專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、發(fā)送接收器、發(fā)送器及接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行RF信號(hào)的切換的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、發(fā)送接收器、發(fā)送器及接收器。
背景技術(shù)：
在通常以毫米波段進(jìn)行工作的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中要求通過(guò)損失(transmission loss) 的降低。為了降低通過(guò)損失，有時(shí)將開(kāi)關(guān)元件相對(duì)于信號(hào)傳輸線(xiàn)路并聯(lián)配置，即進(jìn)行分路連接(shimt-cormected)。圖30表示具備那樣的開(kāi)關(guān)元件的現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。在圖30 中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100是通常的毫米波段雙方向切換開(kāi)關(guān)(SPDT: Single Pole Double Throw，單刀雙擲)。在圖30表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中，為了提高斷開(kāi)狀態(tài)的隔離，在一個(gè)分支線(xiàn)路設(shè)置有2個(gè)開(kāi)關(guān)元件和兩個(gè)傳輸線(xiàn)路。此外，使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)作為開(kāi)關(guān)元件。
在圖30表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中，RF信號(hào)的主端子Tm和分支點(diǎn)P經(jīng)由構(gòu)成主線(xiàn)路Lmb的主傳輸線(xiàn)路Lmbl連接。分支點(diǎn)P和分支端子Tl經(jīng)由構(gòu)成分支線(xiàn)路Lbl的傳輸線(xiàn)路Lbll和傳輸線(xiàn)路Lbl2連接。分支點(diǎn)P和分支端子T2經(jīng)由構(gòu)成分支線(xiàn)路Lb2的傳輸線(xiàn)路Lb21和傳輸線(xiàn)路Lb22連接。主傳輸線(xiàn)路Lmb 1、傳輸線(xiàn)路Lbl 1、傳輸線(xiàn)路Lb 12、傳輸線(xiàn)路 Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22是具有相同的特性阻抗的線(xiàn)路。傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路Lbl2、 傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的傳輸線(xiàn)路上的波長(zhǎng)(以下僅記為波長(zhǎng)、或者λ )的1/4的長(zhǎng)度。
在傳輸線(xiàn)路Lbll和傳輸線(xiàn)路Lbl2之間分路連接有開(kāi)關(guān)元件SW11。S卩，開(kāi)關(guān)元件 Sffll的一端連接在傳輸線(xiàn)路Lbll和傳輸線(xiàn)路Lbl2之間，開(kāi)關(guān)元件SWll的另一端接地。在分支端子Tl和傳輸線(xiàn)路Lbl2之間分路連接有開(kāi)關(guān)元件SW12。此外，在傳輸線(xiàn)路Lb21和傳輸線(xiàn)路Lb22之間分路連接有開(kāi)關(guān)元件SW21。在傳輸線(xiàn)路Lb22和分支端子T2之間分路連接有開(kāi)關(guān)元件SW22。在開(kāi)關(guān)元件SWll以及SW12的控制端子Vl施加控制電壓，在開(kāi)關(guān)元件 Sff21以及開(kāi)關(guān)元件SW22的控制端子V2施加控制電壓。如上所述，傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路Lbl2、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的λ /4的長(zhǎng)度，因此通過(guò)對(duì)控制端子Vl的控制電壓以及控制端子V2的控制電壓進(jìn)行控制，從而能控制傳輸線(xiàn)路 Lbll、傳輸線(xiàn)路Lbl2、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22的阻抗。也就是說(shuō)，能對(duì)來(lái)自主端子的RF信號(hào)的傳輸方向進(jìn)行切換。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)能降低半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100的通過(guò)損失。
圖31表示在圖30所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中代替FET而使用二極管的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。在該情況下，通過(guò)從分支端子Tl向二極管Dll以及二極管D12、從分支端子T2向二極管D21 以及二極管D22分別施加控制電壓，進(jìn)行RF信號(hào)的切換。此外，在圖30表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 100中，在從分支點(diǎn)P觀(guān)察分支端子Tl時(shí)，在分支線(xiàn)路Lbl上有傳輸線(xiàn)路Lbll以及傳輸線(xiàn)路Lbl2的2條傳輸線(xiàn)路，但也存在以1個(gè)開(kāi)關(guān)元件和1條傳輸線(xiàn)路構(gòu)成1個(gè)分支線(xiàn)路的情況。例如，也存在從圖30表示的結(jié)構(gòu)中刪除傳輸線(xiàn)路Lbl2、開(kāi)關(guān)元件SW12、傳輸線(xiàn)路Lb22、 以及開(kāi)關(guān)元件SW22，從而犧牲隔離來(lái)謀求小型化的情況。
圖32是在將開(kāi)關(guān)元件SWll以及開(kāi)關(guān)元件SW12設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)(V1=0V)，將開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22設(shè)為斷開(kāi)狀態(tài)(V2〈夾斷電壓)的電壓狀態(tài)下的圖30中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。開(kāi)關(guān)元件SWll和開(kāi)關(guān)元件SW12與串聯(lián)連接的導(dǎo)通電阻(Ron)和寄生電感成分(Lp)等效。因此，RF信號(hào)的λ/4的長(zhǎng)度的傳輸線(xiàn)路Lbll和傳輸線(xiàn)路Lbl2成為與λ/4短路短截線(xiàn)(short stub)近似的高阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，RF信號(hào)不在傳輸線(xiàn)路Lbll 和傳輸線(xiàn)路Lbl2中傳輸。
另一方面，在上述的電壓狀態(tài)下開(kāi)關(guān)元件SW21和開(kāi)關(guān)元件SW22與串聯(lián)連接的斷開(kāi)電容(off-capacitance) (Coff )和寄生電感成分(Lp)等效。此時(shí)，傳輸線(xiàn)路Lb21和傳輸線(xiàn)路Lb22的阻抗和它們具有的特性阻抗大致相同。因此，從主端子Tm輸入的RF信號(hào)在分支線(xiàn)路Lb2中傳輸并輸出至分支端子T2。
圖33是表示在圖32中所示的等效電路圖的阻抗的史密斯圖。在該圖中，將從分支點(diǎn)P觀(guān)察主端子Tm的A方向的阻抗設(shè)為A點(diǎn)、將從分支點(diǎn)P觀(guān)察分支端子Tl的B方向的阻抗設(shè)為B點(diǎn)、以及將從分支點(diǎn)P觀(guān)察分支端子T2的C方向的阻抗設(shè)為C點(diǎn)進(jìn)行表示。 主線(xiàn)路側(cè)的A方向的阻抗由于和其自身的特性阻抗^)相等，所以位于史密斯圖的中央。C 方向的阻抗為在具有RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/4的線(xiàn)路長(zhǎng)度的傳輸線(xiàn)路Lb21以及傳輸線(xiàn)路Lb22 上加入開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22的斷開(kāi)電容，但大致位于史密斯圖的中央。關(guān)于B 方向，由于開(kāi)關(guān)元件SWll和開(kāi)關(guān)元件SW12為非常低的阻抗(導(dǎo)通電阻)，所以傳輸線(xiàn)路Lbll 和傳輸線(xiàn)路Lbl2均為和λ/4短路短截線(xiàn)同樣的高阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，B方向的阻抗成為高阻抗，位于史密斯圖的右端附近。
在圖32表示的等效電路圖中，在主端子Tm施加的RF信號(hào)在主傳輸線(xiàn)路Lmbl中傳輸并到達(dá)分支點(diǎn)P。由于從分支點(diǎn)P觀(guān)察，B方向的阻抗為高阻抗，所以RF信號(hào)不在傳輸線(xiàn)路Lbll以及傳輸線(xiàn)路Lbl2中傳輸。另一方面，傳輸線(xiàn)路Lb21和傳輸線(xiàn)路Lb22側(cè)的C 方向的阻抗和A方向的特性阻抗^)大致相等。因此，RF信號(hào)在分支點(diǎn)P向取得和A方向復(fù)共軛匹配的C方向傳輸。通過(guò)將上述那樣的電壓在開(kāi)關(guān)元件SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22的控制端子施加，能將傳輸線(xiàn)路Lbll以及傳輸線(xiàn)路Lbl2側(cè)作為不傳輸RF信號(hào)的斷開(kāi)側(cè)，將傳輸線(xiàn)路Lb21以及傳輸線(xiàn)路Lb22側(cè)作為傳輸RF信號(hào)的導(dǎo)通側(cè)。
再有，不在主端子Tm處而在斷開(kāi)側(cè)的分支端子處施加RF信號(hào)的情況下，由于RF 信號(hào)不會(huì)在高阻抗?fàn)顟B(tài)的傳輸線(xiàn)路中傳輸，所以它不會(huì)到達(dá)主端子以及其它的分支端子。 另一方面，在導(dǎo)通側(cè)的分支端子施加RF信號(hào)的情況下，RF信號(hào)傳到主端子Tm，但不會(huì)傳到其它的分支端子。
再有，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 專(zhuān)利文獻(xiàn)5中對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)進(jìn)行了公開(kāi)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種通過(guò)減少經(jīng)由的元件來(lái)降低通過(guò)損失的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-196495號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平10- 號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)平7-235802號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2002-171186號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)2000-183776號(hào)公報(bào)。
