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JP2011193312A - Semiconductor switch circuit - Google Patents

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JP2011193312A JP2010058769A JP2010058769A JP2011193312A JP 2011193312 A JP2011193312 A JP 2011193312A JP 2010058769 A JP2010058769 A JP 2010058769A JP 2010058769 A JP2010058769 A JP 2010058769A JP 2011193312 A JP2011193312 A JP 2011193312A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor switch circuit that reduces switching time and current consumption. <P>SOLUTION: Only for a preset time immediately after the change of the state of a route switching signal from the outside, a switch circuit is driven with a high voltage without being level-shifted by a level-shift short-circuiting switch circuit. After the lapse of a predetermined time, the level shift short-circuiting switch circuit is opened to drive the switch circuit with a voltage dropped through the level shift circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、携帯電話端末や移動体通信機器等において、通信機器のアンテナと送信回路又は受信回路との接続を切り替える半導体スイッチ回路に係り、特に、半導体スイッチ回路の切替時間の短縮と消費電流の低減の両立を図ったものに関する。   The present invention relates to a semiconductor switch circuit that switches connection between an antenna of a communication device and a transmission circuit or a reception circuit in a mobile phone terminal, a mobile communication device, and the like, and in particular, shortens the switching time of the semiconductor switch circuit and reduces current consumption. It relates to the thing which aimed at reduction coexistence.

近年、携帯電話端末、無線LANなどの無線通信機器が広く普及し、需要が増している。これらの無線通信機器では、送受信切替やマルチバンド化に伴う周波数帯の切替や、通信方式の切替に半導体スイッチ回路が広く用いられている。また、複数のアンテナを切り替えて送受信感度を向上させるため、半導体スイッチ回路を用いて複数のアンテナを選択できるように構成することも行われている。   In recent years, wireless communication devices such as mobile phone terminals and wireless LANs have become widespread and demand has increased. In these wireless communication devices, semiconductor switch circuits are widely used for switching transmission / reception, switching frequency bands associated with multiband switching, and switching communication methods. Further, in order to improve the transmission / reception sensitivity by switching a plurality of antennas, a configuration in which a plurality of antennas can be selected using a semiconductor switch circuit is also performed.

図5は、従来から知られている半導体スイッチ回路の一例で、正負電圧で駆動するSPDT(Single Pole Double Throw)半導体スイッチ回路である。なお、この種の半導体スイッチ回路は、例えば、特許文献1に開示されている。図5に示す半導体スイッチ回路は、経路切替信号入力端子(VCTL)40Aに外部から印加される経路切替信号に応じて、第1の個別入出力端子21Aと第2の個別入出力端子22Aのいずれか一方と、共通入出力端子20Aとがスイッチ回路6Aを介して接続され、高周波信号の通過経路が形成される構成となっている。また、レベルシフト回路3A、負電圧出力回路4A、駆動回路5Aを備える構成となっている。   FIG. 5 shows an example of a conventionally known semiconductor switch circuit, which is an SPDT (Single Pole Double Throw) semiconductor switch circuit driven by positive and negative voltages. In addition, this kind of semiconductor switch circuit is disclosed by patent document 1, for example. The semiconductor switch circuit shown in FIG. 5 includes either the first individual input / output terminal 21A or the second individual input / output terminal 22A in accordance with a path switching signal externally applied to the path switching signal input terminal (VCTL) 40A. On the other hand, the common input / output terminal 20A is connected via the switch circuit 6A so that a high-frequency signal passing path is formed. The level shift circuit 3A, the negative voltage output circuit 4A, and the drive circuit 5A are provided.

レベルシフト回路3Aは、電源電圧VDDが電源供給端子41Aより供給されており、電源電圧VDDをレベルシフトさせて降下させた電圧を駆動電圧High供給端子42Aから駆動回路5Aに供給している。   In the level shift circuit 3A, the power supply voltage VDD is supplied from the power supply terminal 41A, and a voltage obtained by level shifting the power supply voltage VDD is supplied from the drive voltage High supply terminal 42A to the drive circuit 5A.

負電圧出力回路4Aは、図示しない負電圧発生回路等から負電圧が供給されている回路で、負電圧VSSを駆動回路5Aに供給している。   The negative voltage output circuit 4A is a circuit to which a negative voltage is supplied from a not-shown negative voltage generation circuit or the like, and supplies the negative voltage VSS to the drive circuit 5A.

駆動回路5Aは、レベルシフト回路3Aより駆動電圧Highのための電圧が供給され、負電圧出力回路4Aより駆動電圧Lowのための電圧が供給されるよう構成されている。駆動電圧Highは、後述するスイッチFETを導通状態にするためにスイッチFETのゲートに印加する電圧であり、駆動電圧Lowは、スイッチFETを非導通状態にするためにスイッチFETのゲートに印加する電圧である。経路切替信号入力端子40Aに印加される経路切替信号に応じて、スイッチ回路6Aを構成するスイッチFETS11A、S12Aの一方を導通状態に、他方を非導通状態にする駆動電圧Vcnt1、Vcnt2が出力される。   The drive circuit 5A is configured such that a voltage for the drive voltage High is supplied from the level shift circuit 3A and a voltage for the drive voltage Low is supplied from the negative voltage output circuit 4A. The drive voltage High is a voltage applied to the gate of the switch FET in order to make the switch FET described later conductive, and the drive voltage Low is a voltage applied to the gate of the switch FET in order to make the switch FET nonconductive. It is. In response to a path switching signal applied to the path switching signal input terminal 40A, drive voltages Vcnt1 and Vcnt2 are output that make one of the switch FETs S11A and S12A constituting the switch circuit 6A conductive and the other nonconductive. .

このような半導体スイッチ回路では、挿入損失特性やアイソレーション特性、低消費電流、歪み特性、スイッチング時間などが所望の特性となることが要求されている。一般的に、図5に示すように、スイッチFETを用いた場合には、ICの小型化が容易であると共に、消費電流が少なくできるという利点がある。   Such a semiconductor switch circuit is required to have desired characteristics such as insertion loss characteristics, isolation characteristics, low current consumption, distortion characteristics, and switching time. In general, as shown in FIG. 5, when a switch FET is used, there are advantages that it is easy to reduce the size of an IC and reduce current consumption.

ところで、半導体スイッチ回路に要求される特性のうち、スイッチング時間は、高周波信号のスイッチングを行う回路にとって、重要な特性の一つである。スイッチング時間は、制御信号を入力してから、スイッチ回路が切り替わるまでの遅延時間である。一般的に、通信規格によって許容される遅延時間範囲が決まっており、スイッチ時間はより短いことが好ましい。   By the way, among the characteristics required for the semiconductor switch circuit, the switching time is one of the important characteristics for a circuit that switches high-frequency signals. The switching time is a delay time from when the control signal is input until the switch circuit is switched. In general, the delay time range allowed by the communication standard is determined, and the switch time is preferably shorter.

スイッチング時間を短縮する方法として、スイッチ回路を駆動させる際の時定数を低減させる方法と、スイッチ回路を駆動させる電圧を高くする方法がある。   As a method for shortening the switching time, there are a method for reducing the time constant when driving the switch circuit and a method for increasing the voltage for driving the switch circuit.

