JP6616949B2 - 低雑音増幅器ドレインスイッチ回路 - Google Patents

Description

本開示の実施の形態は、広く回路の分野に関し、特に、スイッチング回路に関する。

いくつかの集積回路（ＩＣ）は、別々の送信経路および受信経路を含みうる。いくつかの場合、低雑音増幅器（ＬＮＡ）は、ＩＣの受信経路に位置しうる。ＩＣが送信モードであるいくつかの場合、つまり、ＩＣの送信経路に沿って信号が送信されている場合において、ＬＮＡをオフにする、もしくは、停止させることが望ましいかもしれない。特に、受信経路が送信経路から十分に分離されていないおそれがあるため、ＬＮＡをオフにして、ＬＮＡによる意図しない増幅に起因する受信経路を通じた信号のフィードバックを妨げることが望ましいかもしれない。いくつかの場合、信号のフィードバックは、例えば、ＩＣの圧縮モード特性での不連続性が生じることにより、品質の悪化した伝送信号につながるかもしれない。

実施の形態は、例示を目的とし、添付の図面の記載に限定されないことを目的として例示される。添付の図面において同種の要素には同種の符号が付される。

様々な実施の形態に係る一体型マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）の例を示すブロック図である。

様々な実施の形態に係るＬＮＡドレインスイッチの例を示す図である。

様々な実施の形態に係るダイオードの電圧−電流曲線の例を示すグラフである。

様々な実施の形態に係るＬＮＡドレインスイッチ回路に接続されるＬＮＡの電圧−電流曲線の例を示すグラフである。

様々な実施の形態に係るＬＮＡドレインスイッチ回路の製造工程の例を示すフローチャートである。

様々な実施の形態に係る無線通信デバイスの例を示すブロック図である。

実施の形態は、送信経路および受信経路を含む集積回路（ＩＣ）における低雑音増幅器（ＬＮＡ）ドレインスイッチ回路を含む。ＬＮＡドレインスイッチ回路は、第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含んでもよく、第１ＦＥＴのドレイン接点は、第２ＦＥＴのゲート接点に接続される。第２ＦＥＴのドレイン接点は、そのゲート接点に接続されてもよい。第２ＦＥＴのソース接点は、ＬＮＡに接続されるダイオードに接続されてもよい。第１ＦＥＴのゲート接点は、負電圧またはゼロ電圧のいずれかを供給するように構成される制御電圧源に接続されてもよい。第２ＦＥＴのドレイン接点は、正電圧を与えるように構成されるドレイン電圧源に接続されてもよい。実施の形態において、制御電圧源が負電圧を与えるとき、ドレイン電圧源からの電流は第２ＦＥＴを通じてＬＮＡに流れ込んでもよい。制御電圧源がゼロ電圧を与えるとき、第２ＦＥＴはオフになり、非常にわずかな電流を引き込んでもよい。ＦＥＴとＬＮＡの間のダイオードは、ＬＮＡゲート電圧に独立して第２ＦＥＴがオフになるときに、ＬＮＡで見た電圧および電流を減らしてもよい。

制御電圧源は、ＩＣが受信モードのときに負電圧を提供してもよく、ＬＮＡドレインスイッチ回路に接続されるＬＮＡは、ＩＣが受信している信号を増幅するように機能してもよい。同様に、制御電圧源は、ＩＣが送信モードのときにゼロ電圧を提供してもよい。ゼロ電圧を与える制御電圧源に起因したＬＮＡドレインスイッチ回路によって生じうる低減された電圧および電流は、ＬＮＡが望ましくない信号を受信経路に沿ってフィードバックしないようＬＮＡを効果的にオフにしてもよい。

例示される実施の形態に係る様々な態様は、当業者にとって一般的に採用される用語を用いて他の当業者に本発明の本質を伝えるために示される。しかしながら、以下に示されるいくつかの要素のみを用いて代替的な実施の形態を実施しうることは、当業者にとって明らかであろう。説明のために、特定の装置または構成は、例示される実施の形態の詳細な理解を与えるために示される。しかし、当業者にとって、代替的な実施の形態を具体的な細部を省いて実施しうることは明らかであろう。他の例では、例示される実施の形態を不明確としないために、周知な特徴は除外され、もしくは単純化される。