在上述的現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中，需要傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路Lbl2、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22的線(xiàn)路長(zhǎng)度分別為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/4。因此，存在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的尺寸變大，無(wú)法將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)小型化的問(wèn)題。在對(duì)開(kāi)關(guān)元件使用二極管的情況(參照?qǐng)D 31)下也有同樣的問(wèn)題。此外，還存在無(wú)法將使用上述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的發(fā)送接收器、發(fā)送器、以及接收器進(jìn)行小型化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述的課題而完成的，其目的在于提供一種小型化的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、發(fā)送接收器、發(fā)送器及接收器。
本發(fā)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)具備主線(xiàn)路；多個(gè)分支線(xiàn)路，從該主線(xiàn)路經(jīng)由分支點(diǎn)分支成2個(gè)以上；開(kāi)關(guān)元件，在該多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)和接地端之間分路連接，根據(jù)控制電壓對(duì)該多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)和該接地端進(jìn)行電連接或者切斷；主端子，連接于該主線(xiàn)路的端部；以及分支端子，連接于該多個(gè)分支線(xiàn)路的端部。從該分支點(diǎn)觀(guān)察該主線(xiàn)路的阻抗、和從該分支點(diǎn)觀(guān)察該多個(gè)分支線(xiàn)路中的不傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗合成后的阻抗，與從該分支點(diǎn)觀(guān)察該多個(gè)分支線(xiàn)路中的傳輸該RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗復(fù)共軛匹配。
根據(jù)本發(fā)明，能將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、發(fā)送接收器、發(fā)送器及接收器小型化。


圖1是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖2是在圖1中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。
圖3是表示在圖2所示的等效電路的阻抗的史密斯圖。
圖4是表示將在分支點(diǎn)處合成了 A方向的阻抗和B方向的阻抗的阻抗設(shè)為A+B的、 圖1中所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路的圖。
圖5是表示對(duì)實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的通過(guò)損失、隔離及反射損失進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。
圖6是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例1的電路圖。
圖7是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例2的電路圖。
圖8是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例3的電路圖。
圖9是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例4的電路圖。
圖10是表示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖11是在圖10中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。
圖12是表示在圖11所示的等效電路的阻抗的史密斯圖。
圖13是表示在圖10所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特性的模擬結(jié)果的圖。
圖14是表示實(shí)施方式3的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖15是表示實(shí)施方式4的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖16是表示實(shí)施方式4的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例的電路圖。
圖17是表示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖18是圖17的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。
圖19是表示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例1的電路圖。
圖20是表示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例2的電路圖。
圖21是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖22是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例1的電路圖。
圖23是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例2的電路圖。
圖M是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例3的電路圖。
圖25是表示實(shí)施方式7的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖沈是表示實(shí)施方式7的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例的電路圖。
圖27是表示實(shí)施方式8的發(fā)送接收器的框圖。
圖28是表示實(shí)施方式9的發(fā)送器的框圖。
圖四是表示實(shí)施方式10的接收器的框圖。
圖30是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖31是表示在圖30所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中代替FET而使用二極管的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
圖32是在圖30中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。
圖33是表示在圖32所示的等效電路圖的阻抗的史密斯圖。
圖34是表示對(duì)在圖30中所示的現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的通過(guò)損失、隔離、以及反射損失進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1
針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1參照?qǐng)D1 圖9進(jìn)行說(shuō)明。再有，存在對(duì)于同一或者對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素附加同一符號(hào)而省略重復(fù)的說(shuō)明的情況。
圖1是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的電路圖。主端子Tm、分支端子Tl、以及分支端子T2分別經(jīng)由分支點(diǎn)P連接。從主端子Tm輸入的毫米波段的RF信號(hào)向分支端子 Tl或者分支端子T2傳輸。
對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。主端子Tm和分支點(diǎn)P通過(guò)主線(xiàn)路Lm 連接。主線(xiàn)路Lm具有低阻抗線(xiàn)路Lml。在該主線(xiàn)路Lm的端部連接有主端子Tm。
分支端子Tl和分支點(diǎn)P通過(guò)分支線(xiàn)路Ll連接。也就是說(shuō)，在分支線(xiàn)路Ll的端部連接有分支端子Tl。該分支線(xiàn)路Ll具有傳輸線(xiàn)路Lll和傳輸線(xiàn)路L12。傳輸線(xiàn)路Lll的一端與分支點(diǎn)P連接。傳輸線(xiàn)路L12的一端與傳輸線(xiàn)路Lll的另一端連接。傳輸線(xiàn)路L12 的另一端與分支端子Tl連接。傳輸線(xiàn)路Lll的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下。傳輸線(xiàn)路L12的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4以下。在分支線(xiàn)路Ll連接有開(kāi)關(guān)元件SWll以及開(kāi)關(guān)元件SW12。開(kāi)關(guān)元件SWll的一端連接在傳輸線(xiàn)路Lll的另一端和傳輸線(xiàn)路L12的一端之間。開(kāi)關(guān)元件SWll的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SW12的一端連接在傳輸線(xiàn)路L12的另一端和分支端子Tl之間。開(kāi)關(guān)元件SW12的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SWll以及開(kāi)關(guān)元件SW12的控制端子Vl與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的外部控制端子(未圖示)或者其它的控制電路(未圖示)等連接。