まず、スイッチ回路を駆動させる際の時定数を低減させる方法について、図6を用いて説明する。図6は、スイッチ回路を構成するスイッチFETを示している。このスイッチFETの時定数は、ゲート抵抗と、ゲート−ドレイン間寄生容量およびゲート−ソース間寄生容量で決定される。従って、スイッチ回路を駆動させる際の時定数を低減するには、スイッチFETのゲート抵抗を小さくするか、スイッチFETのゲート幅を小さくしてゲート−ドレイン間寄生容量およびゲート−ソース間寄生容量を小さくすればよい。ただし、ゲート抵抗を小さくしすぎると、高周波信号がゲート電極に入力するような構成の回路では、誤動作が発生してしまうという問題があり、高周波用の半導体スイッチ回路では好ましくない。またゲート幅を小さくすると、スイッチFETの挿入損失特性や歪み特性が劣化する等の問題がある。   First, a method for reducing the time constant when driving the switch circuit will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a switch FET constituting the switch circuit. The time constant of the switch FET is determined by the gate resistance, the gate-drain parasitic capacitance, and the gate-source parasitic capacitance. Therefore, in order to reduce the time constant when driving the switch circuit, the gate resistance of the switch FET is reduced or the gate width of the switch FET is reduced to reduce the gate-drain parasitic capacitance and the gate-source parasitic capacitance. Just make it smaller. However, if the gate resistance is too small, there is a problem that a malfunction occurs in a circuit configured to input a high-frequency signal to the gate electrode, which is not preferable in a high-frequency semiconductor switch circuit. Further, when the gate width is reduced, there are problems such as deterioration of insertion loss characteristics and distortion characteristics of the switch FET.

次に、スイッチ回路を駆動させる電圧を高くする方法について、図7を用いて説明する。スイッチ回路を駆動させる電圧を高くする方法では、スイッチFETを導通させる際、そのスイッチFETのゲート−ソース間電圧に、ピンチオフ電圧Vpより高い電圧を印加することになる。図7に示すように、駆動させる電圧を高くすると、スイッチ回路を駆動させる際の時定数は変わらないが、スイッチFETのON状態とOFF状態が切り替わる電圧であるピンチオフ電圧Vpまでに達する時間が早くなることがわかる。   Next, a method for increasing the voltage for driving the switch circuit will be described with reference to FIG. In the method of increasing the voltage for driving the switch circuit, when the switch FET is turned on, a voltage higher than the pinch-off voltage Vp is applied to the gate-source voltage of the switch FET. As shown in FIG. 7, when the driving voltage is increased, the time constant when driving the switch circuit does not change, but the time to reach the pinch-off voltage Vp, which is the voltage at which the switch FET switches between the ON state and the OFF state, is fast. I understand that

一方、図8は、スイッチFETのゲート電流特性を示している。図8に示すように、スイッチFETのゲート電圧(駆動させるための電圧)が高くなると、ゲート電流は指数関数的に増大し、消費電流が増大することがわかる。   On the other hand, FIG. 8 shows the gate current characteristics of the switch FET. As shown in FIG. 8, when the gate voltage (voltage for driving) of the switch FET increases, the gate current increases exponentially and the current consumption increases.

特開2006−115422号公報JP 2006-115422 A

以上説明したように、高周波用に用いられる半導体スイッチ回路で、スイッチFETを用いた半導体スイッチ回路では、スイッチング時間を短縮するために駆動電圧を高くすると、スイッチFETのゲート電圧が高くなり、半導体スイッチ回路の消費電流が増大するという問題あった。   As described above, in a semiconductor switch circuit using a switch FET in a semiconductor switch circuit used for high frequency, if the drive voltage is increased to shorten the switching time, the gate voltage of the switch FET increases, and the semiconductor switch There was a problem that the current consumption of the circuit increased.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、消費電流の増大を抑制しつつ、スイッチング時間を短縮することができる半導体スイッチ回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor switch circuit capable of shortening a switching time while suppressing an increase in current consumption.

上記目的を達成するため、本願請求項1に係る発明は、少なくとも1つの共通入出力端子と、2つ以上の複数の個別入出力端子と、前記共通入出力端子と前記複数の個別入出力端子とを選択的に接続するスイッチ回路と、外部からの経路切替信号に応じて前記スイッチ回路へ駆動電圧を出力する駆動回路と、前記駆動電圧を生成するレベルシフト回路とを具備する半導体スイッチ回路であって、前記経路切替信号の入力状態が変化したことを検出する検出回路と、前記検出回路から出力される検出信号からパルス信号を発生させるパルス発生回路と、前記パルス発生回路から出力されたパルス信号を入力し、前記パルス信号が入力しているとき前記レベルシフト回路を迂回させるレベルシフト短絡スイッチ回路とを備え、前記経路切替信号の入力状態が変化したときから予め設定された時間だけ、前記パルス発生回路から前記パルス信号を前記レベルシフト短絡スイッチに出力して、前記レベルシフト短絡スイッチを迂回させ、前記シフトレベル回路に入力する電圧を前記駆動電圧として前記駆動回路に出力し、前記予め設定した時間が経過した後は、前記パルス発生回路から前記パルス信号の出力を停止し、前記レベルシフト短絡スイッチを開放状態として、前記レベルシフト回路を経由し電圧降下させた電圧を前記駆動電圧として前記駆動回路に出力することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application includes at least one common input / output terminal, two or more individual input / output terminals, the common input / output terminal and the plurality of individual input / output terminals. A semiconductor switch circuit comprising: a switch circuit that selectively connects to each other; a drive circuit that outputs a drive voltage to the switch circuit in response to an external path switching signal; and a level shift circuit that generates the drive voltage. A detection circuit for detecting that the input state of the path switching signal has changed, a pulse generation circuit for generating a pulse signal from the detection signal output from the detection circuit, and a pulse output from the pulse generation circuit And a level shift short circuit switch circuit that bypasses the level shift circuit when the pulse signal is input, and the path switching signal A voltage that outputs the pulse signal from the pulse generation circuit to the level shift short-circuit switch for a preset time from when the force state changes, bypasses the level shift short-circuit switch, and is input to the shift level circuit Is output to the drive circuit as the drive voltage, and after the preset time has elapsed, output of the pulse signal from the pulse generation circuit is stopped, the level shift short-circuit switch is opened, and the level shift is performed. The voltage dropped through the circuit is output to the drive circuit as the drive voltage.

本願請求項2に係る発明は、請求項1記載の半導体スイッチ回路において、前記検出回路は、前記駆動回路から出力される経路切替状態に対応した論理の異なる少なくとも2つの信号を入力し、少なくとも一方の信号のみを遅延させて出力し、前記パルス発生回路は、前記遅延した信号からパルス信号を形成することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor switch circuit according to the first aspect, the detection circuit inputs at least two signals having different logics corresponding to a path switching state output from the drive circuit, and Only the above signal is delayed and output, and the pulse generation circuit forms a pulse signal from the delayed signal.

