专利名称：高频开关电路器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用在无线数据通信装置、图像传输装置等中的高频开关器件；以及更具体地，本发明涉及包括单个输入端和多个输出端或者单个输出端和多个输入端的高频开关器件。
背景技术：
在例如无线数据通信装置或图像传输装置中使用的高频开关电路器件当中，这些器件(例如天线转换开关和信号调制开关)具有不同的功能，因此很难利用单个器件来实现它们。然而，考虑到减少安装到这些装置上的半导体芯片的数量以及简化其结构，以单个器件实现多功能变得尤为重要。
以传统的无线数据通信装置或图像传输装置中使用的多个高频开关电路器件当中的半导体天线转换开关为例，已知具有单个输入端和两个输入端的半导体开关电路器件，其中传输线的分布元件、电容器以及二极管都被形成在半导体基底的同一表面上(参见例如参考文献1E.Alekseev et al.，“77GHz High-Isolation CoplanarTransmit/Receive Switch Using InGaAs/InP PIN Diodes”，1998 IEEEGaAs IC Symposium)。
根据这个配置，两个输出端的每一个经由传输线的分布元件、二级管、和/或电容器连接到中心点，然后经由传输线的分布元件连接到输入端。
同样在这个配置中，设计传输线的宽度，使得传输线的分布元件的阻抗变得与连接到输入端和输出端的系统的阻抗相同。在高频信号源连接到输入端以及电阻负载耦合到两个输出端的每一个的情况下，通过二极管的接通/断开操作，切换来自所述输入端的高频输入信号，以被输出到两个输出端。然而，在通过将高频信号源连接到两个输出端的任意一个以及将电阻负载连接到另一个输出端来切换高频输入信号的接通/断开的情况下，高频输入信号的一部分被输入端以及引导到输入端的传输线的分布元件反射，因此增加了高频信号的损失。
对于参考文献1中公开的技术，如果具有一个输入端和两个输出端的半导体开关电路被用作用于通过将高频信号源连接到输出端中的一个以及将电阻负载连接到另一个来切换高频信号的接通/断开的电路，则不需要输入端以及引导到输入端的传输线的分布元件。然而，如果用作具有一个输入端和两个输出端的半导体开关电路，输入端和引导到输入端的传输线的分布元件都是必要的电路元件，以及存在通过减小输入端和引导到输入端的传输线的分布元件的尺寸来减小所述高频信号的损失的限制。
图13提供一个等效电路图，描述了包括具有传输线的分布元件、电阻器和电容器的集总元件、至少一个输入端和两个或多个输出端的半导体开关电路的普通电路配置。
正如其中所示，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1(n表示自然数)倍的传输线的分布元件2、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件4以及输出端6被依次串联。用于进行切换操作的半导体3连接到分布元件2和4，同时用于进行切换操作的半导体5连接到分布元件4和输出端6。此外，用于分别控制半导体3和5的电阻器7和8都连接到控制端9以及经由片式电容器10接地。此外，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1倍的传输线的分布元件11、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件13以及另一个输出端15被依次串联。同样，用于进行切换操作的半导体12连接到分布元件11和13，同时用于进行切换操作的半导体14连接到分布元件13和输出端15。此外，用于分别控制半导体12和14的电阻器16和17都连接到控制端18，以及经由片式电容器19接地。
参考图14，显示通过在半导体基底上形成图13中的电路而得到的半导体开关电路器件。
在图14中，半导体基底20的介电常数被设定为13.5，同时其厚度被设定为0.08mm。此外，分布元件2、4、11以及13的传输线的宽度被设定为0.054mm；电阻器7、8、16以及17被设定为100Ω；片式电容器10和19都被设定为100pF；以及输入端1和输出端6和15的尺寸都被设定为0.1×0.12mm。
图15显示了描述当在如图14所示配置的半导体开关电路器件中传送范围从50到70GHz的频率的高频信号时传输损耗的估计值的曲线图。
在图15中，曲线15-1表示当半导体3和5的接通电阻都被设定为2Ω以及半导体12和14的断开电阻都被设定为2kΩ时从输入端1传输到输出端15的高频信号的传输损耗。此外，曲线15-2和15-3分别表示在相同条件下在输入端1的反射损失以及传输损失，例如，从输入端1传输到输出端6的高频信号的隔离。此外，曲线15-4表示当半导体3和5的接通电阻都被设定为2Ω；半导体12和14的断开电阻都被设定为2kΩ；以及输入端1何输出端6和15的尺寸都被设定为与0.74×0.02mm时从输入端1传输到输出端15的高频信号的传输损耗。此外，曲线15-5和15-6分别表示在相同条件下在输入端1的反射损失以及传输损失，例如，从输入端1传输到输出端6的高频信号的隔离。