分支端子T2和分支點(diǎn)P通過(guò)分支線(xiàn)路L2連接。也就是說(shuō)，在分支線(xiàn)路L2的端部連接有分支端子T2。該分支線(xiàn)路L2具有傳輸線(xiàn)路L21和傳輸線(xiàn)路L22。傳輸線(xiàn)路L21的一端與分支點(diǎn)P連接。傳輸線(xiàn)路L22的一端與傳輸線(xiàn)路L21的另一端連接。傳輸線(xiàn)路L22的另一端與分支端子T2連接。傳輸線(xiàn)路L21的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下。傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4以下。在分支線(xiàn)路L2連接有開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22。開(kāi)關(guān)元件SW21的一端連接在傳輸線(xiàn)路L21的另一端和傳輸線(xiàn)路L22的一端之間。開(kāi)關(guān)元件SW21的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SW22的一端連接在傳輸線(xiàn)路L22的另一端和分支端子T2之間。開(kāi)關(guān)元件SW22的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22的控制端子V2與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的外部控制端子(未圖示)或者其它的控制電路(未圖示)等連接。
多個(gè)開(kāi)關(guān)元件(開(kāi)關(guān)元件SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)元件 SW22)在多個(gè)分支線(xiàn)路(分支線(xiàn)路Ll以及分支線(xiàn)路L2)和接地端之間分別分路連接，通過(guò)控制電壓分別電連接或者切斷分支線(xiàn)路和接地端。開(kāi)關(guān)元件SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件 SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22是FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。再有，F(xiàn)ET的種類(lèi)沒(méi)有特別地限定，但使用GaAs-FET或者GaN-FET等也可。
像這樣，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10具備從主線(xiàn)路Lm經(jīng)由分支點(diǎn)P分支成2個(gè)的分支線(xiàn)路Ll 及分支線(xiàn)路L2。從分支點(diǎn)P觀(guān)察主線(xiàn)路Lm的阻抗和從分支點(diǎn)P觀(guān)察多個(gè)分支線(xiàn)路中不傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗合成后的阻抗，與從分支點(diǎn)P觀(guān)察多個(gè)分支線(xiàn)路中傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗成復(fù)共軛匹配。關(guān)于該意義在后面敘述。構(gòu)成分支線(xiàn)路Ll和分支線(xiàn)路L2的傳輸線(xiàn)路Ll 1、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22的特性阻抗全部為同一特性阻抗(Zo)。h例如是50Ω。而且，主線(xiàn)路Lm的特性阻抗比h小。實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10具備上述的結(jié)構(gòu)。
接著，對(duì)實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的工作進(jìn)行說(shuō)明。圖2是在將開(kāi)關(guān)元件SWll 以及開(kāi)關(guān)元件SW12設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)(Vl=OV),將開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22設(shè)為斷開(kāi)狀態(tài)(V2〈夾斷電壓)的電壓狀態(tài)下的圖1的等效電路圖。如圖2所示，開(kāi)關(guān)元件SWll以及開(kāi)關(guān)元件SW12與串聯(lián)連接的導(dǎo)通電阻(Ron)和寄生電感成分(Lp)等效。而且，開(kāi)關(guān)元件 Sff21以及開(kāi)關(guān)元件SW22與串聯(lián)連接的斷開(kāi)電容(Coff)和寄生電感成分(Lp)等效。圖2 的導(dǎo)通側(cè)意味傳輸RF信號(hào)，斷開(kāi)側(cè)意味不傳輸RF信號(hào)。
圖3是表示在圖2中所示的等效電路圖的阻抗的史密斯圖。圖3的A點(diǎn)表示在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10中圖2的A方向的阻抗。A方向的阻抗，例如是在60GHz中從分支點(diǎn)P觀(guān)察主端子Tm的阻抗。圖3的B點(diǎn)表示圖2的B方向的阻抗。B方向的阻抗是從分支點(diǎn)P觀(guān)察分支端子Tl的阻抗。圖3的C點(diǎn)表示圖2的C方向的阻抗。C方向的阻抗是從分支點(diǎn)P觀(guān)察分支端子T2的阻抗。
A方向的阻抗與主線(xiàn)路Lm的特性阻抗相等。在以某個(gè)固定的長(zhǎng)度的低阻抗線(xiàn)路 Lml構(gòu)成主線(xiàn)路Lm的情況下，實(shí)部比特性阻抗T^小，虛部為負(fù)(電容性)，A方向的阻抗位于史密斯圖的左下部。傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22是特性阻抗為化的線(xiàn)路。再有，在主線(xiàn)路Lm連接有其它的線(xiàn)路(未圖示)、放大器等的元件(未圖示)的情況下，在A(yíng)方向的阻抗中也包含這些元件的阻抗。
作為斷開(kāi)側(cè)的B方向的阻抗是考慮了傳輸線(xiàn)路Lll和傳輸線(xiàn)路L12的各自的線(xiàn)路長(zhǎng)度，對(duì)傳輸線(xiàn)路Lll以及傳輸線(xiàn)路L12的阻抗、和開(kāi)關(guān)元件SWll以及開(kāi)關(guān)元件SW12的導(dǎo)通電阻及寄生電感成分進(jìn)行合成的阻抗。B方向的阻抗是從與史密斯圖左端的0Ω接近的點(diǎn)(即與Ron對(duì)應(yīng)的點(diǎn))起根據(jù)傳輸線(xiàn)路Lll及傳輸線(xiàn)路L12的長(zhǎng)度，圍繞史密斯圖的中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)的點(diǎn)。
作為導(dǎo)通側(cè)的C方向的阻抗是在傳輸線(xiàn)路L21及傳輸線(xiàn)路L22的阻抗合成了開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22的斷開(kāi)電容及寄生電感成分的阻抗。由于傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4以下，所以能夠?qū)點(diǎn)向史密斯圖的虛部為正(電感性)的方向偏移。
在圖4中將在分支點(diǎn)P對(duì)A方向的阻抗和B方向的阻抗進(jìn)行合成后的阻抗作為A+B 進(jìn)行表示。在圖3的史密斯圖中也概念性地示出有以A+B表示的阻抗。在實(shí)施方式1中使在分支點(diǎn)P合成的阻抗(A+B)與C方向的阻抗復(fù)共軛匹配。圖3表示A+B點(diǎn)和C點(diǎn)復(fù)共軛匹配(位于互相相對(duì)于實(shí)軸對(duì)稱(chēng)的位置)。為了使A+B點(diǎn)和C點(diǎn)復(fù)共軛匹配，使以A+B點(diǎn)表示的阻抗的實(shí)部與το大致相等，且虛部為負(fù)。為此，優(yōu)選通過(guò)使低阻抗線(xiàn)路Lml具有電容性，從而A點(diǎn)位于在將史密斯圖進(jìn)行4等分的情況下的左下部分。
低阻抗線(xiàn)路Lml的線(xiàn)路長(zhǎng)度及線(xiàn)路寬度越大，其電容性越強(qiáng)。進(jìn)而，優(yōu)選通過(guò)將傳輸線(xiàn)路Lll的線(xiàn)路長(zhǎng)度設(shè)為λ/8以下，從而使B點(diǎn)位于在將史密斯圖進(jìn)行4等分的情況下的左上部分。當(dāng)傳輸線(xiàn)路Lll的線(xiàn)路長(zhǎng)度為λ/8時(shí)，B點(diǎn)位于史密斯圖的大致最上部。B點(diǎn)在史密斯圖上的位置以傳輸線(xiàn)路Lll的線(xiàn)路長(zhǎng)度大致被決定，幾乎不依賴(lài)于傳輸線(xiàn)路L12 的線(xiàn)路長(zhǎng)度。這是因?yàn)榕c傳輸線(xiàn)路Lll的另一端分路連接的開(kāi)關(guān)元件SWll的阻抗大致為短路(short)。因此找出滿(mǎn)足上述的復(fù)共軛匹配條件的低阻抗線(xiàn)路Lml、傳輸線(xiàn)路L11、以及傳輸線(xiàn)路L12的線(xiàn)路長(zhǎng)度和線(xiàn)路寬度并進(jìn)行決定。
在如上所述使A+B點(diǎn)和C點(diǎn)復(fù)共軛匹配的情況下，在主端子Tm施加并從主端子Tm 經(jīng)由主線(xiàn)路Lm到達(dá)分支點(diǎn)P的RF信號(hào)，由于B方向的阻抗和特性阻抗h差異較大，所以不會(huì)傳至分支線(xiàn)路Ll (傳輸線(xiàn)路Lll及傳輸線(xiàn)路L12)。該RF信號(hào)在分支點(diǎn)P處取得匹配的C方向的分支線(xiàn)路L2 (傳輸線(xiàn)路L21及傳輸線(xiàn)路L22)中傳輸，到達(dá)分支端子T2。如上所述，在主端子Tm施加的RF信號(hào)選擇性地僅傳輸至導(dǎo)通側(cè)的分支端子T2。
接下來(lái)，對(duì)在分支端子Tl及分支端子T2施加RF信號(hào)的情況進(jìn)行說(shuō)明。由于B方向的阻抗和特性阻抗h差異較大，所以在分支端子Tl施加的RF信號(hào)不會(huì)在分支線(xiàn)路Ll中傳播。另一方面，由于C方向的阻抗與特性阻抗T^接近，所以在分支端子Τ2施加的RF信號(hào)在分支線(xiàn)路L2中傳播并到達(dá)分支點(diǎn)P。在分支點(diǎn)P處(Α+Β)和C方向的阻抗匹配，但由于B方向的阻抗和特性阻抗T^偏離較大，所以RF信號(hào)中的大部分在主線(xiàn)路Lm中傳播并到達(dá)主端子Tm。如上所述，在對(duì)分支端子Tl及分支端子Τ2的各個(gè)施加RF信號(hào)的情況下，僅是作為導(dǎo)通側(cè)的分支端子Τ2的RF信號(hào)被選擇性地向主端子Tm傳輸。如上所述，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10能實(shí)現(xiàn)雙方向的切換。
到此，針對(duì)將開(kāi)關(guān)元件SWll及開(kāi)關(guān)元件SW12設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)(V1=0V)、將開(kāi)關(guān)元件 SW21及開(kāi)關(guān)元件SW22設(shè)為斷開(kāi)狀態(tài)(V2〈夾斷電壓)的情況進(jìn)行了說(shuō)明。另一方面，也能將開(kāi)關(guān)元件SWll及開(kāi)關(guān)元件SW12設(shè)為斷開(kāi)狀態(tài)(Vl<夾斷電壓)，將開(kāi)關(guān)元件SW21及開(kāi)關(guān)元件SW22設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)(V2=0V)。在該情況下，能以和上述的內(nèi)容同樣的原理將分支線(xiàn)路 Ll設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，將分支線(xiàn)路L2設(shè)為斷開(kāi)狀態(tài)。在該情況下，使對(duì)A方向的阻抗和C方向的阻抗進(jìn)行合成的阻抗(A+C)與B方向的阻抗復(fù)共軛匹配。滿(mǎn)足(A+B)和C方向的復(fù)共軛匹配條件、與(A+C)和B方向的復(fù)共軛匹配條件的雙方，能夠通過(guò)分支電路的對(duì)稱(chēng)性而容易地實(shí)現(xiàn)。即，通過(guò)以使傳輸線(xiàn)路Lll和傳輸線(xiàn)路L21具有互相相等的線(xiàn)路長(zhǎng)度和特性阻抗，使傳輸線(xiàn)路L12和傳輸線(xiàn)路L22具有互相相等的線(xiàn)路長(zhǎng)度和特性阻抗的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)從而能夠?qū)崿F(xiàn)。