本発明によれば、経路切替信号が入力した直後には、高い電圧の駆動電圧を駆動回路から出力し、スイッチ回路を駆動することによりスイッチング時間の短縮を実現しつつ、切り替わりから予め設定された時間が経過した後の定常状態では、それよりも低い電圧の駆動電圧を駆動回路から出力し、スイッチ回路を駆動することにより、消費電流の増大を抑制できるという効果を奏するものである。   According to the present invention, immediately after the path switching signal is input, a high driving voltage is output from the driving circuit, and the switching circuit is driven to shorten the switching time, and is set in advance from switching. In a steady state after a lapse of time, an increase in current consumption can be suppressed by outputting a lower drive voltage from the drive circuit and driving the switch circuit.

本発明の半導体スイッチ回路の基本構成を説明する図である。It is a figure explaining the basic composition of the semiconductor switch circuit of the present invention. 本発明の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the Example of this invention. 本発明の半導体スイッチ回路の動作を説明するタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating the operation of the semiconductor switch circuit of the present invention. 本発明の実施例のスイッチング特性を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the switching characteristic of the Example of this invention. 従来の半導体スイッチ回路の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional semiconductor switch circuit. スイッチ回路を構成するスイッチFETの説明図である。It is explanatory drawing of switch FET which comprises a switch circuit. スイッチング時間を短縮するため、スイッチ回路を駆動させる電圧を高くする方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to raise the voltage which drives a switch circuit, in order to shorten switching time. スイッチFETのゲート電流特性を説明する図である。It is a figure explaining the gate current characteristic of switch FET. 従来の半導体スイッチ回路のスイッチング特性を示す特性線図である。It is a characteristic line figure which shows the switching characteristic of the conventional semiconductor switch circuit.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.

図1は、本発明の半導体スイッチ回路の基本構成を説明する図である。図1に示す半導体スイッチ回路は、正負電圧で駆動するSPDT半導体スイッチ回路である。経路切替信号入力端子(VCTL)40に外部から印加される経路切替信号に応じて、第1の個別入出力端子21と第2の個別入出力端子22のいずれか一方と、共通入出力端子20とがスイッチ回路6を介して接続され、高周波信号の通過経路が形成される構成となっている。また、従来同様、レベルシフト回路3、負電圧出力回路4、駆動回路5を備えるほか、本発明では検出回路1、パルス発生回路2、レベルシフト短絡回路S1を備える構成となっている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a semiconductor switch circuit according to the present invention. The semiconductor switch circuit shown in FIG. 1 is an SPDT semiconductor switch circuit driven with positive and negative voltages. One of the first individual input / output terminal 21 and the second individual input / output terminal 22 and the common input / output terminal 20 in accordance with a path switching signal applied to the path switching signal input terminal (VCTL) 40 from the outside. Are connected via a switch circuit 6 so that a high-frequency signal passing path is formed. In addition to the conventional level shift circuit 3, negative voltage output circuit 4, and drive circuit 5, the present invention includes a detection circuit 1, a pulse generation circuit 2, and a level shift short circuit S1.

従来例同様、レベルシフト回路3は、電源電圧VDDが電源供給端子41より供給されており、電源電圧VDDをレベルシフトさせて降下させた電圧を駆動電圧High供給端子42から駆動回路5に供給している。   As in the conventional example, the level shift circuit 3 is supplied with the power supply voltage VDD from the power supply terminal 41, and supplies the drive circuit 5 with the voltage that has been dropped by level shifting the power supply voltage VDD from the drive voltage High supply terminal 42. ing.

負電圧出力回路4は、図示しない負電圧発生回路等から負電圧が供給されている回路で、負電圧VSSを駆動電圧Low供給端子43から駆動回路5に供給している。   The negative voltage output circuit 4 is a circuit to which a negative voltage is supplied from a negative voltage generation circuit or the like (not shown), and supplies the negative voltage VSS from the drive voltage Low supply terminal 43 to the drive circuit 5.

駆動回路5は、レベルシフト回路3より駆動電圧Highのための電圧が供給され、負電圧出力回路5より駆動電圧Lowのための電圧が供給されるよう構成されている。駆動電圧Highは、スイッチ回路6のスイッチS11、S12を構成するスイッチFETを導通状態にするためにスイッチFETのゲートに印加する電圧であり、駆動電圧Lowは、スイッチFETを非導通状態にするためにスイッチFETのゲートに印加する電圧である。経路切替信号入力端子40に印加される経路切替信号に応じて、スイッチS11、S12の一方を導通状態に、他方を非導通状態にする駆動電圧Vcnt1、Vcnt2が出力される。   The drive circuit 5 is configured such that a voltage for the drive voltage High is supplied from the level shift circuit 3 and a voltage for the drive voltage Low is supplied from the negative voltage output circuit 5. The drive voltage High is a voltage applied to the gate of the switch FET in order to turn on the switch FET constituting the switches S11 and S12 of the switch circuit 6, and the drive voltage Low is used to put the switch FET in a non-conductive state. The voltage applied to the gate of the switch FET. In response to a path switching signal applied to the path switching signal input terminal 40, drive voltages Vcnt1 and Vcnt2 are output that make one of the switches S11 and S12 conductive and the other nonconductive.

検出回路1は、駆動回路5と経路切替信号状態出力端子31、32を通じて接続され、外部経路切替信号に応じて、論理値Highおよび論理値Lowが、駆動回路5から出力され、検出回路1に入力される。そして検出回路1では、経路切替信号が変化したことを検出すると検出信号が検出回路出力端子33、34から出力される。また、検出回路1を駆動するための電源電圧VDDが、電源供給端子41から供給されている。   The detection circuit 1 is connected to the drive circuit 5 through the path switching signal state output terminals 31 and 32, and the logical value High and the logical value Low are output from the drive circuit 5 in response to the external path switching signal and are supplied to the detection circuit 1. Entered. When the detection circuit 1 detects that the path switching signal has changed, the detection signal is output from the detection circuit output terminals 33 and 34. A power supply voltage VDD for driving the detection circuit 1 is supplied from the power supply terminal 41.

パルス発生回路2は、検出回路1と検出回路出力端子33、34を通じて接続され、外部経路切替信号が変化したことを検出して出力される検出信号が入力される。そして検出信号が入力すると、予め設定した時間、パルス発生回路2で生成されたパルス信号が、パルス発生回路出力端子35からレベルシフト短絡回路S1へ出力される。また、パルス発生回路2を駆動するための電源電圧VDDが電源供給端子41から供給されている。   The pulse generation circuit 2 is connected to the detection circuit 1 and the detection circuit output terminals 33 and 34, and receives a detection signal output by detecting that the external path switching signal has changed. When the detection signal is input, the pulse signal generated by the pulse generation circuit 2 for a preset time is output from the pulse generation circuit output terminal 35 to the level shift short circuit S1. A power supply voltage VDD for driving the pulse generation circuit 2 is supplied from the power supply terminal 41.

レベルシフト短絡スイッチ回路S1は、パルス発生回路2のパルス発生回路出力端子35から出力されたパルス信号を入力する。そして、パルス信号が入力している間は、レベルシフト短絡スイッチ回路S1を短絡状態とし、レベルシフト回路を迂回する経路を形成する。   The level shift short circuit switch circuit S1 inputs the pulse signal output from the pulse generation circuit output terminal 35 of the pulse generation circuit 2. While the pulse signal is being input, the level shift short-circuit switch circuit S1 is short-circuited to form a path that bypasses the level shift circuit.

