JP4087354B2 - 4x4 switch and 8x8 switch - Google Patents
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Description
本発明は、入力信号を任意の出力に切り替えて出力する多入力多出カスイッチに関し、電界効果トランジスタ(以下FETと略記)等をオン/オフすることにより信号経路を切り替える多入力多出力スイッチ、特に4×4スイッチおよび8×8スイッチに関わる。 The present invention relates to a multi-input multi-output switch that switches an input signal to an arbitrary output and outputs the multi-input multi-output switch that switches a signal path by turning on / off a field effect transistor (hereinafter abbreviated as FET). In particular, it relates to 4 × 4 switches and 8 × 8 switches.
FETを用いたSingle-Pole n-Throw(SPnT/単極n投)スイッチやn-Pole n-Throw(n極n投)スイッチは、広帯域、低消費電力および高速切替速度という特徴から、無線通信用携帯端末の送受切替スイッチや、入力信号を任意の出力に切り替えて出力する多入力多出力のスイッチマトリックスなどに広く利用されている。例えば、下記「非特許文献1」には図24に示す4入力4出力スイッチ(以下4×4スイッチ)の構成が開示されている。
Single-pole n-throw (SPnT / single-pole n-throw) switches using FETs and n-pole n-throw (n-pole n-throw) switches are characterized by wide bandwidth, low power consumption, and high-speed switching speed. It is widely used for transmission / reception change-over switches of mobile terminals and multi-input / multi-output switch matrices for switching input signals to arbitrary outputs. For example, the following “Non-Patent
図24において、この4×4スイッチは、121〜124の4つの2×2スイッチと、521〜524の4本の伝送線路で構成されている。各2×2スイッチは、それぞれ複数のFETを用いた4つのSPDT(単極双投)スイッチを用いて構成されている。この2×2スイッチとして下記「特許文献1」で開示されている従来例を図25に示す。
In FIG. 24, this 4 × 4 switch includes four 2 × 2
図25における、この従来例の2×2スイッチは、入力端子111,112および出力端子211,212にそれぞれSPDTスイッチ911、912、921、922を備え、これらのSPDTスイッチ間を4本のインタコネクション用伝送線路51〜54で接続することにより、スイッチマトリックスとして動作する構成となっている。また、各SPDTスイッチは、シリーズ・シャントFET構成となっており、例えばSPDTスイッチ911の場合には、シリーズFET311とシャントFET311SおよびシリーズFET312とシャントFET312Sとで構成されている。
The conventional 2 × 2 switch in FIG. 25 includes SPDT switches 9 11 , 9 12 , 9 21 , 9 22 at
この2×2スイッチの動作は以下の通りである。
入力端子111から入力される信号は、SPDTスイッチ911共通端子に入力され、SPDTスイッチ921への接続経路である伝送線路51か、またはSPDTスイッチ922への接続経路である伝送線路52に出力される。
The operation of this 2 × 2 switch is as follows.
A signal input from the
同様に、入力端子112から入力される信号は、SPDTスイッチ912の共通端子に入力され、SPDTスイッチ921への接続経路である伝送線路53か、またはSPDTスイッチ922への接続経路である伝送線路54に出力される。
Similarly, the signal input from the input terminal 1 12 is input to the common terminal of the SPDT switch 9 12, connection route to the transmission line 3 or a connection route to the SPDT switch 9 21 or SPDT switch 9 22, is output to the
SPDTスイッチ921においては、伝送線路51または伝送線路53からのどちらか一方の信号を出力端子211に出力するように制御され、SPDTスイッチ922においては、伝送線路52または伝送線路54からのどちらか一方の信号を出力端子212に出力するように制御される。
In SPDT switch 9 21 is controlled to output either a signal from the transmission line 5 1 or the transmission line 3 to the output terminal 211, the SPDT switch 9 22, the transmission line 5 2 or transmission lines It is controlled to output either one of the signal to the
ここで、SPDTスイッチ911および921中のFETのゲートバイアスは、SPDTスイッチ911のシリーズFET311、シャントFET312Sと、SPDTスイッチ912のシリーズFET321、シャントFET322Sが制御端子61から、SPDTスイッチ911のシリーズFET312、シャントFET311Sと、SPDTスイッチ912のシリーズFET322、シャントFET321Sが制御端子62からそれぞれ共通に印加できるようになっている。なお、出力端子211,212に接続されたSPDTスイッチ921,922中のFETにも同様に、2個の制御端子61,62からゲートバイアスを印加できる構成となっている。
Here, the gate bias of the FETs in the SPDT switches 9 11 and 9 21 is such that the series FET 3 11 and the shunt FET 3 12S of the SPDT switch 9 11 and the series FET 3 21 and the shunt FET 3 22S of the SPDT switch 9 12 are controlled from the control terminal 6 1. , series FET 3 12 of the SPDT switch 9 11, a shunt FET 3 11S series FET 3 22 of the SPDT switch 9 12, which is to be applied to the common each shunt FET 3 21S from the control terminal 6 2. Note that a same manner, can be applied to two
シリーズ・シャントFET構成のスイッチは、通過時にはシリーズFETをON、シャントFETをOFFに制御し、遮断時にはシリーズFETをOFF、シャントFETをONに制御する。従って、図25に示した従来例では、制御端子61および62に相補的な電圧を印加することにより、(入力端子111から出力端子211、入力端子112から出力端子212)および(入力端子111から出力端子212、入力端子112から出力端子211)という2通りの通過状態を切り替えることができる構成となっている。また、入出力端子を図25に示す方形配置の対向する辺に備えていることにより、カスケード接続が容易になり、スイッチを大規模化しやすい構成ともなっている。
The switch of the series shunt FET configuration controls the series FET to be ON and the shunt FET to be OFF when passing, and controls the series FET to be OFF and the shunt FET to be ON when the switch is cut off. Therefore, in the conventional example shown in FIG. 25, by applying complementary voltages to the control terminals 6 1 and 6 2, (the output terminal 2 12 from the input terminal 1 11 from the output terminal 2 11, an input terminal 1 12) And (passage of
この2×2スイッチを図24に示した4×4スイッチに適用した場合、制御端子数が8個で済むこと、および伝送線路521〜524の長さを同一にし、かつ2×2スイッチ121〜124を同一の構成とすれば、本構成で実現できる全ての通過状態において挿入損失や信号の通過時間(通過位相)を揃えることができるという利点がある一方で、以下の問題点が生じてしまう。
When applying this 2 × 2 switch to 4 × 4 switch shown in FIG. 24, the number of control terminals requires only eight, and the length of the
まず第1に、完全な4×4スイッチマトリックスとして動作しないという問題点である。これは、2×2スイッチ121に入力される信号の一方は必ず2×2スイッチ124に入力され、2×2スイッチ122に入力される信号の一方は必ず2×2スイッチ123に入力され、2×2スイッチ123と124との間で信号の切替えが行われないことに起因している。このため、マトリックス動作に必要な24通りの通過状態のうち、(入力端子11から出力端子21、入力端子12から出力端子22、入力端子13から出力端子23、入力端子14から出力端子24)を含む8通りの通過状態を実現できないことになってしまう。
First, there is a problem that it does not operate as a complete 4 × 4 switch matrix. This is because one of the signals input to the 2 × 2
第2に、シャントFET311S、312S、321S、322Sにより信号通過経路がグランドに接続されているため、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号を通過させることができないという問題点である。 Second, since the signal passing path is connected to the ground by the shunt FETs 3 11S , 3 12S , 3 21S , and 3 22S , a baseband signal having a logic level other than 0V cannot be passed. Is a point.
第3に、各2×2スイッチの入出力の両方にそれぞれ2個づつのSPDTスイッチを配置しているため、回路規模が大きくなることに加えて、制御線の交差数が増大しアイソレーション特性が劣化してしまうという問題点である。 Thirdly, since two SPDT switches are arranged for both the input and output of each 2 × 2 switch, the circuit scale is increased and the number of control line intersections is increased, resulting in isolation characteristics. It is a problem that will deteriorate.
第4に、最小単位スイッチであるSPDTの規模をこれ以上大きくした場合、シリーズ・シャントFET構成ではゲートバイアスを共通にすることが不可能になるため、各シリーズ/シャントFET毎にゲートバイアス用制御線や制御端子が必要になり、これに伴う配線交差数の増大に起因するアイソレーション特性の劣化や、制御端子数の増大に伴う回路規模および実装困難性の増大を招いてしまうという問題点である。 Fourth, if the scale of SPDT, which is the smallest unit switch, is further increased, it becomes impossible to make the gate bias common in the series shunt FET configuration, so gate bias control for each series / shunt FET Wires and control terminals are required, resulting in degradation of isolation characteristics due to an increase in the number of wiring intersections, and an increase in circuit scale and mounting difficulty due to an increase in the number of control terminals. is there.
第5にGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTでスイッチを構成した場合、正電源動作が困難であるという問題点である。 Fifth, when a switch is configured by MESFET or HEMT using a compound semiconductor such as GaAs, there is a problem that the positive power supply operation is difficult.
スイッチの特性で重要なのは、ON経路の挿入損失とOFF経路のアイソレーションである。このうち挿入損失は、主に使用するFETのON抵抗に依存し、アイソレーションは主にFETのOFF容量に依存する。このため、高周波スイッチ用デバイスとしては、ON抵抗とOFF容量を低減できるGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTが多用されている。 What is important in the characteristics of the switch is the insertion loss of the ON path and the isolation of the OFF path. Of these, the insertion loss mainly depends on the ON resistance of the FET used, and the isolation mainly depends on the OFF capacitance of the FET. For this reason, MESFETs and HEMTs using compound semiconductors such as GaAs that can reduce the ON resistance and the OFF capacitance are frequently used as high frequency switching devices.
しかしながら、一般的にMESFETやHFMTはディプレッション(ノーマリーオン)型FETであるため、しきい値電圧(Vth)が負電圧となる。従って、従来例のようにシャントFETによりドレインおよびソースの電位が自動的に0Vになる場合には、ゲートバイアスが0Vの時FETはON状態にあり、FETをOFF状態にするにはVthより低い負電圧が必要とされ、制御回路に負電圧発生回路が必要になる。特に携帯端末においては、この負電圧発生回路が実装上大きな領域を占めるため、FETスイッチの正電源動作が強く望まれている。
本発明の目的は上記従来の問題点を解決し、マトリックス動作が可能で、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号を通過させることができ、大規模化が容易で正電源動作も可能なスイッチを提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, enable matrix operation, pass a baseband signal having a logic level other than 0V DC level, easily increase the scale, and perform positive power supply operation. It is to provide a possible switch.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1においては、4個の信号入力端子と、第1〜第5の5個の2×2スイッチと、4個の信号出力端子と、2つの伝送手段とを備え、前記5個の2×2スイッチは、それぞれ第1および第2の2つの入力端子と第1および第2の2つの出力端子とを備え、前記第1および第2の2つの入力端子に入力された信号を、前記第1および第2の出力端子、または前記第2および第1の出力端子にそれぞれ出力し、前記4個の信号入力端子は、前記第1および第2の2×2スイッチの第1および第2の入力端子にそれぞれ接続され、前記第1の2×2スイッチの第1の出力端子は、前記第3の2×2スイッチの第1の入力端子に接続され、前記第2の2×2スイッチの第1の出力端子は、前記第3の2×2スイッチの第2の入力端子に接続され、前記第1の2×2スイッチの第2の出力端子は、前記第4の2×2スイッチの第1の入力端子に接続され、前記第2の2×2スイッチの第2の出力端子は、前記第4の2×2スイッチの第2の入力端子に接続され、前記第3と第4の2×2スイッチの第1の出力端子は、前記2つの伝送手段の一端にそれぞれ接続され、前記第3と第4の2×2スイッチの第2の出力端子は、前記第5の2×2スイッチの第1と第2の入力端子にそれぞれ接続され、前記4個の信号出力端子は、前記2つの伝送手段の他の一端および前記第5の2×2スイッチの第1と第2の出力端子にそれぞれ接続され、前記伝送手段を通過する信号の通過時間が、前記第5の2×2スイッチを通過する信号の通過時間と同一となるように設定したことを規定している。
To achieve the above object, in
請求項2においては、請求項1に記載の4×4スイッチにおいて、前記4個の入力端子と前記4個の出力端子を入れ替えた構成について規定した。
In
請求項3においては、請求項1または請求項2に記載の4×4スイッチにおいて、前記伝送手段の挿入損失または利得が、前記第5の2×2スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを規定している。 According to a third aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to the first or second aspect, the insertion loss or gain of the transmission means is equal to the insertion loss or gain of the fifth 2 × 2 switch, and a desired bandwidth. It is stipulated that they are set to be the same.