圖5是表示對(duì)實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的通過(guò)損失、隔離、以及反射損失進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。在該模擬中，將傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22設(shè)為特性阻抗為50 Ω的微帶線(xiàn)路。而且，將傳輸線(xiàn)路Lll和傳輸線(xiàn)路L21的線(xiàn)路長(zhǎng)度設(shè)為30 μ m,將傳輸線(xiàn)路L12和傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度設(shè)為240 μ m。此外，將傳輸線(xiàn)路 L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22的寬度設(shè)為70 μ m。在60GHz的傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22上的RF信號(hào)的波長(zhǎng)λ為1600 μ m。 此外，低阻抗線(xiàn)路Lml的線(xiàn)路長(zhǎng)度為200 μ m、線(xiàn)路寬度為300 μ m,具有比傳輸線(xiàn)路Lll、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22低的特性阻抗。在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10 中，在將分支端子T2側(cè)設(shè)為導(dǎo)通側(cè)的情況下的從主端子Tm向分支端子T2的在60GHz下的通過(guò)損失根據(jù)模擬結(jié)果為-0. 4dB。
圖34表示對(duì)在上述的圖30(等效電路圖為圖32)中所示的現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100 中的通過(guò)損失、隔離以及反射損失進(jìn)行模擬的結(jié)果。在該模擬中，傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路 Lbl2、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22均設(shè)為線(xiàn)路長(zhǎng)度400 μ m、線(xiàn)路寬度70 μ m、特性阻抗50 Ω。而且，傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路Lb 12、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22均設(shè)為在 60GHz下的傳輸線(xiàn)路上的RF信號(hào)的波長(zhǎng)1600 μ m的1/4的線(xiàn)路長(zhǎng)度。主傳輸線(xiàn)路Lmbl的線(xiàn)路長(zhǎng)度設(shè)為200 μ m、線(xiàn)路寬度設(shè)為70 μ m、特性阻抗設(shè)為50 Ω。在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中，在將分支端子Τ2側(cè)設(shè)為導(dǎo)通側(cè)的情況下的從主端子Tm向分支端子Τ2的在60GHz下的通過(guò)損失的模擬結(jié)果為-0. 4dB。再有，由于主傳輸線(xiàn)路Lmbl的特性阻抗和傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路Lbl2、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22的特性阻抗相同，所以即使主傳輸線(xiàn)路Lmbl 的線(xiàn)路長(zhǎng)度變化，也能得到和上述同等的通過(guò)損失的值。
當(dāng)將實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的模擬結(jié)果(圖5)和現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 100的模擬結(jié)果(圖34)進(jìn)行比較時(shí)，可知在60GHz頻帶中，實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10能得到和現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100同等的通過(guò)損失。因此，如上所述當(dāng)使阻抗復(fù)共軛匹配時(shí)，能抑制通過(guò)損失對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行傳輸。
在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10中，在將分支端子T2側(cè)設(shè)為導(dǎo)通側(cè)的情況下的從主端子Tm向分支端子Tl的信號(hào)的泄漏量即隔離值，在60GHz為-30. 2dB。另一方面，在現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中與上述對(duì)應(yīng)的隔離值為-33. OdB。實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的隔離值與現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100差3dB左右。但是，相對(duì)于要求的規(guī)格，即使是實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10，隔離值也為充分的值的情況較多。
在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10中，在主端子Tm施加的信號(hào)被反射并返回到主端子Tm的比率即反射損失在60GHz為-24. 2dB。另一方面，在現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中與上述對(duì)應(yīng)的反射損失為-14. 5dB。實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的反射損失雖然依賴(lài)于傳輸線(xiàn)路Lll、L12、L2UL22的線(xiàn)路長(zhǎng)度，但與現(xiàn)有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100相比是優(yōu)越的值。
如圖5所示，在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10中，特別在超過(guò)60GHz的頻率區(qū)域中傳輸特性(通過(guò)損失)是平坦的。因此，根據(jù)實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)，也有能謀求半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10 的寬帶化的效果。在圖30所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中，由于使用了其特性對(duì)信號(hào)波長(zhǎng)敏感的 λ/4線(xiàn)路，所以難以在和開(kāi)關(guān)的頻率不同的頻率保持?jǐn)嚅_(kāi)側(cè)的高阻抗。相對(duì)于此，在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10中，由于使復(fù)共軛匹配在比較寬的頻率范圍維持，所以能得到更平坦的傳輸特性。
根據(jù)實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10能實(shí)現(xiàn)電路的小型化。即，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10與在圖 30中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100進(jìn)行比較，分支線(xiàn)路縮短。在圖30表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中， 需要傳輸線(xiàn)路Lbll、傳輸線(xiàn)路Lbl2、傳輸線(xiàn)路Lb21、以及傳輸線(xiàn)路Lb22的線(xiàn)路長(zhǎng)度均為RF 信號(hào)的波長(zhǎng)的1/4。另一方面，在實(shí)施方式1中，為了使開(kāi)關(guān)元件SWll和開(kāi)關(guān)元件SW21盡量接近分支點(diǎn)P謀求半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的小型化，傳輸線(xiàn)路Ll 1以及傳輸線(xiàn)路L21的線(xiàn)路長(zhǎng)度能設(shè)為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下。此外傳輸線(xiàn)路L12以及傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度設(shè)為 RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4以下。因此，能容易地配置相鄰的開(kāi)關(guān)元件且能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的小型化。進(jìn)而，從分支點(diǎn)P觀(guān)察的導(dǎo)通側(cè)的分支線(xiàn)路的阻抗的虛部為正。
在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10中，以低阻抗線(xiàn)路Lml構(gòu)成主線(xiàn)路Lm。而且通過(guò)在分支點(diǎn)P如上述那樣進(jìn)行復(fù)共軛匹配，不會(huì)使通過(guò)損失特性惡化并能使傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22的一部分或者全部比RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/4短。 因此，在實(shí)施方式1中，能使各分支線(xiàn)路的多個(gè)傳輸線(xiàn)路的總長(zhǎng)度比在圖30所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中的λ/2短。進(jìn)而，在實(shí)施方式1中，也能使各分支線(xiàn)路的多個(gè)傳輸線(xiàn)路的總長(zhǎng)度等于或小于從圖30所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)100中除去傳輸線(xiàn)路Lbl2、開(kāi)關(guān)元件SW12、傳輸線(xiàn)路Lb22、以及開(kāi)關(guān)元件SW22的情況下的λ /4。因此，能一邊維持或提高隔離，一邊使傳輸線(xiàn)路變短，由此能謀求半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的小型化和低成本化。
