专利名称：高频开关及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高频开关及其制造方法。本发明尤其涉及一种可应用于多个不同移动通信系统的高频开关及其制造方法。
背景技术：
例如，专利文献1记载了一种包括第一二极管和第二二极管的高频开关。第一二极管串联地电连接在天线端子和发送侧输入端子之间的信号路径中。第二二极管与天线端子和接收侧输出端子之间的信号路径分路地电连接。高频开关选择性地在天线端子与发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与接收侧输出端子间的信号路径之间切换。使用规格相同的第一二极管和第二二极管。一般任意地从同批中选择第一二极管和第二二极管来制造高频开关。需要注意的是，属于同批的二极管也具有大约±10％的电荷容量的差异。
在高频开关中，为了防止高功率发送信号流入接收侧信号路径，需要有较短的“从发送模式到接收模式的切换时间”。为此，应该将第一二极管和第二二极管的特性设定为互成适当关系。
然而，如在相关技术中所述，第一二极管和第二二极管是从同批中任意地选择的，并且没有考虑将第一二极管和第二二极管的特性设定为互成适当关系。这导致在制造出高频开关时，“从发送模式到接收模式的切换时间”变得很长，因此，可能会得到高功率发送信号流入到接收侧信号路径的高频开关。
专利文献1日本未审专利申请特开2000-223901号公报。
发明公开本发明要解决的问题本发明的一个目的是提供一种从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关并提供一种制造该高频开关的方法。
解决问题的手段为了实现以上目的，根据本发明的一种高频开关包括一开关。该开关包括第一二极管和第二二极管。第一二极管串联地电连接在天线端子和发送侧输入端子间的信号路径中。第二二极管与天线端子和接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。该开关选择性地在天线端子与发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与接收侧输出端子间的信号路径之间切换。该高频开关具有这样的特征，即具有较小电荷容量的二极管被用作第一二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作第二二极管，从而使得第一二极管的电荷容量总是小于第二二极管的电荷容量。
例如，具有较小电荷容量的二极管的电荷容量在具有较大电荷容量的二极管的电荷容量的规格的-10％的范围之外。另外，具有较大电荷容量的二极管的零件号不同于具有较小电荷容量的二极管的零件号。
根据上述高频开关，当发送模式被切换为接收模式时，第一二极管和第二二极管都释放其中存储的电荷。然后，由于存储在第一二极管中的电荷量小于存储在第二二极管中的电荷量，所以存储在第一二极管中的电荷首先释放完毕。相应地，第一二极管在较短的时间里进入“关断”状态。因此，从发送模式到接收模式的切换时间变短。
此外，根据本发明的一种高频开关包括天线共用器、第一开关、以及第二开关。该天线共用器电连接到天线端子后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径和第二通信系统的信号路径。第一开关被设置在第一通信系统的信号路径中。第一开关包括第一二极管和第二二极管。第一二极管串联地电连接在天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中。第二二极管与天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第一开关选择性地在天线端子与第一发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换。第二开关被设置在第二通信系统的信号路径中。第二开关包括第三二极管和第四二极管。第三二极管串联地电连接在天线端子和第二发送侧输入端子间的信号路径中。第四二极管与天线端子和第二接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第二开关选择性地在天线端子与第二发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第二接收侧输出端子间的信号路径之间切换。该高频开关具有这样的特征，即具有较小电荷容量的二极管被用作第一二极管和第三二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作第二二极管和第四二极管，从而使得第一二极管和第三二极管的电荷容量总是分别小于第二二极管和第四二极管的电荷容量。
根据上述结构，获得了可接受两个通信系统的信号处理的双频带高频开关。