さらに、様々な動作は、複数の個別の動作として本開示の理解を最も助ける形で順に示される。しかしながら、記載の順序は、これらの動作が必ずしも順序依存であることを示すものであるとして解釈されるべきはない。特に、これらの動作は、説明される順序で実行される必要はない。

「一つの実施の形態において」の語は、繰り返し用いられる。この語は、ほとんどの場合において、同じ実施の形態を参照するものではないが、同じ実施の形態を参照するかもしれない。「備える」、「有する」および「含む」の語は、文脈において別に規定されない限り、同義語である。

様々な実施の形態の結合に用いうる用語に対し、文脈上の明確性を与えるため、「Ａ／Ｂ」および「Ａおよび／またはＢ」の語は、（Ａ）、（Ｂ）または（ＡおよびＢ）を意味することとする。また、「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」の語は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、ＢおよびＣ）を意味する。

「〜と接続される」の語は、ここでは、派生的に用いられうる。「接続される」は、以下に示す一以上の意味で用いられうる。「接続される」は、二以上の要素が物理的または電気的に直接接触することを意味しうる。しかしながら、「接続される」は、二以上の要素が互いに間接的に接触しつつ互いに協働または相互作用することも意味し、また、一つ以上の他の要素が、上述の意味で互いに接続された要素間において結合または接続されることを意味しうる。

図１は、一体型マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）の例を示す。実施の形態において、ＭＭＩＣ１００は、ＧａＮ１５として知られる、５０μｍ厚の炭化シリコン（ＳｉＣ）上に成長させたゲート長０．１５μｍの窒化ガリウム（ＧａＮ）に実施されうるが、他の実施の形態においては、異なるゲート長または異なる厚さ、例えば、任意のゲート長もしくは厚さを有するＧａＮもしくはＳｉＣに実施されてもよいし、または、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）もしくはいくつかの他の材料に実施されてもよい。いくつかの実施の形態において、ゲート長は、例えば、０．２５μｍ長、０．５μｍ長、または、いくつかの他の長さであってもよい。いくつかの実施の形態において、ＳｉＣ基板は、２５μｍ厚、１００μｍ厚、１５０μｍ厚、または、いくつかの他の厚さであってもよい。

ＭＭＩＣ１００は、二つの単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチ１０５および１１０を含んでもよい。ＳＰＤＴスイッチ１０５は、トランシーバ入力／出力端子１１５に接続されてもよい。トランシーバ入力／出力端子１１５は、集積された送信および受信回路または別々の送信回路および受信回路を含みうるトランシーバに接続されてもよい。ＭＭＩＣ１００は、アンテナ端子１２０をさらに含んでもよい。アンテナ端子１２０は、一以上のアンテナ（不図示）に信号を送信し、または、一以上のアンテナから信号を受信するように構成されてもよい。ＳＰＤＴスイッチ１１０は、アンテナ端子１２０に接続されてもよい。

ＭＭＩＣ１００は、別々の送信経路１２５および受信経路１３０を含んでもよい。送信経路１２５は、パワー増幅器（ＰＡ）１３５にてドレイン電圧を受けるように構成されるドレイン電圧源１４０に接続されたＰＡ１３５を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、ＰＡ１３５のドレイン電圧は、約２０ボルト（Ｖ）であってもよいが、他の実施の形態において、ドレイン電圧は、ＰＡ１３５の作動時にそれより大きくても小さくてもよい。同様に、受信経路１３０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１４５にてドレイン電圧を受けるように構成されるドレイン電圧源１５０に接続されたＬＮＡ１４５を含んでもよい。ＬＮＡ１４５は、「高利得」ＬＮＡであってもよい。いくつかの実施の形態において、ＬＮＡ１４５のドレイン電圧は、ＬＮＡ１４５の作動時に１０Ｖであってもよいが、他の実施の形態において、それより大きくても小さくてもよい。

