is set to a high impedance state, the cutoff capacitance is a parasitic capacitance Cg having a voltage dependency between the gate G and the source S or between the gate G and the drain D, and the drain D−. This is a combined capacitance in which a capacitor Cds having no voltage dependency between the sources S is connected in parallel.

図5に示すように、FET1とFET2〜4との間で合成容量が異なる場合には、半導体スイッチ回路101の両端に高周波のRF信号が印加されると寄生容量t×Cgの両端にはvcg1の電圧が発生し、寄生容量Cgの両端にはvcg2の電圧が発生する。ここで、t<1の関係から、vcg1及びvcg2は、vcg1>vcg2の関係となる。   As shown in FIG. 5, in the case where the combined capacitance is different between FET1 and FET2-4, when a high frequency RF signal is applied to both ends of the semiconductor switch circuit 101, vcg1 is applied to both ends of the parasitic capacitance t × Cg. The voltage vcg2 is generated at both ends of the parasitic capacitance Cg. Here, from the relationship of t <1, vcg1 and vcg2 have a relationship of vcg1> vcg2.

ここで、半導体スイッチ回路101のFET1のドレインD−とFET4のソースS間に印加される電圧振幅をVrf(V)とし、FET1の寄生容量t×Cgに分圧される電圧振幅をvcg1(V)、FET2〜4の寄生容量Cgに分圧される電圧振幅をvcg2(V)とすると、vcg1及びvcg2は以下の式で表すことができる。   Here, the voltage amplitude applied between the drain D− of the FET1 of the semiconductor switch circuit 101 and the source S of the FET4 is Vrf (V), and the voltage amplitude divided by the parasitic capacitance t × Cg of the FET1 is vcg1 (V ) If the voltage amplitude divided by the parasitic capacitances Cg of the FETs 2 to 4 is vcg2 (V), vcg1 and vcg2 can be expressed by the following equations.

Figure 2008011320
Figure 2008011320

Figure 2008011320

但し、t=(FET1のゲート幅Wg)/(FET2〜4のゲート幅Wg)
なお、上記の各式におけるCg(V)は、寄生容量Cgの両端に印加される電圧によって静電容量が変化すること(電圧依存性)を表している。
Figure 2008011320

However, t = (Gate width Wg of FET1) / (Gate width Wg of FET2-4)
In addition, Cg (V) in each of the above formulas represents that the capacitance changes (voltage dependency) depending on the voltage applied to both ends of the parasitic capacitance Cg.

高調波歪みやIMDを低減させる目的で、半導体スイッチ回路101のゲート幅を狭くすれば(すなわちtを1より小さくすれば)、電圧振幅に対するFET1の寄生容量Cgの容量変化量ΔCgを少なくすることができ、高調波歪やIMDを低減させることが期待できる。しかし、FET1の寄生容量t×Cgの容量が減少することによって寄生容量t×Cgのインピーダンスが増加し、寄生容量t×Cgの両端に分圧される電圧振幅vcg1も増加してしまう。   For the purpose of reducing harmonic distortion and IMD, if the gate width of the semiconductor switch circuit 101 is narrowed (that is, t is made smaller than 1), the capacitance change amount ΔCg of the parasitic capacitance Cg of the FET 1 with respect to the voltage amplitude is reduced. Can be expected to reduce harmonic distortion and IMD. However, as the parasitic capacitance t × Cg of the FET 1 decreases, the impedance of the parasitic capacitance t × Cg increases, and the voltage amplitude vcg1 divided across the parasitic capacitance t × Cg also increases.

FETのゲート幅Wgと、寄生容量Cgの容量変化量ΔCgとの関係について、図6を用いて説明する。   The relationship between the gate width Wg of the FET and the capacitance change amount ΔCg of the parasitic capacitance Cg will be described with reference to FIG.

図6は、寄生容量Cg(縦軸)の両端に分圧される電圧振幅vcg(横軸)と、容量変化量ΔCgとの関係を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the voltage amplitude vcg (horizontal axis) divided across the parasitic capacitance Cg (vertical axis) and the capacitance change amount ΔCg.

図6に示す例では、ゲート幅Wg=4mmの場合の寄生容量Cgと、ゲート幅Wg=2mmの場合の寄生容量t×Cgの変化の様子を表している。   In the example shown in FIG. 6, the change of the parasitic capacitance Cg when the gate width Wg = 4 mm and the parasitic capacitance t × Cg when the gate width Wg = 2 mm is shown.