此外，根据本发明的高频开关包括天线共用器、第一开关、第二开关、以及双工器。天线共用器电连接到天线端子后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径及第二通信系统和第三通信系统的信号路径。第一开关被设置在第一通信系统的信号路径中。第一开关包括第一二极管和第二二极管。第一二极管串联地电连接在天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中。第二二极管与天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第一开关选择性地在天线端子与第一发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换。第二开关被设置在第二通信系统和第三通信系统的信号路径中。第二开关包括第三二极管和第四二极管。第三二极管串联地电连接在天线端子和由第二通信系统和第三通信系统共用的第二发送侧输入端子间的信号路径中。第四二极管与天线端子和第二及第三接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第二开关选择性地在天线端子与第二发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第二及第三接收侧输出端子间的信号路径之间切换。双工器被设置在第二通信系统和第三通信系统的信号路径中以将信号路径分支为第二开关与第二接收侧输出端子间的信号路径和第二开关与第三接收侧输出端子间的信号路径。该高频开关具有这样的特征，即具有较小电荷容量的二极管被用作第一二极管和第三二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作第二二极管和第四二极管，从而使得第一二极管和第三二极管的电荷容量总是分别小于第二二极管和第四二极管的电荷容量。
根据上述方式，获得了可接受三个通信系统的信号处理的三频带高频开关。
本发明还提供一种制造包括一开关的高频开关的方法。该开关包括第一二极管和第二二极管。第一二极管串联地电连接在天线端子和发送侧输入端子间的信号路径中。第二二极管与天线端子和接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。该开关选择性地在天线端子与发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与接收侧输出端子间的信号路径之间切换。该方法包括根据二极管的电荷容量将属于同批的二极管分类；将具有较小电荷容量的二极管用作第一二极管；以及将具有较大电荷容量的二极管用作第二二极管。
根据通过上述方法获得的高频开关，当发送模式被切换到接收模式时，第一二极管和第二二极管都释放其中存储的电荷。然后，由于存储在第一二极管中的电荷量小于存储在第二二极管中的电荷量，所以存储在第一二极管中的电荷首先释放完毕。相应地，第一二极管在较短的时间里进入“关断”状态。因此，从发送模式到接收模式的切换时间变短。
本发明还提供一种制造包括天线共用器、第一开关以及第二开关的高频开关的方法。该天线共用器电连接到天线端子后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径和第二通信系统的信号路径。第一开关被设置在第一通信系统的信号路径中。第一开关包括第一二极管和第二二极管。第一二极管串联地电连接在天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中。第二二极管与天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第一开关选择性地在天线端子与第一发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换。第二开关被设置在第二通信系统的信号路径中。第二开关包括第三二极管和第四二极管。第三二极管串联地电连接在天线端子和第二发送侧输入端子间的信号路径中。第四二极管与天线端子和第二接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第二开关选择性地在天线端子与第二发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第二接收侧输出端子间的信号路径之间切换。该方法包括根据二极管的电荷容量将属于同批的二极管分类；将具有较小电荷容量的二极管用作第一二极管和第三二极管；以及将具有较大电荷容量的二极管用作第二二极管和第四二极管。
根据上述方法，获得了可接受两个通信系统的信号处理的双频带高频开关。
本发明还提供一种制造包括天线共用器、第一开关、第二开关以及双工器的高频开关。天线共用器电连接到天线端子后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径及第二通信系统和第三通信系统的信号路径。第一开关被设置在第一通信系统的信号路径中。第一开关包括第一二极管和第二二极管。第一二极管串联地电连接在天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中。第二二极管与天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第一开关选择性地在天线端子与第一发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换。第二开关被设置在第二通信系统和第三通信系统的信号路径中。第二开关包括第三二极管和第四二极管。第三二极管串联地电连接在天线端子和由第二通信系统和第三通信系统共用的第二发送侧输入端子间的信号路径中。第四二极管与天线端子和第二及第三接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接。第二开关选择性地在天线端子与第二发送侧输入端子间的信号路径和天线端子与第二及第三接收侧输出端子间的信号路径之间切换。双工器被设置在第二通信系统和第三通信系统的信号路径中以将信号路径分支为第二开关与第二接收侧输出端子间的信号路径和第二开关与第三接收侧输出端子间的信号路径。该方法包括根据二极管的电荷容量将属于同批的二极管分类；将具有较小电荷容量的二极管用作第一二极管和第三二极管；以及将具有较大电荷容量的二极管用作第二二极管和第四二极管。