請求項4においては、請求項1または請求項2に記載の4×4スイッチにおいて、さらに第1の2個の抵抗を備え、前記第1の2個の抵抗は、前記2つの伝送手段にそれぞれ直列に接続され、前記それぞれ直列に接続された抵抗と伝送手段の合計の挿入損失または利得が、前記第5の2×2スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを規定している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to the first or second aspect, the first two resistors are further provided, and the first two resistors are respectively connected to the two transmission units. Connected in series, the total insertion loss or gain of each of the resistors and transmission means connected in series is set to be the same as the insertion loss or gain of the fifth 2 × 2 switch in the desired band. It stipulates that
請求項5においては、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、前記第1乃至第5の2×2スイッチは、それぞれ少なくとも2つ以上の単極双投スイッチを用いた構成についてい規定している。 In a fifth aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to any one of the first to fourth aspects, each of the first to fifth 2 × 2 switches includes at least two single-pole double-throw switches. It stipulates the configuration used.
請求項6においては、請求項5に記載の4×4スイッチにおいて、前記単極双投スイッチは、微小機械スイッチで構成することを規定している。 According to a sixth aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to the fifth aspect of the present invention, the single-pole double-throw switch is defined as a micromechanical switch.
請求項7においては、請求項5に記載の4×4スイッチにおいて、前記単極双投スイッチは、少なくとも2つ以上のFETで構成することを規定している。 According to a seventh aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to the fifth aspect, the single-pole double-throw switch is constituted by at least two FETs.
請求項8においては、請求項7に記載の4×4スイッチにおいて、前記2×2スイッチは、第1と第2の2個の単極双投スイッチと、第1乃至第4の4本の伝送線路で構成され、前記単極双投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の2端子に接続された2個のFETで構成され、前記第1の単極双投スイッチの当該共通端子以外の2端子に、前記第1および第2の伝送線路の一端をそれぞれ接続し、前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子に、前記第3および第4の伝送線路の一端をそれぞれ接続し、前記2×2スイッチの第1および第2の入力端子または第1および第2の出力端子が、前記第1および第2の単極双投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、前記2×2スイッチの第1および第2の出力端子または第1および第2の入力端子が、前記第1および第3の伝送線路の他端と、前記第2および第4の伝送線路の他端とにそれぞれ接続された構成を規定している。
According to
請求項9においては、請求項7に記載の4×4スイッチにおいて、前記2×2スイッチは、第1と第2の2個の単極双投スイッチと、第1の2つの接続手段と、第2の2つの接続手段とで構成され、前記単極双投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の2端子に接続された2個のFETで構成され、前記2×2スイッチの第1および第2の入力端子または第1および第2の出力端子が、前記第1および第2の単極双投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、前記第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子と、前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子とは、所定の間隔で互いに対向するように配置され、互いに対向して配置された前記第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子と前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子とを、前記第1の2つの接続手段でそれぞれ接続し、前記第2の2つの接続手段は、一端が前記2×2スイッチの第1および第2の出力端子または第1および第2の入力端子に、他端が前記第1の2つの接続手段にそれぞれ接続され、前記第2の接続手段の一方は、前記第2の接続手段とは接続関係にない前記第1の接続手段と交差した構成について規定している。 According to claim 9, in the 4 × 4 switch according to claim 7, the 2 × 2 switch includes first and second two single-pole double-throw switches, first two connection means, The single-pole double-throw switch comprises two FETs each having one of its drain or source connected to a common terminal and the other connected to two terminals other than the common terminal. The first and second input terminals or the first and second output terminals of the 2 × 2 switch are respectively connected to the common terminals of the first and second single-pole double-throw switches, Two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch are arranged so as to face each other at a predetermined interval, and face each other. Of the first single-pole double-throw switch Two terminals other than the communication terminal and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch are respectively connected by the first two connection means, and the second two connection means are connected to one end. Is connected to the first and second output terminals or the first and second input terminals of the 2 × 2 switch, and the other end is connected to the first two connection means, respectively, and one of the second connection means Defines a configuration intersecting with the first connection means that is not connected to the second connection means.
請求項10においては、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、さらに各組がそれぞれ4個の抵抗で構成された1乃至5組の第2の抵抗と、少なくとも1つの制御端子とを備え、前記各組に属する4個の抵抗は、その一端が前記制御端子に接続され、他端がそれぞれ、前記第1と第2の2×2スイッチの第1および第2の入力端子、または前記第1と第2の2×2スイッチの第1および第2の出力端子、および前記第3と第4の2×2スイッチの第1および第2の入力端子、または前記第3と第4の2×2スイッチの第1および第2の出力端子、または前記4個の信号出力端子、の少なくとも1つに接続された構成について規定している。 According to a tenth aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to any one of the first to ninth aspects, each group further includes 1 to 5 groups of second resistors each including four resistors, and at least One of the four resistors belonging to each of the groups, one end of which is connected to the control terminal, and the other end of the first and second 2 × 2 switches. Two input terminals, or first and second output terminals of the first and second 2 × 2 switches, and first and second input terminals of the third and fourth 2 × 2 switches, or It defines the configuration connected to at least one of the first and second output terminals of the third and fourth 2 × 2 switches or the four signal output terminals.
請求項11においては、請求項10に記載の4×4スイッチにおいて、前記1〜5組中の少なくとも1つの組に属する4個の抵抗を、4個のインダクタで置き換えた構成とした。 According to an eleventh aspect, in the 4 × 4 switch according to the tenth aspect, four resistors belonging to at least one of the first to fifth groups are replaced with four inductors.
請求項12においては、請求項10に記載の4×4スイッチにおいて、前記第2の4個の抵抗は、前記各接続手段間または前記各伝送手段間に、前記接続手段または伝送手段に平行に配置する構成とした。 In a twelfth aspect of the present invention, in the 4 × 4 switch according to the tenth aspect, the second four resistors are parallel to the connection means or the transmission means between the connection means or the transmission means. It was set as the structure to arrange.
請求項13においては、請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、さらに4個のキャパシタを備え、前記4個の入力端子に、それぞれ前記4個のキャパシタを直列に接続した構成とした。 In a thirteenth aspect of the present invention, the 4 × 4 switch according to any one of the first to twelfth aspects further includes four capacitors, and the four capacitors are connected in series to the four input terminals. Connected configuration.
請求項14においては、請求項10乃至請求項12のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、さらに8個のキャパシタを備え、前記4個の信号入力端子と前記4個の信号出力端子に、それぞれ前記8個のキャパシタを直列に接続する構成とした。 In the fourteenth aspect, the 4 × 4 switch according to any one of the tenth to twelfth aspects further includes eight capacitors, and the four signal input terminals and the four signal output terminals are provided with: Each of the eight capacitors is connected in series.
請求項15においては、請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の4×4スイッチにおいて、前記第1〜第5の各2×2スイッチ、または前記第1と第2の2×2スイッチ、または前記第3と第4の2×2スイッチ、または前記第5の2×2スイッチと前記第1の抵抗と前記伝送手段、または前記第5の2×2スイッチと前記第1の抵抗と前記伝送手段を除く第1乃至第4の2×2スイッチを含む回路、または前記4×4スイッチ全体のいずれかを半導体基板に集積する構成とした。
In
請求項16においては、8個の信号入力端子と、第1乃至第5の5個の4×4スイッチと、8個の信号出力端子と、4つの伝送手段とを備え、前記5個の4×4スイッチは、それぞれ第1乃至第4の4つの入力端子と第1乃至第4の4つの出力端子とを備え、前記第1乃至第4の4つの入力端子に入力された信号を、それぞれ当該第1乃至第4の出力端子のいずれかの出力端子に出力し、前記8個の信号入力端子は、前記第1および第2の4×4スイッチの第1乃至第4の入力端子にそれぞれ接続され、前記第1の4×4スイッチの第1と第2の出力端子は、前記第3の4×4スイッチの第1と第2の入力端子にそれぞれ接続され、前記第2の4×4スイッチの第1と第2の出力端子は、前記第3の4×4スイッチの第3と第4の入力端子にそれぞれ接続され、前記第1の4×4スイッチの第3と第4の出力端子は、前記第4の4×4スイッチの第1と第2の入力端子にそれぞれ接続され、前記第2の4×4スイッチの第3と第4の出力端子は、前記第4の4×4スイッチの第3と第4の入力端子にそれぞれ接続され、前記第3と第4の4×4スイッチの各第1と第2の出力端子は、それぞれ前記4つの伝送手段の一端に接続され、前記第3と第4の4×4スイッチの第3と第4の出力端子は、前記第5の4×4スイッチの当該第1乃至第4の入力端子にそれぞれ接続され、前記8個の信号出力端子は、前記4つの伝送手段の他の一端および前記第5の4×4スイッチの第1乃至第4の出力端子にそれぞれ接続され、前記伝送手段を通過する信号の通過時間が、前記第5のスイッチを通過する信号の通過時間と同一となるように設定したことを規定している。 The sixteenth aspect of the present invention includes eight signal input terminals, first to fifth five 4 × 4 switches, eight signal output terminals, and four transmission means. The x4 switch includes four first to fourth input terminals and four first to fourth output terminals, respectively, and signals input to the first to fourth input terminals are respectively The eight signal input terminals are output to any one of the first to fourth output terminals, and the eight signal input terminals are respectively connected to the first to fourth input terminals of the first and second 4 × 4 switches. And the first and second output terminals of the first 4 × 4 switch are connected to the first and second input terminals of the third 4 × 4 switch, respectively, and the second 4 × 4 switch The first and second output terminals of the four switch are connected to the third and fourth input terminals of the third 4 × 4 switch, respectively. The third and fourth output terminals of the first 4 × 4 switch are respectively connected to the first and second input terminals of the fourth 4 × 4 switch, and the second 4 × 4 switch is connected to the second 4 × 4 switch. The third and fourth output terminals of the x4 switch are connected to the third and fourth input terminals of the fourth 4x4 switch, respectively, and the third and fourth 4x4 switches are connected to the third and fourth input terminals, respectively. The first and second output terminals are respectively connected to one ends of the four transmission means, and the third and fourth output terminals of the third and fourth 4 × 4 switches are the fifth 4 × 4, respectively. The eight signal output terminals are connected to the first to fourth input terminals of the switch, respectively, and the other one end of the four transmission means and the first to fourth of the fifth 4 × 4 switch. Each signal connected to the output terminal and passing through the transmission means passes through the fifth switch. Defines that was set to be the same as the transit time of issue.
請求項17においては、請求項16に記載の8×8スイッチにおいて、前記8個の入力端子と前記8個の出力端子を入れ替えた構成とした。 In the seventeenth aspect, in the 8 × 8 switch according to the sixteenth aspect, the eight input terminals and the eight output terminals are interchanged.
請求項18においては、請求項16乃至請求項17のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、前記伝送手段の挿入損失または利得が、前記第5の4×4スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを規定している。
In
請求項19においては、請求項16乃至請求項18のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、さらに第3の4個の抵抗を備え、前記第3の4個の抵抗は、前記4つの伝送手段にそれぞれ直列に接続され、前記それぞれ直列に接続された抵抗と前記伝送手段との合計の挿入損失または利得が、前記第5の4×4スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において実質的に同一となるように設定したことを規定している。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the 8 × 8 switch according to any one of the sixteenth to eighteenth aspects, a third four resistors are further provided, and the third four resistors are the four transmissions. And the total insertion loss or gain of the respective series-connected resistor and the transmission means is substantially equal to the insertion loss or gain of the fifth 4 × 4 switch and the desired bandwidth. That they are set to be the same.
請求項20においては、請求項16乃至請求項19のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、前記第1乃至第5の4×4スイッチは、それぞれ少なくとも4つ以上の単極4投(SP4T)スイッチを用いて構成することについて規定している。
According to
請求項21においては、請求項20に記載の8×8スイッチにおいて、前記単極4投スイッチは、微小機械スイッチで構成している。 According to a twenty-first aspect, in the 8 × 8 switch according to the twentieth aspect, the single-pole four-throw switch is constituted by a micro mechanical switch.
請求項22においては、請求項20に記載の8×8スイッチにおいて、前記単極4投スイッチは、少なくとも4つ以上のFETで構成している。 According to a twenty-second aspect, in the 8 × 8 switch according to the twenty-second aspect, the single-pole four-throw switch includes at least four or more FETs.