図6に示すように、ゲート幅Wg=2mmの場合の寄生容量t×Cgは、ゲート幅Wgのスケーリング則に従って、ゲート幅Wg=4mmの場合の寄生容量Cgの半分の値となる。したがって、もし寄生容量の両端に分圧される電圧振幅が同一であるならば、ゲート幅Wg=2mmの場合の容量変化量ΔCgは、ゲート幅Wg=4mmの場合の容量変化量ΔCgの約半分となる。   As shown in FIG. 6, the parasitic capacitance t × Cg when the gate width Wg = 2 mm is a half value of the parasitic capacitance Cg when the gate width Wg = 4 mm in accordance with the scaling rule of the gate width Wg. Therefore, if the voltage amplitude divided across the parasitic capacitance is the same, the capacitance change amount ΔCg when the gate width Wg = 2 mm is about half of the capacitance change amount ΔCg when the gate width Wg = 4 mm. It becomes.

ところが、寄生容量Cgの両端に分圧される電圧振幅は、前述のとおりvcg1>vcg2の関係があるので、ゲート幅Wg=2mmの場合の容量変化量ΔCgはさほど減少せず、高調波歪みやIMDの低減が見込めないことになってしまう。   However, since the voltage amplitude divided at both ends of the parasitic capacitance Cg has a relationship of vcg1> vcg2 as described above, the capacitance change amount ΔCg when the gate width Wg = 2 mm does not decrease so much, and harmonic distortion and IMD cannot be reduced.

そこで本発明の実施の形態では、図5に示したように、半導体スイッチ回路101を構成する複数段のFETのうち一部のFET1のゲート幅Wgを、他のFET2〜4のゲート幅Wgよりも狭く設定して寄生容量Cgを減少させるとともに、ゲート幅Wgを狭く設定したFET1のゲートG−ドレインD間、及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続することにした。このコンデンサCpを接続することによってインピーダンスが低下するので、寄生容量Cgの両端に分圧される電圧振幅vcg1は減少する。   Therefore, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the gate width Wg of some of the FETs 1 of the plurality of FETs constituting the semiconductor switch circuit 101 is set to be greater than the gate widths Wg of the other FETs 2 to 4. Also, the parasitic capacitance Cg is reduced by setting it to be narrow, and the fixed capacitor Cp is connected between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET 1 whose gate width Wg is set to be narrow. Since the impedance is reduced by connecting the capacitor Cp, the voltage amplitude vcg1 divided across the parasitic capacitance Cg is reduced.

ゲート幅を狭く設定したFET1のゲートG−ドレインD間、及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続した際の容量変化量ΔCgについて、図7を用いて説明する。   A capacitance change ΔCg when a fixed capacitor Cp is connected between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET 1 having a narrow gate width will be described with reference to FIG.

図7は、寄生容量Cg(縦軸)の両端に分圧される電圧振幅vcg(横軸)と、容量変化量ΔCgとの関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the voltage amplitude vcg (horizontal axis) divided across the parasitic capacitance Cg (vertical axis) and the capacitance change amount ΔCg.

図7に示すように、ゲート幅Wg=2mmのFET1の寄生容量t×Cgに対して固定容量のコンデンサCpを接続すると、合成容量t×Cg+Cpのインピーダンスが減少し、合成容量t×Cg+Cpの両端に分圧される電圧振幅vcg1も減少する。ここで、vcg1とvcg2とが略等しくなるようにコンデンサCpの容量を調節すると、FET1における合成容量t×Cg+Cpの容量変化量ΔCgは減少する。したがって、半導体スイッチ回路101をローインピーダンス状態に設定した際のオン抵抗Ronの増大を抑えつつ、ハイインピーダンス状態に設定した際に発生する高調波歪みやIMDを減少させることが可能となる。   As shown in FIG. 7, when a fixed capacitor Cp is connected to the parasitic capacitance t × Cg of the FET 1 having a gate width Wg = 2 mm, the impedance of the combined capacitance t × Cg + Cp decreases, and both ends of the combined capacitance t × Cg + Cp. The voltage amplitude vcg1 that is divided into two decreases. Here, when the capacitance of the capacitor Cp is adjusted such that vcg1 and vcg2 are substantially equal, the capacitance change amount ΔCg of the combined capacitance t × Cg + Cp in the FET1 decreases. Therefore, it is possible to reduce harmonic distortion and IMD generated when the semiconductor switch circuit 101 is set to the high impedance state while suppressing an increase in the on-resistance Ron when the semiconductor switch circuit 101 is set to the low impedance state.