根据上述方法，获得了可接受三个通信系统的信号处理的三频带高频开关。
发明的效果根据本发明，具有较小电荷容量的二极管被用作串联地电连接在发送侧信号路径中的第一二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作与接收侧信号路径分路地电连接的第二二极管。藉此，在高频开关中，当发送模式被切换到接收模式时，由于存储在第一二极管中的电荷量小于存储在第二二极管中的电荷量，所以存储在第一二极管中的电荷量首先释放完毕。相应地，第一二极管在较短的时间里进入“关断”状态。因此，从发送模式到接收模式的切换时间变短。因此，在制造高频开关时，总是可获得防止高功率发送信号流入接收侧信号路径的高频开关。
附图简述
图1是示出了根据本发明的高频开关的第一实施例的等效电路图；图2是示出了根据本发明的高频开关的第二实施例的等效电路图；图3是示出了根据本发明的高频开关的第三实施例的等效电路图。
实现发明的最佳模式现在将参考附图对根据本发明的高频开关以及制造该高频开关的方法的实施例进行说明。
(第一实施例，参考图1)根据第一实施例的单频带高频开关包括高频开关11；LC滤波器12；以及电容器C、C2和C3，如图1的等效电路图所示。
高频开关11被用来选择性地在天线端子ANT与发送侧输入端子Tx间的信号路径和天线端子ANT与接收侧输出端子Rx间的信号路径之间切换。LC滤波器12被设置在高频开关11和发送侧输入端子Tx之间。LC滤波器是包括电感器Lt1和电容器的低通滤波器。该低通滤波器的电容器包括与电感器Lt1电并联的电容器Cc1、以及接地的两个接地电容器(旁路电容器)Cu1、Cu2。
高频开关11包括电连接的诸如第一二极管D1、第二二极管D2等开关元件，电感器SL1、SL2，电容器C5、C6，以及电阻器R等。第一二极管D1串联地电连接在天线端子ANT和发送侧输入端子Tx间的信号路径中以使得二极管D1的正极置于天线端子ANT一侧。电感器SL1电连在第一二极管D1的负极和地之间。第二二极管D2与天线端子ANT和接收侧输出端子Rx间的信号路径分路地电连接，并且第二二极管D2的正极通过电容器C5接地。控制电压端子Vc通过电阻器R被电连接到第二二极管D2和电容器C5间的接点。电感器SL2串联地电连接在第二二极管D2和天线端子ANT之间，而电容器C6电连接在第二二极管D2的负极和地之间。
为了总是获得从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关，要将第一二极管D1和第二二极管D2的特性设定为互成适当关系。换言之，在“导通”状态下具有较小电荷容量的二极管被用作第一二极管D1，而在“导通”状态下具有较大电荷容量的二极管被用作第二二极管D2。特别地，具有不同零件号的二极管被分别用作第一二极管D1和第二二极管D2。另外，具有较小电荷容量的零件号的二极管被用作第一二极管D1，而具有较大电荷容量的零件号的二极管被用作第二二极管D2。此外，具有较小电荷容量的零件号的二极管的电荷容量优选地在具有较大电荷容量的零件号的二极管的电荷容量规格的±10％的范围之外。这是因为属于同批的二极管也会具有大约±10％的电荷容量差异。
或者，为了实现上述目的，可预先执行以下分类处理从而使得能将第一二极管D1和第二二极管D2的特性设定为互成适当关系。即，“导通”状态(即施加到二极管的电压近似等于或大于0.4V时的状态)下属于同批的二极管的电荷容量可通过诸如阻抗分析仪等测量设备来测量，然后被分类。然后，具有较小电荷容量的二极管可被用作第一二极管D1，而具有较大电荷容量的二极管可被用作第二二极管D2。
现在将对根据上述结构的高频开关的工作进行说明。当发送信号被发送(发送模式)时，向控制电压端子Vc施加例如2.5V的电压以使得第一二极管D1和第二二极管D2进入“导通”状态。这允许从发送侧输入端子Tx输入的发送信号通过LC滤波器12和高频开关11，然后该发送信号从天线端子ANT被发射。另一方面，电感器SL2具有相对于发送信号的频率λ/4线路长度的带状线，所以阻抗变为无穷大，并且信号不能在天线端子ANT和接收端子Rx之间通过。另外，LC滤波器12衰减发送信号的谐波。
相反地，当接收信号被接收(接收模式)时，向控制电压端子Vc施加例如0V的电压以使得第一二极管D1和第二二极管D2进入“关断”状态。这允许“关断”状态下的第一二极管D1的电容和电感器SL1形成旁路滤波器。这使得接收频带中的高阻抗能防止接收信号流入发送侧输入端子Tx，同时从天线端子ANT输入的接收信号被输出到接收侧输出端子Rx。
现在将对从发送模式到接收模式的切换操作进行详细说明。在发送模式中，第一二极管D1和第二二极管D2处于“导通”状态。当存储在第一二极管D1中的电荷是Q1而存储在第二二极管D2中的电荷是Q2时，由于第一二极管D1的电荷容量小于第二二极管D2的电荷容量，所以建立了Q1小于Q2的关系(Q1＜Q2)。在该状态下，向控制电压端子Vc施加0V电压以从发送模式切换到接收模式，第一二极管D1和第二二极管D2都释放所存储的电荷。由于第一二极管D1所存储的电荷Q1小于第二二极管D2所存储的电荷Q2，所以第一二极管D1首先放电完毕。相应地，第一二极管D1在较短的时间里进入“关断”状态。因此，总是可以获得从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关。
表1示出了高频开关从发送模式到接收模式切换的切换时间的测量结果。高频开关被制造成具有不同电容的第一二极管D1和第二二极管D2的各种组合。需要注意的是，在表1中，使用电容C1和C2来分别代替电荷容量Q1和Q2。然而，当施加的电压V不变时，如果C1小于C2(C1＜C2)，则根据等式Q＝CV还可建立Q1小于Q2的关系(Q1＜Q2)。表1中的每个电容C1、C2都是在对二极管施加0.8V的电压时得到的。