再有，實(shí)施方式1的傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22 的長(zhǎng)度并不限定于上述的范圍，只要適當(dāng)?shù)剡x擇進(jìn)行開(kāi)關(guān)的頻率、開(kāi)關(guān)元件的斷開(kāi)電容的值，滿(mǎn)足復(fù)共軛匹配條件，就能自由地設(shè)定。傳輸線(xiàn)路L12以及傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度并不限定為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4以下。傳輸線(xiàn)路L12以及傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度也能設(shè)為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/12以上且不足1/8，作為不足波長(zhǎng)的1/12謀求更加的小型化也可。也就是說(shuō)，如果能使從分支點(diǎn)P觀(guān)察的導(dǎo)通側(cè)的分支線(xiàn)路的阻抗的虛部為正且滿(mǎn)足復(fù)共軛匹配條件的話(huà)，通過(guò)以在各位置上不會(huì)互相干擾的方式配置開(kāi)關(guān)元件，從而謀求小型化也可。
在以上說(shuō)明的實(shí)施方式1中，對(duì)在60GHz工作的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)進(jìn)行了說(shuō)明，但如果以滿(mǎn)足復(fù)共軛匹配條件的方式對(duì)低阻抗線(xiàn)路Lml、傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、 以及傳輸線(xiàn)路L22進(jìn)行設(shè)定的話(huà)，能得到在超過(guò)30GHz的毫米波段、20GHz以上30GHz以下的準(zhǔn)毫米波段、或者300MHz以上不足20GHz的頻帶中的任意的頻率進(jìn)行工作的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。再有，在開(kāi)關(guān)元件SW12和分支端子Tl之間在位置上分離的情況下，當(dāng)然能以未圖示的傳輸線(xiàn)路連結(jié)。此外，在以上說(shuō)明的實(shí)施方式1中使用了夾斷電壓比OV低的FET，但如果能使開(kāi)關(guān)工作的話(huà)，使用其它種類(lèi)的FET也可。
圖6是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例1的電路圖。能將全部的開(kāi)關(guān)元件 SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)SW22和全部的傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、 傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22在1塊半導(dǎo)體襯底(GaAs的半絕緣襯底12)上一體形成進(jìn)行MMIC化。通過(guò)進(jìn)行MMIC化，能削減對(duì)模塊的安裝成本。再有，即使半絕緣襯底12以例如作為GaAs以外的半導(dǎo)體的GaN或者^(guò)P為材料也能有同樣的效果。
圖7是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例2的電路圖。如果能滿(mǎn)足復(fù)共軛匹配條件的話(huà)，如圖7所示，采用從圖1的結(jié)構(gòu)中刪除傳輸線(xiàn)路L12、開(kāi)關(guān)元件SW12、傳輸線(xiàn)路 L22、以及開(kāi)關(guān)元件SW22的結(jié)構(gòu)也可。在該情況下，分支線(xiàn)路Ll具備傳輸線(xiàn)路L11。傳輸線(xiàn)路Lll的一端與分支點(diǎn)P連接，另一端與分支端子Tl連接。同樣地，分支線(xiàn)路L2具備傳輸線(xiàn)路L21。傳輸線(xiàn)路L21的一端與分支點(diǎn)P連接，另一端與分支端子T2連接。傳輸線(xiàn)路 Lll以及傳輸線(xiàn)路L12的特性阻抗為相同的特性阻抗(Zo)。主線(xiàn)路Lm的特性阻抗比傳輸線(xiàn)路Lll以及傳輸線(xiàn)路L12的特性阻抗小。開(kāi)關(guān)元件SWll的一端連接在傳輸線(xiàn)路Lll的另一端和分支端子Tl之間。開(kāi)關(guān)元件SWll的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SW21的一端連接在傳輸線(xiàn)路L21的另一端和分支端子T2之間。開(kāi)關(guān)元件SW21的另一端接地。優(yōu)選傳輸線(xiàn)路 Lll以及傳輸線(xiàn)路L21的線(xiàn)路長(zhǎng)度和上述的內(nèi)容同樣地為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下。根據(jù)本變形例的結(jié)構(gòu)，能使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)更加小型化。
圖8是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例3的電路圖。在實(shí)施方式1中，在分支線(xiàn)路Ll上有傳輸線(xiàn)路Lll以及傳輸線(xiàn)路L12的2條傳輸線(xiàn)路，但如圖8所示，傳輸線(xiàn)路被設(shè)為3條以上并將對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件增加為3個(gè)以上也可。對(duì)于其它的分支線(xiàn)路也同樣地增加和傳輸線(xiàn)路對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件。
在該情況下，分支線(xiàn)路Ll具備傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12以及傳輸線(xiàn)路L13。傳輸線(xiàn)路Lll的一端與分支點(diǎn)P連接。傳輸線(xiàn)路L12的一端與傳輸線(xiàn)路Lll的另一端連接。 傳輸線(xiàn)路L13的一端與傳輸線(xiàn)路L12的另一端連接。傳輸線(xiàn)路L13的另一端與分支端子Tl 連接。
開(kāi)關(guān)元件SWll的一端連接在傳輸線(xiàn)路Lll的另一端和上述傳輸線(xiàn)路L12的一端之間。開(kāi)關(guān)元件SWll的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SW12的一端連接在傳輸線(xiàn)路L12的另一端和傳輸線(xiàn)路L13的一端之間。開(kāi)關(guān)元件SW12的另一端接地。開(kāi)關(guān)元件SW13的一端連接在傳輸線(xiàn)路L13的另一端和分支端子Tl之間。開(kāi)關(guān)元件SW13的另一端接地。對(duì)分支線(xiàn)路L2 也同樣。此外，傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L13、傳輸線(xiàn)路L21、傳輸線(xiàn)路L22、以及傳輸線(xiàn)路L23的特性阻抗全部為同一特性阻抗(Zo)。主線(xiàn)路Lm的特性阻抗比傳輸線(xiàn)路 L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L13、傳輸線(xiàn)路L21、傳輸線(xiàn)路L22、以及傳輸線(xiàn)路L23的特性阻抗小。
而且，以滿(mǎn)足上述的復(fù)共軛匹配條件的方式對(duì)各分支線(xiàn)路的傳輸線(xiàn)路的線(xiàn)路長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。傳輸線(xiàn)路Lll以及傳輸線(xiàn)路L21的線(xiàn)路長(zhǎng)度和上述的實(shí)施方式1同樣地為RF 信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下。而且，優(yōu)選將傳輸線(xiàn)路L12以及傳輸線(xiàn)路L22的線(xiàn)路長(zhǎng)度和新附加的傳輸線(xiàn)路L13以及傳輸線(xiàn)路L23的線(xiàn)路長(zhǎng)度的和設(shè)為RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4 以下。通常，如果增加分支線(xiàn)路上的開(kāi)關(guān)元件以及與開(kāi)關(guān)元件對(duì)應(yīng)的傳輸線(xiàn)路的數(shù)目，可以改善隔離。
圖9是表示實(shí)施方式1半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例4的電路圖。在該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中，在高介電常數(shù)襯底14的表面形成有低阻抗線(xiàn)路Lml、傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路 L21、以及傳輸線(xiàn)路L22。開(kāi)關(guān)元件SWl 1、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22 是和高介電常數(shù)襯底14分離形成的單體的元件(單個(gè)半導(dǎo)體元件)并載置于高介電常數(shù)襯底14上。開(kāi)關(guān)元件SWl 1、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22的一端與傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22分路連接。開(kāi)關(guān)元件SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22的另一端通過(guò)接地用通孔16與接地電位連接(接地)。開(kāi)關(guān)元件SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22的控制端子與未圖示的控制電路連接。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，僅在高介電常數(shù)襯底14 (例如氧化鋁襯底)上載置單個(gè)的開(kāi)關(guān)元件就能制造半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，由此能夠謀求低成本化。對(duì)上述開(kāi)關(guān)元件的傳輸線(xiàn)路的連接，能列舉焊接、引線(xiàn)接合安裝、或者倒裝(flip chip)安裝等的方法。此外，對(duì)于開(kāi)關(guān)元件的不均、 特性變動(dòng)，在組裝后僅調(diào)整高介電常數(shù)襯底14上的傳輸線(xiàn)路的線(xiàn)路長(zhǎng)度就能應(yīng)對(duì)。S卩，能通過(guò)如下方式應(yīng)對(duì)，拆除開(kāi)關(guān)元件和傳輸線(xiàn)路的連接，使開(kāi)關(guān)元件在傳輸線(xiàn)路上的位置偏移并重新焊接，或使引線(xiàn)接合在傳輸線(xiàn)路上的位置偏移并重新引線(xiàn)接合。