実施の形態において、ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０は、電圧制御されてもよい。例えば、一実施の形態において、−２０Ｖのスイッチ制御電圧が制御電圧源１６０からＳＰＤＴスイッチ１０５に印加されてもよく、それに応じて、ＳＰＤＴスイッチ１０５は、トランシーバ入力／出力端子１１５を送信経路１２５に接続してもよい。同時に、０Ｖのスイッチ制御電圧が別の制御電圧源１５５によりＳＰＤＴスイッチ１１０に印加され、アンテナ端子１２０が送信経路１２５に接続されてもよい。さらに、いくつかの実施の形態において、０Ｖのスイッチ制御電圧が制御電圧源１６０によりＳＰＤＴスイッチ１０５に印加され、トランシーバ入力／出力端子１１５が受信経路１３０に接続されるとともに、−２０Ｖのスイッチ制御電圧が制御電圧源１５５によりＳＰＤＴスイッチ１１０に印加され、アンテナ端子１２０が受信経路１３０に接続されてもよい。他の実施の形態において、スイッチ制御電圧は、上述の電圧から切り替えられてもよいし上述の電圧と異なってもよい。例えば、−２０Ｖの電圧によりＳＰＤＴスイッチ１０５がトランシーバ入力／出力端子１１５と受信経路１３０を接続させる一方で、０Ｖの電圧によりＳＰＤＴスイッチ１１０がトランシーバ入力／出力端子１１５と送信経路１２５を接続させるようにである。他の実施の形態において、制御電圧は、上述の−２０Ｖまたは０Ｖより大きくても小さくてもよい。いくつかの実施の形態において、ＳＰＤＴスイッチ１０５に接続される制御電圧源１６０は、ＳＰＤＴスイッチ１１０に接続される制御電圧源１５５と同じであってもよいが、ＳＰＤＴスイッチ１１０に０Ｖの制御電圧が向かうときにＳＰＤＴスイッチ１０５に−２０Ｖの制御電圧が向かうこと、およびその逆となることを確保するために、一以上の反転素子が用いられうることに留意すべきである。図１に示されるように、ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０は送信経路１２５に接続されているが、ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０へのスイッチ制御電圧の印加により、これらが受信経路１３０に接続されてもよいことが上述の記載に基づいて理解されるであろう。上述した様々なスイッチ制御電圧は、−２０Ｖまたは０Ｖとして記載されるが、いくつかの実施の形態において、スイッチ制御電圧は正確に−２０Ｖまたは０Ｖでなくてもよい。むしろ、いくつかの実施の形態において、スイッチ制御電圧や、約−２０Ｖまたは約０Ｖであってもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、スイッチ制御電圧は、プロセスおよび／またはテクノロジに依存しうる正または負のばらつきを有してもよい。

トランシーバ入力／出力端子１１５およびアンテナ端子１２０を送信経路１２５に接続させるようにスイッチ１０５および１１０が構成されるＭＭＩＣ１００において、ＬＮＡ１４５をオフする、もしくは、停止させることが望ましいかもしれない。特に、ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０は、受信経路１３０を送信経路１２５から十分に分離しないおそれがあるため、ＬＮＡ１４５をオフにして、アンテナ端子１２０での信号が受信経路１３０を通じてトランシーバ入力／出力端子１１５にフィードバックされるのを妨げることが望ましいかもしれない。いくつかの場合、信号のフィードバックは、例えば、ＭＭＩＣ１００の圧縮モード特性にて不連続性が生じることにより、品質の低下した伝送信号につながるかもしれない。

いくつかの従来の解決策では、ＬＮＡ１４５の一以上の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）をピンチオフするの十分でありうる負電圧をＬＮＡ１４５のゲートバイアス線に印加することにより、ＬＮＡ１４５がオフにスイッチされるかもしれない。いくつかの実施の形態において、その負電圧は約−５Ｖであってもよい。この負電圧は、詳細を後述するように、ゲート電圧源１６５から提供されてもよい。

しかしながら、いくつかの場合において、受信経路１３０と送信経路１２５の間の高周波（ＲＦ）パワーレベルの差が顕著となりうる。例えば、送信経路１２５のパワーレベルは、５Ｗから１００Ｗのオーダーであるかもしれない。しかしながら、受信経路１３０のパワーレベルは、１ｍＷより小さいオーダーであるかもしれない。

さらに、ＭＭＩＣ１００のようなＧａＮトランジスタは、ＭＭＩＣ１００がピンチオフ電圧にバイアスされる場合であっても、ＲＦパワーによる駆動時に自己バイアスしうる。言いかえれば、送信経路１２５がＲＦパワーを見るとき、ＭＭＩＣ１００は、上述したように受信経路１３０に見られる電流を引き込むかもしれない。さらに、ＬＮＡ１４５といったＬＮＡに存在しうるようなＧａＮ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、約１０Ｖのドレイン電圧（Ｖｄ）で動作するときに改善された雑音特性を示しうる。