正如从图15可以看到的，当使用用于切换高频信号的电路器件时，如果极大地减小输入端1和输出端6和15的尺寸，则可以减少高频信号在输入端1的反射损失，但是对高频信号的传输损失没有太大影响。此外，为了外部地连接电路，在其中不能省略输入端1。
图16显示了描述当在如图14所示配置的半导体开关电路器件中通过打开输入端1将所述高频信号从输出端6传输到另一个传输端15时从50到70GHz的频率范围的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图。
在图16中，曲线16-1表示当半导体3、5、12和14的断开电阻都被设定为2kΩ时从输出端6传输到输出端15的高频信号的传输损耗。此外，曲线16-2表示在相同的条件下高频信号在输出端6的反射损耗。此外，曲线16-3描述了传输损耗，例如当半导体3、5、12和14的接通电阻都被设定为2Ω时从输出端6传输到输出端15的高频信号的隔离。此外，曲线16-4表示所述高频信号在半导体3、5、12、和14的断开电阻都被设定为2kΩ；输入端1以及输出端6和15的尺寸都被设定为与0.74×0.02mm；以及所述输入端1被打开的条件下从输出端6传输到输出端15的高频信号的传送损耗。曲线16-5表示在相同的条件下所述高频信号在输出端6的反射损耗，以及曲线16-6描述例如所述高频信号在半导体3、5、12、和14的接通电阻都被设定为2Ω；输入端1以及输出端6和15的大小尺寸都被设定为与0.74×0.02mm；以及所述输入端1被打开的条件下从输出端6传输到输出端15的高频信号的隔离的传送损耗。
正如从图16可以看到的，当以将所述高频信号输入到所述输出端的其中一个以及从另一个输出端输出的方式使用传统的高频开关电路时，由于在输入端1的反射等等，频率范围在57-65GHz的高频信号在输出端6的传输损耗减小到7dB或更小。然而，如果输入端1以及输出端6和15的尺寸变的极小，它们对从输出端6传输到输出端15的高频信号的传输损耗的影响减小，使得高频信号在输出端6的反射损耗增大到20dB或更大，以及从输出端6到输出端15的高频信号的传送损耗减小到大约2.1dB或更小。然而，尽管没有输入端1将减少高频信号的反射损耗和传送损耗，但是在高频开关电路器件中不能省略输入端1，因为输入端1必须与外部连接，使得用单个器件实现多功能。因此，由于输入端1被包括在其中，所以从输出端6到输出端15的高频信号的传输损失增加。因此，难于用单个器件实现例如与天线转换开关、信号调制电路等一样的高频接通/断开开关，因为它们的功能不同。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种包括输入端的高频开关电路器件，能够减小从一个输出端传输到另一个输出端的高频信号的传输损耗。
根据本发明的一方面，提供一种高频开关电路器件，该器件包括传输线的分布元件；作为集总元件的电阻器和电容器；半导体；至少一个输入端；以及至少两个输出端，其中具有开路端或者短路端的所述传输线连接到所述输入端，以及在所述传输线具有开路端的情况下，所述输入端和所述传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传输线具有短路端的情况下，所述输入端和所述传输线的总长度被设定为(λ/4+λ/2)的整数倍。
优选地，所述输出端的其中一个被设定为输入信号的输入端口，以及所述输出端的另一个被设定为输出信号的输出端口。
优选地，连接到所述输入端的所述传送线形成在绝缘基底或半导体基底上。
根据本发明的另一方面，提供一种高频开关电路器件，该器件包括传输线的分布元件；作为集总元件的电阻器和电容器；半导体；至少一个输出端；以及至少两个输入端，其中具有开路端或者短路端的传输线连接到所述输出端，以及在所述传送线具有开路端的情况下，所述输出端和所述传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传输线具有短路端的情况下，，所述输出端和所述传输线的总长度被设定为大约(λ/4+λ/2)的数倍。
优选地，所述输入端的其中一个被设定为输入信号的输入端，以及所述输入端的另一个被设定为输出信号的输出端口。
优选地，连接到所述输出端的所述传送线形成在绝缘基底或半导体基底上。