レベルシフト回路3は、レベルシフト短絡スイッチ回路S1と並列接続されており、レベルシフト短絡スイッチ回路S1が短絡している状態では、電源電圧VDDがレベルシフト回路3を介さずにレベルシフト短絡スイッチ回路S1を経由して駆動回路5に供給され、レベルシフト短絡スイッチ回路S1が開放している状態では、電源電圧VDDがレベルシフト回路3により電圧降下された電圧VSCHが、駆動回路5に供給されるよう構成されている。   The level shift circuit 3 is connected in parallel with the level shift short-circuit switch circuit S1, and when the level shift short-circuit switch circuit S1 is short-circuited, the power supply voltage VDD does not go through the level shift circuit 3 but the level shift short-circuit switch circuit. In the state where the level shift short-circuit switch circuit S1 is open via S1, the voltage VSCH obtained by dropping the power supply voltage VDD by the level shift circuit 3 is supplied to the drive circuit 5. It is configured as follows.

次に、半導体スイッチ回路の動作について説明する。経路切替信号入力端子40に印加される経路切替信号が、ある状態から別の状態に変化すると、駆動回路5は、経路切替信号状態出力端子31、32から論理値Highおよび論理値Lowを検出回路1に出力する。その後、検出回路1から経路切替信号の状態変化を検出した信号(外部経路切替信号が変化したことを検出して出力される検出信号)が出力され、パルス発生回路2に入力する。検出信号を入力したパルス発生回路2は、予め設定された時間のパルス信号を発生させる。経路切替信号の状態が変化してから、予め設定した一定時間が経過すると、パルス信号の発生が停止する。レベルシフト短絡スイッチ回路S1は、パルス信号がパルス発生回路2から入力している間は、レベルシフト回路3を短絡した状態に保つ。この状態では、電源電圧VDDが、駆動回路5に供給されることになる。その後、予め設定した一定時間が経過すると、パルス信号が停止し、レベルシフト短絡スイッチ回路S1は開放状態に戻り、電源電圧VDDがレベルシフト回路3によって電圧降下された電圧VSCHが、駆動回路5に供給される。経路切替信号入力端子40に印加される線路切替信号が変化すると、スイッチS11、S12の導通状態が反転し、同様の動作が繰り返される。   Next, the operation of the semiconductor switch circuit will be described. When the path switching signal applied to the path switching signal input terminal 40 changes from one state to another state, the drive circuit 5 detects a logical value High and a logical value Low from the path switching signal state output terminals 31 and 32. Output to 1. Thereafter, the detection circuit 1 outputs a signal (detection signal output by detecting that the external path switching signal has changed), which is detected by the path switching signal, and is input to the pulse generation circuit 2. The pulse generation circuit 2 to which the detection signal is input generates a pulse signal for a preset time. Generation of a pulse signal is stopped when a predetermined time has elapsed since the state of the path switching signal has changed. The level shift short circuit switch circuit S1 keeps the level shift circuit 3 short-circuited while the pulse signal is input from the pulse generation circuit 2. In this state, the power supply voltage VDD is supplied to the drive circuit 5. Thereafter, when a predetermined time has elapsed, the pulse signal stops, the level shift short-circuit switch circuit S1 returns to the open state, and the voltage VSCH obtained by dropping the power supply voltage VDD by the level shift circuit 3 is supplied to the drive circuit 5. Supplied. When the line switching signal applied to the path switching signal input terminal 40 changes, the conduction state of the switches S11 and S12 is inverted, and the same operation is repeated.

このように、本発明に係る半導体スイッチ回路は、経路切替信号の状態が変化した直後の、非導通状態から導通状態に切り替わる際に、駆動電圧Highが、高電圧である電源電圧VDDによって駆動されるように構成することにより、スイッチング時間を短縮することができる。一方、経路切替信号の状態が変化してから一定時間経過した後は、レベルシフト回路により電圧降下された電圧VSCHを駆動電圧Highとして出力するため、消費電流の増加を抑制することができる。   As described above, the semiconductor switch circuit according to the present invention is driven by the power supply voltage VDD, which is a high voltage, when the non-conducting state is switched to the conducting state immediately after the path switching signal is changed. By configuring so, the switching time can be shortened. On the other hand, after a predetermined time has elapsed since the state of the path switching signal has changed, the voltage VSCH that has been dropped by the level shift circuit is output as the drive voltage High, so that an increase in current consumption can be suppressed.

次に実施例について説明する。図2は、スイッチ回路を構成するスイッチング素子としてGaAsFETを用いた場合に好適な、具体的な半導体スイッチ回路の構成を示す。   Next, examples will be described. FIG. 2 shows a specific configuration of a semiconductor switch circuit suitable when a GaAsFET is used as a switching element constituting the switch circuit.

検出回路1は、インバータ回路61、62と、インバータ回路61、62出力信号の立ち上がりを遅延させるための遅延回路として抵抗R1、R2と、キャパシタC1、C2を主たる構成要素としている。パルス発生回路2は、NOR回路63を主たる構成要素としている。レベルシフト回路3は、1つ(複数個直列接続しても良い)のダイオードDx1を主たる構成要素としている。   The detection circuit 1 mainly includes resistors R1 and R2 and capacitors C1 and C2 as delay circuits for delaying the rise of the output signals of the inverter circuits 61 and 62 and the inverter circuits 61 and 62. The pulse generation circuit 2 includes a NOR circuit 63 as a main component. The level shift circuit 3 is mainly composed of one (a plurality of diodes Dx1 may be connected in series).

図2に示すように、検出回路1を構成するインバータ回路61は、駆動回路5と経路切替信号状態出力端子31を通じて接続され、経路切替信号状態出力端子31からは外部経路切替信号と同じ状態の論理値が入力され、インバータ回路62は、駆動回路5と経路切替信号状態出力端子32を通じて接続され、経路切替信号状態出力端子32からは外部経路切替信号を反転させた状態の論理値が入力されるようになっている。具体的には、外部経路切替信号の状態がHighであった場合は、駆動回路5からインバータ回路61には、経路切替信号状態出力端子31を通じて論理値Highが入力され、インバータ回路62には、経路切替信号状態出力端子32を通じて論理値Lowが入力されるようになっている。また、外部からの経路切替信号の状態がLowであった場合は、駆動回路5からインバータ回路61には経路切替信号状態出力端子31を通じて論理値Lowが入力され、インバータ回路62には経路切替信号状態出力端子32を通じて論理値Highが入力されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the inverter circuit 61 configuring the detection circuit 1 is connected to the drive circuit 5 through the path switching signal state output terminal 31, and the path switching signal state output terminal 31 has the same state as the external path switching signal. The logic value is input, and the inverter circuit 62 is connected to the drive circuit 5 through the path switching signal state output terminal 32, and the logic value in a state where the external path switching signal is inverted is input from the path switching signal state output terminal 32. It has become so. Specifically, when the state of the external path switching signal is High, the logic value High is input from the drive circuit 5 to the inverter circuit 61 through the path switching signal state output terminal 31, and the inverter circuit 62 is input to the inverter circuit 62. A logical value Low is inputted through the path switching signal state output terminal 32. When the state of the path switching signal from the outside is Low, the logic value Low is input from the drive circuit 5 to the inverter circuit 61 through the path switching signal status output terminal 31, and the path switching signal is input to the inverter circuit 62. The logic value High is input through the status output terminal 32.