いくつかの場合において、ＭＭＩＣ１００の一以上の上述した望ましくない特性に対する解決策は、スイッチ１０５および１１０の分離を増大させることであるかもしれない。しかしながら、スイッチ１０５および１１０の分離の増大は、回路全体の特性を低減させうるスイッチ１０５および１１０の挿入損失を増大させるかもしれない。さらに、スイッチ１０５および１１０の分離の増大は、ＭＭＩＣ１００またはＭＭＩＣ１００を用いるシステムのダイ面積や回路の複雑性を増大させうる。

図２は、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００の例を示す。ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、上述したＭＭＩＣ１００に用いられ、上述したＭＭＩＣ１００の一以上の望ましくない特性を低減または除去しうる。具体的には、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、ＬＮＡ１４５のドレイン電圧源１５０に接続されてもよい。ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、ゲート接点２１０と、ドレイン接点２１５と、ソース接点２２０とを有するＦＥＴ２０５を含んでもよい。ソース接点２２０は、グランド２２５に接続されてもよい。ＦＥＴ２０５および２３５は、デプレッション型ＦＥＴであってもよい。ゲート接点２１０は、詳細が後述される制御電圧源２３０に接続されてもよい。

ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、ゲート接点２４０と、ソース接点２４５と、ドレイン接点２５０とを有する第２ＦＥＴ２３５を含んでもよい。第２ＦＥＴ２３５のドレイン接点２５０は、ドレイン電圧源１５０と同様でありうるドレイン電圧源２５５に接続されてもよい。ＦＥＴ２０５のドレイン接点２１５は、第２ＦＥＴ２３５のゲート接点２４０に接続されてもよい。ＦＥＴ２０５のドレイン接点２１５は、電気的にドレイン接点２１５とドレイン電圧源２５５の間に位置する抵抗２６０に接続されてもよい。後述されるように、いくつかの実施の形態において、抵抗２６０は、約５００００オーム（Ω）のオーダーの比較的高い値を有してもよい。他の実施の形態において、抵抗２６０は、より大きい値またはより小さい値を有してもよい。

第２ＦＥＴ２３５のソース接点２４５は、ダイオード２６５および２７０といった一以上のダイオードと接続されてもよい。省略記号により図示されるように、追加のダイオードが用いられてもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、三以上のダイオードが用いられてもよい。他の実施の形態において、一つのダイオードのみが用いられてもよい。ダイオード、例えば、ｎ番目のダイオード２７０は、ＬＮＡ１４５と同様でありうるＬＮＡ２７５に接続されてもよい。ＬＮＡ２７５は、ドレイン接点２８０と、ソース接点２８２と、ゲート接点２８５とを有するＦＥＴ２７８を含んでもよい。ソース接点２８２は、グランド２８８に接続されてもよい。ゲート接点は、上述のゲート電圧源１６５と同様でありうるゲート電圧源２９０と接続されてもよい。ゲート電圧源は、例えば、−２．４Ｖをゲート接点２８５に与えるように構成されてもよい。ＬＮＡ２７５は、非常に単純化した種類のＬＮＡ２７５として示されているが、他の実施の形態において、ＬＮＡ２７５は、より多い数もしくはより少ない数の素子を含んでもよい。

ＬＮＡドレインスイッチ回路２００の動作を説明する前に、ダイオード２６５および２７０などのダイオードの機能を簡単に説明することが有用であるかもしれない。図３は、ダイオード２６５および２７０などのダイオードの電圧−電流曲線の例を示す。

いくつかの場合において、ダイオードは、比較的低い電圧でのゲート機能を実行しうる。図３に示されるように、電圧が増加したとしても、ダイオードを通る電流は０または約０アンペア（Ａ）でありうる。図３の点３００にて示される電圧のような閾値レベルに電圧が到達すると、電圧が増加するにつれて電流が増加し始めうる。図３に示されるように、３０５での特定電圧まで、電流の変化に対して電圧はほんの少ししか増加しないかもしれない。その後、図３の線３１０で示されるように、電圧はほぼ線形により顕著に増加しうる。