通过以下结合附图的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其它目的和特征将更加明显，其中图1是根据本发明第一优选实施例的高频开关电路器件的电路图；图2描述了根据本发明第一优选实施例通过在基底上设置图1中的电路获得的高频开关电路器件的配置；图3显示了说明根据本发明第一优选实施例的频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图；图4提供了根据本发明第二优选实施例的高频开关电路器件的电路图；图5显示了根据本发明第二优选实施例通过在基底上设置图4中的电路获得的高频开关电路器件的配置；图6描述了说明根据本发明第二优选实施例的频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图；图7提供了根据本发明第三优选实施例的高频开关电路器件的电路图；图8显示了根据本发明第三优选实施例通过在基底上设置图7中的电路获得的高频开关电路器件的配置；图9显示了说明根据本发明第三优选实施例的频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图；图10显示了根据本发明第四优选实施例的高频开关电路器件的电路图；图11描述了根据本发明第四优选实施例通过在基底上设置图10中的电路获得的高频开关电路器件的配置；图12显示了说明根据本发明第四优选实施例的频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图；图13描述了传统高频开关电路器件的等效电路图；图14显示了通过在基底上设置图13中的电路获得的高频开关电路器件的配置；图15显示了描述图14中显示的高频开关电路器件之估计的高频特性的曲线图；以及图16是显示当图14所示的高频开关电路器件用作接通/断开开关时该器件的估计的高频特性的曲线图。
具体实施例方式
以下，参考附图，将描述本发明的优选实施例。
图1显示了根据本发明第一优选实施例的高频开关电路器件的等效电路图。参考数字21表示分布元件。其中，与图13中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字。
正如其中所示，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1(此处以及此后，n表示自然数)倍的传输线的分布元件2、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件4以及输出端6被依次串联。用于进行切换操作的半导体3连接到分布元件2和4，同时用于进行切换操作的半导体5连接到分布元件4和输出端6。此外，用于分别控制半导体3和5的电阻器7和8都连接到控制端9以及经由片式电容器10接地。
此外，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1倍的传输线的分布元件11、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件13以及另一个输出端15被依次串联。同样，用于进行切换操作的半导体12连接到分布元件11和13，同时用于进行切换操作的半导体14连接到分布元件13和输出端15。此外，用于分别控制半导体12和14的电阻器16和17都连接到控制端18以及经由片式电容器19接地。另外，构成具有开路端的传输线的分布元件21连接到输入端1，并且输入端1和分布元件21的传输线的总长度被设定为λ/2的整数倍。
在这个电路配置中，通过接通/断开半导体3、5、12和14，可以选择输出端6和15的任何一个，使得从输入端1输入的高频信号可以被输出到输出端6和15当中被选择的一个。也可以将输出端6和15的任意一个设定为输入端口以及另一个被设定为输出端口，使得高频信号从一个输出端口输入到另一个输出端口。此外，也可以将两个输出端6和15都用作输入端口，同时将输入端1用作输出端口。在这种情况下，两个端都用作输入端口，因此通过接通/断开半导体3、5、12、以及14可以选择它们中的任何一个。这些选项也能够用于稍后要描述的其它优选实施例。
此外，在这个电路配置中，如果输出端6和15中的一个被设定为输入端口以及另一个被设定为输出端口，使得高频信号从一个输出端输出到另一个输出端，则通过将输入端1和分布元件21的传输线的总长度设定为大约λ/2的整数倍，由输入端1和分布元件21的传输线的全阻抗变得无穷大。因此，来自输入端1的高频信号的反射不影响其上的传输损耗。
图2是描述根据本发明第一优选实施例的通过在基底上形成图1中的电路获得的高频开关电路器件的配置。参考数字22表示基底。其中，与图13中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字并且省略与其相关的描述。
在图2中显示的本发明的第一实施例中，构成具有宽度为0.094mm以及长度为0.74mm的传输线的分布元件21形成在介电常数为10.5以及厚度为0.1mm的陶瓷基底22上。图1中的其它电路元件都形成在半导体基底20上。半导体基底20的介电常数和厚度分别为13.5和0.08mm，以及分布元件2、4、11以及13的传输线的宽度都被设定为0.054mm。此外，电阻器7、8、16以及17都被设定为100Ω以及片式电容器10和19都被设定为100pF。同样，输入端1以及输出端6和15的尺寸都被设计为0.1×0.12mm。