表1
注意*表示其在本发明的范围之外。
表1证明通过将具有较小电容(较小电荷容量)的二极管用作串联地电连接在发送侧信号路径中的第一二极管D1，而将具有较大电容(较大电荷容量)的二极管用作与接收侧信号路径分路地电连接的第二二极管D2，可使高频开关具有很短的从发送模式到接收模式的切换时间。
需要注意的是，在第一实施例中，高频开关11和LC滤波器12被一体化地制造成通过层积多个介电层而构成的层积体。
(第二实施例，参照图2)双频带高频开关(前端模块)设有包括GSM系统和DCS系统的两个不同通信系统。如图2的等效电路所示的高频开关包括电连接在天线端子ANT后级的天线共用器20和电容器C。天线共用器20分支出GSM系统的信号路径和DCS系统的信号路径。GSM系统包括第一高频开关11G、第一LC滤波器12G、以及电容器C1g、C2g。类似地，DCS系统包括第二高频开关11D、第二LC滤波器12D、以及电容器C1d、C2d。
第一高频开关11G选择性地在天线端子ANT与第一发送侧输入端子Txg间的信号路径和天线端子ANT与第一接收侧输出端子Rxg间的信号路径之间切换。第一LC滤波器12G被设于第一高频开关11G和第一发送侧输入端子Txg之间。
第二高频开关11D选择性地在天线端子ANT与第二发送侧输入端子Txd间的信号路径和天线端子ANT与第二接收侧输出端子Rxd间的信号路径之间切换。第二LC滤波器12D被设于第二高频开关11D和第二发送侧输入端子Txd之间。
天线共用器20在发送时选择来自DCS系统或GSM系统的发送信号，而在接收时选择发往DCS系统或GSM系统的接收信号。天线共用器20被制造成使电感器Lt1、Lt2与电容器Cc1、Cc2、Ct1、Ct2、Cu1电连接。包括电感器Lt1和电容器Ct1的并联电路与GSM系统的信号路径串联地电连接，并且在该并联电路中，第一发送侧输入端子Txg一侧通过电容器Cu1接地。包括电容器Cc1、Cc2的串联电路串联地电连接在DCS系统的信号路径中，并且电容器Cc1、Cc2之间的接点通过电感器Lt2和电容器Ct2接地。
第一高频开关11G被制造成使诸如二极管GD1、GD2等开关元件，电感器GSL1、GSL2，电容器GC5、GC6，以及电阻器RG被电连接。第一二极管GD1以使第一二极管GD1的正极置于天线端子ANT一侧的方式串联地电连接在天线端子ANT和第一发送侧输入端子Txg间的GSM系统信号路径中。另外，电感器GSL1电连接在第一二极管GD1的负极和地之间。第二二极管GD2与天线端子ANT和第一接收侧输出端子Rxg间的GSM系统信号路径分路地电连接，并且第二二极管GD2的正极通过电容器GC5接地。控制电压端子Vc通过电阻器RG电连接到第二二极管GD2和电容器GC5间的接点。另外，电感器GSL2串联地电连接在从第二二极管GD2的负极出发的天线端子ANT一侧的信号路径中，而电容器GC6电连接在第二二极管GD2的负极和地之间。
第二高频开关11D被制造成使诸如二极管DD1、DD2等开关元件，电感器DSL1、DSL2、DSLt，电容器DC5、DCt1，以及电阻器RD电连接。第三二极管DD1以使第使三二极管DD1的正极置于天线端子ANT一侧的方式串联地电连接在天线端子ANT和第二发送侧输入端子Txd间的DCS系统信号路径中。另外，电感器DSL1电连接在第三二极管DD1的负极和地之间。电容器DCt1和电感器DSLt的串联电路与第三二极管DD1并联地电连接。第四二极管DD2与天线端子ANT和第二接收侧输出端子Rxd间的DCS系统信号路径分路地电连接，并且第四二极管DD2的正极通过电容器DC5接地。控制电压端子Vc2通过电阻器RD被电连接到第四二极管DD2和电容器DC5间的接点。另外，电感器DSL2串联地电连接在从第四二极管DD2的负极出发的天线端子ANT一侧的信号路径中。
为了总是得到从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关，将第一和第三二极管GD1、DD1的特性以及第二和第四二极管GD2、DD2的特性设定为互成适当关系。换言之，具有较小电荷容量的二极管被用作第一和第三二极管GD1、DD1，而具有较大电荷容量的二极管被用作第二和第四二极管GD2、DD2。更具体地，具有不同零件号的二极管分别被用作第一和第三二极管GD1、DD1以及第二和第四二极管GD2、DD2。然后，具有较小电荷容量的零件号的二极管被用作第一和第三二极管GD1、DD1，而具有较大电荷容量的零件号的二极管被用作第二和第四二极管GD2、DD2。优选地，具有较小电荷容量的二极管的电荷容量在具有较大电荷容量的二极管的电荷容量规格的±10％的范围之外。
或者，为了实现前述目的，可预先执行以下分类处理，并且可以将第一和第三二极管GD1、DD1的特性及第二和第四二极管GD2、DD2的特性设定为互成适当关系。即，“导通”状态(即施加到二极管的电压近似等于或大于0.4V时的状态)下属于同批的二极管的电荷容量可通过诸如阻抗分析仪等测量设备来测量，然后被分类。由此，具有较小电荷容量的二极管可被用作第一和第三二极管GD1、DD1，而具有较大电荷容量的二极管可被用作第二和第四二极管GD2、DD2。
第一LC滤波器12G是包括电感器GLt1和电容器的低通滤波器。第一LC滤波器12G被设于第一高频开关11G和第一发送侧输入端子Txg之间。低通滤波器的电容器包括与电感器GLt1并联地电连接的电容器GCc1以及接地的两个接地电容器(旁路电容器)GCu1、GCu2。
