开关制造技术

本发明专利技术公开了一种开关，其能够进行切换，同时降低相对于高频信号的振幅的失真。该开关包括：输入端子，高频信号输入到该输入端子；第一切换单元，连接在输入端子和第一输出端子之间，并且通过第一输出端子选择性地输出高频信号；以及第二切换单元，连接在输入端子和第二输出端子之间，并且通过第二输出端子选择性地输出高频信号。每个切换单元包括：阻抗变压器，设置在信号线上；双极型晶体管，具有接地的发射极、连接到信号线的集电极以及接收施加至其的根据控制电压的电流的基极；以及双极型晶体管，具有接地的集电极、连接到信号线的发射极以及接收根据控制电压的电流的基极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关。
技术介绍
作为用于转换无线通信中使用的高频信号的路径的开关，例如，使用神化镓基化合物半导体的高电子迁移率晶体管(HEMT)。然而，化合物半导体晶片的价格相对较高，并且目前尚未提供大孔径的晶片，因此，价格上没有优势。此外，近年来，为了降低开关的价格，例如，已经研发了互补金属氧化物半导体(CMOS)开关。由于衬底的电阻较低，所以普通的CMOS (体CM0S，bulk CMOS)可造成功率泄漏，并且其开关性能会劣化。因此，例如，在使用CMOS开关时，使用特殊エ艺(例如，蓝宝石上硅(SOS)エ艺或绝缘体上硅结构(SOI)エ艺)来提高开关性能。然而，当使用诸如SOSエ艺、SOIエ艺等特殊エ艺时，会増加开关的制造成本。在这种情况下，已经研发出了与开关相关的技术，用于转换高频信号的路径。例如，专利文献I公开了与开关相关的技术，使用异质结双极型晶体管(HBT)。例如，与由诸如高电子迁移率晶体管(HEMT)的场效应晶体管(FET)形成开关的情况相比，使用诸如异质结双极型晶体管(HBT)的双极型晶体管形成开关可降低开关成本，其中，使用常用エ艺，诸如SiGe CMOSエ艺，S卩，SiGe HBTエ艺和体互补金属氧化物半导体(CMOS)エ艺的结合。在本文中，由于FET具有对称结构(即，漏极和源极未固定的结构)，所以对于高频信号的振幅，FET在正向和反向进行操作时具有相同的特性。然而，在双极型晶体管中，正向和反向上的操作特性不同。因此，在使用双极型晶体管的开关中，可能对于高频信号的振幅产生失真。例如，根据专利文献1，改善了 HBT的特性，从而可以降低对于高频信号的振幅的失真。然而，在使用专利文献I中所公开的技术时，必须使用特殊エ艺，因此，预计成本不会降低。[相关技术文献](专利文献I)日本专利公开第2006-279316号
技术实现思路
本专利技术的ー个方面提供了ー种新的改进的开关，其能够执行切換，同时降低了对于高频信号的振幅的失真。根据本专利技术的ー个方面，提供了一种开关，包括:输入端子，高频信号输入到该输入端子；第一切换单元，连接在输入端子以及将输入到输入端子的高频信号输出的第一输出端子之间，通过第一输出端子将输入到输入端子的高频信号选择性地输出；以及第ニ切换单元，连接在输入端子以及将输入到输入端子的高频信号输出的第二输出端子之间，并且通过第二输出端子将输入到输入端子的高频信号选择性地输出，其中，第一切换单元包括:第一阻抗变压器，设置在输入端子和第一输出端子之间的第一信号线上，并且转换阻杭；第一双极型晶体管，具有接地的发射极、连接到第一信号线的集电极以及接收施加至此的根据第一控制电压的电流的基极，第一控制电压控制第一切换单元中的开关操作；以及第二双极型晶体管，具有接地的集电极、连接到第一信号线的发射极以及接收施加至此的根据第一控制电压的电流的基极，并且第二切换单元包括:第二阻抗变压器，设置在输入端子和第二输出端子之间的第二信号线上，并且转换阻抗；第三双极型晶体管，具有接地的发射极、连接到第二信号线的集电极以及接收施加至此的根据第二控制电压的电流的基板，第二控制电压控制第二切换单元中的开关操作；以及第四双极型晶体管，具有接地的集电极、连接到第二信号线的发射极以及接收施加至此的根据第二控制电压的电流的基板。在开启输入端子和输出端子之间的部分时，可降低输入端子和输出端子之间的插入损耗，并且在关闭输入端子和输出端子之间的部分时，可增大输入端子和输出端子之间的隔离。此外，可以降低第一切换单元和第二切换单元中每ー个的对于高频信号振幅的失真。因此，开关可进行切換，同时减少对于高频信号的振幅的失真。附图说明结合附图，通过以下具体实施方式，更清晰地理解本专利技术的以上和其他方面、特征和其他优点，其中:图1是根据本专利技术的第一实施方式的开关的示意性电路图；图2A是示出了在根据本专利技术的第一实施方式的开关中通过包含第四双极型晶体管所获得的效果的示图；图2B是示出了在根据本专利技术的第一实施方式的开关中通过包含第四双极型晶体管所获得的效果的示图；图3是根据本专利技术的第二实施方式的开关的示意性电路图；图4A是示出了在根据本专利技术的第二实施方式的开关中通过包含电容器所获得的效果的示图；以及图4B是示出了在根据本专利技术的第二实施方式的开关中通过包含电容器所获得的效果的示图。具体实施例方式现在參看附图，详细描述本专利技术的实施方式。同样，在说明书和附图中具有相同功能和结构的部件由相同的參考标号表示，并且省略对其的重复描述。在后文中，将经由一个输入端和两个输出端开启和关闭的单刀双掷(STOT)开关描述为根据本专利技术的实施方式的开关。