图3显示了说明第一优选实施例中频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图。
在图3中，曲线3-1表示在输入端1连接到分布元件21以及半导体3、5、12以及14的断开电阻值被设定为2kΩ的条件下从输出端6传输到输出端15的高频信号的传输损耗。曲线3-2表示在相同的条件下所述高频信号在输出端6的反射损耗。此外，曲线3-3表示传输损耗，例如当半导体3、5、12以及14的接通电阻被设定为2Ω时从输出端6传输到输出端15的高频信号的隔离。
正如从图3可以看到的，通过将分布元件21连接到输入端1，频率范围从57到65GHz的高频信号在输出端6的反射损耗变为12dB或更大，输入端1对从输出端6传输到输出端15(即，输出端的一个用作输入端)的高频信号的传输损耗减小。当半导体3和5的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端6的高频信号的传输损耗与当半导体12和14的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端15的高频信号的传输损耗的合计数量大约为2.2dB或更小。
参考图4，提供了描述根据本发明第二优选实施例的高频开关电路器件的电路配置。其中，参考数字23表示分布元件，与先前的附图中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字。
正如其中所示，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1(n表示自然数)倍的传输线的分布元件2、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件4以及输出端6被依次串联。用于进行切换操作的半导体3连接到分布元件2和4，同时用于进行切换操作的半导体5连接到分布元件4和输出端6。此外，用于分别控制半导体3和5的电阻器7和8都连接到控制端9以及经由片式电容器10接地。
此外，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1倍的传输线的分布元件11、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件13以及另一个输出端15都依次被串联。同样，用于进行切换操作的半导体12连接到分布元件11和13，同时用于进行切换操作的半导体14连接到分布元件13和输出端15。此外，用于分别控制半导体12和14的电阻器16和17都连接到控制端18以及经由片式电容器19接地。
另外，构成具有开路端的传输线的分布元件23连接到输入端1，并且输入端1和分布元件23的传输线的总长度被设定为(λ/4+λ/2)的整数倍。
在这个电路配置中，如果输出端6和15中的一个被设定为输入端口以及另一个被设定为输出端口，使得高频信号从一个输出端输出到另一个输出端，通过将输入端1和分布元件23的传输线的总长度设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍)，输入端1和分布元件23的全阻抗变得无穷大。因此，来自输入端1的高频信号的反射不影响其上的传输损耗。
图5描述了根据本发明第二优选实施例的通过在基底上设置图4中的电路获得的高频开关电路器件的配置。参考数字24表示基底。
其中，与图4中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字并且省略其相关的描述。
在图5中，构成具有宽度为0.094mm以及长度为1.22mm的短路端的传输线的分布元件23被形成在介电常数为10.5以及厚度为0.1mm的陶瓷基底24上。图4中的其它电路元件都形成在半导体基底20上。半导体基底20的介电常数和厚度分别为13.5和0.08mm，以及分布元件2、4、11以及13的传输线的宽度都被设定为0.054mm。
此外，电阻器7、8、16以及17都被设定为100Ω以及片式电容器10和19都被设定为100pF。同样，输入端1以及输出端6和15的尺寸都被设计为0.1×0.12mm。
图6显示了具有图5所示配置的第二优选实施例中频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图。
在图6中，曲线6-1表示在输入端1连接到分布元件23以及半导体3、5、12以及14的断开电阻值被设定为2kΩ的条件下从输出端6传输到输出端15的高频信号的传输损耗。曲线6-2表示在相同的条件下所述高频信号在输出端6的反射损耗。此外，曲线6-3表示传输损耗，例如当半导体3、5、12以及14的接通电阻被设定为2Ω时从输出端6传输到输出端15的高频信号的隔离。