ここでコンデンサCpの容量を、ゲート幅を狭く設定したFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量t×Cgと、前記他のFETのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量との差の容量とするとよい。また、コンデンサCpの容量として、Cg×(1−t)に比例する値を用いることもできる。前述の(式1)及び(式2)に示したように、t=(狭いゲート幅Wg)/(広いゲート幅Wg)であるので、ゲート幅の差を用いて表すとコンデンサCpの容量として、Cg×((広いゲート幅Wg)−(狭いゲート幅Wg))に比例する値を用いることができる。   Here, the capacitance of the capacitor Cp is defined as the gate-source capacitance or gate-drain capacitance t × Cg of the FET having a narrow gate width and the gate-source capacitance or the gate-drain capacitance of the other FET. The difference capacity is good. Further, as the capacitance of the capacitor Cp, a value proportional to Cg × (1-t) can be used. As shown in the above (Expression 1) and (Expression 2), t = (narrow gate width Wg) / (wide gate width Wg). Therefore, the capacitance of the capacitor Cp is expressed by using the difference in gate width. , Cg × ((wide gate width Wg) − (narrow gate width Wg)) can be used.

上記の説明では、複数段のFETのうち一部のFETのゲート幅Wgを他のFETのゲート幅Wgよりも狭く設定するとともに、ゲート幅Wgを狭く設定したFETのゲートG−ドレインD間、及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続した半導体スイッチ回路を、信号経路に並列に挿入して信号経路の短絡及び開放の制御を行うシャントFETに適用した実施形態で説明したが、本発明に係る半導体スイッチ回路を、スルーFET(例えば図2に示す半導体スイッチ回路111)に適用することも可能である。本発明に係る半導体スイッチ回路をスルーFETに用いることによって、ローインピーダンス状態におけるオン抵抗Ronの増大を抑えつつ、ハイインピーダンス状態において発生する高調波歪みやIMDを減少させることが可能となる。   In the above description, the gate width Wg of a part of the FETs in the plurality of stages is set to be narrower than the gate width Wg of the other FETs, and between the gate G and the drain D of the FET having the gate width Wg set to be narrow, In the embodiment, the semiconductor switch circuit in which the fixed capacitor Cp is connected between the gate G and the source S is applied to the shunt FET that is inserted in parallel to the signal path to control the short circuit and the open circuit of the signal path. However, the semiconductor switch circuit according to the present invention can also be applied to a through FET (for example, the semiconductor switch circuit 111 shown in FIG. 2). By using the semiconductor switch circuit according to the present invention for the through FET, it is possible to reduce harmonic distortion and IMD generated in the high impedance state while suppressing an increase in the on-resistance Ron in the low impedance state.

また、半導体スイッチ回路に用いるFETのうち、ゲート幅Wgを狭くするFETの数量は、一つに限定するものではない。また、FETとして、接合型のJFET(Junction Field Effect Transistor)や、高電子移動度トランジスタのHEMT(Hi Electron Mobility Transistor)等を用いることができる。   Of the FETs used in the semiconductor switch circuit, the number of FETs that reduce the gate width Wg is not limited to one. Further, as the FET, a junction type field effect transistor (JFET), a high electron mobility transistor HEMT (Hi Electron Mobility Transistor), or the like can be used.

次に、本発明に係る半導体スイッチ回路の他の実施形態を図8に示す。   Next, another embodiment of the semiconductor switch circuit according to the present invention is shown in FIG.

図8は、直列に接続した複数段のFETのうち一部のFETのゲート幅Wgを他のFETのゲート幅Wgよりも狭く設定するとともに、ゲート幅Wgを狭く設定したFETのゲートG−ドレインD間及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続し、各FETのドレインD−ソースS間に抵抗Raを並列に接続した実施形態を示す図である。   FIG. 8 shows the gate G-drain of FETs in which the gate width Wg of some of the FETs connected in series is set narrower than the gate width Wg of other FETs and the gate width Wg is set narrower. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which a fixed capacitor Cp is connected between D and between a gate G and a source S, and a resistor Ra is connected in parallel between the drain D and the source S of each FET.

FETを複数段直列に接続した半導体スイッチ回路において、各FETのドレインD−ソースS間に抵抗Raを並列に接続すると、半導体スイッチ回路をハイインピーダンス状態に設定した際に、半導体スイッチ回路のドレインD−ソースS間に発生する歪が減少することが知られている。   If a resistor Ra is connected in parallel between the drain D and source S of each FET in a semiconductor switch circuit in which FETs are connected in series, the drain D of the semiconductor switch circuit is set when the semiconductor switch circuit is set to a high impedance state. -It is known that the distortion generated between the sources S is reduced.