請求項23においては、請求項22に記載の8×8スイッチにおいて、前記4×4スイッチは、4個の単極4投スイッチと、第1の4つの接続手段と、第2の4つの接続手段と、両端を含む3つの接続点を有する第3の4つの接続手段とで構成され、前記単極4投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の4端子にそれぞれ接続された4個のFETで構成され、前記4個の単極4投スイッチは、それぞれ2個づつの単極4投スイッチからなる第1と第2のスイッチペアを形成し、前記スイッチペアの前記単極4投スイッチは、共通端子以外の4端子側を所定の間隔で互いに対向して配置し、前記第1のスイッチペアの前記単極4投スイッチの互いに対向した4端子間同士を、前記第1の4つの接続手段でそれぞれ接続し、前記第2のスイッチペアの前記単極4投スイッチの互いに対向した4端子間同士を、前記第2の4つの接続手段でそれぞれ接続し、前記4×4スイッチの4個の入力端子または4個の出力端子は、前記4×4スイッチの一辺に配置され、前記第3の4つの接続手段の両端のうちの一方の接続点は、方形配置の前記4×4スイッチの一辺に配置された前記4個の入力端子または前記4個の出力端子にそれぞれ接続され、前記第3の各々の接続手段の他の2つの接続点は、前記第1の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段、および前記第2の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段と、それぞれ接続する構成について規定している。
23. The 8 × 8 switch according to
請求項24においては、請求項16乃至請求項23のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、前記第1乃至第5の4×4スイッチの少なくとも1つは、請求項1乃至9のいずれかに記載の4×4スイッチで構成することを規定している
請求項25においては、請求項16乃至請求項24のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、さらに各組がそれぞれ8個の抵抗で構成された1組乃至5組の第4の抵抗と、少なくとも1つの制御端子とを備え、前記各組に属する当該8個の抵抗は、その一端が前記制御端子に接続され、他端がそれぞれ、前記第1と第2の4×4スイッチの第1乃至第4の入力端子、または前記第1と第2の4×4スイッチの第1乃至第4の出力端子、または前記第3と第4の4×4スイッチの第1乃至第4の入力端子、または前記第3と第4の4×4スイッチの第1乃至第4の出力端子、または前記8個の信号出力端子、の少なくとも1つに接続された構成について規定している。
According to
請求項26においては、請求項25に記載の8×8スイッチにおいて、前記1組乃至5組中の少なくとも1つの組に属する8個の抵抗は、8個のインダクタで置き換える構成としている。 According to a twenty-sixth aspect, in the 8 × 8 switch according to the twenty-fifth aspect, eight resistors belonging to at least one of the first to fifth groups are replaced with eight inductors.
請求項27においては、請求項25に記載の8×8スイッチにおいて、前記第4の8個の抵抗は、各接続手段間または伝送手段間に、前記接続手段または前記伝送手段に平行に配置する構成としている。
According to
請求項28においては、請求項16乃至請求項27のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、さらに8個のキャパシタを備え、前記8個の信号入力端子に、それぞれ前記8個のキャパシタを直列に接続した構成としている。 According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the 8 × 8 switch according to any one of the sixteenth to twenty-seventh aspects, the apparatus further includes eight capacitors, and the eight capacitors are respectively connected in series to the eight signal input terminals. It is set as the structure connected to.
請求項29請求項25乃至請求項27のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、さらに16個のキャパシタを備え、前記8個の信号入力端子と前記8個の信号出力端子に、それぞれ前記16個のキャパシタを直列に接続した構成としている。
29. The 8 × 8 switch according to
請求項30においては、請求項16乃至請求項29のいずれかに記載の8×8スイッチにおいて、前記第1乃至第5の各4×4スイッチ、または前記第1と第2の4×4スイッチ、または前記第3と第4の4×4スイッチ、または前記第5の4×4スイッチと前記第1の抵抗と前記伝送手段、または前記第5の4×4スイッチと前記第1の抵抗と前記伝送手段を除く第1乃至第4の4×4スイッチを含む回路、または8×8スイッチ全体、のいずれかを半導体基板に集積する構成について規定している。
30. The 8 × 8 switch according to any one of
本発明に係わる4×4スイッチおよび8×8スイッチは、それぞれの単位スイッチである5個づつの2×2スイッチおよび4×4スイッチと複数の伝送手段および抵抗を組み合わせて構成したことに加えて、2×2スイッチおよび4×4スイッチを構成するSPDTスイッチおよびSP4TスイッチをシリーズFETのみで構成し、かつ各2×2スイッチおよび4×4スイッチを通過するFETの数を1つで済むように構成したことを最も主要な特徴とする
このため、完全なスイッチマトリックス動作を実現できることに加えて、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するベースバンド信号も通過させることが出来る。したがって、イーサネット(登録商標)用スイッチやルータの小型高性能化に資するところが大である。また、正電源動作も可能になるため、無線通信端末の小型高性能化にも寄与することが出来る。
In addition to the 4 × 4 switch and the 8 × 8 switch according to the present invention, each unit switch is composed of five 2 × 2 switches and 4 × 4 switches combined with a plurality of transmission means and resistors. The SPDT switch and the SP4T switch constituting the 2 × 2 switch and the 4 × 4 switch are configured by only the series FET, and only one FET passes through each 2 × 2 switch and the 4 × 4 switch. For this reason, in addition to realizing a complete switch matrix operation, a baseband signal having a logic level other than 0V can be passed. Therefore, it greatly contributes to the small size and high performance of Ethernet (registered trademark) switches and routers. In addition, since positive power supply operation is possible, it is possible to contribute to miniaturization and high performance of the wireless communication terminal.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。本4×4スイッチは、図24に示した従来例の4×4スイッチに、2×2スイッチ125と伝送線路525,526を付加した構成となっている。ここで本実施の形態の4×4スイッチは、好ましくは、2×2スイッチ121と122、および2×2スイッチ123と2×2スイッチ124は、それぞれ同一構成の2×2スイッチで構成され、各2×2スイッチはそれらを通過する信号の振幅と位相が同一になるように構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a 4 × 4 switch according to the first embodiment of the present invention. This 4 × 4 switch, a 4 × 4 switch of the prior art shown in FIG. 24, has a configuration obtained by adding a 2 × 2
この4×4スイッチの動作を従来例との相違を中心に説明する。 The operation of this 4 × 4 switch will be described focusing on the difference from the conventional example.
本第1の実施の形態と図24に示した従来例との相違は、2×2スイッチ125を付加することにより、完全なマトリックス動作に必要な24通りの通過状態を実現できると同時に、伝送線路525,526を通過する信号の通過時間を2×2スイッチ125を通過する信号の通過時間と同一にすることにより、24通りの全ての通過状態において信号の通過時間(通過位相)を揃えることができることである。
The difference between the prior art example shown in the first embodiment and FIG. 24, by adding a 2 × 2
これは、2通りの通過状態を実現できる2×2スイッチ125を追加したことに加えて、2×2スイッチ125を通過する信号の遅延時間を、伝送線路525,526により補償できるためである。なお、図1に例示した実施の形態に限定されることなく、信号入力端子および信号出力端子を互いに入れ替えた構成でも構わない。
[第2の実施の形態]
図2は、本発明の第2の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。本第2の実施の形態は、図1に例示した第1の実施の形態と比較して、同一の抵抗値を有する抵抗425、426を付加した点が異なっている。本第2の実施の形態を第1の実施の形態との相違を中心に説明する。
This is in addition to the addition of the 2 × 2
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a 4 × 4 switch according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment illustrated in FIG. 1 in that
本第2の実施の形態の4×4スイッチでは、同一の抵抗値を有する抵抗425,426を付加した点に最も主要な特徴がある。例えば、2×2スイッチ125の挿入損失と、それぞれ直列に接続された抵抗425と伝送線路525、および抵抗426と伝送線路526の挿入損失を同一に設定することにより、24通りの全ての通過状態において挿入損失または利得を揃えることが可能になる。
This in 4 × 4 switch of the second embodiment, there is
なお、図2に例示したスイッチを半導体基板上に集積化する場合、図2の回路全体を集積化することも可能であるが、2×2スイッチ121〜124、伝送線路521〜524で構成された部分と、2×2スイッチ125および伝送線路525および526で構成された部分とをそれぞれ別個に集積化することも可能である。
実施の形態に限定されることなく、抵抗425,426を適用する代わりに、伝送線路525、526の導体幅や導体厚などを調整することにより、所望の帯域において、2×2スイッチ125と同一の挿入損失を実現する構成でも構わない。また図3に例示したように、信号入力端子および信号出力端子を入れ替えた構成でも構わない。
[第3の実施の形態]
図4は、本発明の第3の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。
When the switch illustrated in FIG. 2 is integrated on a semiconductor substrate, the entire circuit of FIG. 2 can be integrated, but 2 × 2
Without being limited to the embodiments, instead of applying the
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a 4 × 4 switch according to the third embodiment of the present invention.
本第3の実施の形態は、図2に例示した第2の実施の形態中の2×2スイッチ121〜125の実施の形態を具体的に例示するものである。本第3の実施の形態においては、2×2スイッチ121〜125は同一の構成であるので、代表して2×2スイッチ121について説明する。
The third embodiment specifically exemplifies the embodiment of the 2 × 2
2×2スイッチ121は、それぞれ2つづつの入力および出力端子と、2つのSPDTスイッチ91,92と、第1の伝送線路511,512と、第2の伝送線路521、522とで構成されている。SPDTスイッチ91,92は同一の構成であり、SPDTスイッチ91の場合、2つのFFT311,312と、これらのFETのゲートに接続された2つの抵抗411,412で構成される。ここで、FET311、312のソースまたはドレインの一方が共通端子に接続されることによりSPDTスイッチを構成する。また、第1の伝送線路512と第2の伝送線路522は配線交差部111において交差している。なお、抵抗411,412の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定されており、抵抗411と421、および抵抗412と422の一端は、制御端子611および612にそれぞれ接続されている。また、好ましくは、抵抗411、421、412、422の抵抗値は同一の値であり、第1の伝送線路511,512と第2の伝送線路521、522の線路長もそれぞれ同一の値に設定される。なお、この線路長は好ましくは線路内波長の1/36以下にしておく。
The 2 × 2
この2×2スイッチの動作は以下の通りである。入力端子11から入力される信号は、第1の伝送線路511、512を介して、SPDTスイッチ91中のFET311のドレインまたはソース、およびSPDTスイッチ92中のFET322のドレインまたはソースに入力される。入力端子12から入力される信号は、第2の伝送線路521、522を介して、SPDTスイッチ92中のFET321のドレインまたはソース、およびSPDTスイッチ91中のFET312のドレインまたはソースに入力される。入力端子11,12を2×2スイッチ121の一辺に配置しても、このようにSPDTスイッチ91およびSPDTスイッチ92の両方に信号を入力できるのは、第1の伝送線路512と第2の伝送線路522が配線交差部111において交差しているためである。このような交差は、例えば誘電体や絶縁体を間に挟んだオーバーレイ構造や、第1の伝送線路512と第2の伝送線路522の一方を配線交差部111においてエアブリッジ配線とすることなどにより実現することができる。
The operation of this 2 × 2 switch is as follows. Signal input from the input terminal 1 1 is connected via a first transmission line 5 11, 5 12, the drain of the SPDT switch 9 FET 3 11 drain or source in the 1 and SPDT switch 9 in 2 FET 3 22 or Input to the source. Signal input from the input terminal 1 2, through the
ここで、FET311と321のゲートバイアスは制御端子611から、FET312と322のゲートバイアスは制御端子612からそれぞれ共通に印加される。従って、制御端子611および612に相補的な電圧を印加することにより、FET311と321を同時にONまたはOFFし、FET312と322を同時にOFFまたはONすることが可能になる。したがって、(入力端子11から伝送線路5211、入力端子12から伝送線路5221)または、(入力端子11から伝送線路5221、入力端子12から伝送線路5211)の2×2スイッチマトリックス動作を実現できる。
Here, the gate biases of the FETs 3 11 and 3 21 are commonly applied from the control terminal 6 11 , and the gate biases of the FETs 3 12 and 3 22 are commonly applied from the control terminal 6 12 . Therefore, by applying a complementary voltage to the control terminals 6 11 and 6 12 , the FETs 3 11 and 3 21 can be simultaneously turned on or off, and the FETs 3 12 and 3 22 can be simultaneously turned off or on. Therefore, 2 × 2 of (input terminal 1 1 to
ここで、(入力端子11から伝送線路5211、入力端子12から伝送線路5221)の通過状態の場合、第1の伝送線路512と第2の伝送線路522がそれぞれFET322と312のドレインまたはソース端で開放(オープン)状態に、(入力端子11から伝送線路5221、入力端子12から伝送線路5211)の通過状態の場合、第1の伝送線路511と第2の伝送線路521がそれぞれFET311と321のドレインまたはソース端で開放(オープン)状態になるため、これらの伝送線路の長さが動作周波数帯の波長に比べて無視できない長さである場合、オープンスタブとしてスイッチ特性の劣化を招いてしまう。
Here, the (transmission line 5 211 from the input terminal 1 1, from the input terminal 1 2 transmission line 5 221) when the pass condition of the first transmission line 5 12 and the second transmission line 5 22 each FET 3 22 312 When the drain or source terminal is in an open (open) state (passage from the
この様子をシミュレーションしたのが図5である。横軸に第1および第2の伝送線路(511,512、521、522)の長さ(対線路内波長)、縦軸に伝送線路長がゼロの時を基準にした挿入損失の劣化量、および反射損失、アイソレーションをプロットしている。この図を見ると、伝送線路が長くなればなる程、オープンスタブの影響が徐々に現われ、挿入損失が増大し、反射損失が減少することがわかる。一方、アイソレーションは反射損失の減少の裏返しで改善される。例えば、伝送線路の長さを線路内波長の1/36以下にした場合、反射損失の劣化を3.5dB、挿入損失の劣化を0.12dB以下に抑えることができる。 FIG. 5 shows a simulation of this situation. Insertion loss relative to the length of the first and second transmission lines (5 11 , 5 12 , 5 21 , 5 22 ) on the horizontal axis (wavelength in the line) and the vertical axis as the reference when the transmission line length is zero The amount of degradation, reflection loss, and isolation are plotted. From this figure, it can be seen that as the transmission line becomes longer, the effect of the open stub appears gradually, the insertion loss increases, and the reflection loss decreases. On the other hand, isolation is improved by turning over the reduction in reflection loss. For example, when the length of the transmission line is set to 1/36 or less of the in-line wavelength, the deterioration of the reflection loss can be suppressed to 3.5 dB, and the deterioration of the insertion loss can be suppressed to 0.12 dB or less.