實(shí)施方式2
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2參照?qǐng)D10 圖13進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式2的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特征在于分支線(xiàn)路的數(shù)目為3個(gè)。圖10是表示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。圖10中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是3方向切換半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。在該情況下，在圖1的結(jié)構(gòu)上附加有分支端子 T3、傳輸線(xiàn)路L31、傳輸線(xiàn)路L32、開(kāi)關(guān)元件SW31、以及開(kāi)關(guān)元件SW32。傳輸線(xiàn)路L31是和傳輸線(xiàn)路Lll相同的線(xiàn)路長(zhǎng)度，傳輸線(xiàn)路L32是和傳輸線(xiàn)路L12相同的線(xiàn)路長(zhǎng)度。而且，考慮將從分支點(diǎn)P觀(guān)察分支端子T3時(shí)的阻抗作為D方向的阻抗(后述)并取得復(fù)共軛匹配。
圖11是在圖10中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。此外，圖12是表示在圖11 中所示的等效電路的阻抗的史密斯圖。如圖11所示，使將圖11的A方向的阻抗和B方向的阻抗和D方向的阻抗合成后的阻抗(A+B+D)與C方向的阻抗復(fù)共軛匹配(參照?qǐng)D12的史密斯圖)。在將分支端子Tl設(shè)為導(dǎo)通側(cè)時(shí)，將分支端子T3設(shè)成導(dǎo)通側(cè)時(shí)，也同樣使其復(fù)共軛匹配。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)能得到本發(fā)明的效果。圖13表示3方向切換半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特性的模擬結(jié)果。如圖13所示，不會(huì)在期望的頻帶中使通過(guò)損失增加。因此，能夠不損失特性并對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)進(jìn)行小型化。
實(shí)施方式3
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3參照?qǐng)D14進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式3的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特征在于分支線(xiàn)路的數(shù)目為4個(gè)以上。圖14表示實(shí)施方式3的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。在圖14中表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是η方向切換開(kāi)關(guān)。即使在η方向切換半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)中，對(duì)于使阻抗復(fù)共軛匹配也和上述是同樣的。因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。即使以圖14的方式構(gòu)成η方向切換開(kāi)關(guān)也能得到本發(fā)明的效果。
實(shí)施方式4
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4參照?qǐng)D15以及圖16進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式4的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特征在于，在主線(xiàn)路連接有短截線(xiàn)(stub)。圖15是表示實(shí)施方式4的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。 如圖15所示，在具有分支的主傳輸線(xiàn)路Lm2連接有前端開(kāi)路短截線(xiàn)So。前端開(kāi)路短截線(xiàn) So的一端連接在主端子Tm和分支點(diǎn)P之間，即主線(xiàn)路Lm，另一端為開(kāi)路。如果前端開(kāi)路短截線(xiàn)So的線(xiàn)路長(zhǎng)度不足λ /4的話(huà)，具有電容性。因此，即使主傳輸線(xiàn)路Lm2的特性阻抗和傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22的特性阻抗相同，也能使主線(xiàn)路Lm具有電容性。前端開(kāi)路短截線(xiàn)So的線(xiàn)路長(zhǎng)度以滿(mǎn)足上述的復(fù)共軛匹配條件的方式選擇即可，例如為接近λ/8的長(zhǎng)度。因此，通過(guò)在主傳輸線(xiàn)路Lm2的中途連接前端開(kāi)路短截線(xiàn)So,能使主傳輸線(xiàn)路Lm2比低阻抗線(xiàn)路Lml線(xiàn)路長(zhǎng)度變短，能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的小型化。
圖16是表示實(shí)施方式4的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例的電路圖。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是將上述的前端開(kāi)路短截線(xiàn)So換為前端短路短截線(xiàn)Sg的開(kāi)關(guān)。前端短路短截線(xiàn)Sg的一端與主線(xiàn)路Lm連接，另一端短路。通過(guò)前端短路短截線(xiàn)Sg易將RF信號(hào)的傳輸線(xiàn)路DC地固定為 OV0因此，不需要從外部將傳輸線(xiàn)路DC地接地，能謀求晶體管的開(kāi)關(guān)工作的穩(wěn)定化。
實(shí)施方式5
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5參照?qǐng)D17 圖20進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特征在于，作為構(gòu)成主線(xiàn)路Lm的結(jié)構(gòu)，使用輸出與分支點(diǎn)P連接且輸入與主端子Tm連接的放大用晶體管。圖17是表示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。
放大用晶體管Tr對(duì)從主端子Tm輸入的RF信號(hào)進(jìn)行放大并輸出至分支點(diǎn)P。考慮如下情況，即，開(kāi)關(guān)元件SWll以及開(kāi)關(guān)元件SW12為導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)元件SW21以及開(kāi)關(guān)元件SW22為斷開(kāi)狀態(tài)。由于放大用晶體管Tr的輸出側(cè)阻抗表示電容性，所以從分支點(diǎn)P觀(guān)察主端子Tm的阻抗相當(dāng)于圖3的A點(diǎn)的阻抗。因此，不在放大用晶體管Tr的輸出側(cè)使用匹配電路，能與分支點(diǎn)P容易進(jìn)行連接并能通過(guò)上述的復(fù)共軛匹配構(gòu)成電路。由此，能成為不使用放大用晶體管Tr的輸出側(cè)匹配電路對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行切換的結(jié)構(gòu)，所以能實(shí)現(xiàn)電路面積的縮小及低成本化。再有，圖18是在上述的電壓狀態(tài)下的圖17的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的等效電路圖。
圖19是表示是實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例1的電路圖。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)采用將放大用晶體管Tr和其它的部分在GaAs襯底等的半絕緣襯底18上一體化的MMIC結(jié)構(gòu)，。 通過(guò)進(jìn)行匪IC化，能削減對(duì)模塊的安裝成本。即使將GaAs襯底換為GaN襯底或者InP襯底也有同樣的效果。
圖20是表示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例2的電路圖。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成為將放大用晶體管和其后級(jí)部分(稱(chēng)為分支部)分別分離。即，將放大用晶體管Tr搭載在襯底20，將分支部搭載在襯底22。根據(jù)本結(jié)構(gòu)能個(gè)別地選擇放大用晶體管Tr和分支部。因此，能根據(jù)用途分開(kāi)使用，使多種類(lèi)開(kāi)展容易化。襯底20及襯底22能設(shè)為GaAs等的半絕緣襯底。
實(shí)施方式6
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式6參照?qǐng)D21 圖24進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特征在于，主線(xiàn)路在高介電常數(shù)襯底上形成。圖21是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。 如圖21所示，將低阻抗線(xiàn)路Lml在高介電常數(shù)襯底24上做成。而且，將傳輸線(xiàn)路L11、傳輸線(xiàn)路L12、傳輸線(xiàn)路L21、以及傳輸線(xiàn)路L22，和開(kāi)關(guān)元件SW11、開(kāi)關(guān)元件SW12、開(kāi)關(guān)元件 SW21、以及開(kāi)關(guān)元件SW22在半絕緣襯底26上做成。而且，以導(dǎo)線(xiàn)W等連接高介電常數(shù)襯底 24和半絕緣襯底26。通常，為了制作低阻抗線(xiàn)路Lml，需要擴(kuò)大線(xiàn)路寬度。但是通過(guò)使用高介電常數(shù)襯底24，不用擴(kuò)大線(xiàn)路寬度就能做成低阻抗線(xiàn)路Lml。因此能使電路面積變小。