正如从图6可以看到的，通过将分布元件23连接到输入端1，频率范围从57到65GHz的高频信号在输出端6的反射损耗变为15dB或更大，输入端1对从用作输入端的输出端6发送到输出端15的高频信号的传输损耗减小。当半导体3和5的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端6的高频信号的传输损耗与当半导体12和14的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端15的高频信号的传输损耗的合计数量大约为2.3dB或更小。
根据图1和2以及3和4分别显示的第一和第二实施例，尽管构成具有开路端的传输线的分布元件21或者构成具有短路端的传输线的分布元件23被形成在介电常数为10.5的基底22或24上，但是基底的源资料并不局限于指定的材料，只要分布元件由具有开路端(其配置使得输入端1和所述传输线的总长度大约是λ/2的整数倍)的传输线或者具有短路端(其配置使得输入端1和所述传输线的总长度大约是(λ/4+λ/2)的整数倍)的传输线就行了。此外，如果电路器件用于通过接通/断开半导体3、5、12、以及14来切换从输入端1输入高频信号，以将其输出到输出端6和15的任何一个，则形成在陶瓷基底22上的构成具有开路端的传输线的分布元件21或者形成在陶瓷基底24上的构成具有短路端的传输线的分布元件24在对该器件不是必须的。
参考图7，提供描述根据本发明第三优选实施例的高频开关电路器件的电路配置的等效电路图。其中，参考数字25表示分布元件，与先前的附图中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字。
正如其中所示，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1(n表示自然数)倍的传输线的分布元件2、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件4以及输出端6被依次串联。用于进行切换操作的半导体3连接到分布元件2和4，同时用于进行切换操作的半导体5连接到分布元件4和输出端6。此外，用于分别控制半导体3和5的电阻器7和8都连接到控制端9以及经由片式电容器10接地。此外，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1倍的传输线的分布元件11、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件13以及另一个输出端15都依次被串联。同样，用于进行切换操作的半导体12连接到所述分布元件11和13，同时用于进行切换操作的半导体14连接到分布元件13和输出端15。此外，用于分别控制半导体12和14的电阻器16和17都连接到控制端18以及经由片式电容器19接地。另外，构成具有开路端的传输线的分布元件25连接到输入端1，并且输入端1和分布元件25的传输线的总长度被设定为λ/2的整数倍。
在这个电路配置中，如果输出端6和15中的任何一个被设定为输入端口以及另一个被设定为输出端口，使得高频信号从一个输出端输出到另一个输出端，通过将输入端1和分布元件25的传输线的总长度设定为大约λ/2的整数倍，输入端1和分布元件25的全阻抗变得无穷大。因此，来自输入端1的高频信号的反射不影响其上的传输损耗。
图8描述了根据本发明第三优选实施例的通过在基底上设置图7中的电路获得的高频开关电路器件的配置。其中，与先前附图中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字并且省略其相关的描述。
在图8中，构成具有宽度为0.054mm以及长度为0.64mm的开路端的传输线的分布元件25被形成在通过引线键合法连接到输入端1的半导体基底20上。图7中的其它电路元件也都形成在半导体基底20上。半导体基底20的介电常数和厚度分别为13.5和0.08mm，以及分布元件2、4、11以及13的传输线的宽度都被设定为0.054mm。
此外，电阻器7、8、16以及17都被设定为100Ω以及片式电容器10和19都被设定为100pF。同样，输入端1以及输出端6和15的尺寸都被设计为0.1×0.12mm。
图9是显示具有图8所述配置的第三优选实施例中频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图。
在图9中，曲线9-1表示在输入端1连接到分布元件25以及半导体3、5、12以及14的断开电阻值被设定为2kΩ的条件下从用作输入端的输出端6传输到输出端15的高频信号的传输损耗。曲线9-2表示在相同的条件下所述高频信号在输出端6的反射损耗。此外，曲线9-3表示传输损耗，例如当半导体3、5、12以及14的接通电阻被设定为2Ω时从输出端6传输到输出端15的高频信号的隔离。