図２に戻ると、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００の動作が説明されうる。具体的に、制御電圧源２３０は、ＳＰＤＴスイッチ１０５の制御電圧源１６０またはＳＰＤＴスイッチ１１０の制御電圧源１５５であってもよい。具体的に、制御電圧源２３０は、ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０が受信経路１３０に接続されるときに、−２０Ｖの制御電圧を出力する制御電圧源１６０または１５５のいずれか一方であってもよい。図１に関して上述した例において、制御電圧源２３０は制御電圧源１５５であるだろう。しかしながら、上述したように、他の実施の形態において、制御電圧源１６０は、ＳＰＤＴスイッチ１０５を受信経路１３０に接続するために−２０Ｖの電圧を出力してもよい。この実施の形態において、制御電圧源２３０は、制御電圧源１６０であってもよい。他の実施の形態において、制御電圧は−２０Ｖと異なってもよいが、この例の説明のために−２０Ｖが用いられる。

ドレイン電圧源２５５は、例えば２０Ｖの正電圧を与えるように構成されてもよく、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、約４０ｍＡで動作するように構成されてもよい。しかしながら、他の実施の形態において、異なるドレイン電圧または異なる電流が供給されてもよいが、この例の説明のために、ドレイン電圧が２０Ｖとして説明され、電流が４０ｍＡとして説明されるであろう。ＭＭＩＣ１００が受信モードのとき、つまり、スイッチ１０５および１１０が受信経路１３０に接続されるとき、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、ＦＥＴ２０５のゲート接点２１０にて−２０Ｖの電圧を見るかもしれない。ゲート接点２１０での負電圧は、ＦＥＴ２０５をオフにさせるかもしれない。つまり、ドレイン電圧源２５５からの電流を、ドレイン接点２１５からソース接点２２０へと、したがって、グランド２２５へと引き込まない（または、リーク電流の形で非常に小さい電流を引き込む）かもしれない。

ＦＥＴ２０５がオフになって電流を引き込まない（もしくは、非常に少ない電流を引き込む）ため、ＦＥＴ２３５のゲート接点２４０で見たときのドレイン電圧源２５５により供給される電圧に対する抵抗２６０にわたる電圧降下は非常に小さいであろう。具体的に、電圧は、抵抗値を乗算した電流に等しく、抵抗２６０を通じて引き込まれる電流はない（または非常に小さい）ため、抵抗２６０にわたる電圧の変化は、非常に小さく、ほぼゼロであるだろう。したがって、ゲート接点２４０での電圧は、約２０Ｖであろうだろう。抵抗２６０の値が５００００であるこの例において、ＦＥＴ２３５における小さな量のゲートリーク電流に起因して、ゲート接点２４０の電圧は１９．７Ｖとなりうる。

ダイオード２６５および２７０は、ドレイン電圧源２５５とＬＮＡ２７５の間での電圧降下を生じさせるために選択されてもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、四つの別々のダイオードがあってもよい。ダイオードは、約２０Ｖの電圧からドレイン接点２８０で測定される約１０Ｖの電圧までの第２ＦＥＴ２３５にわたる電圧を減少させるように連結されてもよい。電流は、ＬＮＡ２７５にて依然として約４０ｍＡでありうる。異なる数または種類のダイオードがドレイン接点２８０にて測定されるドレイン電圧源２５５からの電圧降下を増加または減少させるために用いられてもよい。具体的に、より多くの数のダイオードは電圧降下を増加させる一方、より少ない数のダイオードは電圧降下を減少させうる。

いくつかの実施の形態において、ドレイン接点２８０にて測定される電圧は、ＬＮＡ２７５の動作ドレイン電圧に依存してもよい。例えば、ＬＮＡ２７５が１０Ｖのドレイン電圧で動作するように構成されうるため、ドレイン接点２８０にとって１０Ｖは望ましい電圧かもしれない。したがって、ダイオードの種類の数は、ソース接点２４５からくる電圧を望ましい１０Ｖに減らすために選択されてもよい。他の実施の形態において、ＬＮＡは異なるドレイン電圧にて動作するように構成されてもよい。これら実施の形態において、異なる数および種類のダイオードが、ソース接点２４５から出力される電圧をＬＮＡの所望のドレイン電圧に低減させるために選択されてもよい。

ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０が送信経路１２５に接続されるとき、制御電圧源２３０は０Ｖを出力してもよい。したがって、ＦＥＴ２０５のゲート接点２１０は、０Ｖの電圧を見てもよく、その結果、ＦＥＴ２０５がオンになってもよい。言いかえれば、ＦＥＴ２０５は、２０Ｖの電圧を供給しうるドレイン電圧源２５５からの電流を引き込むように試みうる。しかしながら、抵抗２６０の大きさに起因して、ＦＥＴ２０５により引き込まれる電流は非常に小さいかもしれず、例えば、約０．４０３ｍＡであるかもしれない。したがって、ＦＥＴ２３５のゲート接点２４０にて見られる電圧は、非常に小さいかもしれない。例えば、この実施の形態において、ＦＥＴ２３５のゲート接点２４０にて見られる電圧は、約０．０１６１Ｖであるかもしれない。

ＦＥＴ２３５のゲート接点２４０における比較的小さい電流は、ＦＥＴ２３５をオフに非常に近い状態にさせうる。つまり、ＦＥＴ２３５は、ドレイン電圧源２５５から非常に小さい電流を引き込むかもしれない。この電流は、リーク電流とみなされるかもしれない。ＦＥＴ２３５が非常に小さい電流を引き込むため、ソース接点２４５の電圧は、引き込み電流に依存した電圧に浮遊するかもしれない。例えば、この実施の形態において、ソース接点２４５における電圧は、３．４Ｖに浮遊するかもしれない。

上述のように、ダイオード２６５および２７０は、ＦＥＴ２４０のソース接点２４５にて測定される電圧からＬＮＡ２７５のＦＥＴ２７８のドレイン接点２８０にて測定される電圧まで電圧を低減するように機能しうる。低減された電圧は、電流を低減させてもよい。例えば、低減された電圧に起因して、ＦＥＴ２３５、ダイオード２６５および２７０にわたる電流は０．００３５６ｍＡ程度に小さいかもしれない。このような低い電流においてもダイオードは、図３の動作点３００にて示されるかなりの量の電圧を降下させうる。この実施の形態において、四つ以上のこのようなダイオードがＦＥＴ２７８のドレイン接点２８０にて測定される電圧を約０Ｖに降下させうる。例えば、ドレイン接点２８０にて測定される電圧は、０．０００３３５Ｖ程度に小さいかもしれない。

ＬＮＡ２７５のＦＥＴ２７８のドレイン接点２８０にて見られる比較的小さい電流および電圧に起因して、ＦＥＴ２７８は、ダイオード２６５および２７０を通る追加の電流の引き込みを試みてもよい。しかしながら、図３に示されるように、追加の電流の引き込みは、各ダイオードにわたる電圧降下を増大させ、その結果、ドレイン接点２８０における０Ｖに近いバイアスを維持させうる。したがって、ドレイン接点２８０での電圧が０Ｖにほぼ等しくなりうるため、ＦＥＴ２７８は追加の電流を引き込めないかもしれない。その結果、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、ＭＭＩＣ１００が送信モードのとき、ＬＮＡ２７５の電流および電圧を非常に小さいレベルに保つように機能するかもしれない。

図４は、図２に示したようなＬＮＡドレインスイッチ回路２００に接続されるＬＮＡ２７５における電流／電圧グラフの例を示す。この図の説明のために、ＭＭＩＣ１００が送信モードであり、ＳＰＤＴスイッチ１０５および１１０が送信経路１２５に接続されていることを仮定している。この例において、例えばゲート電圧源２９０からのＬＮＡゲート電圧が増加したとしても、ＬＮＡドレインスイッチ回路２００から引き込まれる電流は、約０．００４ｍＡ程度に非常に小さいままである。