図25に示した従来例と本実施の形態の主要な相違点は、SPDTスイッチをシリーズFETのみで構成したこと、および所要SPDTスイッチ数を半減したことである。シャントFETを除いたことにより、信号経路をグランドから切り離すことができるため、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号も通過させることが可能になる。所要SPDTスイッチ数を半減したことに伴い、所要制御線数の半減による高アイソレーション化ならびに回路サイズの小型化を実現できる。また、本第3の実施の形態の2×2スイッチにおいては、信号は1つのFETしか通過しないので、同一の挿入損失を実現するためには、図25に示した従来例と比較して、各FETのON抵抗値が2倍のものを適用することができる。従って、各FETの所要ゲート幅を半分にすることができるので、回路をより一層小型化することが可能になる。2×2スイッチ部の小型化は、特に本実施の形態のように複数の2×2スイッチをカスケード接続して規模の大きなスイッチを構成する場合には、スイッチ回路全体の小型化に極めて有効である。 The main differences between the conventional example shown in FIG. 25 and the present embodiment are that the SPDT switch is composed of only a series FET, and the number of required SPDT switches is halved. By removing the shunt FET, the signal path can be disconnected from the ground, so that a baseband signal having a logic level other than 0V can be passed. Along with halving the number of required SPDT switches, it is possible to achieve high isolation and circuit size reduction by halving the number of required control lines. In the 2 × 2 switch of the third embodiment, since the signal passes through only one FET, in order to realize the same insertion loss, compared with the conventional example shown in FIG. One having twice the ON resistance value of each FET can be applied. Therefore, since the required gate width of each FET can be halved, the circuit can be further miniaturized. The downsizing of the 2 × 2 switch section is extremely effective for downsizing the entire switch circuit, particularly when a large-scale switch is configured by cascading a plurality of 2 × 2 switches as in this embodiment. is there.
また、図4に示した実施の形態の4×4スイッチにおいては、好ましくは、伝送線路525、526と2×2スイッチ125中の伝送線路(591、592、5101、5102)の長さは同一に設定される。これにより、各2×2スイッチ121〜125を同一の構成とすることと合わせて、24通りの全ての4×4スイッチマトリックス動作の通過状態において、信号の通過時間(通過位相)を揃えることができる。さらに、抵抗425と426の抵抗値を、FET391、392、3101,3102のON抵抗値と同一にすることにより、24通り全ての通過状態において挿入損失を揃えることが可能になる。
In the 4 × 4 switch embodiment shown in FIG. 4, preferably, the transmission line 5 25, 5 26 and 2 × 2
なお、図4に例示した実施の形態に限定されることなく、信号入出力端子を入替えた構成や、5個の2×2スイッチ121〜125のうちの1つ以上の2×2スイッチを左右反転または180度回転した構成でも構わない。
[第4の実施の形態]
図6は、本発明の第4の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。
Note that without being limited to the embodiments illustrated in FIG. 4, a configuration in which interchanged signal input and output terminals, one or more 2 × 2 switch of the five 2 × 2
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a diagram showing a 4 × 4 switch according to the fourth embodiment of the present invention.
本第4の実施の形態は、図2に例示した第2の実施の形態中の2×2スイッチ121〜125の実施の形態を具体的に例示するものであり、図4に例示した第3の実施の形態とは異なる実施の形態を提供するものである。本第4の実施の形態においては、2×2スイッチ121〜125は全て同一の構成であるので、代表して2×2スイッチ121について説明する。また、図4に例示した第3の実施の形態との相違点を中心に説明する。
The fourth embodiment specifically illustrates the embodiment of the 2 × 2
2×2スイッチ121は、それぞれ2つづつの入力および出力端子と、共通端子以外の2つの端子を互いに向い合せにして配置した2つのSPDTスイッチ91,92で構成されている。SPDTスイッチ91,92は同一の構成であり、SPDTスイッチ91の場合、2つのFET311、312と、これらのFETのゲートに接続された2つの抵抗411,412で構成される。ここで、FET311、312のソースまたはドレインの一方が共通端子に接続されることによりSPDTスイッチを構成する。なお、抵抗411、412の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定されており、抵抗411と421、および抵抗412と422の一端は、制御端子611、612にそれぞれ接続される。好ましくは、抵抗411、421,412、422の抵抗値は同一に設定される。
2 × 2
本第4の実施の形態は、SPDTスイッチ91,92中の各FET311と312、および321と322のドレインまたはソース端子側を所定の間隔で互いに向い合せにして配置し、FET311と322のドレインまたはソース端子と、FFT312と321のドレインまたはソース端子とを、それぞれ互いに接続したことに加えて、FET312と321のドレインまたはソース端子と交差して、上記互いに接続したFET311と322のドレインまたはソース端子と信号入力端子11とを接続したことを最も主要な特徴とする。なお、この交差により、2×2スイッチの入出力端子をそれぞれ対向して配置することが可能になっている。本第4の実施の形態は、図4に例示した第3の実施の形態と比較して、SPDTスイッチ91,92間の接続長を短縮できるため、スイッチ動作のより一層の広帯域/高周波化、ならびに回路の小型化を図ることができる。
In the fourth embodiment, the drain or source terminal sides of the FETs 3 11 and 3 12 and 3 21 and 3 22 in the SPDT switches 9 1 and 9 2 are arranged facing each other at a predetermined interval. a FET 3 11 and 3 22 drain or source terminal of, the FFT3 12 3 21 drain or source terminal of, in addition to each be connected to one another, intersect FET 3 12, 3 and 21 the drain or source terminal of, the the most important feature that connects the FET 3 11 and 3 drain or source terminal and the
また、図6に示した実施の形態の4×4スイッチにおいては、好ましくは伝送線路525,526の長さは、伝送線路525、526を通過する信号の通過時間と、2×2スイッチ125を通過する信号の通過時間の平均値とが同一になるように設定される。これにより、各2×2スイッチ121〜125を同一の構成とすることと合わせて、24通りの全ての4×4スイッチマトリックス動作の通過状態おいて、信号の通過時間(通過位相)をほぼ同一にすることができる。さらに、抵抗425と426の抵抗値を、FET391、392、3101,3102のON抵抗値と同一にすることにより、24通り全ての通過状態において挿入損失を揃えることが可能になる。
In the 4 × 4 switch embodiment shown in FIG. 6, preferably the length of the transmission line 5 25, 5 26, the transit time of the signal passing through the
なお、図6に例示した実施の形態に限定されることなく、信号入出力端子を入替えた構成や、2×2スイッチ121〜125のうちの1つ以上の2×2スイッチを左右反転または180度回転または左右反転して180度回転した構成でも構わない。
[第5の実施の形態]
図7〜図11は、本発明の第5の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。本第5の実施の形態の4×4スイッチは、図2、図3に例示した第2の実施の形態の4×4スイッチに、抵抗4121〜4124および制御端子66を追加した構成となっている。なお抵抗4121〜4124の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIG. 6, and a configuration in which signal input / output terminals are replaced or one or more 2 × 2 switches of 2 × 2
[Fifth Embodiment]
7 to 11 are diagrams showing a 4 × 4 switch according to the fifth embodiment of the present invention. This 4 × 4 switch of the fifth embodiment, FIG. 2, the configuration added to 4 × 4 switch of the second embodiment illustrated in FIG. 3, a resistor 4 121-4 124 and a control terminal 6 6 It has become. The resistance values of the
図7〜図10の実施の形態は、抵抗4121〜4124の接続箇所が異なるものの、同一の効果をもたらすことができる構成となっている。抵抗4121〜4124は、図7の実施の形態では2×2スイッチ123,124の後段に、図8の実施の形態では2×2スイッチ125および伝送経路525と526の後段に、信号入出力端子を入れ替えた図9の実施の形態では2×2スイッチ121,122の前段に、図10の実施の形態では2×2スイッチ121,122の後段に、それぞれ配置されている。図11は、図7に例示した実施の形態中の2×2スイッチ121〜125の実施の形態を具体的に例示するものであるので、代表して図11について説明する。
The embodiment shown in FIGS. 7 to 10 has a configuration capable of producing the same effect, although the connection locations of the
図11に例示した実施の形態では、抵抗4121〜4124の一端を2×2スイッチ123、124の出力端子にそれぞれ接続し、他端を制御端子66に接続したことを最も主要な特徴とする。
In the illustrated embodiment in FIG. 11, one end of the
2×2スイッチ121〜125中のSPDTスイッチは全てシリーズFETで構成されており、かつ2×2スイッチ121〜125はスイッチマトリックス動作するように各FETのON/OFF制御を行うため、制御端子66から抵抗4121〜4124を介して、2×2スイッチ121〜125中の全てのFETのソース/ドレインにバイアス電圧を印加することが可能になる。したがって、しきい値電圧(Vth)が負電圧であるディプレッション(ノーマリーオン)型FETを用いた場合においても、FETのソース/ドレインの電位を持ち上げることができ、正電源動作が可能になる。これにより、低ON抵抗かつ低OFF容量の特長を有するGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTを、正電源動作の4×4スイッチに適用することが可能になり、装置の小型化/高性能化を達成できる。
The SPDT switches in the 2 × 2
さらに、直流成分を含む信号を通過させる場合、2×2スイッチ121〜124中のFETのON抵抗等に起因する直流レベルの変動を、制御端子66からバイアス電圧を印加することにより抑制することも可能になる。これは、FETを通過する際に生じる電圧降下を、制御端子66からのバイアス電圧により補償することが可能になるためである。
Moreover, if passing a signal including a DC component, suppressed by the variation in DC level due to the 2 × 2
図12は、図11中の抵抗4121〜4124付近のパタンレイアウトの実施の形態を示したものであり、2×2スイッチ123,124の後段にコプレーナ線路81〜84を接続したものを例示している。
FIG. 12 shows an embodiment of a pattern layout in the vicinity of the
図12に示した実施の形態の最も主要な特徴は、抵抗4121〜4124をコプレーナ線路の中心導体とグランド導体のほぼ中間に、かつ、長手方向が平行になるように配置していることである。
The most important feature of the embodiment shown in FIG. 12 is that the
図11に示した実施の形態においては、抵抗4121〜4124により2×2スイッチ123,124の各出力端子同士が互いに接続されているため、これらの抵抗を介して信号も漏洩する。この漏洩は、挿入損失の増加やアイソレーションの劣化を招くため、これらの抵抗の抵抗値は、できるだけ大きな値とすることが望ましい。
In the embodiment shown in FIG. 11, since the output terminals of the 2 × 2
一般的に、半導体基板に形成する抵抗の抵抗値は、長さと幅の比で一意的に決まる。例えばシート抵抗値が100Ωの場合、長さと幅の比を10とすれば1kΩの抵抗が、100とすれば10kΩの抵抗が形成できる。従って、細長い形状の抵抗を使用すればする程、大きな抵抗値を実現できることになる。 Generally, the resistance value of a resistor formed on a semiconductor substrate is uniquely determined by the ratio of length to width. For example, when the sheet resistance value is 100Ω, a resistance of 1 kΩ can be formed if the ratio of length to width is 10, and a resistance of 10 kΩ can be formed if the ratio is 100. Therefore, as the elongated resistor is used, a larger resistance value can be realized.