正如从图9可以看到的，通过将分布元件25连接到输入端1，频率范围从57到65GHz的高频信号在输出端6的反射损耗变为15dB或更大，输入端1对从输出端6发送到输出端15的高频信号的传输损耗减小。当半导体3和5的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端6的高频信号的传输损耗与当半导体12和14的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端15的高频信号的传输损耗的合计数量大约为2.3dB或更小。
参考图10，提供了描述根据本发明第四优选实施例的高频开关电路器件的电路配置。其中，参考数字26表示分布元件，与先前的附图中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字。
正如其中所示，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1倍的传输线(n表示自然数)的分布元件2、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件4以及输出端6依次被串联。用于进行切换操作的半导体3连接到所述分布元件2和4，同时用于进行切换操作的半导体5连接到分布元件4和输出端6。此外，用于分别控制半导体3和5的电阻器7和8都连接到控制端9以及经由片式电容器10接地。
此外，输入端1、构成长度大约为λ/4的2n-1倍的传输线的分布元件11、构成长度大约为λ/4的2n倍的传输线的分布元件13以及另一个输出端15被依次串联。同样，用于进行切换操作的半导体12连接到所述分布元件11和13，同时用于进行切换操作的半导体14连接到分布元件13和输出端15。此外，用于分别控制半导体12和14的电阻器16和17都连接到控制端18，以及经由片式电容器19接地。另外，构成具有开路端的传输线的分布元件26连接到输入端1，并且输入端1和分布元件26的传输线的总长度被设定为(λ/4+λ/2)的整数倍。
在这个电路配置中，如果输出端6和15中的任何一个被设定为输入端口以及另一个被设定为输出端口，使得高频信号从一个输出端输出到另一个，通过将输入端1和分布元件26的传输线的总长度设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍，输入端1和分布元件26的全阻抗变得无穷大。因此，来自输入端1的高频信号的反射不影响其上的传输损耗。
图11描述了根据本发明第四实施例的通过在基底上设置图10中的电路获得的高频开关电路器件的配置。其中，与先前附图中描述的部件相同的部件将被分配相同的参考数字并且省略其相关的描述。
在图11中，构成具有宽度为0.054mm以及长度为1.08mm的短路端的传输线的分布式元件26被设置在通过引线键合法与输入端1连接的半导体基底20上。图11中的其它电路组件也都形成在半导体基底20上。半导体基底20的介电常数和厚度分别为13.5和0.08mm，以及分布元件2、4、11以及13的传输线的宽度都被设定为0.054mm。此外，电阻器7、8、16以及17都被设定为100Ω以及片式电容器10和19都被设定为100pF。同样，输入端1以及输出端6和15的尺寸都被设计为0.1×0.12mm。
图12是显示具有图11所述配置的第四优选实施例中频率范围从50到70GHz的高频信号的传输损耗的估计值的曲线图。
在图12中，曲线12-1表示在输入端1连接到分布元件26以及半导体3、5、12以及14的断开电阻值被设定为2kΩ的条件下从输出端6传输到输出端15的高频信号的传输损耗。曲线12-2表示在相同的条件下所述高频信号在输出端6的反射损耗。此外，曲线12-3表示传输损耗，例如当半导体3、5、12以及14的接通电阻被设定为2Ω时从输出端6传输到输出端15的高频信号的隔离。
正如从图12可以看到的，通过将分布元件26连接到输入端1，频率范围从57到65GHz的高频信号在输出端6的反射损耗变为15dB或更大，输入端1对从输出端6发送到输出端15的高频信号的传输损耗的影响减小。当半导体3和5的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端6的高频信号的传输损耗与当半导体12和14的断开电阻值都为2kΩ时从输入端1传输到输出端15的高频信号的传输损耗的合计数量大约为2.4dB或更小。
根据图7和8以及图10和11中分别显示的本发明的第三和第四实施例，构成具有开路端的传输线的分布元件25或者构成具有短路端的传输线的分布元件26都设置在通过引线键合法连接到输入1的半导体基底20上。然而，如果开关电路器件被用于通过接通/断开半导体3、5、12以及14来切换输入到输入端1高频信号，以从从输出端6和15的任何一个输出，则不使用所述引线键合法。