第二LC滤波器12D以被设于第二高频开关11D和第二发送侧输入端子Txd之间并使得电感器DLt1和电容器DCc1的并联电路与电感器DLt2和电容器DCc2的并联电路相互串联地电连接。电感器DLt1的两端分别通过电容器DCu1、DCu2接地。
现在将对如上所述制造的高频开关的工作进行说明。当发送DCS系统(1.8MHz频带)的发送信号时，在第二高频开关11D中，例如2.5V的电压被施加到控制电压端子Vc2以使第三二极管DD1和第四二极管DD2进入“导通”状态。由此，从第二发送侧输入端子Txd进入的DCS系统发送信号，通过第二LC滤波器12D、第二高频开关11D、以及天线共用器20，然后该发送信号从天线端子ANT被发射。
此时，在GSM系统的第一高频开关11G中，例如0 V的电压被施加到控制电压端子Vc1以使第一二极管GD1进入“关断”状态。由此，可阻止GSM系统的发送信号被发送。通过连接天线共用器20，可阻止DCS系统的发送信号流入GSM系统中的第一发送侧输入端子Txg和第一接收侧输出端子Rxg。另外，DCS系统的第二LC滤波器12D衰减DCS系统中的二次谐波和三次谐波。
当发送GSM系统(900MHz频带)的发送信号时，在第一高频开关11G中，例如2.5 V的电压被施加到控制电压端子Vc1以使第一二极管GD1和第二二极管GD2进入“导通”状态。由此，GSM系统的发送信号通过第一LC滤波器12G、第一高频开关11G、以及天线共用器20G，然后该发送信号从天线端子ANT被发射。
此时，在DCS系统的高频开关11D中，例如0V的电压被施加到控制电压端子Vc2以使第三二极管DD1进入“关断”状态。由此，可阻止DCS系统的发送信号被发送。通过连接天线共用器20，可阻止GSM系统的发送信号流入DCS系统中的第二发送侧输入端子Txd和第二接收侧输出端子Rxd。
此外，GSM系统中的二次谐波被包括天线共用器20中所含的电容器Ct1、电感器Lt1及旁路电容器Cu1的低通滤波器衰减。GSM系统中的三次谐波被GSM系统的第一LC滤波器12G衰减。
当接收DCS系统和GSM系统的接收信号时，在DCS系统的高频开关11D中，例如0V的电压被施加到控制电压端子Vc2以使第三二极管DD1和第四二极管DD2进入“关断”状态，同时在GSM系统的高频开关11G中，例如0V的电压被施加到控制电压端子Vc1以使第一二极管GD1和第二二极管GD2进入“关断”状态。由此，可阻止DCS系统的接收信号流入DCS系统的第二发送侧输入端子Txd，并可阻止GSM系统的接收信号流入GSM系统的第一发送侧输入端子Txg。从天线端子ANT进入的信号分别被输出到DCS系统的接收侧输出端子Rxd和GSM系统的接收侧输出端子Rxg。
通过连接天线共用器20，可阻止DCS系统的接收信号流入GSM系统，并可阻止GSM系统的接收信号流入DCS系统。
现在将对从发送模式到接收模式的切换操作进行详细的说明。在发送模式中，第一二极管GD1和第二二极管GD2处于“导通”状态。此时，当存储在第一二极管GED1中的电荷为Q1并且存储在第二二极管GD2中的电荷为Q2时，由于第一二极管GD1的电荷容量小于第二二极管GD2的电荷容量，所以建立了Q1小于Q2的关系(Q1＜Q2)。在该状态下，当向控制电压端子Vc1施加0V的电压以从发送模式切换到接收模式时，第一二极管GD1和第二二极管GD2都释放所存储的电荷。由于存储在第一二极管GD1中的电荷Q1小于存储在第二二极管GD2中的电荷Q2，所以第一二极管GD1首先放电完毕。相应地，第一二极管GD1在较短的时间里进入“关断”状态。因此，总是可以获得GSM系统中从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关。
DCS系统中从发送模式到接收模式的开关操作是类似的。即，在发送模式下，第三二极管DD1和第四二极管DD2处于“导通”状态。此时，当存储在第三二极管DD1中的电荷为Q1并且存储在第四二极管DD2中的电荷为Q2时，由于第三二极管DD1的电荷容量小于第四二极管DD2的电荷容量，所以建立了Q1小于小于Q2的关系(Q1＜Q2)。在该状态下，当向控制电压端子Vc2施加0V电压以从发送模式切换到接收模式时，第三二极管DD1和第四二极管DD2都释放所存储的电荷。由于存储在第三二极管DD1中的电荷Q1小于存储在第四二极管DD2中的电荷Q2，所以第三二极管DD1首先放电完毕。相应地，第三二极管DD1在较短的时间里进入“关断”状态。由此，总是可以获得DCS系统中从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关。
(第三实施例，参照图3)
将对具有包括GSM系统、PCS系统及DCS系统等三个不同通信系统的三频带高频开关的第三实施例进行说明。
GSM系统包括第一高频开关11G，第一LC滤波器12G，以及电容器C1g、C2g、GCu3。GSM系统的结构和工作与第二实施例中的相同，所以将不再进行重复的说明。
天线共用器20的结构和工作与第二实施例中的基本相同，所以将不再进行重复说明。
PCS系统和DCS系统包括第二高频开关11D′，第二LC滤波器12D，双工器14D，以及电容器C1d、C2d、C3d。第二高频开关11D′和第二LC滤波器12D的电路构成与第二实施例的相同，所以将不再进行重复说明。
双工器14D电连接到第二高频开关11D′的后级以将信号路径分支为PCS系统的接收信号路径和DCS系统的接收信号路径。
第二高频开关11D′选择性地在位于天线端子ANT与第二发送侧输入端子Txd间的、由PCS系统和DCS系统共用的发送信号路径，和分别位于天线端子ANT与第二及第三接收侧输出端子Rxd1、Rxd2间的PCS系统接收信号路径和DCS系统接收信号路径之间切换。