したがって、図12のようなパタンレイアウトにすることにより、中心導体やグランド導体と交差することなく抵抗4121〜4124の抵抗値を増大させることができるため、これらの抵抗に起因する挿入損失の増加やアイソレーションの劣化を大幅に抑えることが可能になる。
Therefore, by adopting the pattern layout as shown in FIG. 12, the resistance values of the
なお、図12に例示した実施の形態に限定されることなく、コプレーナ線路に代わりマイクロストリップ線路等の他の伝送線路を使用した構成でも構わない。また、抵抗4121〜4124とは異なる4個あるいは8個あるいは12個の抵抗を備え、2×2スイッチ123,124の出力端子以外に接続することにより、複数の接続箇所を設けた構成でも構わない。さらに、2×2スイッチ121〜125の一部または全てを図4中に例示した2×2スイッチで置き換えた構成や、2×2スイッチ121〜125のうちの1つ以上の2×2スイッチを左右反転または180度回転または左右反転して180度回転した構成でも構わない。
[第6の実施の形態]
図13は、本発明の第6の実施の形態に係わる4×4スイッチを示す図である。
Note that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIG. 12, and a configuration using another transmission line such as a microstrip line instead of the coplanar line may be used. Also, four, eight, or twelve resistors different from the
[Sixth Embodiment]
FIG. 13 is a diagram showing a 4 × 4 switch according to the sixth embodiment of the present invention.
本第6の実施の形態の4×4スイッチは、図11に例示した第5の実施の形態の4×4スイッチに、キャパシタ71〜74を付け加えた構成となっている。なおキャパシタ71〜74の容量値は、そのインピーダンスが所望の信号帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分小さな値となっており、好ましくは同一の値に設定される。キャパシタ71〜74を個別部品による外付けの構成とすれば、大容量値のキャパシタを容易に適用することができるため、直流に近い低周波成分を有する信号も劣化なく通過させることが可能になる。 The 4 × 4 switch of the sixth embodiment has a configuration in which capacitors 7 1 to 7 4 are added to the 4 × 4 switch of the fifth embodiment illustrated in FIG. Note capacitance value of the capacitor 7 1-7 4 is adapted its impedance is sufficiently small values as compared to the characteristic impedance of the input and output in a desired signal band are preferably set to the same value. If the capacitors 7 1 to 7 4 are externally configured by individual components, a capacitor having a large capacitance value can be easily applied, so that a signal having a low frequency component close to direct current can be passed through without deterioration. become.
図13に例示した実施の形態では、4個のキャパシタ71〜74を入力端子11〜14にそれぞれ直列に接続したことを最も主要な特徴とする。
In the illustrated embodiment in FIG. 13, the most important feature in that the four capacitors 7 1-7 4
このような構成にすることにより、べースバンド信号を任意の直流レベルにレベルシフトして出力することが可能になる。制御端子66にブラスの電圧を印加すればプラスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができ、マイナスの電圧を印加すればマイナスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができることになる。従って、入力されたべースバンド信号を、後段に接続される装置のインターフェースに合わせて、例えばDCオフセット電圧が+0.5Vや−0.5V等にレベルシフトして出力することが可能になる。 With such a configuration, the baseband signal can be level-shifted to an arbitrary DC level and output. By applying a voltage of brass to the control terminal 6 6 can output a signal having a positive DC offset voltage, so that it is possible to output a signal having a negative DC offset voltage by applying a negative voltage . Therefore, it is possible to output the input baseband signal by shifting the level of the DC offset voltage to +0.5 V, −0.5 V or the like, for example, in accordance with the interface of the device connected to the subsequent stage.
なお、図13に例示した実施の形態に限定されることなく、2×2スイッチ121〜125の一部または全てを図4中に例示した2×2スイッチで置き換えた構成や、2×2スイッチ121〜125のうちの1つ以上の2×2スイッチを左右反転または180度回転または左右反転して180度回転した構成でも構わない。また、図8〜図10に例示した4×4スイッチの信号入力端子にキャパシタ71〜74をそれぞれ直列に接続した形態でも構わない。直流成分のない信号を通過させる用途などには、信号出力端子21〜24にもキャパシタをそれぞれ直列に接続した構成としても構わない。
[第7の実施の形態]
図14は、本発明の第7の実施の形態に係わる8×8スイッチを示す図である。本8×8スイッチは、信号入力端子11〜18と、4×4スイッチ131〜135と、第1の伝送線路521〜528と、第2の伝送線路529〜532と、信号出力端子21〜28とで構成されている。各4×4スイッチは、それぞれ4つの入力端子と4つの出力端子とを備え、4つの入力端子に入力された信号を、それぞれ4つの出力端子のいずれかに出力できるものであり、図1〜図4に例示した4×4スイッチと同等の機能を有したものである。
Note that without being limited to the embodiments illustrated in FIG. 13, a part or all of the 2 × 2
[Seventh embodiment]
FIG. 14 is a diagram showing an 8 × 8 switch according to the seventh embodiment of the present invention. This 8 × 8 switch has a
信号入力端子11〜18は、4×4スイッチ131,132の入力端子に接続され、4×4スイッチ131と132の出力端子は、第1の伝送線路521〜528を介して、4×4スイッチ133,134の入力端子にそれぞれ2つづつ接続される。4×4スイッチ133,134の出力端子のうちの2つづつは、4×4スイッチ135の入力端子に接続され、残りの2つづつは、第2の伝送線路529〜532の一端に接続される。信号出力端子21〜28は、第2の伝送線路529〜532の他端と4×4スイッチ135の4つの出力端子に接続される。
なお、好ましくは、4×4スイッチ131と132、および4×4スイッチ133と134はそれぞれ同一の4×4スイッチで構成され、第1の伝送線路521〜528および第2の伝送線路529〜532は、それぞれ、それらを通過する信号の振幅と位相が同一になるように構成される。さらに、第2の伝送線路529〜532を通過する信号の通過時間は、4×4スイッチ135を通過する信号の通過時間と同一となるように構成されている。
Incidentally, preferably, 4 × 4
本実施の形態は、図1に示した4×4スイッチを8×8スイッチに拡張した形態となっており、出力側に4×4スイッチ135と第2の伝送線路529〜532を備えたことを最も主要な特徴とする。これにより、図1に示した4×4スイッチと同様に、8×8スイッチマトリックス動作に必要な全ての通過状態を実現できると同時に、全ての通過状態おいて信号の通過時間(通過位相)を揃えることができる。
This embodiment has a configuration obtained by extending the 8 × 8
なお、図14に例示した実施の形態に限定されることなく、信号入力端子および信号出力端子を入れ替えた構成でも構わない。
[第8の実施の形態]
図15は、本発明の第8の実施の形態に係わる8×8スイッチを示す図である。
Note that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIG. 14, and a configuration in which the signal input terminal and the signal output terminal are replaced may be employed.
[Eighth Embodiment]
FIG. 15 is a diagram showing an 8 × 8 switch according to the eighth embodiment of the present invention.
本第8の実施の形態は、図14に例示した第7の実施の形態と比較して、同一の抵抗値を有する抵抗429〜432を付加した点が異なっている。本第8の実施の形態を第7の実施の形態との相違を中心に説明する。
The eighth embodiment is different from the seventh embodiment illustrated in FIG. 14 in that
本第8の実施の形態の8×8スイッチでは、同一の抵抗値を有する抵抗429〜432を付加した点に最も主要な特徴がある。例えば、4×4スイッチ135の挿入損失と、それぞれ直列に接続された抵抗429と伝送線路529、抵抗430と伝送線路530等の挿入損失を同一に設定することにより、全ての通過状態において挿入損失または利得を揃えることが可能になる。
The 8 × 8 switch of the eighth embodiment has the most main feature in that
なお、図15に例示した実施の形態に限定されることなく、抵抗429〜432を適用する代わりに、伝送線路529〜532の導体幅や導体厚などを調整することにより、所望の帯域において、4×4スイッチ135と同一の挿入損失を実現する構成でも構わない。また図16に例示したように、信号入力端子および信号出力端子を入れ替えた構成でも構わない。
[第9の実施の形態]
図17は、本発明の第9の実施の形態に係わる8×8スイッチを示す図である。本実施の形態は、図15に例示した第8の実施の形態中の4×4スイッチ131〜135の実施の形態を具体的に例示するものである。本実施の形態においては、4×4スイッチ131〜135は同一の構成であるので、代表して4×4スイッチ131について説明する。なお、図17において、例えば、4×4スイッチ131において、第1の伝送線路511〜516と第2の伝送線路521〜526との交点において、黒く塗りつぶした丸印は接続を、点模様により灰色を表現した丸印は接続することなく交差を示している。
Note that without being limited to the embodiments illustrated in Figure 15, instead of applying the resistor 4 29-4 32, by adjusting the conductor width and conductor thickness of the transmission line 5 29-5 32, desired in the band it may be adapted to realize the same insertion loss and 4 × 4
[Ninth Embodiment]
FIG. 17 is a diagram showing an 8 × 8 switch according to the ninth embodiment of the present invention. This embodiment specifically exemplifies the embodiment of 4 × 4
4×4スイッチ131は、4つのSP4Tスイッチ101〜104等で構成されている。SP4Tスイッチ101〜104は同一の構成であり、SP4Tスイッチ101の場合、4つのFET311〜314と、これらのFETのゲートに接続された4つの抵抗411〜414で構成される。ここで、FET311〜314のソースまたはドレインの一方が共通端子に接続されることによりSP4Tスイッチを構成する。なお、抵抗411〜414の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して非常に大きな値に設定され、好ましくは同一の抵抗値に設定される。なお、ゲートバイアス用の制御線と制御端子は図示していない。
4 × 4
本実施の形態は、第1のスイッチペアを形成するSP4Tスイッチ101と104、および第2のスイッチペアを形成するSP4Tスイッチ102と103中の各FETのドレインまたはソース端子側を所定の間隔で互いに向い合せにして配置し、互いに対向したFETのドレインまたはソース端子同士を、それぞれ第1の伝送線路511〜516と第2の伝送線路521〜526で接続したことに加えて、第1の伝送線路511〜516と第2の伝送線路521〜526との間を、第1のスイッチペアと第2のスイッチペアからそれぞれ1ケ所づつ選んで、第3の伝送線路531〜534で接続したことに最も主要な特徴がある。 In the present embodiment, the drain or source terminal side of each FET in the SP4T switches 10 1 and 10 4 forming the first switch pair and the SP4T switches 10 2 and 10 3 forming the second switch pair is determined in advance. arranged to oppositely each other at intervals, the drain or source terminals of the FET, which face each other, that connects the first transmission line 5 11-5 16 respectively in the second transmission line 5 21-5 26 in addition, the first transmission line 5 11-5 16 between the second transmission line 5 21-5 26, respectively to choose one by one place from the first switch pair and a second pair of switches, the third and transmission line 5 31-5 34 most important features that are connected with the.
このような構成とすることにより、各SP4Tスイッチのインタコネクションを極めてコンパクトに、かつその接続長も非常に短くできるため、スイッチの小型化、低損失化、および広帯域化を図ることができる。 With such a configuration, the interconnection of each SP4T switch can be made extremely compact and the connection length thereof can be made very short, so that the switch can be reduced in size, reduced in loss, and widened in bandwidth.