図8に示すように、各FETのドレインD−ソースS間に、抵抗Raを並列に接続した半導体スイッチ回路201についても、半導体スイッチ回路201を構成する一部のFET1のゲート幅Wgを他のFET2〜4のゲート幅Wgよりも狭く設定するとともに、ゲート幅Wgを狭く設定したFET1のゲートG−ドレインD間、及びゲートG−ソースS間に、固定容量のコンデンサCpを接続することによって、半導体スイッチ回路201のドレインD−ソースS間に発生する歪を、減少させることができる。   As shown in FIG. 8, also in the semiconductor switch circuit 201 in which the resistor Ra is connected in parallel between the drain D and the source S of each FET, the gate width Wg of some of the FETs 1 constituting the semiconductor switch circuit 201 is set to other values. By connecting a fixed capacitor Cp between the gate G and the drain D and between the gate G and the source S of the FET 1 which is set narrower than the gate width Wg of the FETs 2 to 4 and the gate width Wg is narrowed, The distortion generated between the drain D and the source S of the semiconductor switch circuit 201 can be reduced.

複数の電波のバンドを切り換えることが可能な携帯電話機の送受信部分のブロック図である。It is a block diagram of a transmission / reception part of a mobile phone capable of switching a plurality of radio wave bands. 本発明の実施の形態に係る半導体スイッチ回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor switch circuit which concerns on embodiment of this invention. 半導体スイッチ回路をハイインピーダンス状態にしたときに発生するIMDのパワーを表す図である。It is a figure showing the power of IMD generated when a semiconductor switch circuit is made into a high impedance state. 半導体スイッチ回路をローインピーダンス状態にしたときのオン抵抗Ronの値を表す図である。It is a figure showing the value of on-resistance Ron when a semiconductor switch circuit is made into a low impedance state. FET1のゲート幅Wgを2mmとし、他のFET2〜4のゲート幅を4mmに設定した場合の、ハイインピーダンス状態における等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit in a high impedance state at the time of setting the gate width Wg of FET1 to 2 mm, and setting the gate width of other FET2-4 to 4 mm. 寄生容量Cgの両端に分圧される電圧振幅vcgと、容量変化量ΔCgとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between voltage amplitude vcg divided by the both ends of the parasitic capacitance Cg, and capacitance variation | change_quantity (DELTA) Cg. 寄生容量Cgの両端に分圧される電圧振幅vcgと、容量変化量ΔCgとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between voltage amplitude vcg divided by the both ends of the parasitic capacitance Cg, and capacitance variation | change_quantity (DELTA) Cg. 半導体スイッチ回路を構成する各FETのドレインD−ソースS間に抵抗Raを並列に接続した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which connected resistance Ra between the drain D-source S of each FET which comprises a semiconductor switch circuit in parallel. 一般的なFETの回路図と、そのFETの動作状態における等価回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit diagram of a general FET, and the equivalent circuit in the operating state of the FET.

符号の説明Explanation of symbols

20 アンテナ
22 デュプレクサ
24 ローノイズアンプ
26 パワーアンプ
101、102、103、104 半導体スイッチ回路
111、112、113、114 半導体スイッチ回路
201 半導体スイッチ回路
211 半導体スイッチ回路
Cp コンデンサ
Cds 容量
Cg 寄生容量
ΔCg 容量変化量
Tx 送信信号
Rx 受信信号
Ron オン抵抗
SW1、SW2、SW3 半導体スイッチ回路
Wg ゲート幅
20 Antenna 22 Duplexer 24 Low Noise Amplifier 26 Power Amplifier 101, 102, 103, 104 Semiconductor Switch Circuit 111, 112, 113, 114 Semiconductor Switch Circuit 201 Semiconductor Switch Circuit 211 Semiconductor Switch Circuit Cp Capacitor Cds Capacitance Cg Parasitic Capacitance ΔCg Capacitance Change Tx Transmission signal Rx Reception signal Ron ON resistance SW1, SW2, SW3 Semiconductor switch circuit Wg Gate width

Claims (5)