図５は、図２のＬＮＡドレインスイッチ回路を製造するための工程例を示す。はじめに、５００において、ＦＥＴ２０５のドレイン接点２１５などのドレイン接点は、抵抗２６０などの抵抗に接続されてもよい。さらに５０５にて、ドレイン接点２１５は、ＦＥＴ２３５のゲート接点２４０などのゲート接点に接続されてもよい。次に５１０にて、ＦＥＴ２３５のドレイン接点２５０などのドレイン接点は、抵抗に接続されてもよい。５１５にて、ＦＥＴ２３５のソース接点２４５などのソース接点は、ダイオード２６５などのダイオードに接続されてもよい。最後に５２０にて、ダイオードは、ＬＮＡ２７５などのＬＮＡに接続されてもよい。上述のように、いくつかの実施の形態において、ダイオード２７０などの追加のダイオードは、ダイオード２６５とＬＮＡ２７５の間に接続されてもよい。この実施の形態において、ダイオードは５２０にてＬＮＡに直接接続されなくてもよいが、ダイオードが５２０にてＬＮＡに電気的に接続されるとみなされてもよい。

ＭＭＩＣ１００、特にＬＮＡドレインスイッチ回路２００は、様々なシステムに組み込まれてもよい。図６には、システム６００の例のブロック図が示される。図示されるように、システム６００は、いくつかの実施の形態において高周波（ＲＦ）パワー増幅器（ＰＡ）モジュールであってもよいＰＡモジュール６０２を含む。システム６００は、図示されるようにＰＡモジュール６０２に接続されるトランシーバ６０４を含んでもよい。ＰＡモジュール６０２は、増幅、スイッチング、ミキシングなどの任意の種類の動作を実行するためのＭＭＩＣ１００を含んでもよい。様々な実施の形態において、ＭＭＩＣ１００は、追加的／代替的に、例えばアップコンバートを提供するためにトランシーバ６０４に含まれてもよいし、様々なスイッチング機能を提供するためにアンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）６０６に含まれてもよい。

ＰＡモジュール６０２は、ＲＦ入力信号ＲＦｉｎをトランシーバ６０４から受信してもよい。ＰＡモジュール６０２は、ＲＦ入力信号ＲＦｉｎを増幅してＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔを提供してもよい。ＲＦ入力信号ＲＦｉｎおよびＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔの双方は、図６にてＴｘ−ＲＦｉｎおよびＴｘ−ＲＦｏｕｔによりそれぞれ示される送信チェーンの一部であってもよい。

増幅されたＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔは、アンテナ構造６０８を通じたＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔの無線（ＯＴＡ；over-the-air）伝送を生じさせるＡＳＭ６０６に提供されてもよい。ＡＳＭ６０６は、アンテナ構造６０８を通じてＲＦ信号を受信してもよく、受信したＲＦ信号Ｒｘを受信チェーンに沿ってトランシーバ６０４に結合させてもよい。

様々な実施の形態において、アンテナ構造６０８は、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、マイクロストリップアンテナ、または、ＲＦ信号のＯＴＡ伝送／受信に適したいかなる他の種類のアンテナを含む、一以上の指向性および／または無指向性アンテナを含んでもよい。

システム６００は、パワー増幅を含む任意のシステムであってもよい。様々な実施の形態において、ＲＦ信号をスイッチするためにシステム６００にＭＭＩＣ１００を含むことは、システム６００が高いＲＦパワーおよび周波数にてパワー増幅のために用いられるときに特に有用でありうる。例えば、ＭＭＩＣ１００がシステム６００に含めることは、特に、約３２ｄＢｍ以上のパワーおよび約１８００ＭＨｚ以上の周波数を有するグローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））信号の伝送や、例えば８００ＭＨｚから９１５ＭＨｚで約３４ｄＢｍ以上のパワーを有する低帯域ＧＳＭ信号の伝送において有益でありうる。

システム６００は、地上波通信および衛星通信や、レーダシステムの任意の一以上に適用可能であり、様々な産業および医療用途において利用可能でありうる。より具体的には、様々な実施の形態において、システム６００は、レーダデバイス、無線通信デバイス、モバイルコンピュータデバイス（例えば、電話、タブレット、ラップトップなど）、基地局、ラジオ放送、または、テレビの増幅システムから選択される一つであってもよい。

本開示は、上述の実施の形態の観点から示されたが、本開示の範囲を逸脱しない限りにおいて、同様の目的を実現すると考えられるさまざまな代替的および／または等価な実施の形態により、上述した特定の実施の形態が置換されてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。当業者であれば、本開示によって示された内容が、様々な実施の形態として実施されてもよいことは、すぐに理解されるであろう。本記載は、制限的であるとみなされるのではなく、例示的であるとみなされることを意図する。