インバータ回路61を駆動させる電源電圧VDDは、電源供給端子41から供給され、インバータ回路61の論理値出力はインバータ回路出力端子33を通じて出力される。インバータ回路61の出力信号の立ち上がりを遅延させるために、電源供給端子41とインバータ回路61の間に抵抗R1が接続され、インバータ回路出力端子33の対地容量としてキャパシタC1が接続されている。また、インバータ回路62を駆動させる電源電圧VDDも、電源供給端子41から供給され、インバータ回路62の論理値出力はインバータ回路出力端子34を通じて出力される。インバータ回路62の出力信号の立ち上がりを遅延させるために、電源供給端子41とインバータ回路62の間に抵抗R2が接続され、インバータ回路出力端子34の対地容量としてキャパシタC2が接続されている。   The power supply voltage VDD for driving the inverter circuit 61 is supplied from the power supply terminal 41, and the logical value output of the inverter circuit 61 is output through the inverter circuit output terminal 33. In order to delay the rise of the output signal of the inverter circuit 61, a resistor R1 is connected between the power supply terminal 41 and the inverter circuit 61, and a capacitor C1 is connected as a ground capacitance of the inverter circuit output terminal 33. The power supply voltage VDD for driving the inverter circuit 62 is also supplied from the power supply terminal 41, and the logical value output of the inverter circuit 62 is output through the inverter circuit output terminal 34. In order to delay the rise of the output signal of the inverter circuit 62, a resistor R2 is connected between the power supply terminal 41 and the inverter circuit 62, and a capacitor C2 is connected as a ground capacitance of the inverter circuit output terminal 34.

パルス発生回路2を構成するNOR回路63は、インバータ回路61とインバータ回路出力端子33を通じて接続されており、インバータ回路61の論理値出力は、インバータ回路出力端子33を通じてNOR回路63に入力される。また、インバータ回路62とインバータ回路出力端子34を通じて接続されており、インバータ回路62の論理値出力は、インバータ回路出力端子34を通じてNOR回路63に入力される。NOR回路63を駆動させる電源電圧VDDは、電源供給端子41から供給され、NOR回路63からパルス信号出力が、NOR回路出力端子35を通じて出力される。   The NOR circuit 63 constituting the pulse generation circuit 2 is connected to the inverter circuit 61 through the inverter circuit output terminal 33, and the logical value output of the inverter circuit 61 is input to the NOR circuit 63 through the inverter circuit output terminal 33. The inverter circuit 62 is connected to the inverter circuit output terminal 34, and the logical value output of the inverter circuit 62 is input to the NOR circuit 63 through the inverter circuit output terminal 34. The power supply voltage VDD for driving the NOR circuit 63 is supplied from the power supply terminal 41, and a pulse signal output is output from the NOR circuit 63 through the NOR circuit output terminal 35.

レベルシフト短絡スイッチ回路S1は、電界効果トランジスタ等の半導体素子から構成することができ、例えばレベルシフト短絡スイッチ回路S1のゲートに、NOR回路63の出力が接続する構成とすると、NOR回路63から出力されるパルス信号により、開放もしくは短絡状態が制御されることになる。レベルシフト短絡スイッチ回路S1は、レベルシフト回路3を構成するダイオードDx1と並列に接続されている。   The level shift short-circuit switch circuit S1 can be composed of a semiconductor element such as a field effect transistor. For example, when the output of the NOR circuit 63 is connected to the gate of the level shift short-circuit switch circuit S1, the output from the NOR circuit 63 The open or short circuit state is controlled by the pulse signal. The level shift short-circuit switch circuit S1 is connected in parallel with the diode Dx1 constituting the level shift circuit 3.

レベルシフト回路3を構成するダイオードDx1は、ダイオードDx1のアノードが電源供給端子41を通じて電源電圧VDDと接続し、カソードが駆動電圧High供給端子42を通じて、駆動回路5と接続している。   The diode Dx1 constituting the level shift circuit 3 has the anode of the diode Dx1 connected to the power supply voltage VDD through the power supply terminal 41 and the cathode connected to the drive circuit 5 through the drive voltage High supply terminal 42.

次に動作について、図3を用いて説明する。図3は、横軸は時間を表しており、縦軸は経路切替信号電圧40、インバータ回路(61)出力端子33、インバータ回路(62)出力端子34、NOR回路出力端子35、駆動電圧High供給端子42、駆動電圧Vcnt1、Vcnt2、それぞれの電位を表している。経路切替信号が、経路切替信号入力端子40に、論理値LowとHighと交互に入力した場合の動作は次のようになる。   Next, the operation will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the path switching signal voltage 40, the inverter circuit (61) output terminal 33, the inverter circuit (62) output terminal 34, the NOR circuit output terminal 35, and the drive voltage High supply. The terminal 42 and the drive voltages Vcnt1 and Vcnt2 are represented by their respective potentials. The operation when the path switching signal is alternately input to the path switching signal input terminal 40 with the logical values Low and High is as follows.

時間t1からt2の間は、外部経路切替信号入力端子40には、論理値Lowが入力されている。この間、駆動回路5からインバータ回路61には、経路切替信号状態出力端子31を通じて論理値Lowが出力され、駆動回路5からインバータ回路62には、経路切替信号状態出力端子32を通じて論理値Highが出力される。   During time t1 to t2, the logical value Low is inputted to the external path switching signal input terminal 40. During this time, the logic value Low is output from the drive circuit 5 to the inverter circuit 61 through the path switching signal state output terminal 31, and the logic value High is output from the drive circuit 5 to the inverter circuit 62 through the path switching signal state output terminal 32. Is done.

インバータ回路61は、入力した論理値Lowを反転させた論理値Highをインバータ回路出力端子33を通じて出力し、インバータ回路62は、入力された論理値Highを反転させた論理値Lowをインバータ回路出力端子34を通じて出力する。   The inverter circuit 61 outputs the logic value High obtained by inverting the input logic value Low through the inverter circuit output terminal 33, and the inverter circuit 62 outputs the logic value Low obtained by inverting the input logic value High to the inverter circuit output terminal. 34 for output.

論理値Highがインバータ回路出力端子33を通じて、論理値Lowがインバータ回路出力端子34を通じてそれぞれ入力されたNOR回路63は、論理値LowをNOR回路出力端子35を通じてレベルシフト短絡スイッチ回路S1に出力する。この信号は、レベルシフト短絡スイッチ回路S1のゲート入力され、レベルシフト短絡スイッチ回路S1は開放状態となっている。   The NOR circuit 63 to which the logical value High is input through the inverter circuit output terminal 33 and the logical value Low is input through the inverter circuit output terminal 34 outputs the logical value Low to the level shift short circuit switch circuit S1 through the NOR circuit output terminal 35. This signal is input to the gate of the level shift short circuit switch circuit S1, and the level shift short circuit switch circuit S1 is in an open state.