第二高频开关11D′被制造成使诸如二极管DD1、DD2等开关元件，电感器DPSL1、DSL2、DPSLt，电容器DC5、DC6、DPCt，以及电阻器DR1电连接。第三二极管DD1以使第三二极管DD1的正极置于天线端子ANT一侧的方式串联地电连接在天线端子ANT和第二发送侧输入端子Txd间的、由PCS系统和DCS系统共用的发送信号路径中。另外，电感器DPSL1电连接在第三二极管DD1的负极和地之间。电容器DPCt和电感器DPSLt的串联电路与第三二极管DD1并联地电连接。第四二极管DD2与天线端子ANT和双工器14D间的、由PCS系统和DCS系统共用的接收信号路径分路地电连接，并且第四二极管DD2的正极通过电容器DC5接地。控制电压端子Vc3通过电阻器DR1电连接到第四二极管DD2和电容器DC5间的接点。另外，电感器DSL2串联地电连接在从第四二极管DD2的负极出发的天线端子ANT一侧的信号路径中。
为了总能得到从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关，将第一及第三二极管GD1、DD1的特性和第二及第四二极管GD2、DD2的特性设定为互成适当关系。即，具有较小电荷容量的二极管被用作第一和第三二极管GD1、DD1，而具有较大电荷容量的二极管被用作第二和第四二极管GD2、DD2。更具体地，具有不同零件号的二极管分别被用作第一和第三二极管GD1、DD1及第二和第四二极管GD2、DD2。因此，具有较小电荷容量的零件号的二极管被用作第一和第三二极管GD1、DD1，而具有较大电荷容量的零件号的二极管被用作第二和第四二极管GD2、DD2。优选地，具有较小电荷容量的零件号的二极管的电荷容量在具有较大电荷容量的零件号的二极管的电荷容量规格的±10％的范围之外。
或者，为了实现上述目的，可预先执行以下分类处理，并且可以将第一和第三二极管GD1、DD1的特性及第二和第四二极管GD2、DD2的特性设定为互成适当关系。即，“导通”状态(即施加到二极管的电压近似等于或大于0.4V时的状态)下属于同批的二极管的电荷容量可由诸如阻抗分析仪等测量设备来测量，然后被分类，从而使得具有较小电荷容量的二极管被用作第一和第三二极管GD1、DD1，而具有较大电荷容量的二极管被用作第二和第四二极管GD2、DD2。
双工器14D被制造成使诸如二极管PD1、PD2等开关元件，电感器PSL1、PSL2，电容器PC5，以及电阻器PR1电连接。二极管PD1以使二极管PD1的正极置于第二高频开关11D′一侧的方式串联地电连接在第二高频开关11D′和第三接收侧输出端子Rxd2间的PCS系统的发送信号路径中。另外，电感器PSL1电连接在二极管PD1的负极和地之间。二极管PD2与高频开关11D′和第二接收侧输出端子Rxd1间的DCS系统的接收信号路径分路地电连接，并且二极管PD2的正极通过电容器PC5接地。控制电压端子Vc2通过电阻器PR1电连接到正极PD2和电容器PC5间的接点。另外，电感器PSL2串联地电连接在从二极管PD2的负极出发的第二高频开关11D′一侧的信号路径中。
现在将对上述高频开关的工作进行说明。当发送DCS系统或PCS系统的发送信号时，例如2.5V的电压被施加到控制电压端子Vc3，同时例如0V的电压被施加到控制电压端子Vc1、Vc2，从而使得二极管DD1、DD2进入“导通”状态而二极管GD1、GD2、PD1、PD2进入“关断”状态。由此，从第二发送侧输入端子Txd进入的DCS系统(或PCS系统)的发送信号通过第二LC滤波器12D，第二高频开关11D′，以及天线共用器20，然后该发送信号从天线端子ANT被发射。
当发送GSM系统的发送信号时，例如2.5V的电压被施加到控制电压端子Vc1，同时例如0V的电压被施加到控制电压端子Vc2、Vc3，从而使得二极管GD1、GD2进入“导通”状态而二极管DD1、DD2、PD1、PD2进入“关断”状态。由此，从第一发送侧输入端子Txg进入的GSM系统的发送信号通过第一LC滤波器12G，第一高频开关11G，以及天线共用器20，然后该发送信号从天线端子ANT被发射。
当接收DCS系统的接收信号时，例如0V的电压被施加到所有控制电压端子Vc1、Vc2、Vc3，从而使得二极管GD1、GD2、DD1、DD2、PD1、PD2进入“关断”状态。由此，从天线端子ANT输入的信号被输出到DCS系统的接收侧输出端子Rxd1。
当接收PCS系统的接收信号时，例如2.5V的电压被施加到控制电压端子Vc2，同时例如0V的电压被施加到控制电压端子Vc1、Vc3，从而使得二极管PD1、PD2进入“导通”状态而二极管GD1、GD2、DD1、DD2进入“关断”状态。由此，从天线端子ANT输入的信号被输出到PCS系统的接收侧输出端子Rxd2。
当接收GSM系统的接收信号时，例如0V的电压被施加到所有控制电压端子Vc1、Vc2、Vc3，从而使得二极管GD1、GD2、DD1、DD2、PD1、PD2进入“关断”状态。由此，从天线端子ANT输入的信号被输出到GSM系统的接收侧输出端子Rxg。
通过连接天线共用器20，可阻止DCS系统和PCS系统的接收信号流入GSM系统，同时可阻止GSM系统的接收信号流入DCS系统和PDS系统。
当在GSM系统、DCS系统以及PCS系统中发送模式被切换到接收模式时，由于二极管GD1、DD1的电荷容量小于二极管GD2、DD2的电荷容量，所以二极管GD1、DD1在较短的时间里进入“关断”状态。因此，总是可以获得GSM系统、DCS系统以及PCS系统中从发送模式到接收模式的切换时间很短的高频开关。
(替换实施例)需要注意的是，高频开关以及制造该高频开关的方法并不限于上述实施例，而是可以修改成各种替换实施例且不会背离本发明的范围。