圖22是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例1的電路圖。在圖21所示的結(jié)構(gòu)中，以微帶線(xiàn)路構(gòu)成低阻抗線(xiàn)路Lml。另一方面，在圖22中，以共面型線(xiàn)路構(gòu)成低阻抗線(xiàn)路 Lml0根據(jù)圖22的結(jié)構(gòu)，能使用比高介電常數(shù)襯底24廉價(jià)的低介電常數(shù)襯底28。此外，在圖22中，使用具有接地用通孔29的低介電常數(shù)襯底28。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)能對(duì)小型化的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)低成本化。
圖23是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例2的電路圖。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)使用了在共面型線(xiàn)路配置有前端開(kāi)路型短截線(xiàn)的低阻抗線(xiàn)路Lml。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，和圖22的結(jié)構(gòu)比較能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的低阻抗化。因此，容易構(gòu)成小型化的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
圖24是表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例3的電路圖。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)將圖 23的結(jié)構(gòu)變?yōu)椴捎檬菇拥貙?dǎo)體的一部分與線(xiàn)路接近的槽線(xiàn)。由此更加容易使低阻抗線(xiàn)路 Lml成為低阻抗。因此易構(gòu)成小型化的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
實(shí)施方式7
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式7參照?qǐng)D25以及圖26進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式7的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特征在于具備二極管作為開(kāi)關(guān)元件。圖25是表示實(shí)施方式7的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電路圖。在使用二極管D11、二極管D12、二極管D21、以及二極管D22作為開(kāi)關(guān)元件的情況下，與使用FET 的情況相比能使開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通電阻以及斷開(kāi)電容變小。因此，能減少半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的通過(guò)損失，提高半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的隔離性能。雖然作為二極管D11、二極管D12、二極管D21、以及二極管D22使用GaAs肖特基勢(shì)壘，但以使用了 GaN或者InP的肖特基勢(shì)壘二極管等也有同樣的效果。
圖26是表示實(shí)施方式7的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的變形例的電路圖。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)使用二極管代替在圖9的結(jié)構(gòu)中的FET。通過(guò)使用二極管D11、二極管D12、二極管D21、以及二極管D22的效果如上所述。
實(shí)施方式8
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式8的發(fā)送接收器參照?qǐng)D27進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式8的發(fā)送接收器的特征在于，具備在到此的實(shí)施方式中說(shuō)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。圖27是表示實(shí)施方式8的發(fā)送接收器的框圖。發(fā)送接收器30具備在到此的實(shí)施方式中所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的任一種(稱(chēng)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)32)。半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)32具有2個(gè)分支線(xiàn)路。在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)32的主端子33連接有發(fā)送接收端子31。在發(fā)送接收端子31連接有未圖示的發(fā)送接收兼用的天線(xiàn)。在分支端子 34連接接收系統(tǒng)電路35的輸入，在信號(hào)輸出端子36輸出接收信號(hào)。在分支端子39連接發(fā)送系統(tǒng)電路38的輸出，從信號(hào)輸入端子37輸入的信號(hào)被放大并施加于分支端子39。在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)32中能對(duì)接收和發(fā)送進(jìn)行切換。由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)32是小型的，所以根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)不會(huì)使通過(guò)損失特性惡化并能對(duì)發(fā)送接收器30進(jìn)行小型化。
實(shí)施方式9
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式9的發(fā)送器參照?qǐng)D28進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式9的發(fā)送器的特征在于，具備在到此的實(shí)施方式中說(shuō)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。圖28是表示實(shí)施方式9的發(fā)送器的框圖。 發(fā)送器40具備在到此的實(shí)施方式中所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的任一種(稱(chēng)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)43)。在圖28表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)43具有5個(gè)分支線(xiàn)路。在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)43的主端子44連接發(fā)送系統(tǒng)電路42的輸出，在發(fā)送系統(tǒng)電路42從信號(hào)輸入端子41輸入發(fā)送信號(hào)。在分支端子45、 分支端子46、分支端子47、分支端子48、以及分支端子49分別連接有發(fā)送端子50、發(fā)送端子51、發(fā)送端子52、發(fā)送端子53、以及發(fā)送端子54。在各個(gè)發(fā)送端子連接有未圖示的發(fā)送天線(xiàn)。通過(guò)半導(dǎo)體43能以從任一個(gè)發(fā)送天線(xiàn)發(fā)送信號(hào)的方式進(jìn)行切換。由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 43是小型的，根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)不會(huì)使通過(guò)損失特性惡化并能對(duì)發(fā)送器40進(jìn)行小型化。發(fā)送器40為雷達(dá)裝置的發(fā)送部也可。
實(shí)施方式10
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式10的接收器參照?qǐng)D29進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式10的接收器的特征在于，具備在到此的實(shí)施方式中說(shuō)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。圖29是表示實(shí)施方式10的接收器的框圖。接收器60具備在到此的實(shí)施方式中所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的任一種(稱(chēng)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)90)。 在圖29表示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)90具有5個(gè)分支線(xiàn)路。在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)90的主端子92連接接收系統(tǒng)電路94的輸入，從接收系統(tǒng)電路94向信號(hào)輸出端子96輸出接收信號(hào)。在分支端子 72、分支端子74、分支端子76、分支端子78、以及分支端子80分別連接有接收端子62、接收端子64、接收端子66、接收端子68、以及接收端子70。在各個(gè)接收端子連接有未圖示的接收天線(xiàn)。通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)90能以從任一個(gè)接收天線(xiàn)接收信號(hào)的方式進(jìn)行切換。由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)90是小型的，所以根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)不會(huì)使通過(guò)損失特性惡化并能對(duì)發(fā)送器40進(jìn)行小型化。發(fā)送器60為雷達(dá)裝置的接收部也可。再有，實(shí)施方式9的發(fā)送系統(tǒng)電路42和實(shí)施方式10的接收系統(tǒng)電路94以將多個(gè)分支線(xiàn)路中的1個(gè)作為傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路，將其它作為不傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的方式對(duì)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件電連接或者切斷。也就是說(shuō)，發(fā)送系統(tǒng)電路42和接收系統(tǒng)電路94能稱(chēng)為是與多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的各個(gè)控制端子連接的控制電路。在到此的實(shí)施方式中說(shuō)明的實(shí)施方式以外，在不脫離本發(fā)明的范圍的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種各樣的變形。
附圖標(biāo)記的說(shuō)明