一方、電源供給端子41からレベルシフト回路3に供給されて電源電圧VDDはダイオードDx1を経由して、電圧降下された電圧VSCHが駆動電圧High供給端子42から駆動回路5へ出力される。駆動回路5では、レベルシフト回路3から供給された電圧VSCHを駆動電圧Vcnt1としてスイッチ回路7のスイッチS11へ出力する。また、負電圧出力回路4から負電圧VSSが供給され、駆動電圧Vcnt2としてスイッチ回路7のスイッチS12へ出力される。   On the other hand, the power supply voltage VDD supplied from the power supply terminal 41 to the level shift circuit 3 is output from the drive voltage High supply terminal 42 to the drive circuit 5 via the diode Dx1. The drive circuit 5 outputs the voltage VSCH supplied from the level shift circuit 3 to the switch S11 of the switch circuit 7 as the drive voltage Vcnt1. Further, the negative voltage VSS is supplied from the negative voltage output circuit 4, and is output to the switch S12 of the switch circuit 7 as the drive voltage Vcnt2.

その結果、スイッチS11は駆動電圧Vcnt1により導通状態となり、スイッチS12は駆動電圧Vcnt2により非導通状態となり、第1の個別入出力端子21が共通入力端子20に接続されることとなる。このときスイッチS11を駆動する駆動電圧Vcnt1は、レベルシフト回路3によって電圧降下された電圧VSCHが供給されるているので、スイッチS11で消費する電流は抑制されることになる。   As a result, the switch S11 is turned on by the drive voltage Vcnt1, the switch S12 is turned off by the drive voltage Vcnt2, and the first individual input / output terminal 21 is connected to the common input terminal 20. At this time, the drive voltage Vcnt1 for driving the switch S11 is supplied with the voltage VSCH that has been dropped by the level shift circuit 3, so that the current consumed by the switch S11 is suppressed.

次に、時間t2で外部経路切替信号入力端子40からの入力信号が論理値Lowから論理値Highに切り替わるものとする。外部経路切替信号入力端子40からの入力信号が論理値Lowから論理値Highに切り替わった(経路切替信号の入力状態が変化したとき)直後は、駆動回路5からインバータ回路61には、経路切替信号状態出力端子31を通じて論理値Highが出力され、駆動回路5からインバータ回路62には、経路切替信号状態出力端子32を通じて論理値Lowが出力される。   Next, it is assumed that the input signal from the external path switching signal input terminal 40 is switched from the logic value Low to the logic value High at time t2. Immediately after the input signal from the external path switching signal input terminal 40 is switched from the logic value Low to the logic value High (when the input state of the path switching signal changes), the path switching signal is sent from the drive circuit 5 to the inverter circuit 61. A logical value High is output through the state output terminal 31, and a logical value Low is output from the drive circuit 5 to the inverter circuit 62 through the path switching signal state output terminal 32.

インバータ回路61は、入力した論理値Highを反転させた論理値Lowをインバータ回路出力端子33を通じて出力し、インバータ回路62は、入力した論理値Lowを反転した論理値Highをインバータ回路出力端子34を通じて出力することになる。ここで、論理値Lowから論理値Highへの切り替わりは、遅延回路R2、C2により遅延される。そのため、インバータ回路62の出力端子34の電位は、図3に示すように立ち上がりが鈍った波形となる。   The inverter circuit 61 outputs a logic value Low obtained by inverting the input logic value High through the inverter circuit output terminal 33, and the inverter circuit 62 outputs a logic value High obtained by inverting the input logic value Low through the inverter circuit output terminal 34. Will be output. Here, switching from the logic value Low to the logic value High is delayed by the delay circuits R2 and C2. Therefore, the potential of the output terminal 34 of the inverter circuit 62 has a waveform with a slow rise as shown in FIG.

このような立ち上がりが鈍った波形が入力すると、NOR回路63では、インバータ回路出力端子33、34から共にNOR回路63の閾値より低い信号が入力される時間が存在することになる。その結果、NOR回路63から、図3に示すようはパルス信号が出力されることになる。   When such a waveform with a dull rise is input, the NOR circuit 63 has a time during which signals lower than the threshold value of the NOR circuit 63 are input from the inverter circuit output terminals 33 and 34. As a result, a pulse signal is output from the NOR circuit 63 as shown in FIG.

このパルス状の信号は、レベルシフト短絡スイッチ回路S1のゲートにNOR回路出力端子35を通じて入力され、レベルシフト短絡スイッチ回路S1は短絡状態となる。   This pulse-like signal is input to the gate of the level shift short-circuit switch circuit S1 through the NOR circuit output terminal 35, and the level shift short-circuit switch circuit S1 is short-circuited.

レベルシフト短絡スイッチ回路S1が短絡状態となると、電源電圧VDDは、ダイオードDx1によって電圧降下されることなく、レベルシフト短絡スイッチ回路S1を経由して駆動電圧High供給端子42から供給される。駆動回路5では、電圧降下されていない電源電圧VDDを駆動電圧Vcnt2としてスイッチ回路6のスイッチS12へ出力する。また、負電圧出力回路4から負電圧VSSが供給され、駆動電圧Vcnt1としてスイッチ回路6のスイッチS11へ出力される。   When the level shift short circuit switch circuit S1 is in a short circuit state, the power supply voltage VDD is supplied from the drive voltage High supply terminal 42 via the level shift short circuit switch circuit S1 without being dropped by the diode Dx1. The drive circuit 5 outputs the power supply voltage VDD that has not been dropped to the switch S12 of the switch circuit 6 as the drive voltage Vcnt2. Further, the negative voltage VSS is supplied from the negative voltage output circuit 4, and is output to the switch S11 of the switch circuit 6 as the drive voltage Vcnt1.

スイッチS12は駆動電圧Vcnt2により導通状態になり、スイッチS11は駆動電圧Vcnt1により導通状態から非導通状態になり、第2の個別入出力端子22が共通入出力端子20に接続されることとなる。このときスイッチS12を駆動する駆動電圧Vcnt2は、レベルシフト回路3により電圧降下されることなく、電源電圧VDDから供給されることになる。そのため、スイッチS12のスイッチング時間は短縮される。一方、レベルシフト短絡スイッチS1が短絡している状態の間は、消費電流は増大することになる。   The switch S12 is turned on by the drive voltage Vcnt2, the switch S11 is turned from the conductive state to the nonconductive state by the drive voltage Vcnt1, and the second individual input / output terminal 22 is connected to the common input / output terminal 20. At this time, the drive voltage Vcnt2 for driving the switch S12 is supplied from the power supply voltage VDD without being dropped by the level shift circuit 3. Therefore, the switching time of the switch S12 is shortened. On the other hand, the current consumption increases while the level shift short-circuit switch S1 is short-circuited.

しかしこの状態は、図3に示すように、NOR回路63の閾値を超えると、NOR回路63は再び論理値Lowを出力するため、非常に短いことがわかる。この時間は、遅延回路R2、C2の時定数とNOR回路63の閾値によって所望の値に設定することができる。   However, as shown in FIG. 3, this state is very short because the NOR circuit 63 outputs the logic value Low again when the threshold value of the NOR circuit 63 is exceeded. This time can be set to a desired value by the time constants of the delay circuits R2 and C2 and the threshold value of the NOR circuit 63.