Claims (20)

1. 第１ゲート接点と、第１ソース接点と、第１ドレイン接点とを有する第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、
   第２ゲート接点と、第２ソース接点と、第２ドレイン接点とを有する第２ＦＥＴであって、前記第２ゲート接点が前記第１ドレイン接点と接続され、前記第２ドレイン接点が抵抗を介して前記第２ゲート接点に接続される第２ＦＥＴと、
   前記第２ソース接点に接続されるダイオードと、を備える低雑音増幅器（ＬＮＡ）ドレインスイッチ回路。
2. 前記第１ゲート接点は、スイッチのための制御電圧源に接続される、請求項１に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
3. 前記制御電圧源は、負電圧、または、ゼロ電圧を提供する、請求項２に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
4. 前記ＬＮＡドレインスイッチ回路は、一体型マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）のＬＮＡドレインスイッチ回路である、請求項１に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
5. 前記ＬＮＡドレインスイッチ回路は、前記ＭＭＩＣの受信経路におけるＬＮＡと接続される、請求項４に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
6. 前記ＭＭＩＣは、窒化ガリウム（ＧａＮ）またはガリウム砒素（ＧａＡｓ）ＭＭＩＣである、請求項４に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
7. 前記ダイオードは、第１ダイオードであり、
   前記第１ダイオードと直列に接続される第２ダイオードをさらに備える、請求項１に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
8. 前記第１ドレイン接点は、正電圧を提供するよう構成されるドレイン電圧源に接続される、請求項１に記載のＬＮＡドレインスイッチ回路。
9. ドレイン電圧源と、
   制御電圧源と、
   前記ドレイン電圧源および前記制御電圧源に接続される集積回路（ＩＣ）と、を備え、
   前記ＩＣは、
   低雑音増幅器（ＬＮＡ）と、
   前記制御電圧源に接続される第１ゲート接点と、前記ドレイン電圧源に抵抗を介して接続される第１ドレイン接点と、を有する第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、
   前記第１ドレイン接点に接続される第２ゲート接点と、前記ドレイン電圧源に接続される第２ドレイン接点と、前記ＬＮＡに接続されるソース接点とを有する第２ＦＥＴと、
   電気的に前記ソース接点と前記ＬＮＡの間の位置に接続されるダイオードと、を備える、システム。
10. 前記ＬＮＡおよび前記制御電圧源に接続されるスイッチをさらに備え、
    前記制御電圧源は、前記スイッチに制御電圧を与える、請求項９に記載のシステム。
11. 前記ＩＣは、一体型マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）である、請求項９に記載のシステム。
12. 前記ＭＭＩＣは、窒化ガリウム（ＧａＮ）ＭＭＩＣである、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記ＬＮＡは、前記ＭＭＩＣの受信経路にある、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記ＭＭＩＣの送信経路にあるパワー増幅器（ＰＡ）をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ダイオードは、第１ダイオードであり、
    前記第１ダイオードと前記ＬＮＡの間に接続される第２ダイオードをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
16. 第１ＦＥＴの第１ドレイン接点を第２ＦＥＴのゲート接点に接続することと、
    前記第２ＦＥＴの第２ドレイン接点を前記第２ＦＥＴのゲート接点に抵抗を介して接続することと、
    前記第２ＦＥＴのソース接点をダイオードに接続することと、
    前記ダイオードを低雑音増幅器（ＬＮＡ）に接続することと、を備える方法。
17. 前記ＬＮＡは、窒化ガリウム（ＧａＮ）一体型マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）のＬＮＡである、請求項１６に記載の方法。
18. 前記ＬＮＡは、前記ＧａＮ−ＭＭＩＣの受信経路のＬＮＡである、請求項１７に記載の方法。
19. 前記ゲート接点は、第２ゲート接点であり、
    前記第１ＦＥＴの第１ゲート接点において、前記ＬＮＡに接続されるスイッチに関するスイッチ制御電圧を受けることをさらに備える、請求項１７に記載の方法。
20. 前記ダイオードは、第１ダイオードであり、
    前記第１ダイオードと前記ＬＮＡの間に第２ダイオードを接続することをさらに備える、請求項１６に記載の方法。