工业实用性如上所述，本发明对于可应用于多种不同移动通信系统的高频开关以及制造该高频开关的方法是有用的，尤其在从发送模式到接收模式的切换时间很短方面是有利的。
权利要求
1.一种具有包括第一二极管和第二二极管的开关的高频开关，所述第一二极管串联地电连接在天线端子和发送侧输入端子间的信号路径中，所述第二二极管与所述天线端子和接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，其中所述开关选择性地在所述天线端子与所述发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述高频开关中具有较小电荷容量的二极管被用作所述第一二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作所述第二二极管，从而使得所述第一二极管的电荷容量总是小于所述第二二极管的电荷容量。
2.一种具有天线共用器、第一开关以及第二开关的高频开关，其中所述天线共用器电连接在天线端子后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径和第二通信系统的信号路径，所述第一开关被设置在所述第一通信系统的信号路径中并且包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管串联地电连接在所述天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中，所述第二二极管与所述天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第一开关选择性地在所述天线端子与所述第一发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述第二开关被设置在所述第二通信系统的信号路径中并包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管串联地电连接在所述天线端子和第二发送侧输入端子间的信号路径中，所述第四二极管与所述天线端子和第二接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第二开关选择性地在所述天线端子与所述第二发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第二接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述高频开关中具有较小电荷容量的二极管被用作所述第一二极管和所述第三二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作所述第二二极管和所述第四二极管，从而使得所述第一二极管和所述第三二极管的电荷容量总是分别小于所述第二二极管和所述第四二极管的电荷容量。
3.一种具有天线共用器、第一开关、第二开关、以及双工器的高频开关，其中所述天线共用器电连接在天线端子后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径及第二通信系统和第三通信系统的信号路径，所述第一开关被设置在所述第一通信系统的信号路径中并且包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管串联地电连接在所述天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中，所述第二二极管与所述天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第一开关选择性地在所述天线端子与所述第一发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述第二开关被设置在所述第二通信系统和第三通信系统的信号路径中并且包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管串联地电连接在所述天线端子与由所述第二通信系统和所述第三通信系统共用的第二发送侧输入端子间的信号路径中，所述第四二极管与所述天线端子和第二及第三接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第二开关选择性地在所述天线端子与所述第二发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第二及所述第三接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述双工器被设置在所述第二通信系统和所述第三通信系统的信号路径中以将所述信号路径分支为所述第二开关与所述第二接收侧输出端子间的信号路径和所述第二开关与所述第三接收侧输出端子间的信号路径，所述高频开关中具有较小电荷容量的二极管被用作所述第一二极管和所述第三二极管，而具有较大电荷容量的二极管被用作所述第二二极管和所述第四二极管，从而使得所述第一二极管和第三二极管的电荷容量总是小于所述第二二极管和第四二极管的电荷容量。
4.如权利要求1到3中任意一项所述的高频开关，其特征在于，所述具有较小电荷容量的至少一个二极管的电荷容量在所述具有较大电荷容量的二极管的电荷容量规格的-10％的范围之外。
5.如权利要求1到3中任意一项所述的高频开关，其特征在于，所述具有较大电荷容量的至少一个二极管的零件号不同于所述具有较小电荷容量的至少一个二极管的零件号。