時間t3で、NOR回路63の出力が論理値Lowとなると、レベルシフト短絡スイッチ回路S1は、再び開放状態となり、電源供給端子41からレベルシフト回路3に供給される電源電圧VDDはダイオードDx1を経由して、電圧降下された電圧VSCHが駆動電圧High供給端子42から駆動回路5へ出力される。駆動回路5では、レベルシフト回路3から供給された電圧VSCHを駆動電圧Vcnt2としてスイッチ回路6のスイッチS12へ出力する。また負電圧出力回路4から負電圧VSSが供給され、駆動電圧Vcnt1としてスイッチ回路6のスイッチS11へ出力されている。   When the output of the NOR circuit 63 becomes the logic value Low at time t3, the level shift short-circuit switch circuit S1 is again opened, and the power supply voltage VDD supplied from the power supply terminal 41 to the level shift circuit 3 passes through the diode Dx1. Then, the voltage VSCH that has undergone the voltage drop is output from the drive voltage High supply terminal 42 to the drive circuit 5. The drive circuit 5 outputs the voltage VSCH supplied from the level shift circuit 3 to the switch S12 of the switch circuit 6 as the drive voltage Vcnt2. Further, the negative voltage VSS is supplied from the negative voltage output circuit 4, and is output to the switch S11 of the switch circuit 6 as the drive voltage Vcnt1.

その結果、スイッチS12は駆動電圧Vcnt2により導通状態が維持され、スイッチS11は駆動電圧Vcnt1により非導通状態が維持され、第2の個別入出力端子22が共通入力端子20に接続た状態が維持される。このときスイッチS12を駆動する駆動電圧Vcnt2は、レベルシフト回路3によって電圧降下された電圧VSCHが供給されるので、スイッチS12で消費する電流は抑制されることになる。   As a result, the switch S12 is kept conductive by the drive voltage Vcnt2, the switch S11 is kept non-conductive by the drive voltage Vcnt1, and the state where the second individual input / output terminal 22 is connected to the common input terminal 20 is maintained. The At this time, the drive voltage Vcnt2 for driving the switch S12 is supplied with the voltage VSCH that has been dropped by the level shift circuit 3, so that the current consumed by the switch S12 is suppressed.

同様に、時間t4で外部経路切替信号入力端子40から入力信号が論理値Highから論値Lowに切り替わると、インバータ回路61のインバータ回路出力端子33の電位が図3に示すように鈍った波形となり、NOR回路63にパルス信号が生成され、スイッチS11の駆動電圧として電源電圧VDDを供給することが可能となる。   Similarly, when the input signal from the external path switching signal input terminal 40 is switched from the logical value High to the logical value Low at time t4, the potential of the inverter circuit output terminal 33 of the inverter circuit 61 becomes a dull waveform as shown in FIG. A pulse signal is generated in the NOR circuit 63, and the power supply voltage VDD can be supplied as the drive voltage of the switch S11.

以上説明したように、本発明によれば、外部からの経路切替信号が論理値Lowから論理値Highに切り替わってから、あるいは論理値Highから論理値Lowに切り替わってから、スイッチS11、S12が導通状態になるまでの間、レベルシフト短絡スイッチ回路S1が短絡されるように遅延回路R1およびC1、R2およびC2の時定数およびNOR回路63の閾値を選ぶことにより、スイッチング時間特性の向上と消費電流の抑制の両立を実現することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the switches S11 and S12 are turned on after the external path switching signal is switched from the logical value Low to the logical value High or from the logical value High to the logical value Low. By selecting the time constants of the delay circuits R1 and C1, R2, and C2 and the threshold value of the NOR circuit 63 so that the level shift short-circuit switch circuit S1 is short-circuited until the state is reached, the switching time characteristics are improved and the current consumption It is possible to achieve both of the suppression.

本発明の実施の形態において、消費電流は、スイッチ回路の切替に係わる間は増大するが、切替に係わる時間はスイッチ駆動の全体から見れば微小であり、平均電流はほとんど増加しない。   In the embodiment of the present invention, the current consumption increases while switching the switch circuit, but the switching time is very small as viewed from the whole switch driving, and the average current hardly increases.

次に、本発明のスイッチ回路のスイッチング特性について説明する。図4は図1に示す本発明の半導体スイッチ回路のスイッチング特性のシミュレーション結果である。比較のため、図9に図5に示す従来の半導体スイッチ回路のスイッチング特性のシミュレーション結果を示す。図において、横軸は時間を、縦軸は高周波信号レベルを、それぞれ表している。シミュレーション条件は、高周波信号の周波数f=100MHz、電源電圧VDD=3V、レベルシフト回路により電圧降下された電圧VSCH=約1V、負電圧出力電圧VSS=−5V、スイッチFETのピンチオフ電圧Vp=−0.7Vとした。   Next, switching characteristics of the switch circuit of the present invention will be described. FIG. 4 is a simulation result of switching characteristics of the semiconductor switch circuit of the present invention shown in FIG. For comparison, FIG. 9 shows a simulation result of the switching characteristics of the conventional semiconductor switch circuit shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the high-frequency signal level. The simulation conditions are as follows: the frequency f of the high-frequency signal f = 100 MHz, the power supply voltage VDD = 3 V, the voltage VSCH dropped by the level shift circuit = about 1 V, the negative voltage output voltage VSS = −5 V, the pinch-off voltage Vp = −0 of the switch FET .7V.

経路切替信号入力端子40、40Aに、論理値Lowから論理値Highとなる経路切替信号を印加した際に、個別入出力端子22、22Aから入力された高周波信号が、共通入出力端子20、20Aから出力されるまでに要する立ち上がり時間を表したものである。なお、立ち上がり時間は、上述のように経路切替信号が印加されてから、高周波信号が最終的に安定した状態における信号レベルの90%に達するまでの時間として定義している。また、図において、符号G1、G3が付された波形は経路切替信号電圧を、符号G2、G4が付された波形は、共通入出力端子20、20Aから出力された高周波信号レベルを、それぞれ表している。高周波信号レベルは、その周波数が高いため正弦波の形状をとどめておらず、高周波信号レベルの包絡線の情報が得られている。   When a path switching signal that changes from the logic value Low to the logic value High is applied to the path switching signal input terminals 40 and 40A, the high-frequency signals input from the individual input / output terminals 22 and 22A are the common input / output terminals 20 and 20A. This represents the rise time required for the output from. The rise time is defined as the time from when the path switching signal is applied as described above until the high frequency signal finally reaches 90% of the signal level in a stable state. In the figure, waveforms with reference signs G1 and G3 represent path switching signal voltages, and waveforms with reference signs G2 and G4 represent high-frequency signal levels output from the common input / output terminals 20 and 20A, respectively. ing. Since the frequency of the high frequency signal level is high, the shape of the sine wave is not limited, and information on the envelope of the high frequency signal level is obtained.

