专利名称：高频开关的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及在便携电话的RF(射频)电路中所使用的高频开关。
并且现在，希望将配置在周边的高频滤波器、放大器等高频部件集成到这种高频开关中的复合化(集成化)不断进展，在这种复合化的进展中，需要使安装在多层基板上的部件小型化，在由此产生的空间中安装额外的高频部件，作为现有的将使用了PIN二极管的高频开关小型化的一种方法，已提出了采用使用了场效应晶体管开关(FET开关)的高频开关的方案(例如，参照特开平9-181588号公报)。
但是，在使用FET开关的情况下，必须考虑到构成与从发送端口输入的高频信号相关的FET开关的FET的耐电压性，在各FET开关内有必要将各FET设为多达4～8段(级)的多段结构，使高频开关难以充分小型化，结果很难实现复合化。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种高频开关，具有连接于输入输出端口和发送端口之间的第一FET开关；一端连接于输入输出端口和接收端口之间、另一端接地的第二FET开关；控制第一、第二FET开关的通-断(ON-OFF)的控制端口；以及连接于第二FET开关的一端与输入输出端口之间的电气长度与从发送端口输入的高频信号的约4分之1波长相当的带状线和电容器的并联体。
图1是本发明的实施方式1中的高频开关的等效电路图。
图2是本发明的实施方式1中的高频开关的立体图。
图3是本发明的实施方式2中的高频开关的等效电路图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1图1是表示在便携电话的RF电路中所使用的高频开关的电路图，该高频开关是以连接于输入输出端口1和发送(发射)端口2之间的第一场效应晶体管开关(FET开关)3、连接于输入输出端口1和接收端口4之间的带状线5、与带状线5并联连接的电容器14、连接于带状线5的接收端口4侧和接地之间的第二FET开关6、控制上述2个FET开关3、6的通-断(ON-OFF)的控制端口7为基本构成的。
而且，在发送时，通过从控制端口7对2个FET开关3、6施加控制电压，将2个FET开关3、6设为ON状态，另外，通过将带状线5和电容器14的并联体的电气长度设定为发送信号的大致4分之1波长，将带状线5和电容器14的并联体经由第二FET开关6接地，从输入输出端口1看的接收端口4一侧成为开放状态，从发送端口2输入的发送信号可高效率地流向输入输出端口1。
另外，在接收时，通过终止对2个FET开关3、6的控制电源的施加，这些FET开关3、6均成为OFF状态，从输入输出端口1输入的接收信号可高效率地流向接收端口4。
而且，在本高频开关中所使用的2个FET开关3、6，虽然因为通常从发送端口2输入经由位于发送端口2的前段的放大器(图中未特别示出)放大(增幅)后的发送信号，而需要考虑2个FET开关3、6的耐电压性，将构成各FET开关3、6的FET元件3a、6a设为4～8段的多段结构，但是在本高频开关中，将FET元件3a、6a设成2段结构。
这是因为在高频开关的内部配置有带状线5和电容器14，通过构成使用了带状线5和电容器14的并联体的移相电路、从输入输出端口1看的接收端口4一侧高频率地成为高阻抗而使各FET开关3、6上的电压降低，从而可以使FET元件3a、6a的段数减少。
另外，通过减少FET元件3a、6a的段数，能够给高频开关的复合化(集成化)带来很大贡献。
即，因为这样的高频开关具有在发送端口2一侧连接有由LC电路构成的低通滤波器8、而在接收端口4一侧连接有接收滤波器9的结构，所以作为将这些结构具体化的例子，如图2所示，在由电介质构成的多层基板10的内层部分中形成由LC电路构成的低通滤波器8，在该多层基板10上安装接收滤波器9。另外，图1所示的高频开关，成为在将2个FET开关3、6通过半导体元件11一体形成并安装到多层基板10的上面的同时，在多层基板10的内层形成余下的带状线5和电容器14，并使各构成要件通过通孔等连接电极适当连接的结构。
也就是说，在将这样的高频开关与低通滤波器8、接收滤波器9等复合(集成)在一起的结构中，通过减少在多层基板10的上面安装的接收滤波器9、半导体元件11等各高频部件的占有面积，能够实现额外的高频部件的安装、促进复合化(集成化)。
另外，上述的移相电路虽然可以仅由将电气长度设为4分之1波长的带状线构成，但通过使该移相电路在带状线上并联连接电容器，能够在上述的移相电路的功能以外，复合有使规定的频带衰减的陷波(ノツチ)电路的功能。
进而，虽未特别图示，但因为通过使该并联体的一端经由接地用的电容器接地，还能够附带低通滤波器功能，同时对该接地用电容器也能够在多层基板内很容易地形成，所以能够很容易地使高频开关复合化。