さらに、第4の伝送線路535〜537を適用することにより、4×4スイッチ131の一辺に集められた信号入力端子11〜14への接続が可能になり、4×4スイッチのカスケード接続を容易にしている。
Further, by applying the fourth transmission line 5 35-5 37 enables connection to the 4 × 4
ここで、第1および第2の伝送線路と第3、第4の伝送線路は、接続点以外では互いに交差した構成となっている。このような交差は、例えば誘電体や絶縁体を間に挟んだオーバーレイ構造や、第1の伝送線路と、第2および第3の伝送線路の一方を配線交差部においてエアブリッジ配線とすることなどにより実現することができる。本実施の形態では、SP4TスイッチをシリーズFETのみで構成したことにより、信号経路をグランドから切り離すことができるため、直流レベルが0V以外のロジックレベルを有するべースバンド信号も通過させることが可能になる。図25に示した従来例の構成と比較すると、単位スイッチである4×4スイッチにおいて、信号が通過するスイッチ(SP4Tスイッチ)が1つだけで済むように構成できることから、所要スイッチ数の削減による回路の小型化を達成できる。また、シリーズFETのみで構成したことと所要スイッチ数を削減したことにより、所要制御線数を大幅に減らすことができるため、高アイソレーション化と回路サイズの小型化を実現できる。さらに、図25に示した従来の構成例と比較して、各FFTの所要ゲート幅を半分にすることができるので、回路をより一層小型化することが可能になる。4×4スイッチ部の小型化は、特に本実施の形態のように複数の4×4スイッチをカスケード接続して規模の大きなスイッチを構成する場合には、スイッチ回路全体の小型化に極めて有効である。 Here, the first and second transmission lines and the third and fourth transmission lines are configured to cross each other except at the connection point. Such an intersection may be, for example, an overlay structure with a dielectric or insulator sandwiched therebetween, or one of the first transmission line and the second and third transmission lines as an air bridge wiring at the wiring intersection. Can be realized. In this embodiment, since the SP4T switch is composed of only the series FET, the signal path can be disconnected from the ground, so that it is possible to pass a baseband signal having a logic level other than DC level of 0V. . Compared with the configuration of the conventional example shown in FIG. 25, the 4 × 4 switch, which is a unit switch, can be configured so that only one switch (SP4T switch) through which a signal passes is required, thereby reducing the number of required switches. Miniaturization of the circuit can be achieved. In addition, since the number of required control lines can be greatly reduced by the configuration with only series FETs and the reduction in the number of required switches, high isolation and a reduction in circuit size can be realized. Furthermore, compared to the conventional configuration example shown in FIG. 25, the required gate width of each FFT can be halved, so that the circuit can be further reduced in size. The downsizing of the 4 × 4 switch section is extremely effective for downsizing the entire switch circuit, particularly when a large-scale switch is configured by cascading a plurality of 4 × 4 switches as in this embodiment. is there.
また、図17に示した実施の形態の8×8スイッチにおいては、好ましくは伝送線路529〜532の長さは、伝送線路529〜532を通過する信号の通過時間と、4×4スイッチ135を通過する信号の通過時間の平均値とが同一になるように設定される。これにより、各4×4スイッチ131〜135を同一の構成とすることと合わせて、全ての8×8スイッチマトリックス動作の通過状態おいて、信号の通過時間(通過位相)をほぼ同一にすることができる。さらに、抵抗429〜432の抵抗値を、4×4スイッチ135中のFETのON抵抗値と同一にすることにより、全ての通過状態において挿入損失を揃えることが可能になる。
In the 8 × 8 switch embodiment shown in FIG. 17, preferably the length of the transmission line 5 29-5 32 includes a transit time of the signal passing through the
なお、図17に例示した実施の形態に限定されることなく、信号入出力端子を入替えた構成や、4×4スイッチ131〜135のうちの1つ以上のスイッチを左右反転または180度回転または左右反転して180度回転した構成であっても構わない。また、4×4スイッチ131〜135のうちの1つ以上の4×4スイッチを、図1〜図4、図6に示した4×4スイッチで置き換えた構成であってもよい。この場合、所要制御端子数を減らすことができるという利点等が生じる。
[第10の実施の形態]
図18〜図22は、本発明の第10の実施の形態に係わる8×8スイッチを示す図である。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIG. 17, and the configuration in which the signal input / output terminals are replaced or one or more of the 4 × 4
[Tenth embodiment]
18 to 22 are diagrams showing an 8 × 8 switch according to the tenth embodiment of the present invention.
本実施の形態の8×8スイッチは、図15、図16に例示した第8の実施の形態の8×8スイッチに、抵抗4331〜4338および制御端子66を追加した構成となっている。なお抵抗4331〜4338の抵抗値は、入出力の特性インピーダンスと比較して十分大きな値であり、好ましくは同一の値に設定される。
8 × 8 switch of the embodiment, FIG. 15, the 8 × 8 switch of the eighth embodiment illustrated in FIG. 16, the resistor 4 331-4 338 and a control terminal 6 6 becomes added structure Yes. The resistance values of the
図18〜図21の実施の形態は、抵抗4331〜4338の接続箇所が異なるものの、同一の効果をもたらすことができる構成となっている。抵抗4331〜4338は、図18の実施の形態では4×4スイッチ133,134の後段に、図19の実施の形態では4×4スイッチ135および伝送線路529〜532の後段に、信号入出力端子を入れ替えた図20の実施の形態では4×4スイッチ131,132の前段に、図21の実施の形態では4×4スイッチ131,132の後段に、それぞれ配置されている。図22は、図18に例示した実施の形態中の4×4スイッチ131〜135の実施の形態を具体的に例示するものであるので、代表して図22について説明する。
The embodiment shown in FIGS. 18 to 21 has a configuration capable of producing the same effect, although the connection locations of the
図22に例示した実施の形態では、抵抗4331〜4338の一端を4×4スイッチ133,134の出力端子にそれぞれ接続し、他端を制御端子66に接続したことを最も主要な特徴とする。
In the illustrated embodiment in FIG. 22, the resistance 4 331-4 338 one end of 4 × 4
4×4スイッチ131〜135中のSP4Tスイッチは全てシリーズFETで構成されており、かつ4×4スイッチ131〜135はスイッチマトリックス動作するように各FETのON/OFF制御を行うため、制御端子66から抵抗4331〜4338を介して、4×4スイッチ131〜135中の全てのFETのソースまたはドレインにバイアス電圧を印加することが可能になる。したがって、しきい値電圧(Vth)が負電圧であるディプレッション(ノーマリーオン)型FETを用いた場合においても、FETのソースまたはドレインの電位を持ち上げることができ、正電源動作が可能になる。これにより、低ON抵抗かつ低OFF容量の特長を有するGaAs等の化合物半導体を用いたMESFETやHEMTを、正電源動作の8×8スイッチに適用することが可能になり、装置の小型化/高性能化を達成できる。
The SP4T switches in the 4 × 4
さらに、直流成分を含む信号を通過させる場合、4×4スイッチ131〜134中のFETのON抵抗等に起因する直流レベルの変動を、制御端子66からバイアス電圧を印加することにより抑制することも可能になる。これは、FETを通過する際に生じる電圧降下を、制御端子66からのバイアスにより補償することが可能になるためである。
Moreover, if passing a signal including a DC component, suppressed by the variation in DC level due to the 4 × 4
抵抗4331〜4338は、好ましくは、図12に例示したのと同様のパタンにレイアウトされる。これにより、中心導体やグランド導体と交差することなく抵抗4331〜4338の抵抗値を増大させることができるため、これらの抵抗に起因する挿入損失の増加やアイソレーションの劣化を大幅に抑えることが可能になる。
The
なお、図22に例示した実施の形態に限定されることなく、信号入出力端子を入替えた構成や、4×4スイッチ131〜135のうちの1つ以上のスイッチを左右反転または180度回転または左右反転して180度回転した構成であっても構わない。また、抵抗4331〜4338とは異なる8個あるいは16個あるいは24個の抵抗を備え、4×4スイッチ133,134の出力端子以外に接続することにより、複数の接続箇所を設けた構成でも構わない。また、4×4スイッチ131〜135のうちの1つ以上の4×4スイッチを、図1〜図4、図6に示した4×4スイッチで置き換えた構成であってもよい。この場合、所要制御端子数を減らすことができるという利点等が生じる。
[第11の実施の形態]
図23は、本発明の第11の実施の形態に係わる8×8スイッチを示す図である。
Note that the present invention is not limited to the embodiment illustrated in FIG. 22, and the configuration in which the signal input / output terminals are replaced or one or more of the 4 × 4
[Eleventh embodiment]
FIG. 23 is a diagram showing an 8 × 8 switch according to the eleventh embodiment of the present invention.
本実施の形態の8×8スイッチは、図22に例示した第10の実施の形態の8×8スイッチに、キャパシタ71〜78を付け加えた構成となっている。なおキャパシタ71〜78の容量値は、そのインピーダンスが信号帯域において入出力の特性インピーダンスと比較して十分小さな値となっており、好ましくは同一の値に設定される。キャパシタ71〜78を個別部品による外付けの構成とすれば、大容量値のキャパシタを容易に適用することができるため、直流に近い低周波成分を有する信号も劣化なく通過させることが可能になる。 The 8 × 8 switch of the present embodiment has a configuration in which capacitors 7 1 to 7 8 are added to the 8 × 8 switch of the tenth embodiment illustrated in FIG. Note capacitance value of the capacitor 7 1-7 8, has a sufficiently small value as compared to the characteristic impedance of the input and output its impedance in the signal band, it is preferably set to the same value. If the capacitors 7 1 to 7 8 are externally configured by individual components, a capacitor having a large capacitance value can be easily applied, so that a signal having a low frequency component close to direct current can be passed through without deterioration. become.
図23に例示した実施の形態では、8個のキャパシタ71〜78を入力端子11〜18にそれぞれ直列に接続したことを最も主要な特徴とする。
The embodiment illustrated in FIG. 23 is characterized in that eight capacitors 7 1 to 7 8 are connected in series to input
このような構成にすることにより、べースバンド信号を任意の直流レベルにレベルシフトして出力することが可能になる。制御端子66にプラスの電圧を印加すればプラスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができ、マイナスの電圧を印加すればマイナスのDCオフセット電圧を有する信号を出力することができることになる。従って、入力されたべースバンド信号を、後段に接続される装置のインターフェースに合わせて、例えばDCオフセット電圧が+0.5Vや−0.5V等にレベルシフトして出力することが可能になる。 With such a configuration, the baseband signal can be level-shifted to an arbitrary DC level and output. By applying a voltage of the positive to the control terminal 6 6 can output a signal having a positive DC offset voltage, so that it is possible to output a signal having a negative DC offset voltage by applying a negative voltage . Therefore, it is possible to output the input baseband signal by shifting the level of the DC offset voltage to +0.5 V, −0.5 V or the like, for example, in accordance with the interface of the device connected to the subsequent stage.
なお、図23に例示した実施の形態に限定されることなく、図19〜図21に例示した8×8スイッチの入力端子11〜18にキャパシタ71〜78をそれぞれ直列に接続した形態でも構わないし、4×4スイッチ131〜135のうちの1つ以上のスイッチを左右反転または180度回転または左右反転して180度回転した構成であっても構わない。また、4×4スイッチ131〜135のうちの1つ以上の4×4スイッチを、図1〜図4、図6に示した4×4スイッチで置き換えた構成であってもよい。この場合、所要制御端子数を減らすことができるという利点等が生じる。直流成分のない信号を通過させる用途などには、出力端子21〜28にもキャパシタをそれぞれ直列に接続した構成としても構わない。
[その他の実施の形態]
本実施の形態に例示した4×4スイッチおよび8×8スイッチ中のSPDTスイッチやSP4Tスイッチは、FETに代わり、微小機械スイッチ(MEMS/Micro-Electro-Mechanical Switch)で構成しても構わない。この場合、FETを用いた構成と比較して、制御電圧が大きくなり、切替時間が遅くなるというデメリットがあるものの、スイッチの低損失化および高アイソレーション化を図ることができる。
Note that without being limited to the embodiments illustrated in Figure 23, was connected to the capacitor 7 1-7 8 to the
[Other embodiments]
The SPDT switch and the SP4T switch in the 4 × 4 switch and the 8 × 8 switch exemplified in this embodiment may be configured by a micro mechanical switch (MEMS / Micro-Electro-Mechanical Switch) instead of the FET. In this case, the loss of the switch and the high isolation can be achieved, although there is a demerit that the control voltage is increased and the switching time is delayed as compared with the configuration using the FET.
また、本実施の形態に例示した4×4スイッチおよび8×8スイッチの一部または全ては、好ましくは半導体基板に集積される。集積する回路の規模は、所要入出力端子数、制御端子数や回路サイズ等を考慮して、例えば、各2×2または4×4スイッチ個々を独立に集積化する構成、または入力端子側の2個のスイッチ回路、出力側の2個のスイッチ回路、上記入出力側の4個のスイッチ、または第5のスイッチと2個の伝送手段、あるいはこの2個の伝送手段に直列に抵抗を接続した回路等、周辺回路の状況に応じてパッケージに実装しやすい形態とすることができる。 Further, part or all of the 4 × 4 switch and the 8 × 8 switch exemplified in this embodiment are preferably integrated on a semiconductor substrate. The scale of the circuit to be integrated takes into account the required number of input / output terminals, the number of control terminals, the circuit size, etc. Two switch circuits, two switch circuits on the output side, four switches on the input / output side, or a fifth switch and two transmission means, or a resistance connected in series to these two transmission means The circuit can be easily mounted on the package depending on the situation of the peripheral circuit.