此外，尽管为了便于说明而描述了具有一个输入端和两个输出端的SPDT开关，但任何ー个端子都可以是输入端或输出端。同样，根据本专利技术的实施方式的开关不限于SPDT开关。例如，根据本专利技术的实施方式的开关可为经由一个输入端和ー个输出端而开启或关闭的单刀单掷(SPST)开关或经由ー个输入端和三个以上的输出端开启或关闭的开关。根据本专利技术的实施方式的开关可被实现为各种开关，包括后文将描述的至少ー个第一切换单元(或第二切换单元)。(第一实施方式)图1是示出了根据本专利技术的第一实施方式的开关100的示意性电路图。[I]开关100的配置下面将描述根据本专利技术的实施方式的开关100。开关100包括高频信号输入到其中的输入端子CP、第一输出端子Pl、第二输出端子P2、连接在输入端子CP和第一输出端子Pl之间的第一切换单元102、以及连接在输入端子CP和第二输出端子P2之间的第二切換単元104。第一切换单元102通过第一输出端子Pl将输入到输入端子CP的高频信号选择性输出。同样，第二切换单元104通过第二输出端子P2将输入到输入端子CP的高频信号选择性输出。根据本专利技术的实施方式的高频信号的实例包括频率信号(例如，30kHz到300GHz的频率信号)，该频率信号用于无线通信中，诸如长波信号、中波信号、短波信号、特高频信号、超高频信号、微波信号以及毫米波信号。同样，根据本专利技术的实施方式的高频信号不限于此。例如，根据本专利技术的实施方式的高频信号可为低于30kHz的频率信号或高于300GHz的频率信号。在开关100中，第一切换单元102和第二切换单元104根据控制电压VcO、Vcl和Vc2的电压电平(高电平/低电平)而开启或关闭。具体地说，例如，在控制电压VcO的电压电平被固定为高电平的情况下，当控制电压Vcl (第一控制电压)的电压电平为低时第一切换单元102开启，并且当控制电压Vcl的电压电平为高时第一切换单元也开启。同样，例如，在控制电压VcO的电压电平被固定为高电平的情况下，当控制电压Vc2 (第二控制电压)的电压电平为低时，第二切换单元104开启，并且当控制电压Vc2的电压电平为高时第二切換単元也开启。第一切换单元102包括第一阻抗变压器MSTL1、第一双极型晶体管TRll以及第二双极型晶体管TRl2。第一阻抗变压器MSTLl设置在输入端子CP和第一输出端子Pl之间的第一信号线上，将高电阻转换成低电阻，以及将低电阻转换成高电阻。在本文中，第一阻抗变压器MSTLl可为(例如)所使用频率的1/4波长路径。在第一双极型晶体管TRll中，发射极接地，集电极连接到第一信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关，包括：输入端子，高频信号输入至所述输入端子；第一切换单元，连接在所述输入端子以及将输入至所述输入端子的所述高频信号输出的第一输出端子之间，并且通过所述第一输出端子将输入至所述输入端子的所述高频信号选择性输出；以及第二切换单元，连接在所述输入端子以及将输入至所述输入端子的所述高频信号输出的第二输出端子之间，并且通过所述第二输出端子将输入至所述输入端子的所述高频信号选择性输出，其中，所述第一切换单元包括：第一阻抗变压器，设置在所述输入端子和所述第一输出端子之间的第一信号线上，并且转换阻抗；第一双极型晶体管，具有接地的发射极、连接到所述第一信号线的集电极以及接收施加至其的根据第一控制电压的电流的基极，所述第一控制电压控制所述第一切换单元中的开关操作；以及第二双极型晶体管，具有接地的集电极、连接到所述第一信号线的发射极以及接收施加至其的根据第一控制电压的电流的基极，并且第二切换单元包括：第二阻抗变压器，设置在所述输入端子和所述第二输出端子之间的第二信号线上，并且转换阻抗；第三双极型晶体管，具有接地的发射极、连接到所述第二信号线的集电极以及接收施加至其的根据第二控制电压的电流的基极，所述第二控制电压控制所述第二切换单元中的开关操作；以及第四双极型晶体管，具有接地的集电极、连接到所述第二信号线的发射极以及接收施加至其的根据所述第二控制电压的电流的基极。...

【技术特征摘要】
2011.11.01 JP 2011-2405641.一种开关，包括: 输入端子，高频信号输入至所述输入端子； 第一切换单元，连接在所述输入端子以及将输入至所述输入端子的所述高频信号输出的第一输出端子之间，并且通过所述第一输出端子将输入至所述输入端子的所述高频信号选择性输出；以及 第二切换单元，连接在所述输入端子以及将输入至所述输入端子的所述高频信号输出的第二输出端子之间，并且通过所述第二输出端子将输入至所述输入端子的所述高频信号选择性输出， 其中，所述第一切换单元包括: 第一阻抗变压器，设置在所述输入端子和所述第一输出端子之间的第一信号线上，并且转换阻抗； 第一双极型晶体管，具有接地的发射极、连接到所述第一信号线的集电极以及接收施加至其的根据第一控制电压的电流的基极，所述第一控制电压控制所述第一切换单元中的开关操作；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹治康纪，乙部英一郎，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：