另外，与图1所示的接收端口4连接的接收滤波器9，优选设为通过由电容器进行的电容耦合连接从接收端口4至其后段的路径内的带通滤波器、SAW滤波器等高频滤波器，因为通过该电容耦合还可以附带作为从控制端口7施加的控制电压的DC截止用的电容器来利用。
另外，也可以将在上述带状线5和电容器14的并联体中由带状线5的电感和电容器14的电容决定的谐振频率设定为系统的一个图像频带(イメ一ジ带域)。这种情况下，因为能够在输入输出端口1和接收端口4之间使图像频带的衰减量增大，维持系统中所必须的图像频带的衰减量的一部分，所以能够减轻接收滤波器9的负担，增大设计自由度，从而能够构成损失少的接收滤波器。
此外，作为现有的连接在这样的高频开关电路的后段的接收滤波器9，使用SAW滤波器的构造是主流，因此，作为接收滤波器9的选择，最好选择SAW滤波器。
另外，通过将接收滤波器9设置为组合有2个SAW滤波器的共用设备(共用器)构造，能够对从接收端口4输出的高频信号进一步进行分频，使高频开关更具附加价值。
实施方式2此外，在上述的高频开关中，虽然主要是说明了相对于一个输入输出端口1适当地切换连接发送端口2或接收端口4的SPDT型高频开关电路，但如图3所示，在作为由双工器(ダイプレクサ)13连接2个高频开关12的输入输出端口1、并对频带不同的2种或以上的发送接收信号进行处理的、所谓的多频带对应型的复合高频开关来使用的情况下，电路构造复杂化，在多层基板10的上面的FET开关3、6、电容器、电感器等芯片部件的安装布局容易形成过密的状态。但是，根据本发明，如上所述，确保在多层基板10的上面的安装空间成为对这样的复合化非常有效的手段。
如上所述，根据本发明，特别是在应用了FET开关的高频开关中，通过在一端连接在输入输出端口和接收端口之间另一端接地的第二FET开关、和输入输出端口之间，设置电气长度与从发送端口输入的高频信号的4分之1波长相当的带状线和电容器的并联体，各FET开关的电压被带状线分压，结果能够将各FET开关的段数消减而使高频开关小型化，可适应于高频开关的复合化。
权利要求
1.一种高频开关，具有连接于输入输出端口和发送端口之间的第一FET开关；一端连接于上述输入输出端口和接收端口之间、另一端接地的第二FET开关；控制上述第一、第二FET开关的通-断的控制端口；以及连接于上述第二FET开关的一端和上述输入输出端口之间的电气长度与从上述发送端口输入的高频信号的大致4分之1波长相当的带状线和电容器的并联体。
2.根据权利要求1所述的高频开关，其中将上述带状线的至少一端经由电容器接地。
3.根据权利要求1所述的高频开关，其中在上述接收端口端设有通过电容耦合构成的接收滤波器。
4.根据权利要求3所述的高频开关，其中将上述接收滤波器设置为SAW滤波器。
5.根据权利要求3所述的高频开关，其中将上述接收滤波器设置为组合有2个SAW滤波器的共用设备。
6.一种高频开关，具有连接于输入输出端口和发送端口之间的第一FET开关；在连接于上述输入输出端口和接收端口之间的同时、电气长度与从上述发送端口输入的高频信号的4分之1波长相当的带状线和电容器的并联体；一端连接在上述带状线的接收端口侧端、另一端接地的第二FET开关；以及控制上述第一、第二FET开关的通-断的控制端口；其中，上述带状线和上述电容器的并联体在由电介质构成的多层基板的内层部分形成，上述第一、第二FET开关作为高频器件安装在上述多层基板的表面。
7.根据权利要求6所述的高频开关，其中将上述带状线和上述电容器的并联体的至少一端经由接地用电容器接地，同时在多层基板的内层部分形成上述接地用电容器。
8.根据权利要求6所述的高频开关，其中在将由LC构成的发送滤波器连接于上述发送端口端的同时，在多层基板的内层部分形成上述发送滤波器。
9.根据权利要求6所述的高频开关，其中在将SAW滤波器连接于上述接收端口端的同时，将上述SAW滤波器安装在多层基板的表面。
10.根据权利要求6所述的高频滤波器，其中在将组合有2个SAW滤波器的共用设备连接于上述接收端口端的同时，将上述共用设备安装在多层基板的表面。
全文摘要
本发明的高频开关，特别是在使用了FET开关(3、6)的高频开关中，其构成是在一端连接在输入输出端口(1)和接收端口(4)之间而另一端接地的第二FET开关(6)、和输入输出端口(1)之间，设有电气长度与从发送端口(2)输入的高频信号的4分之1波长相当的带状线(5)和电容器(14)的并联体。
文档编号H03K17/687GK1497851SQ200310102308
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月24日 优先权日2002年10月24日
发明者栉谷洋, 永田康志, 安保武雄, 志, 雄 申请人:松下电器产业株式会社