さらに、本実施の形態に例示した4×4スイッチおよび8×8スイッチに限定されることなく、より多入力多出力のスイッチであってもよい。例えば、単位スイッチとして8×8スイッチを使用し、本実施の形態に例示した4×4スイッチなどと同様の手法を適用すれば、16×16スイッチを構成できることは容易に類推されよう。 Furthermore, the present invention is not limited to the 4 × 4 switch and the 8 × 8 switch exemplified in the present embodiment, and may be a switch with more inputs and more outputs. For example, if an 8 × 8 switch is used as a unit switch and a method similar to the 4 × 4 switch exemplified in the present embodiment is applied, it can be easily analogized that a 16 × 16 switch can be configured.
11〜18:入力端子 21〜28:出力端子
311〜3102:FET 411〜4338:抵抗
51〜532:伝送線路 611〜652:制御端子
71〜78:キャパシタ 81〜84:コプレーナ線路
91〜910:SPDTスイッチ 10:SP4Tスイッチ
121〜125:2×2スイッチ 131〜135:4×4スイッチ
1 1 to 1 8 : input terminal 2 1 to 2 8 : output terminal 3 11 to 3 102 :
Claims (30)
前記5個の2×2スイッチは、それぞれ第1および第2の2つの入力端子と第1および第2の2つの出力端子とを備え、
前記第1および第2の2つの入力端子に入力された信号を、前記第1および第2の出力端子、または前記第2および第1の出力端子にそれぞれ出力し、
前記4個の信号入力端子は、前記第1および第2の2×2スイッチの第1および第2の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第1の2×2スイッチの第1の出力端子は、前記第3の2×2スイッチの第1の入力端子に接続され、
前記第2の2×2スイッチの第1の出力端子は、前記第3の2×2スイッチの第2の入力端子に接続され、
前記第1の2×2スイッチの第2の出力端子は、前記第4の2×2スイッチの第1の入力端子に接続され、
前記第2の2×2スイッチの第2の出力端子は、前記第4の2×2スイッチの第2の入力端子に接続され、
前記第3と第4の2×2スイッチの第1の出力端子は、前記2つの伝送手段の一端にそれぞれ接続され、
前記第3と第4の2×2スイッチの第2の出力端子は、前記第5の2×2スイッチの第1と第2の入力端子にそれぞれ接続され、
前記4個の信号出力端子は、前記2つの伝送手段の他の一端および前記第5の2×2スイッチの第1と第2の出力端子にそれぞれ接続され、
かつ、前記伝送手段を通過する信号の通過時間が、前記第5の2×2スイッチを通過する信号の通過時間と同一となるように設定したことを特徴とする4×4スイッチ。 Comprising four signal input terminals, first to fifth five 2 × 2 switches, four signal output terminals, and two transmission means,
Each of the five 2 × 2 switches includes first and second input terminals and first and second output terminals,
The signals input to the first and second input terminals are output to the first and second output terminals or the second and first output terminals, respectively.
The four signal input terminals are connected to first and second input terminals of the first and second 2 × 2 switches, respectively.
A first output terminal of the first 2 × 2 switch is connected to a first input terminal of the third 2 × 2 switch;
A first output terminal of the second 2 × 2 switch is connected to a second input terminal of the third 2 × 2 switch;
A second output terminal of the first 2 × 2 switch is connected to a first input terminal of the fourth 2 × 2 switch;
A second output terminal of the second 2 × 2 switch is connected to a second input terminal of the fourth 2 × 2 switch;
The first output terminals of the third and fourth 2 × 2 switches are respectively connected to one ends of the two transmission means,
The second output terminals of the third and fourth 2 × 2 switches are connected to the first and second input terminals of the fifth 2 × 2 switch, respectively.
The four signal output terminals are respectively connected to the other end of the two transmission means and the first and second output terminals of the fifth 2 × 2 switch,
The 4 × 4 switch is characterized in that the transit time of the signal passing through the transmission means is set to be the same as the transit time of the signal passing through the fifth 2 × 2 switch.
前記4個の信号入力端子と前記4個の信号出力端子を入れ替えた構成としたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to claim 1,
4. A 4 × 4 switch, wherein the four signal input terminals and the four signal output terminals are interchanged.
前記伝送手段の挿入損失または利得が、前記第5の2×2スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを特徴とする4×4スイッチ。 4. The 4 × 4 switch according to claim 1 or 2,
4. A 4 × 4 switch, characterized in that the insertion loss or gain of the transmission means is set to be the same as the insertion loss or gain of the fifth 2 × 2 switch in a desired band.
さらに第1の2個の抵抗を備え、
前記第1の2個の抵抗は、前記2つの伝送手段にそれぞれ直列に接続され、
前記それぞれ直列に接続された抵抗と伝送手段の合計の挿入損失または利得が、前記第5の2×2スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを特徴とする4×4スイッチ。 4. The 4 × 4 switch according to claim 1 or 2,
In addition, the first two resistors,
The first two resistors are connected in series to the two transmission means, respectively.
The total insertion loss or gain of the resistor and the transmission means connected in series is set to be the same as the insertion loss or gain of the fifth 2 × 2 switch in a desired band. 4x4 switch to do.
前記第1乃至第5の2×2スイッチは、それぞれ少なくとも2つ以上の単極双投スイッチを用いて構成されたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to claim 1, wherein:
Each of the first to fifth 2 × 2 switches is configured by using at least two single-pole double-throw switches.
前記単極双投スイッチは、微小機械スイッチで構成されたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4x4 switch according to claim 5,
The single-pole double-throw switch is composed of a micro mechanical switch.
前記単極双投スイッチは、少なくとも2つ以上のFETで構成されたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4x4 switch according to claim 5,
4. The 4 × 4 switch, wherein the single pole double throw switch is composed of at least two FETs.
前記2×2スイッチは、前記第1と第2の2個の単極双投スイッチと、第1乃至第4の4本の伝送線路で構成され、
前記単極双投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の2端子に接続された2個のFETで構成され、
前記第1の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子に、前記第1および第2の伝送線路の一端をそれぞれ接続し、
前記第2の単極双投スイッチの共通端子以外の2端子に、前記第3および第4の伝送線路の一端をそれぞれ接続し、
前記2×2スイッチの第1および第2の入力端子または第1および第2の出力端子が、前記第1および第2の単極双投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、
前記2×2スイッチの第1および第2の出力端子または第1および第2の入力端子が、前記第1と第3の伝送線路の他端同士との接続点と、および前記第2と第4の伝送線路の他端同士との接続点とにそれぞれ接続されていることを特徴とする4×4スイッチ。 The 4x4 switch according to claim 7,
The 2 × 2 switch includes the first and second single-pole double-throw switches, and first to fourth transmission lines.
The single-pole double-throw switch is composed of two FETs each having one of its drain or source connected to a common terminal and the other connected to two terminals other than the common terminal,
One end of each of the first and second transmission lines is connected to two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch,
One end of each of the third and fourth transmission lines is connected to two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch,
The first and second input terminals or the first and second output terminals of the 2 × 2 switch are respectively connected to the common terminals of the first and second single-pole double-throw switches;
The first and second output terminals or the first and second input terminals of the 2 × 2 switch are connected to a connection point between the other ends of the first and third transmission lines, and the second and second 4 × 4 switch, characterized in that it is connected to a connection point between the other ends of the four transmission lines.
前記2×2スイッチは、第1と第2の2個の単極双投スイッチと、第1の2つの接続手段と、第2の2つの接続手段とで構成され、
前記単極双投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ前記共通端子以外の2端子に接続された2個のFETで構成され、
前記2×2スイッチの第1および第2の入力端子または第1および第2の出力端子が、前記第1および第2の単極双投スイッチの共通端子にそれぞれ接続され、
前記第1の単極双投スイッチの前記共通端子以外の2端子と、前記第2の単極双投スイッチの前記共通端子以外の2端子とは、所定の間隔で互いに対向するように配置され、
互いに対向して配置された前記第1の単極双投スイッチの前記共通端子以外の2端子と前記第2の単極双投スイッチの前記共通端子以外の2端子とを、前記第1の2つの接続手段でそれぞれ接続し、
前記第2の2つの接続手段は、一端が前記2×2スイッチの第1および第2の出力端子または第1および第2の入力端子に、他端が前記第1の2つの接続手段にそれぞれ接続され、
かつ、前記第2の接続手段の一方は、前記第2の接続手段とは接続関係にない前記第1の接続手段と交差してなることを特徴とする4×4スイッチ。 The 4x4 switch according to claim 7,
The 2 × 2 switch is composed of first and second two single-pole double-throw switches, first two connection means, and second two connection means,
The single-pole double-throw switch is composed of two FETs each having one of its drain or source connected to a common terminal and the other connected to two terminals other than the common terminal,
The first and second input terminals or the first and second output terminals of the 2 × 2 switch are respectively connected to the common terminals of the first and second single-pole double-throw switches;
Two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch are arranged to face each other at a predetermined interval. ,
Two terminals other than the common terminal of the first single-pole double-throw switch and two terminals other than the common terminal of the second single-pole double-throw switch arranged opposite to each other are connected to the first 2 Connect each with two connecting means,
The second two connecting means have one end connected to the first and second output terminals or first and second input terminals of the 2 × 2 switch, and the other end connected to the first two connecting means, respectively. Connected,
One of the second connection means intersects with the first connection means that is not connected to the second connection means.
さらに各組がそれぞれ4個の抵抗で構成された1組乃至5組の第2の抵抗と、少なくとも1つの制御端子とを備え、
前記各組に属する前記4個の抵抗は、その一端が前記制御端子に接続され、他端がそれぞれ、前記第1と第2の2×2スイッチの前記第1および第2の入力端子、または前記第1と第2の2×2スイッチの第1および第2の出力端子、または前記第3と第4の2×2スイッチの第1および第2の入力端子、または前記第3と第4の2×2スイッチの第1および第2の出力端子、または前記4個の信号出力端子、の少なくとも1つに接続されたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to any one of claims 1 to 9,
Each set further includes 1 to 5 sets of second resistors each composed of four resistors, and at least one control terminal.
The four resistors belonging to each set have one end connected to the control terminal and the other end connected to the first and second input terminals of the first and second 2 × 2 switches, or First and second output terminals of the first and second 2 × 2 switches, or first and second input terminals of the third and fourth 2 × 2 switches, or the third and fourth terminals. A 4 × 4 switch connected to at least one of the first and second output terminals of the 2 × 2 switch or the four signal output terminals.
前記1乃至5組中の少なくとも1つの組に属する前記4個の抵抗を、4個のインダクタで置き換えたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to claim 10,
4. A 4 × 4 switch, wherein the four resistors belonging to at least one of the first to fifth groups are replaced with four inductors.
前記第2の4個の抵抗は、前記2×2スイッチ接続間または前記各伝送手段間に、これらの接続または伝送手段を構成する伝送線路に平行に配置されたことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to claim 10,
The second four resistors are arranged between the 2 × 2 switch connections or between the transmission means in parallel to the transmission lines constituting these connections or transmission means, 4 × 4 switch.
さらに4個のキャパシタを備え、
前記4個の信号入力端子に、それぞれ前記4個のキャパシタを直列に接続したことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4x4 switch according to any one of claims 1 to 12,
It also has 4 capacitors,
4. A 4 × 4 switch, wherein the four capacitors are connected in series to the four signal input terminals.
さらに8個のキャパシタを備え、
前記4個の信号入力端子と前記4個の信号出力端子に、それぞれ前記8個のキャパシタを直列に接続したことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to any one of claims 10 to 12,
It also has 8 capacitors,
4. A 4 × 4 switch, wherein the eight capacitors are connected in series to the four signal input terminals and the four signal output terminals, respectively.
前記第1乃至第5の各2×2スイッチ、
または前記第1と第2の2×2スイッチ、
または前記第3と第4の2×2スイッチ、
または前記第1乃至第4の2×2スイッチ、
または前記第1乃至第4の2×2スイッチを除く前記第5の2×2スイッチと前記伝送手段で構成された回路、もしくは前記第5の2×2スイッチと前記伝送手段および該伝送手段に直列に接続された前記第1の2個の抵抗を含む回路、
または前記4×4スイッチ全体
のいずれかを半導体基板に集積したことを特徴とする4×4スイッチ。 The 4 × 4 switch according to any one of claims 1 to 14,
Each of the first to fifth 2 × 2 switches,
Or the first and second 2 × 2 switches,
Or the third and fourth 2 × 2 switches,
Or the first to fourth 2 × 2 switches,
Or a circuit composed of the fifth 2 × 2 switch and the transmission means excluding the first to fourth 2 × 2 switches, or the fifth 2 × 2 switch, the transmission means, and the transmission means. A circuit comprising the first two resistors connected in series;
Alternatively, any 4 × 4 switch is integrated on a semiconductor substrate.