10半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)；Ll分支線(xiàn)路；Lll傳輸線(xiàn)路；L12傳輸線(xiàn)路；Tl分支端子；SWll開(kāi)關(guān)元件；SW12開(kāi)關(guān)元件。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，具備 主線(xiàn)路；多個(gè)分支線(xiàn)路，從所述主線(xiàn)路經(jīng)由分支點(diǎn)分支成2個(gè)以上；開(kāi)關(guān)元件，在所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)和接地端之間分路連接，根據(jù)控制電壓對(duì)所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)和所述接地端進(jìn)行電連接或者切斷； 主端子，連接于所述主線(xiàn)路的端部；以及分支端子，連接于所述多個(gè)分支線(xiàn)路的端部，從所述分支點(diǎn)觀(guān)察所述主線(xiàn)路的阻抗、和從所述分支點(diǎn)觀(guān)察所述多個(gè)分支線(xiàn)路中的不傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗合成后的阻抗，與從所述分支點(diǎn)觀(guān)察所述多個(gè)分支線(xiàn)路中的傳輸所述RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗復(fù)共軛匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)具有第1傳輸線(xiàn)路， 在所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)連接有第1開(kāi)關(guān)元件， 所述第1傳輸線(xiàn)路的一端連接于所述分支點(diǎn)， 所述第1傳輸線(xiàn)路的另一端連接于所述分支端子，所述第1開(kāi)關(guān)元件的一端連接于所述第1傳輸線(xiàn)路的另一端和所述分支端子之間， 所述第1開(kāi)關(guān)元件的另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)具有第1傳輸線(xiàn)路和第2傳輸線(xiàn)路， 在所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)連接有第1開(kāi)關(guān)元件和第2開(kāi)關(guān)元件， 所述第1傳輸線(xiàn)路的一端連接于所述分支點(diǎn)， 所述第2傳輸線(xiàn)路的一端連接于所述第1傳輸線(xiàn)路的另一端， 所述第2傳輸線(xiàn)路的另一端連接于所述分支端子，所述第1開(kāi)關(guān)元件的一端連接于所述第1傳輸線(xiàn)路的另一端和所述第2傳輸線(xiàn)路的一端之間，所述第1開(kāi)關(guān)元件的另一端接地，所述第2開(kāi)關(guān)元件的一端連接于所述第2傳輸線(xiàn)路的另一端和所述分支端子之間， 所述第2開(kāi)關(guān)元件的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)具有第1傳輸線(xiàn)路、第2傳輸線(xiàn)路、以及第3傳輸線(xiàn)路， 在所述多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)連接有第1開(kāi)關(guān)元件、第2開(kāi)關(guān)元件、以及第3開(kāi)關(guān)元件，所述第1傳輸線(xiàn)路的一端連接于所述分支點(diǎn)， 所述第2傳輸線(xiàn)路的一端連接于所述第1傳輸線(xiàn)路的另一端， 所述第3傳輸線(xiàn)路的一端連接于所述第2傳輸線(xiàn)路的另一端， 所述第3傳輸線(xiàn)路的另一端連接于所述分支端子，所述第1開(kāi)關(guān)元件的一端連接于所述第1傳輸線(xiàn)路的另一端和所述第2傳輸線(xiàn)路的一端之間，所述第1開(kāi)關(guān)元件的另一端接地，所述第2開(kāi)關(guān)元件的一端連接于所述第2傳輸線(xiàn)路的另一端和所述第3傳輸線(xiàn)路的一端之間，所述第2開(kāi)關(guān)元件的另一端接地，所述第3開(kāi)關(guān)元件的一端連接于所述第3傳輸線(xiàn)路的另一端和所述分支端子之間，所述第3開(kāi)關(guān)元件的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述第1傳輸線(xiàn)路的線(xiàn)路長(zhǎng)度為所述RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述第1傳輸線(xiàn)路的線(xiàn)路長(zhǎng)度為所述RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以下，所述第2傳輸線(xiàn)路的線(xiàn)路長(zhǎng)度為所述RF信號(hào)的波長(zhǎng)的1/8以上且1/4以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求廣4的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，具備控制電路，與所述開(kāi)關(guān)元件的每一個(gè)的控制端子連接，所述控制電路以將所述多個(gè)分支線(xiàn)路中的1個(gè)作為傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路，將其它作為不傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的方式對(duì)所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行電連接或切斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的數(shù)目為2個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求廣4的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的數(shù)目為3個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的數(shù)目為4個(gè)以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的所述第1傳輸線(xiàn)路全部為同一特性阻抗。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的所述第1傳輸線(xiàn)路和所述第2傳輸線(xiàn)路全部為同一特性阻抗。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述多個(gè)分支線(xiàn)路的所述第1傳輸線(xiàn)路、所述第2傳輸線(xiàn)路、和所述第3傳輸線(xiàn)路全部為同一特性阻抗。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述主線(xiàn)路的特性阻抗比所述第 1傳輸線(xiàn)路的特性阻抗低。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述主線(xiàn)路的特性阻抗比所述第 1傳輸線(xiàn)路以及所述第2傳輸線(xiàn)路的特性阻抗低。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述主線(xiàn)路的特性阻抗比所述第 1傳輸線(xiàn)路、所述第2傳輸線(xiàn)路、以及所述第3傳輸線(xiàn)路的特性阻抗低。
17.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 還具備一端連接于所述主線(xiàn)路、另一端開(kāi)路的短截線(xiàn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 還具備一端連接于所述主線(xiàn)路、另一端被短路的短截線(xiàn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)元件為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)元件為二極管。
21.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 在所述主線(xiàn)路具備放大用晶體管，其輸出連接于所述分支點(diǎn)，其輸入連接于所述主端子。
22.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)在1枚半導(dǎo)體襯底上形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述主線(xiàn)路在高介電常數(shù)襯底上形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述主線(xiàn)路以及所述多個(gè)分支線(xiàn)路在高介電常數(shù)襯底上形成，所述開(kāi)關(guān)元件在所述高介電常數(shù)襯底上被弓I線(xiàn)接合安裝或者倒裝安裝。
25.一種發(fā)送接收器，其特征在于，具備權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
26.一種發(fā)送器，其特征在于，具備權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
27.一種接收器，其特征在于，具備權(quán)利要求廣4以及權(quán)利要求1廣16的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、發(fā)送接收器、發(fā)送器以及接收器，其目的在于使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)小型化。本發(fā)明的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)具備主線(xiàn)路；多個(gè)分支線(xiàn)路，從該主線(xiàn)路經(jīng)由分支點(diǎn)分支成2個(gè)以上；開(kāi)關(guān)元件，在該多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)和接地端之間分路連接，根據(jù)控制電壓對(duì)該多個(gè)分支線(xiàn)路的每一個(gè)和該接地端進(jìn)行電連接或者切斷；主端子，連接于該主線(xiàn)路的端部；以及分支端子，連接于該多個(gè)分支線(xiàn)路的端部。而且，從該分支點(diǎn)觀(guān)察該主線(xiàn)路的阻抗、和從該分支點(diǎn)觀(guān)察該多個(gè)分支線(xiàn)路中的不傳輸RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗合成后的阻抗，與從該分支點(diǎn)觀(guān)察該多個(gè)分支線(xiàn)路中的傳輸該RF信號(hào)的分支線(xiàn)路的阻抗復(fù)共軛匹配。
文檔編號(hào)H04B1/02GK102201803SQ201110069009
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者塚原良洋 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社