まず、経路切替信号入力端子40、40Aに、論理値Lowから論理値Highとなる経路切替信号を印加した際に、個別入出力端子22、22Aから入力された高周波信号が、共通入出力端子20、20Aから出力されるまでに要する立ち上がり時間とを比較すると、図9に示す従来例では、1.99μsecであるのに対し、本願発明では1.13μsecと短縮されていることが確認できる。これは従来例と比較して、約40%の改善である。なお、立ち上がり時間は、図9で説明と同様、上述のように経路切替信号が印加されてから、高周波信号が最終的に安定した状態における信号レベルの90%に達するまでの時間として定義している。   First, when a path switching signal that changes from the logic value Low to the logic value High is applied to the path switching signal input terminals 40 and 40A, the high-frequency signal input from the individual input / output terminals 22 and 22A is the common input / output terminal 20. 9A is compared with the rise time required for output from 20A, it is 1.99 μsec in the conventional example shown in FIG. This is an improvement of about 40% compared to the conventional example. The rise time is defined as the time from when the path switching signal is applied as described above until the high frequency signal finally reaches 90% of the signal level in a stable state, as described in FIG. Yes.

また、消費電流を比較してみると、本発明の場合、経路切替信号が切り替わった直後においては、導通状態のスイッチFETは電源電圧VDDで駆動されるため、消費電流は約50uAとなり、従来回路の10倍程度に増加する。しかし、切替に係わる時間はμsecオーダーであり、スイッチ駆動全体の時間がmsecオーダーであることと比べれば微小であり、平均電流はほとんど増加しない。   When comparing the current consumption, in the present invention, immediately after the path switching signal is switched, the conductive switch FET is driven by the power supply voltage VDD, so that the current consumption is about 50 uA. It increases to about 10 times. However, the time for switching is on the order of μsec, which is very small compared with the time for the entire switch driving being on the order of msec, and the average current hardly increases.

以上本発明の実施例についてSPDTスイッチを例にとり説明したが、本発明は、SPDTスイッチに限定されるものでないことは勿論であり、それ以外の多入力、多出力のスイッチ回路に適用することができる。経路切替信号入力端子が多ビットの場合は、各ビットで検出回路、パルス発生回路とレベルシフト短絡回路を具備し、各ビットでのレベルシフト短絡回路をレベルシフト回路3に並列に接続することにより、上述した発明の効果を得ることができる。   The embodiments of the present invention have been described by taking the SPDT switch as an example. However, the present invention is not limited to the SPDT switch, and can be applied to other multi-input, multi-output switch circuits. it can. When the path switching signal input terminal is multi-bit, each bit has a detection circuit, a pulse generation circuit, and a level shift short circuit, and the level shift short circuit at each bit is connected to the level shift circuit 3 in parallel. The effects of the above-described invention can be obtained.

1:検出回路、2:パルス発生回路、3:レベルシフト回路、4:負電圧出力発生回路、5:駆動回路、6:スイッチ回路、20:共通入出力端子、21,22:個別入出力端子、31,32:経路切替信号状態出力端子、33,34:インバータ回路出力端子、35:パルス発生回路(NOR回路)出力端子、40:経路切替信号入力端子、41:電源供給端子、42:駆動電圧High供給端子、61,62:インバータ回路、63:NOR回路、S1:レベルシフト短絡スイッチ回路、Dx1:ダイオード、C1,C2:遅延回路容量、R1,R2:遅延回路抵抗、S11,S12:スイッチ 1: detection circuit, 2: pulse generation circuit, 3: level shift circuit, 4: negative voltage output generation circuit, 5: drive circuit, 6: switch circuit, 20: common input / output terminal, 21, 22: individual input / output terminal , 31, 32: path switching signal status output terminal, 33, 34: inverter circuit output terminal, 35: pulse generation circuit (NOR circuit) output terminal, 40: path switching signal input terminal, 41: power supply terminal, 42: drive Voltage High supply terminal, 61, 62: Inverter circuit, 63: NOR circuit, S1: Level shift short circuit switch circuit, Dx1: Diode, C1, C2: Delay circuit capacitance, R1, R2: Delay circuit resistance, S11, S12: Switch

Claims (2)

少なくとも1つの共通入出力端子と、2つ以上の複数の個別入出力端子と、前記共通入出力端子と前記複数の個別入出力端子とを選択的に接続するスイッチ回路と、外部からの経路切替信号に応じて前記スイッチ回路へ駆動電圧を出力する駆動回路と、前記駆動電圧を生成するレベルシフト回路とを具備する半導体スイッチ回路であって、
前記経路切替信号の入力状態が変化したことを検出する検出回路と、前記検出回路から出力される検出信号からパルス信号を発生させるパルス発生回路と、前記パルス発生回路から出力されたパルス信号を入力し、前記パルス信号が入力しているとき前記レベルシフト回路を迂回させるレベルシフト短絡スイッチ回路とを備え、
前記経路切替信号の入力状態が変化したときから予め設定された時間だけ、前記パルス発生回路から前記パルス信号を前記レベルシフト短絡スイッチに出力して、前記レベルシフト短絡スイッチを迂回させ、前記シフトレベル回路に入力する電圧を前記駆動電圧として前記駆動回路に出力し、
前記予め設定した時間が経過した後は、前記パルス発生回路から前記パルス信号の出力を停止し、前記レベルシフト短絡スイッチを開放状態として、前記レベルシフト回路を経由し電圧降下させた電圧を前記駆動電圧として前記駆動回路に出力することを特徴とする半導体スイッチ回路。
At least one common input / output terminal, two or more individual input / output terminals, a switch circuit for selectively connecting the common input / output terminal and the plurality of individual input / output terminals, and path switching from the outside A semiconductor switch circuit comprising: a drive circuit that outputs a drive voltage to the switch circuit in response to a signal; and a level shift circuit that generates the drive voltage,
A detection circuit that detects that the input state of the path switching signal has changed, a pulse generation circuit that generates a pulse signal from the detection signal output from the detection circuit, and a pulse signal output from the pulse generation circuit And a level shift short circuit switch circuit that bypasses the level shift circuit when the pulse signal is input,
The pulse signal is output from the pulse generation circuit to the level shift short-circuit switch for a preset time from when the input state of the path switching signal is changed, the level shift short-circuit switch is bypassed, and the shift level A voltage input to the circuit is output to the drive circuit as the drive voltage;
After the preset time has elapsed, the output of the pulse signal from the pulse generation circuit is stopped, the level shift short-circuit switch is opened, and the voltage dropped through the level shift circuit is driven. A semiconductor switch circuit that outputs the voltage to the drive circuit as a voltage.
請求項1記載の半導体スイッチ回路において、
前記検出回路は、前記駆動回路から出力される経路切替状態に対応した論理の異なる少なくとも2つの信号を入力し、少なくとも一方の信号のみを遅延させて出力し、
前記パルス発生回路は、前記遅延した信号からパルス信号を形成することを特徴とする半導体スイッチ回路。
The semiconductor switch circuit according to claim 1,
The detection circuit inputs at least two signals having different logics corresponding to the path switching state output from the drive circuit, delays and outputs only at least one signal,
The semiconductor switch circuit, wherein the pulse generation circuit forms a pulse signal from the delayed signal.
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