6.一种制造具有包括第一二极管和第二二极管的开关的高频开关的方法，所述第一二极管串联地电连接在天线端子和发送侧输入端子间的信号路径中，所述第二二极管与所述天线端子和接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述开关选择性地在所述天线端子与所述发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述方法包括根据二极管的电荷容量将属于同批的二极管分类；将具有较小电荷容量的二极管用作所述第一二极管；以及将具有较大电荷容量的二极管用作所述第二二极管。
7.一种制造具有天线共用器、第一开关以及第二开关的高频开关的方法，其中所述天线共用器电连接在天线端子的后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径和第二通信系统的信号路径，所述第一开关被设置在所述第一通信系统的信号路径中并且包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管串联地电连接在所述天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中，所述第二二极管与所述天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第一开关选择性地在所述天线端子与所述第一发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述第二开关被设置在所述第二通信系统的信号路径中并且包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管串联地电连接在所述天线端子和第二发送侧输入端子间的信号路径中，所述第四二极管与所述天线端子和第二接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第二开关选择性地在所述天线端子与所述第二发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第二接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述方法包括根据二极管的电荷容量将属于同批的二极管分类；将具有较小电荷容量的二极管用作所述第一二极管和所述第三二极管；以及将具有较大电荷容量的二极管用作所述第二二极管和所述第四二极管。
8.一种制造具有天线共用器、第一开关、第二开关以及双工器的高频开关的方法，其中，所述天线共用器电连接在天线端子的后级以将信号路径分支为第一通信系统的信号路径及第二通信系统和第三通信系统的信号路径，所述第一开关被设置在所述第一通信系统的信号路径中并且包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管串联地电连接在所述天线端子和第一发送侧输入端子间的信号路径中，所述第二二极管与所述天线端子和第一接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第一开关选择性地在所述天线端子与所述第一发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第一接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述第二开关被设置在所述第二通信系统和第三通信系统的信号路径中并且包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管串联地电连接在所述天线端子和由所述第二通信系统和所述第三通信系统共用的第二发送侧输入端子间的信号路径中，所述第四二极管与所述天线端子和第二及第三接收侧输出端子间的信号路径分路地电连接，所述第二开关选择性地在所述天线端子与所述第二发送侧输入端子间的信号路径和所述天线端子与所述第二及第三接收侧输出端子间的信号路径之间切换，所述双工器被设置在所述第二通信系统和第三通信系统的信号路径中以将所述信号路径分支为所述第二开关与所述第二接收侧输出端子间的信号路径和所述第二开关与所述第三接收侧输出端子间的信号路径，所述方法包括根据二极管的电荷容量将属于同批的二极管分类；将具有较小电荷容量的二极管用作所述第一二极管和所述第三二极管；以及将具有较大电荷容量的二极管用作所述第二二极管和所述第四二极管。
全文摘要
通过连接作为开关元件的第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、电感器(SL1、SL2)、电容器(C5、C6)以及电阻(R)来构成一种高频开关(11)。在“导通”状态下具有相对较小电荷容量的二极管被用作第一二极管，而在“导通”状态下具有相对较大电荷容量的二极管被用作第二二极管。即，具有不同零件号的二极管分别被用作第一二极管和第二二极管，并且具有相对较小电荷存储量的零件号的二极管被用作第一二极管，具有相对较大电荷存储量的零件号的二极管被用作第二二极管。或者，可以测量“导通”状态下同批二极管的电荷存储量并将其分类，具有相对较小电荷存储量的二极管被用作第一二极管而具有相对较大电荷存储量的二极管被用作第二二极管。
文档编号H01P1/10GK101027847SQ20058003236
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月27日 优先权日2004年9月30日
发明者上岛孝纪, 中山尚树 申请人:株式会社村田制作所