而且，虽然上述优选实施例描述了其中包括两个输出端的情况，但是输出端也可以是多于两个。在这种情况下，具有预定长度的传输线的两个分布元件串联在输入端1与每个输出端之间。同时，一个半导体连接到两个分布元件以及一个半导体连接到输出端以及在输出端侧的分布元件。
根据本发明，通过设置具有至少一个输入端以及至少两个输出端的高频开关电路器件，可以减少用于切换输出端的接通/断开的半导体开关电路器件的传输损耗，其中具有开路端或短路端的传输线被连接到输入端，并且在所述传输线具有所述开路端的情况下，所述输入端和所述传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传送线具有所述短路端的情况下，所述输入端和所述传输线的总长度被设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍。
根据本发明，通过设置具有至少一个输出端以及至少两个输入端的高频开关电路器件，可以减少用于切换输入端的接通/断开的半导体开关电路器件的传输损耗，其中所述具有开路端或短路端的传输线被连接到所述输出端，并且在所述传输线具有所述开路端的情况下，输出端和传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传送线具有所述短路端的情况下，在所述传输线具有所述开路端的情况下被设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍。
另外，根据本发明，通过使用高介电常数的绝缘体材料作为基底的源材料，易于减小所述开关电路器件的尺寸，具有所述开路端的传输线的分布元件或者具有所述短路端的传输线的分布元件在所述基底上。
虽然已经相对于多个优选实施例对本发明进行了显示和描述，但是本领域技术人员应该理解到可以在不脱离以下权利要求所定义的精神和范围的情况下，做出各种变化和变型。
权利要求
1.一种高频开关电路器件，包括至少一个传输线的至少一个分布元件；具有至少一个电阻器和至少一个电容器的集总元件；至少一个半导体器件；至少一个输入端；至少两个输出端；以及另一个传输线，具有开路端或短路端，连接到所述输入端，其中，在所述传输线具有所述开路端的情况下，所述输入端和所述另一个传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传输线具有所述短路端的情况下，所述输入端和所述另一个传输线的总长度被设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍。
2.根据权利要求1的器件，其中，所述输出端其中之一被用作输入信号的输入端口，以及所述输出端的另一个被用作输出信号的输出端口。
3.根据权利要求1的器件，其中，所述连接到所述输入端的另一个传输线形成在绝缘基底或半导体基底上。
4.一种高频开关电路器件，包括至少一个传输线的至少一个分布元件；两个集总元件，每个具有至少一个电阻器和至少一个电容器；至少一个半导体器件；至少一个输出端；至少两个输入端；另一个传输线，具有开路端或短路端，连接到所述输出端，其中，在所述传输线具有所述开路端的情况下，所述输出端和所述另一个传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传送线具有所述短路端的情况下，所述输出端和所述另一个传输线的总长度被设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍。
5.根据权利要求4的器件，其中，所述输入端其中之一被用作输入信号的输入端口，以及所述输出端的另一个被用作输出信号的输出端口。
6.根据权利要求4的器件，其中，所述连接到所述输出端的另一个传输线形成在绝缘基底或半导体基底上。
全文摘要
本发明公开了一种高频开关电路器件，该器件包括至少一个传输线的至少一个分布元件；至少两个至少一个电阻器和至少一个电容器的集总元件；至少一个半导体器件；至少一个输入端；至少两个输出端；以及连接到所述输入端的具有开路端或短路端的另一个传输线。在所述传输线具有所述开路端的情况下，所述输入端和所述另一个传输线的总长度被设定为大约λ/2的整数倍，以及在所述传送线具有所述短路端的情况下，在所述传输线具有所述开路端的情况下被设定为大约(λ/4+λ/2)的整数倍。所述输出端的其中一个被用作输入信号的输入端口，以及所述输出端的另一个被用作输出信号的输出端口。
文档编号H03K17/693GK1767388SQ200510116180
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月25日 优先权日2004年10月25日
发明者长谷英一 申请人:株式会社日立国际电气