信号の導通及び遮断の制御を行う半導体スイッチ回路において、
前記半導体スイッチ回路は、直列に接続された複数段の電電界効果型トランジスタから構成され、
前記複数段の電界効果型トランジスタのうち一部の電界効果型トランジスタのゲート幅を他の電界効果型トランジスタのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定した電界効果型トランジスタのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続した半導体スイッチ回路。
In a semiconductor switch circuit that controls conduction and interruption of signals,
The semiconductor switch circuit is composed of a plurality of stages of field effect transistors connected in series,
The gate width of some of the field effect transistors among the plurality of field effect transistors is set to be narrower than the gate width of other field effect transistors, and the gate of the field effect transistor having a narrow gate width − A semiconductor switch circuit in which a fixed capacitor is connected between the drain and gate-source.
前記コンデンサの容量は、前記ゲート幅を狭く設定した電界効果型トランジスタのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量と、前記他の電界効果型トランジスタのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量との差の容量とした請求項1に記載の半導体スイッチ回路。   The capacitance of the capacitor includes a capacitance between a gate and a source or a gate and a drain of a field effect transistor having a narrow gate width, and a capacitance between a gate and a source or a gate and a drain of the other field effect transistor. The semiconductor switch circuit according to claim 1, wherein the capacitance is a difference between the first and second capacitors. 他の通信機器と信号の送信又は受信を行う通信機器であって、
前記信号の送信又は受信を行う通信手段と、
前記他の通信機器に対して前記信号の送信又は受信を行う通信ポートと、
前記通信手段と前記通信ポートとの間に配置され、前記信号の通過及び遮断を制御する半導体スイッチ回路とを備え、
前記半導体スイッチ回路として、直列に接続された複数段の電界効果型トランジスタから構成され、前記複数段の電界効果型トランジスタのうち一部の電界効果型トランジスタのゲート幅を他の電界効果型トランジスタのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定した電界効果型トランジスタのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続した半導体スイッチ回路を用いた通信機器。
A communication device that transmits or receives signals with other communication devices,
A communication means for transmitting or receiving the signal;
A communication port for transmitting or receiving the signal to the other communication device;
A semiconductor switch circuit disposed between the communication means and the communication port and controlling passage and blocking of the signal;
The semiconductor switch circuit is composed of a plurality of stages of field effect transistors connected in series, and the gate width of some of the field effect transistors of the plurality of stages of field effect transistors is set to that of other field effect transistors. A communication device using a semiconductor switch circuit in which a fixed-capacitance capacitor is connected between a gate and a drain and between a gate and a source of a field effect transistor which is set to be narrower than a gate width.
信号経路に対して直列に挿入して信号の導通及び遮断を制御するスルー電界効果型トランジスタと、信号経路に対して並列に挿入して信号経路の短絡及び開放を制御することにより信号の導通及び遮断を制御するシャント電界効果型トランジスタを備えた半導体スイッチ回路において、
前記半導体スイッチ回路は、直列に接続された複数段のシャント電界効果型トランジスタから構成され、
前記複数段のシャント電界効果型トランジスタのうち
一部のシャント電界効果型トランジスタのゲート幅を他のシャント電界効果型トランジスタのゲート幅よりも狭く設定するとともに、ゲート幅を狭く設定したシャント電界効果型トランジスタのゲート−ドレイン間及びゲート−ソース間に、固定容量のコンデンサを接続した半導体スイッチ回路。
A through field effect transistor that is inserted in series with respect to the signal path to control the conduction and interruption of the signal, and a signal conduction and In a semiconductor switch circuit having a shunt field effect transistor for controlling the cutoff,
The semiconductor switch circuit is composed of a plurality of stages of shunt field effect transistors connected in series,
A shunt field-effect transistor in which the gate width of some of the shunt field-effect transistors among the plurality of stages of shunt field-effect transistors is set narrower than that of other shunt field-effect transistors and the gate width is set narrower A semiconductor switch circuit in which a fixed capacitor is connected between the gate and drain of a transistor and between the gate and source.
前記コンデンサの容量は、前記ゲート幅を狭く設定したシャント電界効果型トランジスタのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量と、前記他のシャント電界効果型トランジスタのゲート−ソース間又はゲート−ドレイン間の容量との差の容量とした請求項4に記載の半導体スイッチ回路。   The capacitance of the capacitor includes a gate-source capacitance or a gate-drain capacitance of a shunt field effect transistor having a narrow gate width, and a gate-source or gate-drain capacitance of the other shunt field effect transistor. The semiconductor switch circuit according to claim 4, wherein the capacitance is a difference between the capacitance and the capacitance.
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