前記5個の4×4スイッチは、それぞれ第1乃至第4の4つの入力端子と第1乃至第4の4つの出力端子とを備え、前記第1乃至第4の4つの入力端子に入力された信号を、それぞれ前記第1乃至第4の出力端子のいずれかの出力端子に出力し、
前記8個の信号入力端子は、前記第1および第2の4×4スイッチの前記第1乃至第4の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第1の4×4スイッチの第1と第2の出力端子は、前記第3の4×4スイッチの第1と第2の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第2の4×4スイッチの第1と第2の出力端子は、前記第3の4×4スイッチの第3と第4の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第1の4×4スイッチの第3と第4の出力端子は、前記第4の4×4スイッチの第1と第2の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第2の4×4スイッチの第3と第4の出力端子は、前記第4の4×4スイッチの第3と第4の入力端子にそれぞれ接続され、
前記第3と第4の4×4スイッチの第1と第2の出力端子は、それぞれ前記4つの伝送手段の一端に接続され、
前記第3と第4の4×4スイッチの第3と第4の出力端子は、前記第5の4×4スイッチの第1乃至第4の入力端子にそれぞれ接続され、
前記8個の信号出力端子は、前記4つの伝送手段の他の一端および前記第5の4×4スイッチの第1乃至第4の出力端子にそれぞれ接続され、
かつ、前記伝送手段を通過する信号の通過時間が、前記第5のスイッチを通過する信号の通過時間と同一となるように設定したことを特徴とする8×8スイッチ。 Eight signal input terminals, first to fifth five 4 × 4 switches, eight signal output terminals, and four transmission means,
Each of the five 4 × 4 switches includes first to fourth input terminals and first to fourth output terminals, and is input to the first to fourth input terminals. Output the output signal to any one of the first to fourth output terminals,
The eight signal input terminals are respectively connected to the first to fourth input terminals of the first and second 4 × 4 switches,
The first and second output terminals of the first 4 × 4 switch are connected to the first and second input terminals of the third 4 × 4 switch, respectively.
The first and second output terminals of the second 4 × 4 switch are connected to the third and fourth input terminals of the third 4 × 4 switch, respectively.
The third and fourth output terminals of the first 4 × 4 switch are connected to the first and second input terminals of the fourth 4 × 4 switch, respectively.
The third and fourth output terminals of the second 4 × 4 switch are connected to the third and fourth input terminals of the fourth 4 × 4 switch, respectively.
The first and second output terminals of the third and fourth 4 × 4 switches are respectively connected to one ends of the four transmission means,
Third and fourth output terminals of the third and fourth 4 × 4 switches are respectively connected to first to fourth input terminals of the fifth 4 × 4 switch,
The eight signal output terminals are respectively connected to the other end of the four transmission means and the first to fourth output terminals of the fifth 4 × 4 switch,
The 8 × 8 switch is characterized in that the transit time of the signal passing through the transmission means is set to be the same as the transit time of the signal passing through the fifth switch.
前記8個の信号入力端子と前記8個の信号出力端子を入れ替えたことを特徴とする8×8スイッチ。 The 8x8 switch according to claim 16,
8. An 8 × 8 switch, wherein the eight signal input terminals and the eight signal output terminals are interchanged.
前記伝送手段の挿入損失または利得が、前記第5の4×4スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを特徴とする8×8スイッチ。 18. The 8 × 8 switch according to any one of claims 16 to 17,
8. An 8 × 8 switch characterized in that the insertion loss or gain of the transmission means is set to be the same as the insertion loss or gain of the fifth 4 × 4 switch in a desired band.
さらに第3の4個の抵抗を備え、
前記第3の4個の抵抗は、前記4つの伝送手段にそれぞれ直列に接続され、
前記それぞれ直列に接続された抵抗と前記伝送手段との合計の挿入損失または利得が、前記第5の4×4スイッチの挿入損失または利得と、所望の帯域において同一となるように設定したことを特徴とする8×8スイッチ。 The 8 × 8 switch according to any one of claims 16 to 18,
In addition, it has a third four resistors,
The third four resistors are respectively connected in series to the four transmission means,
The total insertion loss or gain of the resistors connected in series and the transmission means is set to be the same as the insertion loss or gain of the fifth 4 × 4 switch in a desired band. Features 8x8 switch.
前記第1乃至第5の4×4スイッチは、それぞれ少なくとも4つ以上の単極4投スイッチを用いて構成されたことを特徴とする8×8スイッチ。 20. The 8 × 8 switch according to any one of claims 16 to 19,
Each of the first to fifth 4 × 4 switches is configured using at least four or more single-pole four-throw switches.
前記単極4投スイッチは、微小機械スイッチで構成されたことを特徴とする8×8スイッチ。 The 8x8 switch according to claim 20,
The single-pole four-throw switch is an 8 × 8 switch configured by a micro mechanical switch.
前記単極4投スイッチは、少なくとも4つ以上のFETで構成されたことを特徴とする8×8スイッチ。 The 8x8 switch according to claim 20,
The single-pole four-throw switch is composed of at least four or more FETs.
前記4×4スイッチは、4個の単極4投スイッチと、第1の4つの接続手段と、第2の4つの接続手段と、両端を含む3つの接続点を有する第3の4つの接続手段とで構成され、
前記単極4投スイッチは、そのドレインまたはソースの一方が共通端子に接続され、他方がそれぞれ共通端子以外の4端子にそれぞれ接続された4個のFETで構成され、
前記4個の単極4投スイッチは、それぞれ2個づつの単極4投スイッチからなる第1と第2のスイッチペアを形成し、
前記スイッチペアの単極4投スイッチは、共通端子以外の4端子側を所定の間隔で互いに対向して配置し、
前記第1のスイッチペアの前記単極4投スイッチの互いに対向した4端子間同士を、前記第1の4つの接続手段でそれぞれ接続し、
前記第2のスイッチペアの前記単極4投スイッチの互いに対向した4端子間同士を、前記第2の4つの接続手段でそれぞれ接続し、
前記4×4スイッチの前記4個の入力端子または前記4個の出力端子は、前記4×4スイッチの一辺に配置され、
前記第3の4つの接続手段の両端のうちの一方の接続点は、前記4×4スイッチの一辺に配置された前記4個の入力端子または前記4個の出力端子にそれぞれ接続され、
前記4個の出力端子または入力端子は、前記4個の単極双投のスイッチの共通端子にそれぞれ接続され、
前記第3の各々の接続手段の他の2つの接続点は、前記第1の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段、および前記第2の4つの接続手段のうちの互いに異なる1つの接続手段と、それぞれ接続されたことを特徴とする8×8スイッチ。 The 8x8 switch according to claim 22,
The 4 × 4 switch is composed of four single-pole four-throw switches, first four connection means, second four connection means, and third four connections having three connection points including both ends. Means and
The single-pole four-throw switch is composed of four FETs each having one of its drain or source connected to a common terminal and the other connected to four terminals other than the common terminal,
The four single-pole four-throw switches form first and second switch pairs each consisting of two single-pole four-throw switches,
The single-pole four-throw switch of the switch pair is arranged so that the four terminal sides other than the common terminal face each other at a predetermined interval,
The four terminals facing each other of the single-pole four-throw switch of the first switch pair are connected by the first four connection means, respectively.
The four terminals facing each other of the single-pole four-throw switch of the second switch pair are respectively connected by the second four connection means,
The four input terminals or the four output terminals of the 4 × 4 switch are arranged on one side of the 4 × 4 switch,
One connection point of both ends of the third four connection means is respectively connected to the four input terminals or the four output terminals arranged on one side of the 4 × 4 switch,
The four output terminals or input terminals are respectively connected to common terminals of the four single-pole double-throw switches,
The other two connection points of each of the third connection means are one connection means different from each other among the first four connection means and one different from one among the second four connection means. 8 × 8 switch characterized in that it is connected to two connecting means.
前記第1乃至第5の4×4スイッチの少なくとも1つは、請求項1乃至9のいずれかに記載の4×4スイッチで構成されたことを特徴とする8×8スイッチ。 24. The 8 × 8 switch according to claim 16, wherein
10. An 8 × 8 switch, wherein at least one of the first to fifth 4 × 4 switches is configured by the 4 × 4 switch according to any one of claims 1 to 9.
さらに各組がそれぞれ8個の抵抗で構成された1組乃至5組の第4の抵抗と、少なくとも1つの制御端子とを備え、
前記各組に属する当該8個の抵抗は、その一端が前記制御端子に接続され、他端がそれぞれ、
前記第1と第2の4×4スイッチの第1乃至第4の入力端子、
または前記第1と第2の4×4スイッチの第1乃至第4の出力端子、
または前記第3と第4の4×4スイッチの第1乃至第4の入力端子、
または前記第3と第4の4×4スイッチの第1乃至第4の出力端子、
または前記8個の信号出力端子、
の少なくとも1つに接続されたことを特徴とする8×8スイッチ。 25. The 8 × 8 switch according to any one of claims 16 to 24,
Each set further includes 1 to 5 sets of fourth resistors each composed of 8 resistors, and at least one control terminal.
The eight resistors belonging to each set have one end connected to the control terminal and the other end respectively.
First to fourth input terminals of the first and second 4 × 4 switches;
Or first to fourth output terminals of the first and second 4 × 4 switches,
Or first to fourth input terminals of the third and fourth 4 × 4 switches,
Or first to fourth output terminals of the third and fourth 4 × 4 switches,
Or the eight signal output terminals,
An 8 × 8 switch connected to at least one of
前記1組乃至5組中の少なくとも1つの組に属する8個の抵抗を、8個のインダクタで置き換えたことを特徴とする8×8スイッチ。 26. The 8x8 switch of claim 25.
8. An 8 × 8 switch, wherein eight resistors belonging to at least one of the first to fifth groups are replaced with eight inductors.
前記第4の8個の抵抗は、前記4×4スイッチ接続間または前記各伝送手段間に、これらの接続または伝送手段を構成する伝送線路に平行に配置されたことを特徴とする8×8スイッチ。 26. The 8x8 switch of claim 25.
The fourth eight resistors are arranged between the 4 × 4 switch connections or between the transmission means in parallel to the transmission lines constituting these connections or transmission means. switch.
さらに8個のキャパシタを備え、
前記8個の信号入力端子に、それぞれ前記8個のキャパシタを直列に接続したことを特徴とする8×8スイッチ。 28. The 8 × 8 switch according to any one of claims 16 to 27,
It also has 8 capacitors,
8. An 8 × 8 switch, wherein the eight capacitors are connected in series to the eight signal input terminals.
さらに16個のキャパシタを備え、前記8個の信号入力端子と前記8個の信号出力端子に、それぞれ前記16個のキャパシタを直列に接続したことを特徴とする8×8スイッチ。 28. The 8 × 8 switch according to any one of claims 25 to 27,
The 8 × 8 switch further comprising 16 capacitors, wherein the 16 capacitors are connected in series to the 8 signal input terminals and the 8 signal output terminals, respectively.
前記第1乃至第5の各4×4スイッチ、
または前記第1と第2の4×4スイッチ、
または前記第3と第4の4×4スイッチ、
または前記第1乃至第4の4×4スイッチ、
または前記第1乃至第4の4×4スイッチを除く前記第5の4×4スイッチと前記伝送手段で構成された回路、もしくは前記第5の4×4スイッチと前記伝送手段および該伝送手段に直列に前記第3の4個の抵抗がそれぞれ接続されている回路、
または8×8スイッチ全体、のいずれかを半導体基板に集積したことを特徴とする8×8スイッチ。
30. The 8 × 8 switch according to any one of claims 16 to 29,
Each of the first to fifth 4 × 4 switches,
Or the first and second 4 × 4 switches,
Or the third and fourth 4 × 4 switches,
Or the first to fourth 4 × 4 switches,
Or a circuit constituted by the fifth 4 × 4 switch and the transmission means excluding the first to fourth 4 × 4 switches, or the fifth 4 × 4 switch, the transmission means, and the transmission means. A circuit in which the third four resistors are respectively connected in series;
Alternatively, the entire 8 × 8 switch is integrated on a semiconductor substrate.
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